JP2019071160A - Nonvolatile memory inspection method and integrated circuit device - Google Patents

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Abstract

To inspect a nonvolatile memory without causing deterioration of normal memory cells due to repeated rewriting of data.SOLUTION: A nonvolatile memory inspection method, which is a method for inspecting a nonvolatile memory including a memory cell for which a transistor having a control gate, floating gate, source, and drain is provided, includes: a step S11 for bringing the memory cell into an erased state; a step S12 for bringing the drain in the transistor of the memory cell into a floating state, and applying a first potential and second potential to the control gate and source, respectively; a step S13 for reading data from the memory cell; and a step S14 for determining whether or not the memory cell is normal or defective on the basis of the data read from the memory cell.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリーの検査方法に関する。さらに、本発明は、そのような不揮発性メモリーを内蔵する集積回路装置等に関する。   The present invention relates to a method of inspecting an electrically rewritable non-volatile memory. Furthermore, the present invention relates to an integrated circuit device etc. incorporating such non-volatile memory.

近年においては、フラッシュメモリーやEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の電気的に書き換え可能な不揮発性メモリーや、そのような不揮発性メモリーを内蔵する集積回路装置が広く普及している。そのような不揮発性メモリー又は集積回路装置を製造又は使用する場合には、不揮発性メモリーの正常な動作を保証するために、書き換えの繰り返しによって不良となるメモリーセル(以下、「不良メモリーセル」という)が存在するか否かについて不揮発性メモリーを検査することが必要となる。   In recent years, electrically rewritable nonvolatile memories such as flash memories and electrically erasable programmable read-only memories (EEPROMs) and integrated circuit devices incorporating such nonvolatile memories are widely used. When manufacturing or using such a non-volatile memory or integrated circuit device, a memory cell (hereinafter referred to as a "defective memory cell") which becomes defective due to repeated rewriting to guarantee the normal operation of the non-volatile memory It is necessary to test non-volatile memory for the presence or absence of

不揮発性メモリーの検査において不良メモリーセルを特定できれば、不良メモリーセルを冗長メモリーセルで置換したり、又は、不良メモリーセルの数が所定の範囲内である場合には、エラー訂正等を行うことによって、不揮発性メモリーの正常な動作を確保することができる。あるいは、不良メモリーセルの数が所定の範囲を超えた場合には、不揮発性メモリーの寿命が尽きたことを認識することができる。   If defective memory cells can be identified in inspection of nonvolatile memory, defective memory cells are replaced with redundant memory cells, or if the number of defective memory cells is within a predetermined range, error correction etc. are performed. The normal operation of the non-volatile memory can be secured. Alternatively, when the number of defective memory cells exceeds a predetermined range, it can be recognized that the lifetime of the non-volatile memory has expired.

不揮発性メモリーを検査する際に、不良メモリーセルを初期特性に基づいて判別することは難しいので、実際にメモリーセルに対してデータの書き換えを繰り返し行って、不良メモリーセルを判別することが行われていた。しかしながら、メモリーセルに対してデータの書き換えを繰り返し行うと、検査のために長い時間を必要としたり、正常なメモリーセルの劣化(メモリーセルにおいてデータを記憶するトランジスターの閾値変動)による寿命の低下を招いてしまう。そこで、メモリーセルに対してデータの書き換えを繰り返し行うことなく、不揮発性メモリーを検査することが望まれている。   When testing a non-volatile memory, it is difficult to identify a defective memory cell based on initial characteristics, and therefore, rewriting of data is actually repeated on the memory cell to determine a defective memory cell. It was However, if data rewriting is repeatedly performed on a memory cell, a long time is required for inspection, and the lifetime is reduced due to deterioration of a normal memory cell (threshold fluctuation of a transistor storing data in the memory cell). It will invite you. Therefore, it is desirable to inspect non-volatile memory without repeatedly rewriting data in the memory cell.

関連する技術として、特許文献1には、選択されたメモリーセル以外のメモリーセルの閾値電圧が変化してしまうディスターブ現象が生じる可能性のあるメモリーセルを効率良く判定し、不良品か否かを効率良く判定することを目的とする半導体記憶装置の試験方法が開示されている。この試験方法は、複数のメモリーセルを備えた半導体記憶装置の試験方法であって、複数のメモリーセルの所定の端子にメモリーセルの読出時間と同じ又は近似する時間幅のパルス形状の電圧を同時期に所定時間において印加する段階と、電圧印加の後で、各メモリーセルのデータを読み出し、電圧印加の前のメモリーセルの初期データと比較する段階と、電圧印加の前後でデータが一致しないメモリーセルを、ディスターブが生じるメモリーセルと判定する段階とを含む。   As a related technology, Patent Document 1 efficiently determines a memory cell that may cause a disturb phenomenon in which the threshold voltage of a memory cell other than the selected memory cell changes, and determines whether it is a defective product or not. A test method of a semiconductor memory device is disclosed for the purpose of efficient determination. This test method is a test method of a semiconductor memory device provided with a plurality of memory cells, in which predetermined terminals of the plurality of memory cells have the same pulse voltage of the same or similar time width as the read time of the memory cells. The phase of applying for a predetermined period of time, the phase of reading data of each memory cell after voltage application, comparing with the initial data of the memory cell before voltage application, and the memory whose data do not match before and after voltage application Determining the cell as a memory cell in which a disturb occurs.

特許文献1の図2に示すBIST(ビルトインセルフテスト)モジュール15は、制御回路から、SPD(ショートパルスディスターブ)ストレス試験におけるパルス幅、電圧振幅、及び、パルス数(印加時間)に関するデータを受信し、受信したデータに対応するパルス電圧を生成する。BISTモジュール15は、この生成したパルス電圧をXデコーダー12に供給して、全てのメモリーセル21のゲート端子にほぼ同時(同時期)にパルス電圧を印加する。このとき、BISTモジュール15は、Yデコーダー13を制御して、すべてのメモリーセル21のソース端子及びドレイン端子が0Vとなるようにする。   A BIST (built-in self test) module 15 shown in FIG. 2 of Patent Document 1 receives, from the control circuit, data on pulse width, voltage amplitude and pulse number (application time) in SPD (short pulse disturb) stress test. , Generate a pulse voltage corresponding to the received data. The BIST module 15 supplies the generated pulse voltage to the X decoder 12 to apply the pulse voltage to the gate terminals of all the memory cells 21 almost simultaneously (simultaneously). At this time, the BIST module 15 controls the Y decoder 13 so that the source and drain terminals of all the memory cells 21 become 0V.

その際に、数μs程度で「L」レベル(0V)と「H」レベル(Vpp)とを交互に繰り返すパルス電圧が用いられ、印加時間は、例えば約2時間とされる。このテスト用電圧Vppは、メモリーセル21のデータの書き込み又は読み出しに用いられる電圧の2倍程度の電圧(例えば10V)である。   At that time, a pulse voltage that alternately repeats “L” level (0 V) and “H” level (Vpp) in several μs is used, and the application time is, for example, about 2 hours. The test voltage Vpp is a voltage (for example, 10 V) twice as high as the voltage used for writing or reading data of the memory cell 21.

特開2006−351088号公報(段落0006−0007、0020、0026−0027、図2)Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-351088 (Paragraphs 0006-0007, 0020, 0026-0027, FIG. 2)

特許文献1の試験方法は、メモリーセル21のゲート端子とソース端子の間、及び、ゲート端子とドレイン端子との間に高電圧のパルス電圧を印加するので、正常なメモリーセルの劣化が懸念される。また、特許文献1の試験方法は、ゲート端子にのみ高電圧を印加するので、ゲート酸化膜の欠陥によるゲート端子への電子抜けや、トンネル酸化膜の欠陥によるフローティングゲートへの電子注入を検出するのには有効であるが、ソース端子及びドレイン端子が0Vに維持されるので、メモリーセル21においてデータを記憶するトランジスターの不純物拡散領域と半導体基板又はウエルとの間にリーク電流が流れる欠陥を検出することはできない。   Since the test method of Patent Document 1 applies a pulse voltage of high voltage between the gate terminal and the source terminal of the memory cell 21 and between the gate terminal and the drain terminal, there is a concern about the deterioration of the normal memory cell. Ru. Moreover, since the test method of Patent Document 1 applies a high voltage only to the gate terminal, it detects electron leakage to the gate terminal due to a defect in the gate oxide film and electron injection to the floating gate due to a defect in the tunnel oxide film. Since the source and drain terminals are maintained at 0 V, a defect in which a leak current flows between the impurity diffusion region of the transistor storing data in the memory cell 21 and the semiconductor substrate or well is detected. You can not do it.

そこで、上記の点に鑑み、本発明の第1の目的は、データの書き換えを繰り返し行うことによる正常メモリーセルの劣化を招くことなく、不揮発性メモリーを検査できるようにすることである。また、本発明の第2の目的は、メモリーセルにおいてデータを記憶するトランジスターの不純物拡散領域と半導体基板又はウエルとの間にリーク電流が流れる欠陥についても検出できるようにすることである。さらに、本発明の第3の目的は、そのような不揮発性メモリーを内蔵した集積回路装置等を提供することである。   Therefore, in view of the above point, a first object of the present invention is to enable inspection of a non-volatile memory without causing deterioration of a normal memory cell due to repeated data rewriting. A second object of the present invention is to enable detection of a defect in which a leak current flows between an impurity diffusion region of a transistor storing data in a memory cell and a semiconductor substrate or well. Furthermore, a third object of the present invention is to provide an integrated circuit device or the like incorporating such non-volatile memory.

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされた。本発明の1つの観点に係る不揮発性メモリーの検査方法は、コントロールゲート、フローティングゲート、ソース、及び、ドレインを有するトランジスターが設けられたメモリーセルを含む不揮発性メモリーの検査方法であって、メモリーセルを消去状態にするステップ(a)と、メモリーセルのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに第1の電位及び第2の電位をそれぞれ印加するステップ(b)と、メモリーセルからデータを読み出すステップ(c)と、メモリーセルから読み出されたデータに基づいて、メモリーセルが正常であるか不良であるかを判定するステップ(d)とを備える。   The present invention was made to solve at least a part of the above-mentioned problems. A method of testing a non-volatile memory according to one aspect of the present invention is a method of testing a non-volatile memory including a memory cell provided with a transistor having a control gate, a floating gate, a source, and a drain. Step (a) to put the memory into the erased state, step (b) to put the drain in the floating state and apply the first potential and the second potential to the control gate and the source, respectively, The method comprises: (c) reading data from the cell; and (d) determining whether the memory cell is normal or defective based on the data read from the memory cell.

本発明の1つの観点に係る不揮発性メモリーの検査方法によれば、メモリーセルを消去状態にしておき、メモリーセルのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに第1の電位及び第2の電位をそれぞれ印加する試験を行うことにより、不良メモリーセルにおいては、例えば、ドレインと半導体基板又はウエルとの間に存在する欠陥リーク経路にリーク電流が流れてホットキャリアが発生し、トランジスターの閾値電圧が変化する。一方、正常なメモリーセルは、ホットキャリアの影響を受けず、トランジスターの閾値電圧が変化しない。従って、試験後にメモリーセルから読み出されたデータに基づいてメモリーセルが正常であるか不良であるかを判定することにより、データの書き換えを繰り返し行うことによる正常メモリーセルの劣化を招くことなく、不揮発性メモリーを検査することができる。   According to the method of testing a non-volatile memory according to one aspect of the present invention, the memory cell is in the erased state, the drain of the memory cell transistor is in the floating state, and the first potential is applied to the control gate and the source. In the defective memory cell, for example, a leak current flows in a defect leak path existing between the drain and the semiconductor substrate or well and hot carriers are generated by performing a test in which the second potential and the second potential are respectively applied. The threshold voltage of the transistor changes. On the other hand, a normal memory cell is not affected by hot carriers, and the threshold voltage of the transistor does not change. Therefore, by determining whether the memory cell is normal or defective based on the data read from the memory cell after the test, it is possible to prevent the deterioration of the normal memory cell due to repeated data rewriting. Nonvolatile memory can be examined.

ここで、ステップ(c)が、メモリーセルのトランジスターに対して、コントロールゲート及びソースに第3の電位及び基準電位をそれぞれ印加し、ドレイン電流の大きさに基づいてメモリーセルからデータを読み出すことを含んでも良い。電位の設定に関しては、メモリーセルのトランジスターがNチャネルトランジスターである場合に、第1の電位が第3の電位よりも高く、かつ、第2の電位が基準電位よりも高く設定されることが望ましい。一方、メモリーセルのトランジスターがPチャネルトランジスターである場合には、第1の電位が第3の電位よりも低く、かつ、第2の電位が基準電位よりも低く設定されることが望ましい。それにより、ステップ(b)において、不良メモリーセルのトランジスターにリーク電流を流してホットキャリアを発生させて、トランジスターの閾値電圧を変化させることができる。   Here, the step (c) applies the third potential and the reference potential to the control gate and the source respectively to the memory cell transistor, and reads data from the memory cell based on the magnitude of the drain current. It may be included. Regarding the setting of the potentials, when the memory cell transistor is an N-channel transistor, it is desirable that the first potential is set higher than the third potential and the second potential is set higher than the reference potential. . On the other hand, when the transistor of the memory cell is a P-channel transistor, it is desirable that the first potential is set lower than the third potential and the second potential is set lower than the reference potential. As a result, in step (b), a leak current can be supplied to the transistor of the defective memory cell to generate hot carriers, and the threshold voltage of the transistor can be changed.

また、ステップ(a)が、メモリーセルのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに基準電位及び第4の電位をそれぞれ印加して、メモリーセルを消去状態にすることを含んでも良い。電位の設定に関しては、メモリーセルのトランジスターがNチャネルトランジスターである場合に、第1の電位及び第2の電位が第4の電位以上に設定されることが望ましい。一方、メモリーセルのトランジスターがPチャネルトランジスターである場合には、第1の電位及び第2の電位が第4の電位以下に設定されることが望ましい。それにより、ステップ(b)において、不良メモリーセルのトランジスターに大きなリーク電流を流して十分なホットキャリアを発生させて、試験時間を短縮することができる。   Step (a) includes putting the drain in the floating state and applying the reference potential and the fourth potential to the control gate and the source, respectively, to put the memory cell into the erased state with respect to the memory cell transistor. But it is good. Regarding the setting of the potential, when the transistor of the memory cell is an N-channel transistor, it is desirable that the first potential and the second potential be set to the fourth potential or more. On the other hand, when the transistor of the memory cell is a P-channel transistor, it is desirable that the first potential and the second potential be set equal to or lower than the fourth potential. As a result, in step (b), a large leak current can be supplied to the transistor of the defective memory cell to generate sufficient hot carriers, thereby shortening the test time.

さらに、ステップ(d)が、メモリーセルから読み出されたデータが消去状態のメモリーセルにおけるデータと異なる場合に、メモリーセルが不良であると判定することを含んでも良い。ステップ(a)においてメモリーセルが消去状態となっているので、消去状態のメモリーセルにおけるデータと異なるデータが読み出された場合には、ステップ(b)においてリーク電流によるトランジスターの閾値電圧の変化によってデータが変化したものと判定することができる。   Further, step (d) may include determining that the memory cell is defective if the data read from the memory cell is different from the data in the erased memory cell. Since the memory cell is in the erased state in step (a), when data different from the data in the memory cell in the erased state is read, the threshold voltage of the transistor is changed due to leakage current in step (b). It can be determined that the data has changed.

以上において、不揮発性メモリーの検査方法は、不良であると判定されたメモリーセルを冗長メモリーセルに置き換えるステップ(e)をさらに備えても良い。それにより、不良メモリーセルが存在する場合においても、不揮発性メモリーの正常な動作を確保することができる。   In the above, the non-volatile memory inspection method may further include the step (e) of replacing a memory cell determined to be defective with a redundant memory cell. As a result, even in the presence of a defective memory cell, normal operation of the nonvolatile memory can be ensured.

また、不揮発性メモリーが、メモリーセルのトランジスターのコントロールゲートを駆動するワード線駆動回路と、メモリーセルのトランジスターのソースを駆動するソース線駆動回路とをさらに含み、ステップ(b)が、少なくともソース線駆動回路に供給される電源電流が定常状態において所定の値よりも大きいか否かに応じて、不揮発性メモリーに不良メモリーセルが存在するか否かを判定することを含み、ステップ(c)が、不良メモリーセルが存在すると判定された不揮発性メモリーに含まれているメモリーセルのみからデータを読み出すことを含んでも良い。そのようにすれば、不揮発性メモリーに不良メモリーセルが存在しないと判定された場合にデータの読み出しを省略することにより、不揮発性メモリーの検査時間を短縮することができる。   In addition, the non-volatile memory further includes a word line drive circuit driving the control gate of the memory cell transistor and a source line drive circuit driving the source of the memory cell transistor, and step (b) includes at least the source line. Determining whether or not there is a defective memory cell in the non-volatile memory depending on whether or not the power supply current supplied to the drive circuit is larger than a predetermined value in the steady state; And reading data only from memory cells included in the non-volatile memory determined to have a defective memory cell. By doing so, the inspection time of the non-volatile memory can be shortened by omitting the reading of data when it is determined that there is no defective memory cell in the non-volatile memory.

あるいは、不揮発性メモリーが、複数のブロックに分割された複数のメモリーセルを含み、ステップ(b)が、複数のブロックの内から1つのブロックを順次選択し、選択されたブロックに含まれているメモリーセルのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに第1及び第2の電位をそれぞれ印加する一方、選択されていないブロックに含まれているメモリーセルのトランジスターに対しては、第1及び第2の電位を印加しないことを含むようにしても良い。このように、ブロック単位でメモリーセルの試験を行うことにより、メモリーセルを試験する際に電源回路等に瞬間的にかかる負荷を低減することができる。   Alternatively, the non-volatile memory includes a plurality of memory cells divided into a plurality of blocks, and step (b) sequentially selects one block from the plurality of blocks and is included in the selected block. For the memory cell transistor, the drain is brought into a floating state, the first and second potentials are applied to the control gate and the source, respectively, while for the memory cell transistor included in the non-selected block, , And may not include application of the first and second potentials. As described above, by testing the memory cell in units of blocks, it is possible to reduce the load that is momentarily applied to the power supply circuit or the like when testing the memory cell.

その場合に、不揮発性メモリーが、選択されたブロックに含まれているメモリーセルのトランジスターのコントロールゲートを駆動するワード線駆動回路と、選択されたブロックに含まれているメモリーセルのトランジスターのソースを駆動するソース線駆動回路とをさらに含み、ステップ(b)が、少なくともソース線駆動回路に供給される電源電流が定常状態において所定の値よりも大きいか否かに応じて、選択されたブロックに不良メモリーセルが存在するか否かを判定することを含み、ステップ(c)が、不良メモリーセルが存在すると判定されたブロックに含まれているメモリーセルのみからデータを読み出すことを含むようにしても良い。そのようにすれば、ステップ(b)において不良メモリーセルが存在しないと判定されたブロックについてはデータの読み出しを省略することにより、不揮発性メモリーの検査時間を短縮することができる。   In that case, the non-volatile memory is a word line drive circuit for driving the control gate of the memory cell transistor included in the selected block, and the source of the memory cell transistor included in the selected block. And the source line drive circuit to be driven, wherein step (b) selects at least the selected block depending on whether the power supply current supplied to the source line drive circuit is larger than a predetermined value in the steady state. The step (c) may include reading data only from the memory cells included in the block determined to have the defective memory cell, including determining whether the defective memory cell exists or not. . By doing so, the inspection time of the non-volatile memory can be shortened by omitting the data reading for the block determined in step (b) that there is no defective memory cell.

本発明の1つの観点に係る集積回路装置は、コントロールゲート、フローティングゲート、ソース、及び、ドレインを有するトランジスターが設けられたメモリーセルと、メモリーセルのトランジスターのコントロールゲートを駆動するワード線駆動回路と、メモリーセルのトランジスターのソースを駆動するソース線駆動回路と、メモリーセルのトランジスターのドレインに接続されたスイッチ回路と、スイッチ回路を介してメモリーセルのトランジスターのドレインに接続可能であり、試験モードにおいて、スイッチ回路をオフさせてドレインをフローティング状態とし、コントロールゲートに第1の電位を印加するようにワード線駆動回路を制御すると共に、ソースに第2の電位を印加するようにソース線駆動回路を制御し、読み出しモードにおいて、コントロールゲートに第3の電位を印加するようにワード線駆動回路を制御すると共に、ソースに基準電位を印加するようにソース線駆動回路を制御し、スイッチ回路をオンさせて、ドレイン電流の大きさに基づいてメモリーセルからデータを読み出すメモリー制御回路とを備える。電位の設定に関しては、メモリーセルのトランジスターがNチャネルトランジスターである場合に、第1の電位が第3の電位よりも高く、かつ、第2の電位が基準電位よりも高く設定される。一方、メモリーセルのトランジスターがPチャネルトランジスターである場合には、第1の電位が第3の電位よりも低く、かつ、第2の電位が基準電位よりも低く設定される。   An integrated circuit device according to one aspect of the present invention includes a memory cell provided with a transistor having a control gate, a floating gate, a source, and a drain, and a word line drive circuit for driving a control gate of the memory cell transistor. A source line drive circuit for driving the source of the memory cell transistor, a switch circuit connected to the drain of the memory cell transistor, and a drain of the memory cell via the switch circuit, which can be connected in test mode The word line drive circuit is controlled to turn off the switch circuit to bring the drain into a floating state and to control the word line drive circuit to apply the first potential to the control gate and to apply the second potential to the source. Control and read Control the word line drive circuit to apply the third potential to the control gate and control the source line drive circuit to apply the reference potential to the source to turn on the switch circuit; And a memory control circuit for reading data from the memory cell based on the magnitude of the current. Regarding the setting of the potential, when the transistor of the memory cell is an N-channel transistor, the first potential is set to be higher than the third potential, and the second potential is set to be higher than the reference potential. On the other hand, when the transistor of the memory cell is a P-channel transistor, the first potential is set lower than the third potential, and the second potential is set lower than the reference potential.

本発明の1つの観点に係る集積回路装置によれば、試験モードにおいて、メモリー制御回路が、スイッチ回路をオフさせてメモリーセルのトランジスターのドレインをフローティング状態とし、コントロールゲートに第1の電位を印加するようにワード線駆動回路を制御すると共に、ソースに第2の電位を印加するようにソース線駆動回路を制御することにより、不良メモリーセルにおいては、例えば、ドレインと半導体基板又はウエルとの間に存在する欠陥リーク経路にリーク電流が流れてホットキャリアが発生し、消去状態に対してトランジスターの閾値電圧が変化する。一方、正常なメモリーセルは、ホットキャリアの影響を受けず、消去状態に対してトランジスターの閾値電圧が変化しない。従って、読み出しモードにおいてメモリーセルから読み出されたデータに基づいてメモリーセルが正常であるか不良であるかを判定することにより、データの書き換えを繰り返し行うことによる正常メモリーセルの劣化を招くことなく、不揮発性メモリーを検査することができる。   According to the integrated circuit device of one aspect of the present invention, in the test mode, the memory control circuit turns off the switch circuit to set the drain of the memory cell transistor in a floating state and apply the first potential to the control gate. In the defective memory cell, for example, between the drain and the semiconductor substrate or the well by controlling the word line drive circuit to control the source line drive circuit to apply the second potential to the source. Leakage current flows in the defect leak path existing in the circuit, hot carriers are generated, and the threshold voltage of the transistor changes with respect to the erased state. On the other hand, a normal memory cell is not affected by hot carriers, and the threshold voltage of the transistor does not change with respect to the erased state. Therefore, by determining whether the memory cell is normal or defective based on the data read from the memory cell in the read mode, it is possible to prevent the deterioration of the normal memory cell due to repeated data rewriting. , Non-volatile memory can be inspected.

ここで、メモリー制御回路が、消去モードにおいて、スイッチ回路をオフさせてドレインをフローティング状態とし、コントロールゲートに基準電位を印加するようにワード線駆動回路を制御すると共に、ソースに第4の電位を印加するようにソース線駆動回路を制御しても良い。電位の設定に関しては、メモリーセルのトランジスターがNチャネルトランジスターである場合に、第1の電位及び第2の電位が第4の電位以上に設定されることが望ましい。一方、メモリーセルのトランジスターがPチャネルトランジスターである場合には、第1の電位及び第2の電位が第4の電位以下に設定されることが望ましい。それにより、消去モードにおいて、メモリーセルを消去状態にしておき、試験モードにおいて、不良メモリーセルのトランジスターに大きなリーク電流を流して十分なホットキャリアを発生させて、試験時間を短縮することができる。   Here, in the erase mode, the memory control circuit turns off the switch circuit to set the drain in a floating state and controls the word line drive circuit to apply the reference potential to the control gate, and the fourth potential is applied to the source. The source line driver circuit may be controlled to apply a voltage. Regarding the setting of the potential, when the transistor of the memory cell is an N-channel transistor, it is desirable that the first potential and the second potential be set to the fourth potential or more. On the other hand, when the transistor of the memory cell is a P-channel transistor, it is desirable that the first potential and the second potential be set equal to or lower than the fourth potential. Thus, in the erase mode, the memory cell is kept in the erase state, and in the test mode, a large leak current can be supplied to the transistor of the defective memory cell to generate sufficient hot carriers, thereby shortening the test time.

本発明の第1の実施形態に係る集積回路装置の構成例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す集積回路装置の一部の構成例を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a part of the integrated circuit device shown in FIG. 試験モードにおける複数のメモリーセルの状態を模式的に示す回路図。The circuit diagram which shows typically the state of the several memory cell in test mode. 書き込みモード及び試験モードにおけるトランジスターの状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state of the transistor in write mode and test mode. 本発明の第1の実施形態に係る不揮発性メモリーの検査方法を示すフロー図。FIG. 2 is a flow chart showing the inspection method of the nonvolatile memory according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る集積回路装置の一部の構成例を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a configuration of part of an integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る不揮発性メモリーの検査方法を示すフロー図。FIG. 7 is a flowchart showing a method of inspecting a nonvolatile memory according to a second embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
本発明は、フラッシュメモリーやEEPROM等の電気的に書き換え可能な不揮発性メモリーや、そのような不揮発性メモリーを内蔵する集積回路装置に適用可能である。また、本発明に係る集積回路装置は、不揮発性メモリーのみを内蔵しても良いし、不揮発性メモリーに加えて、所定の機能を有するディジタル回路又はアナログ回路を内蔵しても良い。以下においては、一例として、フラッシュメモリーを内蔵する集積回路装置の実施形態について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same components, and the overlapping description is omitted.
The present invention is applicable to electrically rewritable nonvolatile memories such as flash memories and EEPROMs, and integrated circuit devices incorporating such nonvolatile memories. Further, the integrated circuit device according to the present invention may incorporate only a non-volatile memory or may incorporate a digital circuit or an analog circuit having a predetermined function in addition to the non-volatile memory. Hereinafter, an embodiment of an integrated circuit device incorporating a flash memory will be described as an example.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る集積回路装置の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、この集積回路装置は、メモリーセルアレイ10と、電源回路20と、ワード線昇圧回路30と、ワード線駆動回路40と、ソース線駆動回路50と、スイッチ回路60と、メモリー制御回路70とを含む不揮発性メモリーを内蔵している。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the integrated circuit device includes a memory cell array 10, a power supply circuit 20, a word line booster circuit 30, a word line drive circuit 40, a source line drive circuit 50, a switch circuit 60, and a memory. A non-volatile memory including the control circuit 70 is incorporated.

メモリーセルアレイ10は、行方向(図中横方向)及び列方向(図中縦方向)にマトリックス状に配置された複数のメモリーセルを含んでいる。本実施形態において、それらのメモリーセルは、m行n列に配置されている(m、n≧2)。各々のメモリーセルは、1ビットのデータを記憶する不揮発性のメモリーセルである。   Memory cell array 10 includes a plurality of memory cells arranged in a matrix in the row direction (horizontal direction in the figure) and the column direction (vertical direction in the figure). In the present embodiment, the memory cells are arranged in m rows and n columns (m, n22). Each memory cell is a non-volatile memory cell storing one bit of data.

また、メモリーセルアレイ10は、複数のワード線WL0、WL1、・・・、WLmと、複数のソース線SL0、SL1、・・・、SLmと、複数のビット線BL0、BL1、・・・、BLnとを含んでいる。それらのワード線及びソース線の各々は、それぞれの行に配置された複数のメモリーセルに接続されている。また、それらのビット線の各々は、それぞれの列に配置された複数のメモリーセルに接続されている。   The memory cell array 10 includes a plurality of word lines WL0, WL1,..., WLm, a plurality of source lines SL0, SL1,..., SLm and a plurality of bit lines BL0, BL1,. And contains. Each of the word line and the source line is connected to a plurality of memory cells arranged in each row. Also, each of those bit lines is connected to a plurality of memory cells arranged in each column.

電源回路20には、例えば、ロジック回路用のロジック電源電位VDDと、メモリーセル試験用の高電源電位VP1及びVP2と、データ書き込み及び消去用の高電源電位VP3と、基準電源電位VSSとが、外部から供給される。あるいは、電源回路20は、外部から供給される複数の電源電位の内の少なくとも1つの電源電位を昇圧又は降圧することにより、他の電源電位を生成しても良い。   The power supply circuit 20 includes, for example, a logic power supply potential VDD for a logic circuit, high power supply potentials VP1 and VP2 for memory cell test, a high power supply potential VP3 for data writing and erasing, and a reference power supply potential VSS. It is supplied from the outside. Alternatively, the power supply circuit 20 may generate another power supply potential by stepping up or down the power supply potential of at least one of a plurality of externally supplied power supply potentials.

本実施形態において、基準電源電位VSSは、他の電位に対して相対的な基準となる最も低い電位(基準電位)であり、不揮発性メモリーの各部、及び、集積回路装置のP型半導体基板又はPウエルに供給される。基準電源電位VSSは、如何なる値であっても良いが、以下においては、基準電源電位VSSが接地電位0Vである場合について説明する。   In the present embodiment, the reference power supply potential VSS is the lowest potential (reference potential) that is a reference relative to other potentials, and each part of the non-volatile memory and the P-type semiconductor substrate of the integrated circuit device or P well is supplied. The reference power supply potential VSS may have any value, but in the following, the case where the reference power supply potential VSS is the ground potential 0 V will be described.

ロジック電源電位VDDは、例えば、1.2V〜1.8V程度であり、電子機器において不揮発性メモリーと共に使用されるマイクロコンピューター等の電源電位と共用されても良い。高電源電位VP1〜VP3は、例えば、5V〜10V程度であり、高電源電位VP1〜VP3の内の2つ又は3つが等しい電位であっても良い。   The logic power supply potential VDD is, for example, about 1.2 V to 1.8 V, and may be shared with a power supply potential of a microcomputer or the like used together with a nonvolatile memory in the electronic device. The high power supply potentials VP1 to VP3 are, for example, about 5 V to 10 V, and two or three of the high power supply potentials VP1 to VP3 may be equal.

電源回路20は、ロジック電源電位VDDをメモリー制御回路70に供給すると共に、メモリー制御回路70の制御の下で、ロジック電源電位VDD、及び、高電源電位VP1〜VP3を、必要に応じて不揮発性メモリーの各部に供給する。図1においては、電源回路20からワード線昇圧回路30に供給される電源電位がワード線電源電位VWLとして示されており、電源回路20からソース線駆動回路50に供給される電源電位がソース線電源電位VSLとして示されている。   The power supply circuit 20 supplies the logic power supply potential VDD to the memory control circuit 70, and under the control of the memory control circuit 70, the logic power supply potential VDD and the high power supply potentials VP1 to VP3 are nonvolatile as needed. Supply to each part of memory. In FIG. 1, the power supply potential supplied from power supply circuit 20 to word line boosting circuit 30 is shown as word line power supply potential VWL, and the power supply potential supplied from power supply circuit 20 to source line drive circuit 50 is the source line. It is shown as power supply potential VSL.

本実施形態においては、データの書き換えを繰り返し行うことによる正常メモリーセルの劣化を招くことなく不揮発性メモリーを検査するために、メモリーセルにおいてデータを記憶するトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲートに高電源電位VP1を第1の電位として印加すると共に、ソースに高電源電位VP2を第2の電位として印加する試験モードが用いられる。   In this embodiment, in order to inspect the non-volatile memory without causing deterioration of the normal memory cell due to repeated data rewriting, the drain of the transistor for storing data in the memory cell is brought into a floating state. A test mode is used in which the high power supply potential VP1 is applied as the first potential to the control gate and the high power supply potential VP2 is applied as the second potential to the source.

メモリーセルアレイ10に不良メモリーセルが存在する場合には、試験モードにおいて、不良メモリーセルのトランジスターにリーク電流が流れてホットキャリアが発生し、トランジスターの閾値電圧が変化する。試験モードにおいて、電源回路20は、高電源電位VP1をワード線昇圧回路30に供給すると共に、高電源電位VP2をソース線駆動回路50に供給する。ワード線昇圧回路30は、電源回路20から供給される高電源電位VP1をワード線駆動回路40に供給する。   When a defective memory cell exists in the memory cell array 10, in the test mode, a leak current flows through the transistor of the defective memory cell to generate hot carriers, and the threshold voltage of the transistor changes. In the test mode, the power supply circuit 20 supplies the high power supply potential VP1 to the word line boosting circuit 30, and supplies the high power supply potential VP2 to the source line drive circuit 50. The word line boosting circuit 30 supplies the high power supply potential VP1 supplied from the power supply circuit 20 to the word line drive circuit 40.

また、メモリーセルからデータを読み出す読み出しモードにおいて、電源回路20は、ロジック電源電位VDDをワード線昇圧回路30及びソース線駆動回路50に供給する。ワード線昇圧回路30は、電源回路20から供給されるロジック電源電位VDDを上昇させてワード線昇圧電位VUPを生成し、ワード線昇圧電位VUPを第3の電位としてワード線駆動回路40に供給する。   Further, in the read mode in which data is read from the memory cell, the power supply circuit 20 supplies the logic power supply potential VDD to the word line booster circuit 30 and the source line drive circuit 50. Word line booster circuit 30 raises logic power supply potential VDD supplied from power supply circuit 20 to generate word line boosted potential VUP, and supplies word line boosted potential VUP as a third potential to word line drive circuit 40. .

メモリーセルにデータを書き込む書き込みモード、及び、メモリーセルを消去状態にする消去モードにおいては、高電源電位VP3が第4の電位として用いられる。書き込みモード及び消去モードにおいて、電源回路20は、高電源電位VP3をワード線昇圧回路30及びソース線駆動回路50に供給する。ワード線昇圧回路30は、電源回路20から供給される高電源電位VP3をワード線駆動回路40に供給する。   The high power supply potential VP3 is used as the fourth potential in the write mode for writing data to the memory cell and the erase mode for putting the memory cell in the erase state. In the write mode and the erase mode, power supply circuit 20 supplies high power supply potential VP3 to word line booster circuit 30 and source line drive circuit 50. The word line boosting circuit 30 supplies the high power supply potential VP3 supplied from the power supply circuit 20 to the word line drive circuit 40.

ワード線駆動回路40は、複数のワード線WL0、WL1、・・・、WLmに接続されており、メモリー制御回路70によって選択されるワード線を駆動する。ソース線駆動回路50は、複数のソース線SL1、SL2、・・・、SLmに接続されており、メモリー制御回路70によって選択されるソース線を駆動する。   The word line drive circuit 40 is connected to the plurality of word lines WL 0, WL 1,..., WLm, and drives the word line selected by the memory control circuit 70. The source line drive circuit 50 is connected to the plurality of source lines SL1, SL2,..., SLm, and drives the source line selected by the memory control circuit 70.

スイッチ回路60は、例えば、複数のビット線BL0、BL1、・・・、BLnの経路にそれぞれ接続された複数のトランジスターを含み、それらのトランジスターは、メモリー制御回路70の制御の下でオン又はオフする。メモリー制御回路70は、スイッチ回路60を介して、複数のビット線BL0、BL1、・・・、BLnに接続されたメモリーセルに接続可能となっている。   Switch circuit 60 includes, for example, a plurality of transistors respectively connected to a path of a plurality of bit lines BL0, BL1,..., BLn, which are turned on or off under control of memory control circuit 70. Do. The memory control circuit 70 can be connected to the memory cells connected to the plurality of bit lines BL0, BL1,..., BLn via the switch circuit 60.

メモリー制御回路70は、例えば、組み合わせ回路及び順序回路を含む論理回路や、アナログ回路等で構成される。メモリー制御回路70には、チップセレクト信号CS、モードセレクト信号MS、動作クロック信号CK、及び、アドレス信号ADが供給される。メモリー制御回路70は、チップセレクト信号CSによって不揮発性メモリーが選択されたときに、モードセレクト信号MSに従って、不揮発性メモリーを、書き込みモード、消去モード、試験モード、又は、読み出しモードに設定する。ただし、モードセレクト信号MSが検査モードを表す場合には、メモリー制御回路70が、不揮発性メモリーを、消去モード、試験モード、及び、読み出しモードに順次設定しても良い。   The memory control circuit 70 includes, for example, a logic circuit including a combinational circuit and a sequential circuit, an analog circuit, and the like. The memory control circuit 70 is supplied with a chip select signal CS, a mode select signal MS, an operation clock signal CK, and an address signal AD. When the non-volatile memory is selected by the chip select signal CS, the memory control circuit 70 sets the non-volatile memory to a write mode, an erase mode, a test mode, or a read mode according to the mode select signal MS. However, when the mode select signal MS indicates the inspection mode, the memory control circuit 70 may sequentially set the nonvolatile memory to the erase mode, the test mode, and the read mode.

書き込みモード及び読み出しモードにおいて、メモリー制御回路70は、動作クロック信号CKに同期して、アドレス信号ADによって指定されるメモリーセルにアクセスするように不揮発性メモリーの各部を制御する。例えば、書き込みモードにおいて、メモリー制御回路70は、書き込みデータを入力し、アドレス信号ADによって指定されるメモリーセルにデータを書き込むように不揮発性メモリーの各部を制御する。また、読み出しモードにおいて、メモリー制御回路70は、アドレス信号ADによって指定されるメモリーセルからデータを読み出すように不揮発性メモリーの各部を制御し、読み出しデータを出力する。   In the write mode and the read mode, the memory control circuit 70 controls each portion of the non-volatile memory to access the memory cell specified by the address signal AD in synchronization with the operation clock signal CK. For example, in the write mode, the memory control circuit 70 inputs write data, and controls each part of the non-volatile memory to write data in the memory cell specified by the address signal AD. In the read mode, the memory control circuit 70 controls each part of the non-volatile memory to read data from the memory cell specified by the address signal AD, and outputs read data.

読み出しモードにおいて、メモリー制御回路70は、アドレス信号ADによって指定されるメモリーセルに接続されたスイッチ回路60のトランジスターをオンさせて、そのメモリーセルに流れる読み出し電流に基づいてデータを読み出す。その際に、メモリー制御回路70は、リファレンスセル70aに流れる読み出し電流を基準として用いることにより、アドレス信号ADによって指定されるメモリーセルに流れる読み出し電流に基づいて、読み出しデータが「0」であるか「1」であるかを判定しても良い。   In the read mode, the memory control circuit 70 turns on the transistor of the switch circuit 60 connected to the memory cell specified by the address signal AD, and reads data based on the read current flowing to the memory cell. At this time, the memory control circuit 70 uses the read current flowing in the reference cell 70 a as a reference to determine whether the read data is “0” based on the read current flowing in the memory cell specified by the address signal AD. It may be determined whether it is "1".

図2は、図1に示す集積回路装置の一部の構成例を示す回路図である。例えば、メモリーセルアレイは、2048行のメモリーセルを含んでおり、1行のメモリーセルは、1024個のメモリーセルを含み、128個の8ビットデータを記憶することができる。各々のメモリーセルMCは、コントロールゲート、フローティングゲート、ソース、及び、ドレインを有して1ビットのデータを記憶するNチャネルMOSトランジスターを含んでいる。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a part of the integrated circuit device shown in FIG. For example, the memory cell array includes 2048 rows of memory cells, and one row of memory cells includes 1024 memory cells and can store 128 8-bit data. Each memory cell MC includes an N-channel MOS transistor having a control gate, a floating gate, a source, and a drain to store one bit of data.

ワード線WL0〜WLmの各々は、それぞれの行に配置された複数のメモリーセルMCのトランジスターのコントロールゲートに接続されている。ソース線SL0〜SLmの各々は、それぞれの行に配置された複数のメモリーセルMCのトランジスターのソースに接続されている。また、ビット線BL0〜BLnの各々は、それぞれの列に配置された複数のメモリーセルMCのトランジスターのドレインに接続されている。   Each of word lines WL0 to WLm is connected to the control gate of the transistor of the plurality of memory cells MC arranged in each row. Each of source lines SL0 to SLm is connected to the sources of the transistors of the plurality of memory cells MC arranged in each row. Further, each of the bit lines BL0 to BLn is connected to the drains of the transistors of the plurality of memory cells MC arranged in each column.

ワード線駆動回路40(図1)は、ワード線WL0〜WLmに接続されたメモリーセルMCのトランジスターのコントロールゲートを駆動する複数のワード線ドライバー41と、複数のNチャネルMOSトランジスター42と、ワード線ドライバー41の高電位側電源電位を供給するインバーター43とを含んでいる。各々のワード線ドライバー41は、例えば、レベルシフター、バッファー回路、又は、インバーター等で構成される。各々のワード線ドライバー41には、インバーター43からワード線電源電位VWL又はワード線昇圧電位VUPが供給される。   Word line drive circuit 40 (FIG. 1) includes a plurality of word line drivers 41 for driving control gates of the transistors of memory cells MC connected to word lines WL0 to WLm, a plurality of N channel MOS transistors 42, and word lines. And an inverter 43 for supplying a high potential side power supply potential of the driver 41. Each word line driver 41 is configured by, for example, a level shifter, a buffer circuit, or an inverter. The word line power supply potential VWL or the word line boosted potential VUP is supplied from the inverter 43 to each word line driver 41.

複数のワード線ドライバー41の入力端子には、メモリーセルアレイを構成する複数のメモリーセルの内から1行又は複数行のメモリーセルを選択する際にハイレベルに活性化されるハイアクティブの行選択信号SW0〜SWmが、メモリー制御回路70から入力される。ワード線ドライバー41は、行選択信号がアクティブであるときに、ワード線電源電位VWL又はワード線昇圧電位VUPをワード線に出力し、行選択信号がノンアクティブであるときに、基準電源電位VSSをワード線に出力する。   A high active row selection signal activated to a high level when selecting one or more rows of memory cells from among the plurality of memory cells constituting the memory cell array is input to the input terminals of the plurality of word line drivers 41. SW0 to SWm are input from the memory control circuit 70. Word line driver 41 outputs word line power supply potential VWL or word line boosted potential VUP to the word line when the row selection signal is active, and the reference power supply potential VSS when the row selection signal is non-active. Output to word line.

ソース線駆動回路50(図1)は、ソース線SL0〜SLmに接続されたメモリーセルMCのトランジスターのソースを駆動するために、ソース線ドライバー51と、ソース線ドライバー51の出力端子とソース線SL0〜SLmとの間にドレイン・ソース経路が接続された複数のトランスミッションゲートTGと、複数のインバーター52とを含んでいる。ソース線ドライバー51は、例えば、レベルシフター、バッファー回路、又は、インバーター等で構成される。   Source line drive circuit 50 (FIG. 1) drives source of the transistor of memory cell MC connected to source lines SL0 to SLm, source line driver 51, an output terminal of source line driver 51, and source line SL0. .About.SLm, and include a plurality of inverters 52 and a plurality of transmission gates TG whose drain-source paths are connected to each other. The source line driver 51 is configured by, for example, a level shifter, a buffer circuit, or an inverter.

ソース線ドライバー51には、電源回路20(図1)からソース線電源電位VSLが供給される。ソース線ドライバー51の入力端子には、ソース線に高電源電位を印加する際にハイレベルに活性化されるハイアクティブのソース線駆動信号SSLが、メモリー制御回路70から入力される。ソース線ドライバー51は、ソース線駆動信号SSLがアクティブであるときに、ソース線電源電位VSLを出力し、ソース線駆動信号SSLがノンアクティブであるときに、基準電源電位VSSを出力する。   The source line power supply potential VSL is supplied to the source line driver 51 from the power supply circuit 20 (FIG. 1). A high active source line drive signal SSL, which is activated to a high level when applying a high power supply potential to the source line, is input from the memory control circuit 70 to the input terminal of the source line driver 51. The source line driver 51 outputs the source line power supply potential VSL when the source line drive signal SSL is active, and outputs the reference power supply potential VSS when the source line drive signal SSL is non-active.

各々のトランスミッションゲートTGは、NチャネルMOSトランジスターと、PチャネルMOSトランジスターとで構成され、ソース線ドライバー51の出力端子とソース線との間の接続を開閉するスイッチ回路として機能する。トランスミッションゲートTGにおいて、NチャネルMOSトランジスターのゲートは、ワード線ドライバー41の出力端子に接続され、PチャネルMOSトランジスターのゲートは、インバーター52の出力端子に接続されている。   Each transmission gate TG is formed of an N channel MOS transistor and a P channel MOS transistor, and functions as a switch circuit that opens and closes the connection between the output terminal of the source line driver 51 and the source line. In the transmission gate TG, the gate of the N channel MOS transistor is connected to the output terminal of the word line driver 41, and the gate of the P channel MOS transistor is connected to the output terminal of the inverter 52.

インバーター52には、ワード線駆動回路40(図1)からワード線電源電位VWL又はワード線昇圧電位VUPが供給される。インバーター52の入力端子には、行選択信号SW0〜SWmが入力される。インバーター52は、行選択信号SW0〜SWmを反転して、反転された信号をトランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加する。   Word line power supply potential VWL or word line boosted potential VUP is supplied to inverter 52 from word line drive circuit 40 (FIG. 1). Row selection signals SW0 to SWm are input to input terminals of the inverter 52. The inverter 52 inverts the row selection signals SW0 to SWm, and applies the inverted signal to the gate of the P-channel MOS transistor of the transmission gate TG.

スイッチ回路60は、ビット線BL0〜BLnに接続されたメモリーセルMCのトランジスターのドレインとメモリー制御回路70との間にドレイン・ソース経路が接続されたNチャネルMOSトランジスターQN0〜QNnを含んでいる。トランジスターQN0〜QNnのゲートには、メモリーセルアレイを構成する複数のメモリーセルの内から1列又は複数列のメモリーセルを選択する際にハイレベルに活性化されるハイアクティブの列選択信号SB0〜SBnが、メモリー制御回路70から印加される。メモリー制御回路70は、スイッチ回路60を介して、ビット線BL0〜BLnに接続されたメモリーセルMCのトランジスターのドレインと接続可能になっている。   Switch circuit 60 includes N channel MOS transistors QN0 to QNn having drain / source paths connected between the drains of the transistors of memory cells MC connected to bit lines BL0 to BLn and memory control circuit 70. The gates of the transistors QN0 to QNn are high active column selection signals SB0 to SBn which are activated to a high level when one or more memory cells are selected from the plurality of memory cells constituting the memory cell array. Is applied from the memory control circuit 70. The memory control circuit 70 can be connected via the switch circuit 60 to the drains of the transistors of the memory cells MC connected to the bit lines BL0 to BLn.

書き込みモードにおいて、メモリー制御回路70は、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCに接続されたワード線及びビット線を選択するために、対応する行選択信号及び列選択信号をアクティブにし、それ以外の行選択信号及び列選択信号をノンアクティブにすると共に、ソース線駆動信号SSLをアクティブにする。以下においては、一例として、ワード線WL0及びビット線BL0が選択される場合について説明する。   In the write mode, memory control circuit 70 activates corresponding row selection signal and column selection signal to select the word line and bit line connected to memory cell MC designated by the address signal, and other than that. The row selection signal and the column selection signal are made inactive, and the source line drive signal SSL is made active. Hereinafter, as an example, the case where word line WL0 and bit line BL0 are selected will be described.

インバーター43、ソース線ドライバー51、及び、インバーター52には、高電源電位VP3が供給される。ノンアクティブの消去モード信号ERが入力されるインバーター43によって、ワード線ドライバー41の高電位側電源端子に高電源電位VP3が供給される。アクティブの行選択信号SW0が入力されるワード線ドライバー41は、高電源電位VP3をワード線WL0に出力する。また、アクティブのソース線駆動信号SSLが入力されるソース線ドライバー51は、高電源電位VP3を出力する。   The high power supply potential VP3 is supplied to the inverter 43, the source line driver 51, and the inverter 52. The high power supply potential VP3 is supplied to the high potential side power supply terminal of the word line driver 41 by the inverter 43 to which the non-active erase mode signal ER is input. The word line driver 41 to which the active row selection signal SW0 is input outputs the high power supply potential VP3 to the word line WL0. Further, the source line driver 51 to which the active source line drive signal SSL is input outputs the high power supply potential VP3.

アクティブの行選択信号SW0が入力されるインバーター52は、高電源電位VP3を反転して、基準電源電位VSSをトランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加する。それにより、トランスミッションゲートTGがオンして、ソース線ドライバー51から出力される高電源電位VP3がソース線SL0に印加される。   The inverter 52 to which the active row selection signal SW0 is input inverts the high power supply potential VP3 and applies the reference power supply potential VSS to the gate of the P-channel MOS transistor of the transmission gate TG. Thus, the transmission gate TG is turned on, and the high power supply potential VP3 output from the source line driver 51 is applied to the source line SL0.

また、アクティブの列選択信号SB0が入力されるスイッチ回路60のトランジスターQN0がオンして、メモリー制御回路70が、基準電源電位VSSをビット線BL0に印加する。このように、メモリー制御回路70は、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCのトランジスターのコントロールゲート及びソースに高電源電位VP3を印加するようにワード線駆動回路40(図1)及びソース線駆動回路50(図1)を制御すると共に、ドレインに基準電源電位VSSを印加する。   Further, the transistor QN0 of the switch circuit 60 to which the active column selection signal SB0 is input is turned on, and the memory control circuit 70 applies the reference power supply potential VSS to the bit line BL0. Thus, memory control circuit 70 applies word line drive circuit 40 (FIG. 1) and source line drive circuit to apply high power supply potential VP3 to the control gate and source of the transistor of memory cell MC specified by the address signal. While controlling 50 (FIG. 1), the reference power supply potential VSS is applied to the drain.

その結果、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCのトランジスターのソースからドレインに向けて電流が流れる。その電流によって発生したホットキャリア(本実施形態においては、電子)がフローティングゲートに注入されることにより、フローティングゲートに負の電荷が蓄積されるので、トランジスターの閾値電圧が上昇する。ここで、短い期間内に十分なホットキャリアを発生させるためには、高電源電位VP3と基準電源電位VSSとの間の電位差を、5V以上とすることが望ましく、例えば、7.5Vとしても良い。   As a result, current flows from the source to the drain of the transistor of the memory cell MC specified by the address signal. The hot carriers (electrons in this embodiment) generated by the current are injected into the floating gate, so that negative charges are accumulated in the floating gate, and thus the threshold voltage of the transistor is increased. Here, in order to generate sufficient hot carriers within a short period, the potential difference between the high power supply potential VP3 and the reference power supply potential VSS is desirably 5 V or more, for example, may be 7.5 V. .

一方、ノンアクティブの行選択信号SW1〜SWmが入力されるワード線ドライバー41は、基準電源電位VSSをワード線WL1〜WLmに出力する。ノンアクティブの行選択信号SW1〜SWmが入力されるインバーター52は、基準電源電位VSSを反転して高電源電位VP3をトランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加する。従って、ワード線WL1〜WLmに接続されたトランスミッションゲートTGがオフする。また、ノンアクティブの列選択信号SB1〜SBnが入力されるスイッチ回路60のトランジスターQN1〜QNnがオフする。その結果、アドレス信号によって指定されていないメモリーセルMCのトランジスターのソース・ドレイン間には電流が流れないので、トランジスターの閾値電圧は変化しない。   On the other hand, the word line driver 41 to which non-active row selection signals SW1 to SWm are input outputs the reference power supply potential VSS to the word lines WL1 to WLm. The inverter 52 receiving the non-active row selection signals SW1 to SWm inverts the reference power supply potential VSS to apply the high power supply potential VP3 to the gate of the P-channel MOS transistor of the transmission gate TG. Therefore, the transmission gate TG connected to the word lines WL1 to WLm is turned off. Also, the transistors QN1 to QNn of the switch circuit 60 to which the non-active column selection signals SB1 to SBn are input are turned off. As a result, since no current flows between the source and drain of the transistor of the memory cell MC not designated by the address signal, the threshold voltage of the transistor does not change.

消去モードにおいて、メモリー制御回路70は、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCに接続されたワード線を選択するために、対応する行選択信号をアクティブにし、それ以外の行選択信号をノンアクティブにすると共に、列選択信号SB0〜SBnをノンアクティブにし、ソース線駆動信号SSLをアクティブにする。以下においては、一例として、ワード線WL0が選択される場合について説明する。   In the erase mode, memory control circuit 70 activates the corresponding row select signal to select the word line connected to memory cell MC designated by the address signal, and makes the other row select signals non-active. At the same time, the column selection signals SB0 to SBn are deactivated, and the source line drive signal SSL is activated. Hereinafter, the case where word line WL0 is selected will be described as an example.

インバーター43、ソース線ドライバー51、及び、インバーター52には、高電源電位VP3が供給される。アクティブの消去モード信号ERが入力されるインバーター43によって、ワード線ドライバー41の高電位側電源端子に基準電源電位VSSが印加される。アクティブの行選択信号SW0が入力されるワード線ドライバー41は活性化しないが、アクティブの消去モード信号ERがゲートに印加されるNチャネルMOSトランジスター42によって、基準電源電位VSSがワード線WL0に印加される。また、アクティブのソース線駆動信号SSLが入力されるソース線ドライバー51は、高電源電位VP3を出力する。   The high power supply potential VP3 is supplied to the inverter 43, the source line driver 51, and the inverter 52. The reference power supply potential VSS is applied to the high potential side power supply terminal of the word line driver 41 by the inverter 43 to which the active erase mode signal ER is input. The word line driver 41 to which the active row selection signal SW0 is input is not activated, but the reference power supply potential VSS is applied to the word line WL0 by the N channel MOS transistor 42 whose active erase mode signal ER is applied to the gate. Ru. Further, the source line driver 51 to which the active source line drive signal SSL is input outputs the high power supply potential VP3.

アクティブの行選択信号SW0が入力されるインバーター52は、高電源電位VP3を反転して、基準電源電位VSSをトランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加する。それにより、トランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターがオンして、ソース線ドライバー51から出力される高電源電位VPPがソース線SL0に印加される。   The inverter 52 to which the active row selection signal SW0 is input inverts the high power supply potential VP3 and applies the reference power supply potential VSS to the gate of the P-channel MOS transistor of the transmission gate TG. As a result, the P-channel MOS transistor of transmission gate TG is turned on, and high power supply potential VPP output from source line driver 51 is applied to source line SL0.

また、ノンアクティブの列選択信号SB0〜SBnが入力されるスイッチ回路60のトランジスターQN0〜QNnがオフする。このように、メモリー制御回路70は、スイッチ回路60のトランジスターQN0〜QNnをオフさせてメモリーセルMCのトランジスターのドレインをフローティング状態(ハイ・インピーダンス状態)とし、コントロールゲートに基準電源電位VSSを印加するようにワード線駆動回路40(図1)を制御すると共に、ソースに高電源電位VP3を印加するようにソース線駆動回路50(図1)を制御する。   Further, the transistors QN0 to QNn of the switch circuit 60 to which the non-active column selection signals SB0 to SBn are input are turned off. In this manner, the memory control circuit 70 turns off the transistors QN0 to QNn of the switch circuit 60 to set the drain of the transistor of the memory cell MC in a floating state (high impedance state) and applies the reference power supply potential VSS to the control gate. Thus, the word line drive circuit 40 (FIG. 1) is controlled, and the source line drive circuit 50 (FIG. 1) is controlled to apply the high power supply potential VP3 to the source.

その結果、メモリーセルMCのトランジスターのフローティングゲートに負の電荷が蓄積されている場合に、フローティングゲートに蓄積されている負の電荷がソースに放出されて、トランジスターの閾値電圧が低下する。ここで、フローティングゲートに蓄積されている負の電荷を短い期間内に十分に放出させるためには、高電源電位VP3と基準電源電位VSSとの間の電位差を、5V以上とすることが望ましく、例えば、7.5Vとしても良い。   As a result, when the negative charge is accumulated in the floating gate of the transistor of the memory cell MC, the negative charge accumulated in the floating gate is released to the source, and the threshold voltage of the transistor is lowered. Here, in order to sufficiently release the negative charge stored in the floating gate within a short period, it is desirable to set the potential difference between the high power supply potential VP3 and the reference power supply potential VSS to 5 V or more. For example, 7.5 V may be used.

一方、ノンアクティブの行選択信号SW1〜SWmが入力されるインバーター52は、基準電源電位VSSを反転して、高電源電位VP3をトランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加する。従って、ワード線WL1〜WLmに接続されたトランスミッションゲートTGがオフする。その結果、アドレス信号によって指定されていないメモリーセルMCのトランジスターのフローティングゲートに蓄積されている負の電荷が放出されないので、トランジスターの閾値電圧は変化しない。   On the other hand, the inverter 52 to which the non-active row selection signals SW1 to SWm are input inverts the reference power supply potential VSS and applies the high power supply potential VP3 to the gate of the P channel MOS transistor of the transmission gate TG. Therefore, the transmission gate TG connected to the word lines WL1 to WLm is turned off. As a result, since the negative charge stored in the floating gate of the transistor of the memory cell MC not designated by the address signal is not discharged, the threshold voltage of the transistor does not change.

試験モードにおいて、メモリー制御回路70は、行選択信号SW0〜SWm、及び、ソース線駆動信号SSLをアクティブにすると共に、列選択信号SB0〜SBnをノンアクティブにする。インバーター43及びインバーター52には、高電源電位VP1が供給され、ソース線ドライバー51には、高電源電位VP2が供給される。ノンアクティブの消去モード信号ERが入力されるインバーター43によって、ワード線ドライバー41の高電位側電源端子に高電源電位VP1が供給される。アクティブの行選択信号SW0〜SWmが入力されるワード線ドライバー41は、高電源電位VP1をワード線WL0〜WLmに出力する。また、アクティブのソース線駆動信号SSLが入力されるソース線ドライバー51は、高電源電位VP2を出力する。   In the test mode, the memory control circuit 70 activates the row selection signals SW0 to SWm and the source line drive signal SSL, and deactivates the column selection signals SB0 to SBn. The high power supply potential VP <b> 1 is supplied to the inverters 43 and 52, and the high power supply potential VP <b> 2 is supplied to the source line driver 51. The high power supply potential VP1 is supplied to the high potential side power supply terminal of the word line driver 41 by the inverter 43 to which the non-active erase mode signal ER is input. The word line driver 41 to which the active row selection signals SW0 to SWm are input outputs the high power supply potential VP1 to the word lines WL0 to WLm. The source line driver 51 to which the active source line drive signal SSL is input outputs the high power supply potential VP2.

ワード線ドライバー41から出力される高電源電位VP1は、ワード線WL0〜WLmに接続されたトランスミッションゲートTGのNチャネルMOSトランジスターのゲートにも印加される。インバーター52は、行選択信号SW0〜SWmを反転して基準電源電位VSSをトランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加する。それにより、トランスミッションゲートTGがオンして、ソース線ドライバー51から出力される高電源電位VP2がソース線SL0〜SLmに印加される。   The high power supply potential VP1 output from the word line driver 41 is also applied to the gate of the N channel MOS transistor of the transmission gate TG connected to the word lines WL0 to WLm. The inverter 52 inverts the row selection signals SW0 to SWm to apply the reference power supply potential VSS to the gate of the P channel MOS transistor of the transmission gate TG. Thus, the transmission gate TG is turned on, and the high power supply potential VP2 output from the source line driver 51 is applied to the source lines SL0 to SLm.

また、ノンアクティブの列選択信号SB0〜SBnが入力されるスイッチ回路60のトランジスターQN0〜QNnがオフする。このように、メモリー制御回路70は、スイッチ回路60のトランジスターQN0〜QNnをオフさせてメモリーセルMCのトランジスターのドレインをフローティング状態(ハイ・インピーダンス状態)とし、コントロールゲートに高電源電位VP1を印加するようにワード線駆動回路40(図1)を制御すると共に、ソースに高電源電位VP2を印加するようにソース線駆動回路50(図1)を制御する。   Further, the transistors QN0 to QNn of the switch circuit 60 to which the non-active column selection signals SB0 to SBn are input are turned off. As described above, the memory control circuit 70 turns off the transistors QN0 to QNn of the switch circuit 60 to set the drain of the transistor of the memory cell MC in a floating state (high impedance state) and applies the high power supply potential VP1 to the control gate. Thus, the word line drive circuit 40 (FIG. 1) is controlled, and the source line drive circuit 50 (FIG. 1) is controlled to apply the high power supply potential VP2 to the source.

その際に、例えば、トランジスターのドレインを構成するN型不純物拡散領域とP型半導体基板又はPウエルとの間の逆耐圧が低い不良メモリーセルにおいては、ドレインからP型半導体基板又はPウエルに向けてリーク電流が流れてしまい、リーク電流によって発生したホットキャリア(本実施形態においては、電子)がフローティングゲート又は酸化膜に蓄積される。   At this time, for example, in a defective memory cell having a low reverse withstand voltage between the N-type impurity diffusion region forming the drain of the transistor and the P-type semiconductor substrate or P well, the drain is directed from the drain to the P-type semiconductor substrate or P well. The leakage current flows, and hot carriers (electrons in the present embodiment) generated by the leakage current are accumulated in the floating gate or the oxide film.

それにより、不良メモリーセルのトランジスターにおいて、フローティングゲート又は酸化膜に負の電荷が蓄積されるので、トランジスターの閾値電圧が上昇する。例えば、消去状態における正常なメモリーセルのトランジスターの閾値電圧が1V〜1.5Vである場合に、不良メモリーセルのトランジスターの閾値電圧は2V〜3Vとなる。   As a result, in the transistor of the defective memory cell, negative charge is accumulated in the floating gate or the oxide film, and the threshold voltage of the transistor is increased. For example, when the threshold voltage of the transistor of the normal memory cell in the erased state is 1V to 1.5V, the threshold voltage of the transistor of the defective memory cell is 2V to 3V.

以上のことから、不揮発性メモリーの検査において、不揮発性メモリーを消去モードから試験モードに移行させた後に読み出しモードに移行させて、不揮発性メモリーに含まれている複数のメモリーセルMCからデータを読み出すことにより、それらのメモリーセルMCが正常であるか不良であるかを判定することができる。不揮発性メモリーの検査においては、メモリー制御回路70が、読み出しモードにおいて、不揮発性メモリーに含まれている複数のメモリーセルMCを順次指定するアドレス信号を生成しても良い。   From the above, in the inspection of the nonvolatile memory, the nonvolatile memory is shifted from the erase mode to the test mode and then shifted to the read mode to read data from the plurality of memory cells MC included in the nonvolatile memory. Thus, it can be determined whether those memory cells MC are normal or defective. In the inspection of the non-volatile memory, the memory control circuit 70 may generate an address signal which sequentially designates a plurality of memory cells MC included in the non-volatile memory in the read mode.

読み出しモードにおいて、メモリー制御回路70は、アドレス信号によって指定されるメモリーセルに接続されたワード線及びビット線を選択するために、対応する行選択信号及び列選択信号をアクティブにし、それ以外の行選択信号及び列選択信号をノンアクティブにすると共に、ソース線駆動信号SSLをノンアクティブにする。以下においては、一例として、ワード線WL0及びビット線BL0が選択される場合について説明する。   In the read mode, memory control circuit 70 activates corresponding row selection signal and column selection signal to select the word line and bit line connected to the memory cell specified by the address signal, and other rows. The selection signal and the column selection signal are made non-active, and the source line drive signal SSL is made non-active. Hereinafter, as an example, the case where word line WL0 and bit line BL0 are selected will be described.

インバーター43及びインバーター52には、ワード線昇圧電位VUPが供給され、ソース線ドライバー51には、ロジック電源電位VDDが供給される。ノンアクティブの消去モード信号ERが入力されるインバーター43によって、ワード線ドライバー41の高電位側電源端子にワード線昇圧電位VUPが供給される。アクティブの行選択信号SW0が入力されるワード線ドライバー41は、ワード線昇圧電位VUPをワード線WL0に出力する。また、ノンアクティブのソース線駆動信号SSLが入力されるソース線ドライバー51は、基準電源電位VSSを出力する。   The word line boosted potential VUP is supplied to the inverters 43 and 52, and the logic power supply potential VDD is supplied to the source line driver 51. The word line boosted potential VUP is supplied to the high potential side power supply terminal of the word line driver 41 by the inverter 43 to which the non-active erase mode signal ER is input. The word line driver 41 to which the active row selection signal SW0 is input outputs the word line boosted potential VUP to the word line WL0. In addition, the source line driver 51 to which the non-active source line drive signal SSL is input outputs the reference power supply potential VSS.

ワード線ドライバー41から出力されるワード線昇圧電位VUPは、ワード線WL0に接続されたトランスミッションゲートTGのNチャネルMOSトランジスターのゲートにも印加される。それにより、トランスミッションゲートTGのNチャネルMOSトランジスターがオンして、ソース線ドライバー51から出力される基準電源電位VSSがソース線SL0に印加される。   Word line boosted potential VUP output from word line driver 41 is also applied to the gate of the N channel MOS transistor of transmission gate TG connected to word line WL0. Thereby, the N channel MOS transistor of the transmission gate TG is turned on, and the reference power supply potential VSS output from the source line driver 51 is applied to the source line SL0.

また、アクティブの列選択信号SB0が入力されるスイッチ回路60のトランジスターQN0がオンして、メモリー制御回路70が、基準電源電位VSSよりも高い1V程度のビット線電位VBLをビット線BL0に印加する。このように、メモリー制御回路70は、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCのトランジスターのコントロールゲートにワード線昇圧電位VUPを印加するようにワード線駆動回路40(図1)を制御すると共に、ソースに基準電源電位VSSを印加するようにソース線駆動回路50(図1)を制御し、スイッチ回路60のトランジスターQN0をオンさせてドレインにビット線電位VBLを印加する。   Further, the transistor QN0 of the switch circuit 60 to which the active column selection signal SB0 is input is turned on, and the memory control circuit 70 applies the bit line potential VBL of about 1 V higher than the reference power supply potential VSS to the bit line BL0. . Thus, the memory control circuit 70 controls the word line drive circuit 40 (FIG. 1) to apply the word line boosted potential VUP to the control gate of the transistor of the memory cell MC specified by the address signal. The source line drive circuit 50 (FIG. 1) is controlled to apply the reference power supply potential VSS, and the transistor QN0 of the switch circuit 60 is turned on to apply the bit line potential VBL to the drain.

ここで、消去状態における正常なメモリーセルのトランジスターを確実にオン状態とするためには、ワード線昇圧電位VUPと基準電源電位VSSとの間の電位差を、1.5Vよりも高くすることが望ましく、例えば、3Vとしても良い。その結果、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCにおいて、メモリーセルMCのトランジスターのドレインからソースに向けてドレイン電流が流れる。ドレイン電流の大きさは、フローティングゲートに蓄積されている負の電荷の量によって異なるので、メモリー制御回路70は、ドレイン電流の大きさに基づいてメモリーセルMCからデータを読み出すことができる。   Here, in order to reliably turn on the transistor of the normal memory cell in the erase state, it is desirable to set the potential difference between the word line boosted potential VUP and the reference power supply potential VSS higher than 1.5 V. For example, 3V may be used. As a result, in the memory cell MC specified by the address signal, a drain current flows from the drain to the source of the transistor of the memory cell MC. Since the magnitude of the drain current differs depending on the amount of negative charge stored in the floating gate, the memory control circuit 70 can read data from the memory cell MC based on the magnitude of the drain current.

メモリー制御回路70は、消去状態にあるリファレンスセル70a(図1)に流れるドレイン電流に所定の比率(例えば、1/2)を掛けた値を、基準電流値として用いても良い。例えば、メモリー制御回路70は、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCにおけるドレイン電流の大きさが基準電流値よりも大きい場合に読み出しデータが「0」であると判定し、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCにおけるドレイン電流の大きさが基準電流値以下である場合に読み出しデータが「1」であると判定する。   The memory control circuit 70 may use, as the reference current value, a value obtained by multiplying the drain current flowing in the reference cell 70a (FIG. 1) in the erased state by a predetermined ratio (for example, 1/2). For example, when the magnitude of the drain current in the memory cell MC specified by the address signal is larger than the reference current value, the memory control circuit 70 determines that the read data is “0”, and is specified by the address signal. When the magnitude of the drain current in the memory cell MC is equal to or less than the reference current value, it is determined that the read data is "1".

メモリーセルMCの試験後に、正常なメモリーセルにおいては、データを記憶するトランジスターの閾値電圧が消去状態におけるのと同一であり、ドレイン電流の大きさが基準電流値よりも大きい。従って、メモリー制御回路70は、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCにおけるドレイン電流の大きさが基準電流値よりも大きい場合に、読み出しデータが「0」であると判定し、そのメモリーセルMCが正常であると判定することができる。   After testing the memory cell MC, in a normal memory cell, the threshold voltage of the transistor storing data is the same as in the erased state, and the magnitude of the drain current is larger than the reference current value. Therefore, when the magnitude of the drain current in the memory cell MC specified by the address signal is larger than the reference current value, the memory control circuit 70 determines that the read data is “0”, and the memory cell MC It can be determined that it is normal.

一方、不良メモリーセルにおいては、データを記憶するトランジスターの閾値電圧が上昇しているので、正常なメモリーセルにおけるよりもドレイン電流が小さくなっている。従って、メモリー制御回路70は、アドレス信号によって指定されるメモリーセルMCにおけるドレイン電流の大きさが基準電流値以下である場合に、読み出しデータが「1」であると判定し、そのメモリーセルMCが不良であると判定することができる。   On the other hand, in the case of the defective memory cell, the threshold voltage of the transistor storing data is increased, so the drain current is smaller than in the normal memory cell. Therefore, when the magnitude of the drain current in the memory cell MC specified by the address signal is less than or equal to the reference current value, the memory control circuit 70 determines that the read data is "1", and the memory cell MC It can be determined to be defective.

一方、ノンアクティブの行選択信号SW1〜SWmが入力されるワード線ドライバー41は、基準電源電位VSSをワード線WL1〜WLmに出力する。ノンアクティブの行選択信号SW1〜SWmが入力されるインバーター52は、基準電源電位VSSを反転してワード線昇圧電位VUPをトランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加する。従って、ワード線WL1〜WLmに接続されたトランスミッションゲートTGがオフする。また、ノンアクティブの列選択信号SB1〜SBnが入力されるスイッチ回路60のトランジスターQN1〜QNnがオフする。その結果、アドレス信号によって指定されていないメモリーセルMCのトランジスターにおいてはドレイン電流が流れない。   On the other hand, the word line driver 41 to which non-active row selection signals SW1 to SWm are input outputs the reference power supply potential VSS to the word lines WL1 to WLm. Inverter 52 receiving non-active row selection signals SW1 to SWm inverts reference power supply potential VSS to apply word line boosted potential VUP to the gate of the P channel MOS transistor of transmission gate TG. Therefore, the transmission gate TG connected to the word lines WL1 to WLm is turned off. Also, the transistors QN1 to QNn of the switch circuit 60 to which the non-active column selection signals SB1 to SBn are input are turned off. As a result, no drain current flows in the transistor of the memory cell MC not designated by the address signal.

図3は、試験モードにおける複数のメモリーセルの状態を模式的に示す回路図である。図3においては、一例として、複数のメモリーセルのトランジスターのフローティングゲートに接続された選択ワード線、及び、ソースに接続された選択ソース線に、高電源電位8Vが印加されており、ドレインに接続された非選択ビット線は、ハイ・インピーダンス状態(HZ)となっている。また、複数のメモリーセルのトランジスターが設けられるP型半導体基板又はPウエルには、基準電源電位VSSが印加されている。   FIG. 3 is a circuit diagram schematically showing the state of a plurality of memory cells in the test mode. In FIG. 3, as an example, a high power supply potential of 8 V is applied to the selected word line connected to the floating gates of the transistors of the plurality of memory cells and the selected source line connected to the source, and connected to the drain The unselected non-selected bit lines are in the high impedance state (HZ). Further, a reference power supply potential VSS is applied to a P-type semiconductor substrate or a P-well in which transistors of a plurality of memory cells are provided.

図3に示す例においては、不良メモリーセルのトランジスターのドレインとP型半導体基板又はPウエルとの間に、抵抗の記号で表される欠陥リーク経路が存在しており、ソースからドレインを経て欠陥リーク経路にリーク電流が流れる。この欠陥リーク経路は、逆耐圧の低いPN接合であり、ここを流れるリーク電流によって発生したホットキャリア(本実施形態においては、電子)がフローティングゲート又は酸化膜に蓄積されることによってトランジスターの閾値電圧が変化する。   In the example shown in FIG. 3, a defect leak path represented by a symbol of resistance exists between the drain of the transistor of the defective memory cell and the P-type semiconductor substrate or P well, and the defect passes from the source to the drain. A leak current flows in the leak path. The defect leak path is a PN junction with a low reverse withstand voltage, and the hot carriers (electrons in the present embodiment) generated by the leak current flowing therethrough are accumulated in the floating gate or the oxide film to thereby threshold voltage of the transistor. Changes.

一方、不良メモリーセルが接続されているのと同じビット線に接続されている正常メモリーセルにも欠陥リーク経路を介してリーク電流が流れるが、正常メモリーセルは欠陥リーク経路から物理的に離れているのでホットキャリアの影響を受けず、正常メモリーセルにおけるトランジスターの閾値電圧は変化しない。従って、試験モードにおいては、不良メモリーセルのみにストレスがかけられて、不良メモリーセルにおけるトランジスターの閾値電圧のみが変化することになる。   On the other hand, although the leak current also flows to the normal memory cell connected to the same bit line as the defective memory cell is connected through the defect leak path, the normal memory cell is physically separated from the defect leak path Therefore, the threshold voltage of the transistor in the normal memory cell is not changed without being affected by the hot carrier. Therefore, in the test mode, only the defective memory cell is stressed, and only the threshold voltage of the transistor in the defective memory cell is changed.

図4は、書き込みモード及び試験モードにおけるトランジスターの状態の一例を示す断面図である。図4に示すように、メモリーセルにおいてデータを記憶するトランジスターは、例えば、P型半導体基板1内に設けられたN型不純物拡散領域で構成されるソース2及びドレイン3と、P型半導体基板1の表面に順に設けられたトンネル酸化膜4、フローティングゲート5、ゲート酸化膜6、及び、コントロールゲート7とを有している。さらに、このトランジスターは、トンネル酸化膜4〜コントロールゲート7の側面に設けられたサイドウォール8及び9を有している。また、コントロールゲート7にはワード線WLが接続され、ソース2にはソース線SLが接続され、ドレイン3にはビット線BLが接続されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of the state of the transistor in the write mode and the test mode. As shown in FIG. 4, the transistor for storing data in the memory cell includes, for example, a source 2 and a drain 3 formed of N-type impurity diffusion regions provided in a P-type semiconductor substrate 1, and The tunnel oxide film 4, the floating gate 5, the gate oxide film 6, and the control gate 7 are provided in order on the surface of the device. Furthermore, this transistor has sidewalls 8 and 9 provided on the side surfaces of the tunnel oxide film 4 to the control gate 7. Further, the word line WL is connected to the control gate 7, the source line SL is connected to the source 2, and the bit line BL is connected to the drain 3.

図4(A)は、書き込みモードにおけるトランジスターの状態の一例を示している。図4(A)に示す例においては、ワード線WL及びソース線SLに高電源電位7.5Vが印加され、ビット線BLに接地電位0Vが印加されている。それにより、トランジスターのソース2からドレイン3に向けて電流が流れ、ドレイン3とソース2との間のチャネルを流れてきたホットキャリア(本実施形態においては、電子)が、高電界によってエネルギーを得て、フローティングゲート5に注入される。その際に、一部の電子は、トンネル酸化膜4やサイドウォール8にも注入されて、トランジスターの閾値を変動させ、メモリーセルの劣化による寿命の低下の原因となる。   FIG. 4A shows an example of the state of the transistor in the writing mode. In the example shown in FIG. 4A, the high power supply potential 7.5 V is applied to the word line WL and the source line SL, and the ground potential 0 V is applied to the bit line BL. As a result, current flows from the source 2 to the drain 3 of the transistor, and the hot carriers (electrons in this embodiment) having flowed through the channel between the drain 3 and the source 2 obtain energy by the high electric field. Is injected into the floating gate 5. At this time, some electrons are also injected into the tunnel oxide film 4 and the side walls 8 to change the threshold of the transistor, which causes the decrease of the life due to the deterioration of the memory cell.

図4(B)は、試験モードにおけるトランジスターの状態の一例を示している。図4(B)に示す例においては、ワード線WL及びソース線SLに高電源電位8Vが印加され、ビット線BLはハイ・インピーダンス状態(HZ)となっている。しかしながら、不良メモリーセルにおいては、トランジスターのドレイン3とP型半導体基板1との間に、抵抗の記号で表される欠陥リーク経路が存在しており、ソース2からドレイン3を経て欠陥リーク経路にリーク電流が流れる。それにより、欠陥リーク経路において発生したホットキャリア(本実施形態においては、電子)が、コントロールゲート7に引き寄せられて、フローティングゲート5、トンネル酸化膜4、又は、サイドウォール9に蓄積され、トランジスターの閾値電圧が上昇する。   FIG. 4B illustrates an example of the state of the transistor in the test mode. In the example shown in FIG. 4B, the high power supply potential 8 V is applied to the word line WL and the source line SL, and the bit line BL is in the high impedance state (HZ). However, in the defective memory cell, a defect leak path represented by a symbol of resistance exists between the drain 3 of the transistor and the P-type semiconductor substrate 1, and from the source 2 to the drain 3 through the defect leak path Leakage current flows. Thereby, the hot carriers (electrons in the present embodiment) generated in the defect leak path are attracted to the control gate 7 and accumulated in the floating gate 5, the tunnel oxide film 4 or the sidewall 9. The threshold voltage rises.

図1及び図2に示す本発明の第1の実施形態に係る集積回路装置によれば、試験モードにおいて、メモリー制御回路70が、スイッチ回路60をオフさせてメモリーセルMCのトランジスターのドレインをフローティング状態とし、コントロールゲートに高電源電位VP1を印加するようにワード線駆動回路40を制御すると共に、ソースに高電源電位VP2を印加するようにソース線駆動回路50を制御することにより、不良メモリーセルにおいては、例えば、ドレインとP型半導体基板又はPウエルとの間に存在する欠陥リーク経路にリーク電流が流れてホットキャリアが発生し、消去状態に対してトランジスターの閾値電圧が変化する。   According to the integrated circuit device of the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, in the test mode, the memory control circuit 70 turns off the switch circuit 60 to float the drain of the transistor of the memory cell MC. In this state, the word line drive circuit 40 is controlled to apply the high power supply potential VP1 to the control gate, and the source line drive circuit 50 is controlled to apply the high power supply potential VP2 to the source. In, for example, a leak current flows in a defect leak path existing between the drain and the P-type semiconductor substrate or P well to generate hot carriers, and the threshold voltage of the transistor changes with respect to the erased state.

一方、正常なメモリーセルは、ホットキャリアの影響を受けず、消去状態に対してトランジスターの閾値電圧が変化しない。従って、読み出しモードにおいてメモリーセルMCから読み出されたデータに基づいてメモリーセルMCが正常であるか不良であるかを判定することにより、データの書き換えを繰り返し行うことによる正常メモリーセルの劣化を招くことなく、不揮発性メモリーを検査することができる。また、試験モードにおいて、不揮発性メモリーは、本来であればメモリーセルに定常電流が流れない状態となるので、一度に多くのメモリーセルを試験することにより、試験時間を短縮することができる。   On the other hand, a normal memory cell is not affected by hot carriers, and the threshold voltage of the transistor does not change with respect to the erased state. Therefore, by determining whether the memory cell MC is normal or defective based on the data read from the memory cell MC in the read mode, deterioration of the normal memory cell is caused by repeated data rewriting. Non-volatile memory can be tested without. In addition, in the test mode, since the non-volatile memory is originally in a state where no steady current flows in the memory cell, the test time can be shortened by testing many memory cells at one time.

メモリーセルMCにおいてデータを記憶するトランジスターとしてNチャネルMOSトランジスターを用いる場合には、高電源電位VP1がワード線昇圧電位VUPよりも高く、かつ、高電源電位VP2が基準電源電位VSSよりも高く設定されることが望ましい。その場合には、試験モードにおいて、不良メモリーセルのトランジスターにリーク電流を流してホットキャリアを発生させて、トランジスターの閾値電圧を変化させることができる。   When an N-channel MOS transistor is used as a transistor for storing data in memory cell MC, high power supply potential VP1 is set higher than word line boosted potential VUP, and high power supply potential VP2 is set higher than reference power supply potential VSS. Is desirable. In that case, in the test mode, leak current can be supplied to the transistor of the defective memory cell to generate hot carriers, and the threshold voltage of the transistor can be changed.

さらに、高電源電位VP1及びVP2が高電源電位VP3以上に設定されることが望ましい。その場合には、不良メモリーセルのトランジスターに大きなリーク電流を流して十分なホットキャリアを発生させて、試験時間を短縮することができる。具体的には、高電源電位VP1と基準電源電位VSSとの間の電位差、及び、高電源電位VP2と基準電源電位VSSとの間の電位差を、5V以上とすることが望ましく、例えば、7.5V又は8Vとしても良い。   Further, it is desirable that the high power supply potentials VP1 and VP2 be set higher than the high power supply potential VP3. In that case, a large leak current can be supplied to the transistor of the defective memory cell to generate sufficient hot carriers, thereby reducing the test time. Specifically, the potential difference between the high power supply potential VP1 and the reference power supply potential VSS and the potential difference between the high power supply potential VP2 and the reference power supply potential VSS are desirably 5 V or more, for example, 7. It may be 5V or 8V.

<不揮発性メモリーの検査方法1>
次に、本発明の第1の実施形態に係る不揮発性メモリーの検査方法について、図1、図2、及び、図5を参照しながら説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態に係る不揮発性メモリーの検査方法を示すフローチャートである。不揮発性メモリーの検査は、製造工場における検査工程において行われても良いし、不揮発性メモリーを内蔵する集積回路装置が電子機器等に組み込まれた状態で行われても良い。また、不揮発性メモリーの検査は、オペレーターがICテスター等を操作して行っても良いし、メモリー制御回路70又は集積回路装置が自動的に行っても良い。
<Non-volatile memory inspection method 1>
Next, the inspection method of the non-volatile memory according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2 and FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing the inspection method of the nonvolatile memory according to the first embodiment of the present invention. The inspection of the non-volatile memory may be performed in an inspection process in a manufacturing plant, or may be performed in a state where an integrated circuit device incorporating the non-volatile memory is incorporated in an electronic device or the like. The inspection of the non-volatile memory may be performed by the operator operating the IC tester or the like, or may be automatically performed by the memory control circuit 70 or the integrated circuit device.

図5に示すステップS11において、メモリー制御回路70が、不揮発性メモリーを消去モードに設定して、メモリーセルMCを消去状態にする。即ち、メモリー制御回路70は、メモリーセルMCにおいてデータを記憶するトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに基準電源電位VSS及び高電源電位VP3をそれぞれ印加して、メモリーセルMCを消去状態とするように、不揮発性メモリーの各部を制御する。本実施形態においては、消去状態のメモリーセルMCにおけるデータを「0」と定義する。   In step S11 shown in FIG. 5, the memory control circuit 70 sets the non-volatile memory to the erase mode to put the memory cell MC in the erase state. That is, the memory control circuit 70 sets the drain in a floating state to the transistor storing data in the memory cell MC, applies the reference power supply potential VSS and the high power supply potential VP3 to the control gate and the source, respectively, Control each part of the non-volatile memory so as to put in the erased state. In the present embodiment, data in the memory cell MC in the erased state is defined as "0".

ステップS12において、メモリー制御回路70が、不揮発性メモリーを試験モードに設定して、メモリーセルMCのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに高電源電位VP1及びVP2をそれぞれ印加するように、不揮発性メモリーの各部を制御する。   In step S12, the memory control circuit 70 sets the nonvolatile memory to the test mode, sets the drain in the floating state to the transistor of the memory cell MC, and applies the high power supply potentials VP1 and VP2 to the control gate and the source, respectively. Control each part of the non-volatile memory.

それにより、例えば、トランジスターのドレインとP型半導体基板又はPウエルとの間に欠陥リーク経路が存在する不良メモリーセルにおいては、ソースからドレインを経て欠陥リーク経路にリーク電流が流れて、リーク電流によって発生したホットキャリアがフローティングゲート又は酸化膜に蓄積されることにより、トランジスターの閾値電圧が上昇する。一方、正常なメモリーセルは、ホットキャリアの影響を受けず、トランジスターの閾値電圧が変化しない。   Thus, for example, in a defective memory cell in which a defect leak path exists between the drain of the transistor and the P-type semiconductor substrate or P well, a leak current flows from the source to the drain through the defect leak path, The generated hot carriers are accumulated in the floating gate or the oxide film, whereby the threshold voltage of the transistor is increased. On the other hand, a normal memory cell is not affected by hot carriers, and the threshold voltage of the transistor does not change.

ステップS13において、メモリー制御回路70が、不揮発性メモリーを読み出しモードに設定して、メモリーセルMCからデータを読み出す。即ち、メモリー制御回路70は、メモリーセルMCのトランジスターに対して、コントロールゲート及びソースにワード線昇圧電位VUP及び基準電源電位VSSをそれぞれ印加し、ドレインにビット線電位VBLを印加するように、不揮発性メモリーの各部を制御する。さらに、メモリー制御回路70は、ドレイン電流の大きさに基づいてメモリーセルMCからデータを読み出す。   In step S13, the memory control circuit 70 sets the nonvolatile memory to the read mode and reads data from the memory cell MC. That is, the memory control circuit 70 applies the word line boosted potential VUP and the reference power supply potential VSS to the control gate and the source of the transistor of the memory cell MC, and applies the bit line potential VBL to the drain. Control each part of sexual memory. Furthermore, the memory control circuit 70 reads data from the memory cell MC based on the magnitude of the drain current.

ステップS14において、オペレーター又はメモリー制御回路70が、メモリーセルMCから読み出されたデータに基づいて、メモリーセルMCが正常であるか不良であるかを判定する。正常なメモリーセルにおいては、ドレイン電流の大きさが基準電流値よりも大きいのでデータ「0」が読み出されるが、不良メモリーセルにおいては、ドレイン電流の大きさが基準電流値よりも小さくなっているのでデータ「1」が読み出される。それにより、不良メモリーセルが存在するか否かが判明し、不良メモリーセルが存在する場合には、そのアドレスを知ることができる。   In step S14, the operator or memory control circuit 70 determines whether the memory cell MC is normal or defective based on the data read from the memory cell MC. In a normal memory cell, the data "0" is read because the magnitude of the drain current is larger than the reference current value, but in the defective memory cell, the magnitude of the drain current is smaller than the reference current value Therefore, data "1" is read out. Thereby, it is determined whether or not there is a defective memory cell, and if there is a defective memory cell, its address can be known.

上記のステップS14において、オペレーター又はメモリー制御回路70は、メモリーセルMCから読み出されたデータが消去状態のメモリーセルMCにおけるデータ「0」と異なる場合に、メモリーセルMCが不良であると判定しても良い。ステップS11においてメモリーセルMCが消去状態となっているので、消去状態のメモリーセルMCにおけるデータ「0」と異なるデータが読み出された場合には、ステップS12においてリーク電流によるトランジスターの閾値電圧の変化によってデータが変化したものと判定することができる。   In step S14 described above, the operator or memory control circuit 70 determines that the memory cell MC is defective if the data read from the memory cell MC is different from the data "0" in the memory cell MC in the erased state. It is good. Since memory cell MC is in the erased state in step S11, if data different from data "0" in memory cell MC in the erased state is read, the change in threshold voltage of the transistor due to leakage current in step S12. Can determine that the data has changed.

さらに、ステップS15において、オペレーター又はメモリー制御回路70が、不良であると判定されたメモリーセルを冗長メモリーセルに置き換えても良い。それにより、不良メモリーセルが存在する場合においても、不揮発性メモリーの正常な動作を確保することができる。例えば、オペレーター又はメモリー制御回路70は、外部から入力されるアドレス信号によって表されるアドレスと物理的なアドレスとの対応関係を表すアドレス変換テーブルを作成し、正常なメモリーセルの領域にアドレス変換テーブルを格納する。   Furthermore, in step S15, the operator or memory control circuit 70 may replace the memory cell determined to be defective with a redundant memory cell. As a result, even in the presence of a defective memory cell, normal operation of the nonvolatile memory can be ensured. For example, the operator or memory control circuit 70 creates an address conversion table representing the correspondence between an address represented by an externally input address signal and a physical address, and converts the address conversion table to the area of a normal memory cell. Store

このアドレス変換テーブルにおいては、不良であると判定されたメモリーセルの物理的なアドレスが、冗長メモリーセルの物理的なアドレスに置き換えられている。メモリー制御回路70は、外部からアドレス信号が入力されると、アドレス変換テーブルを参照することにより、アドレス信号によって表されるアドレスを物理的なアドレスに変換し、物理的なアドレスによって指定されるメモリーセルにアクセスするように不揮発性メモリーの各部を制御する。   In this address conversion table, the physical address of the memory cell determined to be defective is replaced with the physical address of the redundant memory cell. When an address signal is input from the outside, the memory control circuit 70 converts the address represented by the address signal into a physical address by referring to the address conversion table, and a memory specified by the physical address Control each part of the non-volatile memory to access the cell.

あるいは、不良であると判定されたメモリーセルの数が所定の範囲内である場合には、メモリー制御回路70が、外部から入力される書き込みデータに誤り訂正符号を付加してメモリーセルに記憶させ、メモリーセルからデータを読み出す際にエラー訂正を行うようにしても良い。それにより、不良メモリーセルが存在する場合においても、不揮発性メモリーの正常な動作を確保することができる。   Alternatively, when the number of memory cells determined to be defective is within a predetermined range, the memory control circuit 70 adds an error correction code to write data input from the outside and stores the same in the memory cells. The error correction may be performed when reading data from the memory cell. As a result, even in the presence of a defective memory cell, normal operation of the nonvolatile memory can be ensured.

上記のステップS12において、オペレーターが、ICテスター等を用いて、少なくともソース線駆動回路50に供給される電源電流を測定し、少なくともソース線駆動回路50に供給される電源電流が定常状態(電源電流が略一定になった状態)において所定の値よりも大きいか否かに応じて、不揮発性メモリーに不良メモリーセルが存在するか否かを判定しても良い。   In step S12 described above, the operator measures at least the power supply current supplied to the source line drive circuit 50 using an IC tester or the like, and at least the power supply current supplied to the source line drive circuit 50 is steady state (power supply current Whether or not there is a defective memory cell in the non-volatile memory may be determined according to whether or not the value is substantially constant) and is larger than a predetermined value.

いずれのメモリーセルにおいても欠陥リーク経路が存在しない場合には、メモリーセルにおいてデータを記憶するトランジスターのソースにリーク電流が流れないので、ソース線駆動回路50の負荷は容量性となり、定常状態においてソース線駆動回路50に供給される電源電流は、所定の値以下(略ゼロ)となる。   If there is no defect leak path in any of the memory cells, no leak current flows to the source of the transistor storing data in the memory cell, so the load of the source line drive circuit 50 becomes capacitive and the source in steady state The power supply current supplied to the line drive circuit 50 is equal to or less than a predetermined value (approximately zero).

一方、いずれかのメモリーセルにおいて、例えば、ドレインとP型半導体基板又はPウエルとの間に欠陥リーク経路が存在する場合には、メモリーセルにおいてデータを記憶するトランジスターのソースからドレインを経て欠陥リーク経路にリーク電流が流れるので、定常状態においてソース線駆動回路50に供給される電源電流が所定の値を超える。   On the other hand, in any memory cell, for example, when a defect leak path exists between the drain and the P-type semiconductor substrate or P well, the defect leak through the source to the drain of the transistor storing data in the memory cell. Since the leak current flows in the path, the power supply current supplied to the source line drive circuit 50 in the steady state exceeds the predetermined value.

そこで、オペレーター又はメモリー制御回路70は、少なくともソース線駆動回路50に供給される電源電流が定常状態において所定の値よりも大きいか否かに応じて、不揮発性メモリーに不良メモリーセルが存在するか否かを判定することができる。   Therefore, the operator or memory control circuit 70 determines whether a defective memory cell exists in the non-volatile memory, depending on whether at least the power supply current supplied to the source line drive circuit 50 is larger than a predetermined value in the steady state. It can be determined whether or not.

あるいは、高電源電位VP1とVP2とが等しく、ワード線駆動回路40及びソース線駆動回路50に同一の高電源電位が供給される場合には、ワード線駆動回路40及びソース線駆動回路50に供給される電源電流が定常状態において所定の値よりも大きいか否かに応じて、不揮発性メモリーに不良メモリーセルが存在するか否かを判定しても良い。   Alternatively, when high power supply potentials VP1 and VP2 are equal and the same high power supply potential is supplied to word line drive circuit 40 and source line drive circuit 50, word line drive circuit 40 and source line drive circuit 50 are supplied. Depending on whether or not the supplied power current is larger than a predetermined value in the steady state, it may be determined whether or not there is a defective memory cell in the nonvolatile memory.

その結果に応じて、ステップS13において、メモリー制御回路70が、不良メモリーセルが存在すると判定された不揮発性メモリーに含まれているメモリーセルのみからデータを読み出すようにしても良い。そのようにすれば、不揮発性メモリーに不良メモリーセルが存在しないと判定された場合にデータの読み出しを省略することにより、不揮発性メモリーの検査時間を短縮することができる。   According to the result, in step S13, the memory control circuit 70 may read data only from the memory cells included in the non-volatile memory determined to have a defective memory cell. By doing so, the inspection time of the non-volatile memory can be shortened by omitting the reading of data when it is determined that there is no defective memory cell in the non-volatile memory.

本発明の第1の実施形態に係る不揮発性メモリーの検査方法によれば、メモリーセルMCを消去状態にしておき、メモリーセルMCのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに高電源電位VP1及びVP2をそれぞれ印加する試験を行うことにより、不良メモリーセルにおいては、例えば、ドレインとP型半導体基板又はPウエルとの間に存在する欠陥リーク経路にリーク電流が流れてホットキャリアが発生し、トランジスターの閾値電圧が変化する。   According to the inspection method of nonvolatile memory in accordance with the first embodiment of the present invention, with the memory cell MC in the erased state, the drain of the transistor in the memory cell MC is in the floating state, and the control gate and the source are used. By performing a test applying high power supply potentials VP1 and VP2, respectively, in the defective memory cell, for example, a leak current flows in a defect leak path existing between the drain and the P-type semiconductor substrate or P well to cause hot carrier. Occurs, and the threshold voltage of the transistor changes.

一方、正常なメモリーセルは、ホットキャリアの影響を受けず、トランジスターの閾値電圧が変化しない。従って、試験後にメモリーセルMCから読み出されたデータに基づいてメモリーセルMCが正常であるか不良であるかを判定することにより、データの書き換えを繰り返し行うことによる正常メモリーセルの劣化を招くことなく、不揮発性メモリーを検査することができる。   On the other hand, a normal memory cell is not affected by hot carriers, and the threshold voltage of the transistor does not change. Therefore, by determining whether the memory cell MC is normal or defective based on the data read from the memory cell MC after the test, deterioration of the normal memory cell due to repeated data rewriting is caused. Rather, non-volatile memory can be tested.

<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る集積回路装置の一部の構成例を示す回路図である。第2の実施形態においては、不揮発性メモリーが、複数のブロックに分割された複数のメモリーを含んでいる。例えば、不揮発性メモリーのメモリーセルアレイを構成する2048行のメモリーセルが、16個のブロックに分割されて駆動される。その場合には、1つのブロックが、128行のメモリーセルを含むことになる。その他の点は、第1の実施形態と同様である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a part of an integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention. In a second embodiment, the non-volatile memory comprises a plurality of memories divided into a plurality of blocks. For example, 2048 rows of memory cells constituting a memory cell array of non-volatile memory are divided into 16 blocks and driven. In that case, one block will contain 128 rows of memory cells. The other points are the same as in the first embodiment.

図6には、分割された複数のブロックの内のブロック1及びブロック2が示されており、以下においては、ブロック1及びブロック2の構成及び動作について説明する。ブロック1は、ワード線WL0〜WLj、及び、ソース線SL0〜SLjを含んでおり、ブロック2は、ワード線WL(j+1)〜WLk、及び、ソース線SL(j+1)〜SLkを含んでいる。また、ブロック1の複数のビット線及びブロック2の複数のビット線は、それぞれのスイッチ回路60を介して、共通のビット線BL0〜BLnに接続されている。それにより、複数のブロックを独立して駆動することが可能となる。   FIG. 6 shows block 1 and block 2 of the plurality of divided blocks, and in the following, the configuration and operation of block 1 and block 2 will be described. The block 1 includes word lines WL0 to WLj and source lines SL0 to SLj, and the block 2 includes word lines WL (j + 1) to WLk and source lines SL (j + 1) to SLk. Also, the plurality of bit lines of block 1 and the plurality of bit lines of block 2 are connected to common bit lines BL0 to BLn via respective switch circuits 60. Thereby, it becomes possible to drive a plurality of blocks independently.

ワード線駆動回路40(図1)は、行選択信号SW0〜SWkによって選択されたブロックに含まれているメモリーセルMCのトランジスターのコントロールゲートを駆動する複数のワード線ドライバー41と、複数のNチャネルMOSトランジスター42と、ワード線ドライバー41の高電位側電源電位を供給するインバーター43とを含んでいる。   Word line drive circuit 40 (FIG. 1) includes a plurality of word line drivers 41 for driving control gates of the transistors of memory cells MC included in the block selected by row selection signals SW0 to SWk, and a plurality of N channels. A MOS transistor 42 and an inverter 43 for supplying a high potential side power supply potential of the word line driver 41 are included.

また、ソース線駆動回路50(図1)は、ソース線駆動信号SSL1〜SSL2によって選択されたブロックに含まれているメモリーセルMCのトランジスターのソースを駆動するために、複数のソース線ドライバー51と、ソース線ドライバー51の出力端子とソース線SL0〜SLkとの間にドレイン・ソース経路が接続された複数のトランスミッションゲートTGと、複数のインバーター52とを含んでいる。   In addition, source line drive circuit 50 (FIG. 1) includes a plurality of source line drivers 51 for driving the sources of the transistors of memory cells MC included in the block selected by source line drive signals SSL1 to SSL2. A plurality of transmission gates TG whose drain-source paths are connected between the output terminal of the source line driver 51 and the source lines SL0 to SLk and a plurality of inverters 52 are included.

ブロック1のワード線ドライバー41の入力端子には、ハイアクティブの行選択信号SW0〜SWjがメモリー制御回路70から入力され、ブロック2のワード線ドライバー41の入力端子には、ハイアクティブの行選択信号SW(j+1)〜SWkがメモリー制御回路70から入力される。ワード線ドライバー41は、行選択信号がアクティブであるときに、ワード線電源電位VWL又はワード線昇圧電位VUPをワード線に出力し、行選択信号がノンアクティブであるときに、基準電源電位VSSをワード線に出力する。   The high active row selection signals SW0 to SWj are input from the memory control circuit 70 to the input terminals of the word line driver 41 of block 1, and the high active row selection signals are input to the input terminals of the word line driver 41 of block 2. SW (j + 1) to SWk are input from the memory control circuit 70. Word line driver 41 outputs word line power supply potential VWL or word line boosted potential VUP to the word line when the row selection signal is active, and the reference power supply potential VSS when the row selection signal is non-active. Output to word line.

ブロック1のソース線ドライバー51の入力端子には、ハイアクティブのソース線駆動信号SSL1がメモリー制御回路70から入力され、ブロック2のソース線ドライバー51の入力端子には、ハイアクティブのソース線駆動信号SSL2がメモリー制御回路70から入力される。ソース線ドライバー51は、ソース線駆動信号SSL1又はSSL2がアクティブであるときに、ソース線電源電位VSLを出力し、ソース線駆動信号SSL1又はSSL2がノンアクティブであるときに、基準電源電位VSSを出力する。   The high active source line drive signal SSL1 is input from the memory control circuit 70 to the input terminal of the source line driver 51 of the block 1, and the high active source line drive signal is input to the input terminal of the source line driver 51 of the block 2. SSL2 is input from the memory control circuit 70. Source line driver 51 outputs source line power supply potential VSL when source line drive signal SSL1 or SSL2 is active, and outputs reference power supply potential VSS when source line drive signal SSL1 or SSL2 is non-active. Do.

書き込みモード及び読み出しモードにおける不揮発性メモリーの動作は、第1の実施形態におけるのと同様でも良いし、あるいは、メモリー制御回路70が、選択されないブロックのスイッチ回路60をオフしても良い。   The operation of the non-volatile memory in the write mode and the read mode may be the same as in the first embodiment, or the memory control circuit 70 may turn off the switch circuit 60 of the non-selected block.

消去モードにおいて、メモリー制御回路70は、全てのブロックのメモリーセルMCを同時に消去状態としても良いし、順次選択されたブロックのメモリーセルMCを消去状態としても良い。例えば、ブロック1のメモリーセルMCを消去状態としてブロック2のメモリーセルMCを消去状態としない場合に、メモリー制御回路70は、行選択信号SW0〜SWjをアクティブにし、行選択信号SW(j+1)〜SWk、及び、列選択信号SB0〜SBnをノンアクティブにすると共に、ソース線駆動信号SSL1をアクティブにし、ソース線駆動信号SSL2をノンアクティブにする。   In the erase mode, the memory control circuit 70 may simultaneously put the memory cells MC of all blocks into the erased state or may put the memory cells MC of the sequentially selected blocks into the erased state. For example, when the memory cell MC of block 1 is in the erase state and the memory cell MC of block 2 is not in the erase state, the memory control circuit 70 activates the row selection signals SW0 to SWj to set the row selection signals SW (j + 1) to SW (j + 1) to The SWk and the column selection signals SB0 to SBn are made non-active, the source line drive signal SSL1 is made active, and the source line drive signal SSL2 is made non-active.

インバーター43、ソース線ドライバー51、及び、インバーター52には、高電源電位VP3が供給される。アクティブの消去モード信号ERが入力されるインバーター43によって、ワード線ドライバー41の高電位側電源端子に基準電源電位VSSが印加される。アクティブの行選択信号SW0〜SWjが入力されるワード線ドライバー41は活性化しないが、アクティブの消去モード信号ERがゲートに印加されるNチャネルMOSトランジスター42によって、基準電源電位VSSがワード線WL0〜WLjに印加される。また、アクティブのソース線駆動信号SSL1が入力されるソース線ドライバー51は、高電源電位VP3を出力し、ノンアクティブのソース線駆動信号SSL2が入力されるソース線ドライバー51は、基準電源電位VSSを出力する。   The high power supply potential VP3 is supplied to the inverter 43, the source line driver 51, and the inverter 52. The reference power supply potential VSS is applied to the high potential side power supply terminal of the word line driver 41 by the inverter 43 to which the active erase mode signal ER is input. The word line driver 41 to which active row selection signals SW0 to SWj are input is not activated, but an N channel MOS transistor 42 having an active erase mode signal ER applied to its gate causes reference power supply potential VSS to be applied to word line WL0 to WL0. Applied to WLj. The source line driver 51 to which the active source line drive signal SSL1 is input outputs the high power supply potential VP3 and the source line driver 51 to which the non-active source line drive signal SSL2 is input outputs the reference power supply potential VSS. Output.

アクティブの行選択信号SW0〜SWjが入力されるインバーター52は、高電源電位VP3を反転して、基準電源電位VSSをトランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加する。それにより、ブロック1において、トランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターがオンして、ソース線ドライバー51から出力される高電源電位VP3がソース線SL0〜SLjに印加される。一方、ブロック2においては、トランスミッションゲートTGがオフして、ソース線SL(j+1)〜SLkがフローティング状態となる。   Inverter 52 receiving active row selection signals SW0-SWj inverts high power supply potential VP3 to apply reference power supply potential VSS to the gate of the P channel MOS transistor of transmission gate TG. Thereby, in block 1, the P channel MOS transistor of the transmission gate TG is turned on, and the high power supply potential VP3 output from the source line driver 51 is applied to the source lines SL0 to SLj. On the other hand, in block 2, the transmission gate TG is turned off, and the source lines SL (j + 1) to SLk are in a floating state.

また、ブロック1及びブロック2において、ノンアクティブの列選択信号SB0〜SBnが入力されるスイッチ回路60のトランジスターQN0〜QNnがオフする。ブロック1においては、メモリーセルMCのトランジスターのドレインがフローティング状態となり、コントロールゲートに基準電源電位VSSが印加されると共に、ソースに高電源電位VP3が印加される。それにより、ブロック1のメモリーセルMCが消去状態となる。   In block 1 and block 2, transistors QN0-QNn of switch circuit 60 to which non-active column selection signals SB0-SBn are input are turned off. In block 1, the drain of the transistor of the memory cell MC is in a floating state, the reference power supply potential VSS is applied to the control gate, and the high power supply potential VP3 is applied to the source. Thereby, the memory cell MC of block 1 is in the erased state.

一方、ブロック2においては、ノンアクティブの行選択信号SW(j+1)〜SWkが入力されるインバーター52が、基準電源電位VSSを反転して、高電源電位VP3をトランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加する。従って、ワード線WL(j+1)〜WLkに接続されたトランスミッションゲートTGがオフする。その結果、メモリーセルMCのトランジスターのフローティングゲートに蓄積されている負の電荷が放出されないので、トランジスターの閾値電圧は変化しない。   In block 2, on the other hand, inverter 52 receiving non-active row selection signals SW (j + 1) to SWk inverts reference power supply potential VSS to set high power supply potential VP3 to P channel MOS transistors of transmission gate TG. Apply to the gate. Therefore, the transmission gate TG connected to the word lines WL (j + 1) to WLk is turned off. As a result, since the negative charge stored in the floating gate of the transistor of the memory cell MC is not released, the threshold voltage of the transistor does not change.

試験モードにおいて、メモリー制御回路70は、複数のブロックの内から1つのブロックを順次選択し、選択されたブロックに含まれているメモリーセルMCを試験する。例えば、ブロック1のメモリーセルMCを試験して、ブロック2のメモリーセルMCを試験しない場合に、メモリー制御回路70は、行選択信号SW0〜SWj、及び、ソース線駆動信号SSL1をアクティブにすると共に、行選択信号SW(j+1)〜SWk、ソース線駆動信号SSL2、及び、列選択信号SB0〜SBnをノンアクティブにする。   In the test mode, the memory control circuit 70 sequentially selects one of the plurality of blocks and tests the memory cells MC included in the selected block. For example, when testing memory cell MC of block 1 and not testing memory cell MC of block 2, memory control circuit 70 activates row selection signals SW0 to SWj and source line drive signal SSL1. The row selection signals SW (j + 1) to SWk, the source line drive signal SSL2, and the column selection signals SB0 to SBn are made inactive.

インバーター43及びインバーター52には、高電源電位VP1が供給され、ソース線ドライバー51には、高電源電位VP2が供給される。ノンアクティブの消去モード信号ERが入力されるインバーター43によって、ワード線ドライバー41の高電位側電源端子に高電源電位VP1が供給される。ブロック1において、アクティブの行選択信号SW0〜SWjが供給されるワード線ドライバー41が、高電源電位VP1をワード線WL0〜WLjに出力する。また、アクティブのソース線駆動信号SSL1が入力されるソース線ドライバー51が、高電源電位VP2を出力する。   The high power supply potential VP <b> 1 is supplied to the inverters 43 and 52, and the high power supply potential VP <b> 2 is supplied to the source line driver 51. The high power supply potential VP1 is supplied to the high potential side power supply terminal of the word line driver 41 by the inverter 43 to which the non-active erase mode signal ER is input. In block 1, the word line driver 41 to which the active row selection signals SW0 to SWj are supplied outputs the high power supply potential VP1 to the word lines WL0 to WLj. Also, the source line driver 51 to which the active source line drive signal SSL1 is input outputs the high power supply potential VP2.

ワード線ドライバー41から出力される高電源電位VP1は、ワード線WL0〜WLjに接続されたトランスミッションゲートTGのNチャネルMOSトランジスターのゲートにも印加される。それにより、トランスミッションゲートTGのNチャネルMOSトランジスターがオンして、ソース線ドライバー51から出力される高電源電位VP2がソース線SL0〜SLjに印加される。   The high power supply potential VP1 output from the word line driver 41 is also applied to the gate of the N channel MOS transistor of the transmission gate TG connected to the word lines WL0 to WLj. Thereby, the N channel MOS transistor of transmission gate TG is turned on, and high power supply potential VP2 output from source line driver 51 is applied to source lines SL0 to SLj.

また、ノンアクティブの列選択信号SB0〜SBnが入力されるスイッチ回路60のトランジスターQN0〜QNnがオフする。このように、メモリー制御回路70は、選択されたブロック1に含まれているメモリーセルMCのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに高電源電位VP1及びVP2をそれぞれ印加するように、不揮発性メモリーの各部を制御する。それにより、ブロック1のメモリーセルMCが、試験モードに移行する。   Further, the transistors QN0 to QNn of the switch circuit 60 to which the non-active column selection signals SB0 to SBn are input are turned off. Thus, the memory control circuit 70 sets the drain to the floating state and applies the high power supply potentials VP1 and VP2 to the control gate and the source, respectively, for the transistor of the memory cell MC included in the selected block 1. To control each part of the non-volatile memory. Thereby, the memory cell MC of block 1 shifts to the test mode.

一方、ブロック2においては、ノンアクティブの行選択信号SW(j+1)〜SWkが供給されるワード線ドライバー41が、基準電源電位VSSをワード線WL(j+1)〜WLkに出力する。また、ノンアクティブのソース線駆動信号SSL2が入力されるソース線ドライバー51が、基準電源電位VSSを出力する。   On the other hand, in block 2, word line driver 41 supplied with non-active row selection signals SW (j + 1) to SWk outputs reference power supply potential VSS to word lines WL (j + 1) to WLk. Further, the source line driver 51 to which the non-active source line drive signal SSL2 is input outputs the reference power supply potential VSS.

ワード線ドライバー41から出力される基準電源電位VSSは、トランスミッションゲートTGのNチャネルMOSトランジスターのゲートにも印加される。また、インバーター52から出力される高電源電位VP1が、トランスミッションゲートTGのPチャネルMOSトランジスターのゲートに印加される。それにより、トランスミッションゲートTGがオフする。   The reference power supply potential VSS output from the word line driver 41 is also applied to the gate of the N channel MOS transistor of the transmission gate TG. Further, the high power supply potential VP1 output from the inverter 52 is applied to the gate of the P channel MOS transistor of the transmission gate TG. Thereby, the transmission gate TG is turned off.

また、ノンアクティブの列選択信号SB0〜SBnが入力されるスイッチ回路60のトランジスターQN0〜QNnがオフする。このように、メモリー制御回路70は、選択されていないブロック2に含まれているメモリーセルMCのトランジスターに対して、ソース及びドレインをフローティング状態とし、コントロールゲートに基準電源電位VSSを印加するように、不揮発性メモリーの各部を制御する。従って、ブロック2のメモリーセルMCは、試験モードに移行しない。   Further, the transistors QN0 to QNn of the switch circuit 60 to which the non-active column selection signals SB0 to SBn are input are turned off. As described above, the memory control circuit 70 causes the source and the drain to be in a floating state and applies the reference power supply potential VSS to the control gate with respect to the transistor of the memory cell MC included in the non-selected block 2. , Control each part of non-volatile memory. Therefore, the memory cell MC of block 2 does not shift to the test mode.

<不揮発性メモリーの検査方法2>
次に、本発明の第2の実施形態に係る不揮発性メモリーの検査方法について、図1、図6、及び、図7を参照しながら説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る不揮発性メモリーの検査方法を示すフローチャートである。
<Method 2 of inspecting non-volatile memory>
Next, a method of inspecting a non-volatile memory according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 6, and FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing a non-volatile memory inspection method according to a second embodiment of the present invention.

図7に示すステップS21において、メモリー制御回路70が、不揮発性メモリーを消去モードに設定して、メモリーセルMCを消去状態にする。ここで、メモリー制御回路70は、複数のブロックの内から1つのブロックを順次選択し、選択されたブロックを消去モードに設定して、選択されたブロックに含まれているメモリーセルMCを消去状態にしても良い。本実施形態においては、消去状態のメモリーセルMCにおけるデータを「0」と定義する。   In step S21 shown in FIG. 7, the memory control circuit 70 sets the non-volatile memory to the erase mode to put the memory cell MC in the erase state. Here, the memory control circuit 70 sequentially selects one block from the plurality of blocks, sets the selected block in the erase mode, and erases the memory cells MC included in the selected block. You may In the present embodiment, data in the memory cell MC in the erased state is defined as "0".

ステップS22において、メモリー制御回路70が、複数のブロックの内から1つのブロックを順次選択し、選択されたブロックに含まれているメモリーセルMCを試験モードに設定する。即ち、メモリー制御回路70は、選択されたブロックに含まれているメモリーセルMCのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに高電源電位VP1及びVP2をそれぞれ印加する一方、選択されていないブロックに含まれているメモリーセルMCのトランジスターに対しては、高電源電位VP1及びVP2を印加しないように、不揮発性メモリーの各部を制御する。   In step S22, the memory control circuit 70 sequentially selects one block from the plurality of blocks, and sets the memory cells MC included in the selected block to the test mode. That is, the memory control circuit 70 sets the drain in the floating state and applies the high power supply potentials VP1 and VP2 to the control gate and the source respectively for the transistor of the memory cell MC included in the selected block. Each portion of the non-volatile memory is controlled so that the high power supply potentials VP1 and VP2 are not applied to the transistors of the memory cells MC included in the non-block.

それにより、選択されたブロックに不良メモリーセルが存在する場合には、不良メモリーセルのトランジスターにリーク電流が流れて、リーク電流によって発生したホットキャリアがフローティングゲート又は酸化膜に蓄積されることにより、トランジスターの閾値電圧が上昇する。一方、正常なメモリーセルは、ホットキャリアの影響を受けず、トランジスターの閾値電圧は変化しない。   Thereby, when there is a defective memory cell in the selected block, a leak current flows to the transistor of the defective memory cell, and hot carriers generated by the leak current are accumulated in the floating gate or the oxide film, The threshold voltage of the transistor rises. On the other hand, a normal memory cell is not affected by hot carriers, and the threshold voltage of the transistor does not change.

ステップS23において、メモリー制御回路70が、メモリーセルMCを読み出しモードに設定して、メモリーセルMCからデータを読み出す。不揮発性メモリーの検査においては、メモリー制御回路70が、不揮発性メモリーに含まれている複数のメモリーセルMCを順次指定するアドレス信号を生成しても良い。   In step S23, the memory control circuit 70 sets the memory cell MC in the read mode and reads data from the memory cell MC. In the inspection of the non-volatile memory, the memory control circuit 70 may generate an address signal which sequentially designates the plurality of memory cells MC included in the non-volatile memory.

ステップS24において、オペレーター又はメモリー制御回路70が、メモリーセルMCから読み出されたデータに基づいて、メモリーセルMCが正常であるか不良であるかを判定する。正常なメモリーセルにおいては、ドレイン電流の大きさが基準電流値よりも大きいので、データ「0」が読み出されるが、不良メモリーセルにおいては、ドレイン電流の大きさが基準電流値よりも小さくなっているので、データ「1」が読み出される。それにより、不良メモリーセルが存在するか否かが判明し、不良メモリーセルが存在する場合には、そのアドレスを知ることができる。   In step S24, the operator or memory control circuit 70 determines whether the memory cell MC is normal or defective based on the data read from the memory cell MC. In a normal memory cell, since the magnitude of the drain current is larger than the reference current value, data "0" is read, but in the defective memory cell, the magnitude of the drain current is smaller than the reference current value. Therefore, data "1" is read out. Thereby, it is determined whether or not there is a defective memory cell, and if there is a defective memory cell, its address can be known.

上記のステップS22において、オペレーターが、ICテスター等を用いて、少なくともソース線駆動回路50に供給される電源電流を測定し、少なくともソース線駆動回路50に供給される電源電流が定常状態において所定の値よりも大きいか否かに応じて、選択されたブロックに不良メモリーセルが存在するか否かを判定しても良い。   In the above step S22, the operator measures at least the power supply current supplied to the source line drive circuit 50 using an IC tester or the like, and at least the power supply current supplied to the source line drive circuit 50 is predetermined in the steady state. Depending on whether or not it is larger than the value, it may be determined whether or not there is a defective memory cell in the selected block.

あるいは、高電源電位VP1とVP2とが等しく、ワード線駆動回路40及びソース線駆動回路50に同一の高電源電位が供給される場合には、ワード線駆動回路40及びソース線駆動回路50に供給される電源電流が定常状態において所定の値よりも大きいか否かに応じて、選択されたブロックに不良メモリーセルが存在するか否かを判定しても良い。   Alternatively, when high power supply potentials VP1 and VP2 are equal and the same high power supply potential is supplied to word line drive circuit 40 and source line drive circuit 50, word line drive circuit 40 and source line drive circuit 50 are supplied. Depending on whether the supplied power current is larger than the predetermined value in the steady state, it may be determined whether or not there is a defective memory cell in the selected block.

その結果に応じて、ステップS23において、メモリー制御回路70が、不良メモリーセルが存在すると判定されたブロックに含まれているメモリーセルMCのみからデータを読み出すようにしても良い。そのようにすれば、ステップS22において不良メモリーセルが存在しないと判定されたブロックについてはデータの読み出しを省略することにより、不揮発性メモリーの検査時間を短縮することができる。   Depending on the result, in step S23, the memory control circuit 70 may read data only from the memory cells MC included in the block determined to have a defective memory cell. In such a case, the inspection time of the non-volatile memory can be shortened by omitting the data reading for the block determined as having no defective memory cell in step S22.

本発明の第2の実施形態によれば、ブロック単位でメモリーセルMCの試験を行うことにより、メモリーセルMCを試験する際に電源回路20(図1)等に瞬間的にかかる負荷を低減することができる。さらに、ブロック単位でメモリーセルMCの消去を行うようにすれば、メモリーセルMCを消去状態にする際に電源回路20等に瞬間的にかかる負荷を低減することができる。   According to the second embodiment of the present invention, by testing the memory cell MC in block units, the load applied to the power supply circuit 20 (FIG. 1) or the like instantaneously when testing the memory cell MC is reduced. be able to. Furthermore, by erasing the memory cells MC in block units, it is possible to reduce the load momentarily applied to the power supply circuit 20 and the like when the memory cells MC are brought into the erased state.

以上の実施形態においては、メモリーセルMCにおいてデータを記憶するトランジスターとしてNチャネルMOSトランジスターを用いる場合について説明したが、メモリーセルMCにおいてデータを記憶するトランジスターとしてPチャネルMOSトランジスターを用いても良い。その場合には、スイッチ回路60においてもNチャネルMOSトランジスターの替りにPチャネルMOSトランジスターが用いられ、トランスミッションゲートTGのNチャネルMOSトランジスターとPチャネルMOSトランジスターとが入れ替えられる。   In the above embodiments, the N channel MOS transistor is used as a transistor for storing data in the memory cell MC. However, a P channel MOS transistor may be used as a transistor for storing data in the memory cell MC. In that case, a P channel MOS transistor is used in place of the N channel MOS transistor in switch circuit 60, and the N channel MOS transistor and P channel MOS transistor of transmission gate TG are interchanged.

また、他の電位に対して相対的な基準となる最も高い電位(基準電位)として、基準電源電位VDDが用いられる。基準電源電位VDDは、不揮発性メモリーの各部、及び、集積回路装置のN型半導体基板又はNウエルに供給される。基準電源電位VDDは、如何なる値であっても良いが、基準電源電位VDDが接地電位0Vである場合には、例えば、−1.2V〜−1.8V程度のロジック電源電位VSSと、−3V程度のワード線昇圧電位VUPと、−1V程度のビット線電位VBLと、−5V〜−10V程度の負の高電源電位VP1〜VP3とが用いられる。さらに、ローアクティブの行選択信号SW0〜SWm、及び、ローアクティブの列選択信号SB0〜SBnが用いられる。なお、ホットキャリアは、電子ではなく正孔となる。   Further, the reference power supply potential VDD is used as the highest potential (reference potential) which is a reference relative to other potentials. The reference power supply potential VDD is supplied to each part of the non-volatile memory and the N-type semiconductor substrate or N-well of the integrated circuit device. The reference power supply potential VDD may be any value, but when the reference power supply potential VDD is the ground potential 0 V, for example, a logic power supply potential VSS of about −1.2 V to −1.8 V, −3 V A certain word line boosted potential VUP, a bit line potential VBL of about -1 V, and negative high power supply potentials VP1 to VP3 of about -5 V to -10 V are used. Furthermore, row active row select signals SW0 to SWm and row active row select signals SB0 to SBn are used. Hot carriers are not electrons but holes.

メモリーセルMCにおいてデータを記憶するトランジスターとしてPチャネルMOSトランジスターを用いる場合には、負の高電源電位VP1がワード線昇圧電位VUPよりも低く、かつ、負の高電源電位VP2が基準電源電位VDDよりも低く設定されることが望ましい。それにより、試験モードにおいて、不良メモリーセルのトランジスターにリーク電流を流してホットキャリアを発生させて、トランジスターの閾値電圧を変化させることができる。   When a P-channel MOS transistor is used as a transistor for storing data in memory cell MC, negative high power supply potential VP1 is lower than word line boosted potential VUP, and negative high power supply potential VP2 is higher than reference power supply potential VDD. It is desirable to set too low. Thus, in the test mode, a leak current can be supplied to the transistor of the defective memory cell to generate hot carriers, and the threshold voltage of the transistor can be changed.

さらに、負の高電源電位VP1及びVP2が負の高電源電位VP3以下に設定されることが望ましい。それにより、試験モードにおいて、不良メモリーセルのトランジスターに大きなリーク電流を流して十分なホットキャリアを発生させて、試験時間を短縮することができる。具体的には、基準電源電位VDDと負の高電源電位VP1との間の電位差、及び、基準電源電位VDDと負の高電源電位VP2との間の電位差を、5V以上とすることが望ましく、例えば、7.5V又は8Vとしても良い。   Furthermore, it is desirable that the negative high power supply potentials VP1 and VP2 be set equal to or lower than the negative high power supply potential VP3. Thus, in the test mode, a large leak current can be supplied to the transistor of the defective memory cell to generate sufficient hot carriers, thereby reducing the test time. Specifically, the potential difference between the reference power supply potential VDD and the negative high power supply potential VP1 and the potential difference between the reference power supply potential VDD and the negative high power supply potential VP2 are preferably 5 V or more. For example, 7.5 V or 8 V may be used.

以上においては、本発明をフラッシュメモリーに適用した実施形態について説明したが、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。   Although the embodiments in which the present invention is applied to a flash memory have been described above, the present invention is not limited to the embodiments described above, and the present invention may be embodied by those skilled in the art. Many variants are possible within the technical concept of.

1…P型半導体基板、2…ソース、3…ドレイン、4…トンネル酸化膜、5…フローティングゲート、6…ゲート酸化膜、7…コントロールゲート、8、9…サイドウォール、10…メモリーセルアレイ、20…電源回路、30…ワード線昇圧回路、40…ワード線駆動回路、41…ワード線ドライバー、42…NチャネルMOSトランジスター、43…インバーター、50…ソース線駆動回路、51…ソース線ドライバー、52…インバーター、60…スイッチ回路、70…メモリー制御回路、70a…リファレンスセル、WL0〜WLm…ワード線、SL0〜SLm…ソース線、BL0〜BLn…ビット線、TG…トランスミッションゲート、MC…メモリーセル、QN0〜QNn…NチャネルMOSトランジスター   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... P type semiconductor substrate, 2 ... source | sauce, 3 ... drain, 4 ... tunnel oxide film, 5 ... floating gate, 6 ... gate oxide film, 7 ... control gate, 8, 9 ... sidewall, 10 ... memory cell array, 20 ... Power supply circuit, 30 ... Word line booster circuit, 40 ... Word line drive circuit, 41 ... Word line driver, 42 ... N channel MOS transistor, 43 ... Inverter, 50 ... Source line drive circuit, 51 ... Source line driver, 52 ... Inverters 60 switch circuits 70 memory control circuits 70a reference cells WL0 to WLm word lines SL0 to SLm source lines BL0 to BLn bit lines TG transmission gates MC memory cells QN0 ~ QN n ... N channel MOS transistor

Claims (10)

コントロールゲート、フローティングゲート、ソース、及び、ドレインを有するトランジスターが設けられたメモリーセルを含む不揮発性メモリーの検査方法であって、
前記メモリーセルを消去状態にするステップ(a)と、
前記メモリーセルのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに第1の電位及び第2の電位をそれぞれ印加するステップ(b)と、
前記メモリーセルからデータを読み出すステップ(c)と、
前記メモリーセルから読み出されたデータに基づいて、前記メモリーセルが正常であるか不良であるかを判定するステップ(d)と、を備える不揮発性メモリーの検査方法。
A method of testing a non-volatile memory including a memory cell provided with a transistor having a control gate, a floating gate, a source, and a drain,
Placing the memory cell in an erased state (a);
Placing the drain in a floating state and applying a first potential and a second potential to the control gate and the source, respectively, for the transistor of the memory cell;
Reading data from the memory cell (c);
And (d) determining whether the memory cell is normal or defective based on the data read from the memory cell.
ステップ(c)が、前記メモリーセルのトランジスターに対して、コントロールゲート及びソースに第3の電位及び基準電位をそれぞれ印加し、ドレイン電流の大きさに基づいて前記メモリーセルからデータを読み出すことを含み、
前記メモリーセルのトランジスターがNチャネルトランジスターである場合に、前記第1の電位が前記第3の電位よりも高く、かつ、前記第2の電位が前記基準電位よりも高く設定され、前記メモリーセルのトランジスターがPチャネルトランジスターである場合に、前記第1の電位が前記第3の電位よりも低く、かつ、前記第2の電位が前記基準電位よりも低く設定される、請求項1記載の不揮発性メモリーの検査方法。
Step (c) includes applying a third potential and a reference potential to the control gate and the source respectively to the transistor of the memory cell and reading data from the memory cell based on the magnitude of the drain current ,
When the transistor of the memory cell is an N-channel transistor, the first potential is set to be higher than the third potential, and the second potential is set to be higher than the reference potential. The non-volatile property according to claim 1, wherein when the transistor is a P-channel transistor, the first potential is set lower than the third potential, and the second potential is set lower than the reference potential. Memory inspection method.
ステップ(a)が、前記メモリーセルのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに基準電位及び第4の電位をそれぞれ印加して、前記メモリーセルを消去状態にすることを含み、
前記メモリーセルのトランジスターがNチャネルトランジスターである場合に、前記第1の電位及び前記第2の電位が第4の電位以上に設定され、前記メモリーセルのトランジスターがPチャネルトランジスターである場合に、前記第1の電位及び前記第2の電位が第4の電位以下に設定される、請求項1又は2記載の不揮発性メモリーの検査方法。
Step (a) includes putting the drain in the floating state and applying the reference potential and the fourth potential to the control gate and the source, respectively, to put the memory cell in the erased state with respect to the transistor of the memory cell. ,
When the transistor of the memory cell is an N-channel transistor, the first potential and the second potential are set to a fourth potential or more, and the transistor of the memory cell is a P-channel transistor. The method of testing a non-volatile memory according to claim 1 or 2, wherein the first potential and the second potential are set to be equal to or lower than a fourth potential.
ステップ(d)が、前記メモリーセルから読み出されたデータが消去状態のメモリーセルにおけるデータと異なる場合に、前記メモリーセルが不良であると判定することを含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の不揮発性メモリーの検査方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the step (d) includes determining that the memory cell is defective if the data read from the memory cell is different from the data in the erased memory cell. The inspection method of the non-volatile memory as described in item 1. 不良であると判定されたメモリーセルを冗長メモリーセルに置き換えるステップ(e)をさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項記載の不揮発性メモリーの検査方法。   The non-volatile memory inspection method according to any one of claims 1 to 4, further comprising the step (e) of replacing a memory cell determined to be defective with a redundant memory cell. 前記不揮発性メモリーが、前記メモリーセルのトランジスターのコントロールゲートを駆動するワード線駆動回路と、前記メモリーセルのトランジスターのソースを駆動するソース線駆動回路とをさらに含み、
ステップ(b)が、少なくとも前記ソース線駆動回路に供給される電源電流が定常状態において所定の値よりも大きいか否かに応じて、前記不揮発性メモリーに不良メモリーセルが存在するか否かを判定することを含み、
ステップ(c)が、不良メモリーセルが存在すると判定された不揮発性メモリーに含まれているメモリーセルのみからデータを読み出すことを含む、請求項1〜5のいずれか1項記載の不揮発性メモリーの検査方法。
The non-volatile memory further includes a word line drive circuit driving a control gate of the memory cell transistor, and a source line drive circuit driving a source of the memory cell transistor.
Whether or not there is a defective memory cell in the non-volatile memory depending on whether or not the step (b) at least the power supply current supplied to the source line drive circuit is larger than a predetermined value in the steady state Including determining
The non-volatile memory according to any one of claims 1 to 5, wherein step (c) includes reading data only from memory cells included in the non-volatile memory determined to have a defective memory cell. Inspection method.
前記不揮発性メモリーが、複数のブロックに分割された複数のメモリーセルを含み、
ステップ(b)が、前記複数のブロックの内から1つのブロックを順次選択し、選択されたブロックに含まれているメモリーセルのトランジスターに対して、ドレインをフローティング状態とし、コントロールゲート及びソースに前記第1及び第2の電位をそれぞれ印加する一方、選択されていないブロックに含まれているメモリーセルのトランジスターに対しては、前記第1及び第2の電位を印加しないことを含む、請求項1〜5のいずれか1項記載の不揮発性メモリーの検査方法。
The non-volatile memory includes a plurality of memory cells divided into a plurality of blocks,
Step (b) sequentially selects one block among the plurality of blocks, with the drain of the memory cell transistor included in the selected block being in a floating state, and the control gate and the source are selected. 2. The method according to claim 1, further comprising: applying the first and second potentials, while not applying the first and second potentials to the memory cell transistors included in the non-selected block. The inspection method of the non-volatile memory as described in any one of -5.
前記不揮発性メモリーが、選択されたブロックに含まれているメモリーセルのトランジスターのコントロールゲートを駆動するワード線駆動回路と、選択されたブロックに含まれているメモリーセルのトランジスターのソースを駆動するソース線駆動回路とをさらに含み、
ステップ(b)が、少なくとも前記ソース線駆動回路に供給される電源電流が定常状態において所定の値よりも大きいか否かに応じて、選択されたブロックに不良メモリーセルが存在するか否かを判定することを含み、
ステップ(c)が、不良メモリーセルが存在すると判定されたブロックに含まれているメモリーセルのみからデータを読み出すことを含む、請求項7記載の不揮発性メモリーの検査方法。
The non-volatile memory is a word line drive circuit for driving control gates of transistors of memory cells included in the selected block, and a source for driving sources of transistors of memory cells included in the selected block. Further including a line drive circuit,
Depending on whether or not step (b) at least the power supply current supplied to the source line drive circuit is larger than a predetermined value in the steady state, whether or not there is a defective memory cell in the selected block Including determining
The method according to claim 7, wherein the step (c) includes reading data only from memory cells included in a block determined to have a defective memory cell.
コントロールゲート、フローティングゲート、ソース、及び、ドレインを有するトランジスターが設けられたメモリーセルと、
前記メモリーセルのトランジスターのコントロールゲートを駆動するワード線駆動回路と、
前記メモリーセルのトランジスターのソースを駆動するソース線駆動回路と、
前記メモリーセルのトランジスターのドレインに接続されたスイッチ回路と、
前記スイッチ回路を介して前記メモリーセルのトランジスターのドレインに接続可能であり、試験モードにおいて、前記スイッチ回路をオフさせてドレインをフローティング状態とし、コントロールゲートに第1の電位を印加するように前記ワード線駆動回路を制御すると共に、ソースに第2の電位を印加するように前記ソース線駆動回路を制御し、読み出しモードにおいて、コントロールゲートに第3の電位を印加するように前記ワード線駆動回路を制御すると共に、ソースに基準電位を印加するように前記ソース線駆動回路を制御し、前記スイッチ回路をオンさせて、ドレイン電流の大きさに基づいて前記メモリーセルからデータを読み出すメモリー制御回路と、
を備え、前記メモリーセルのトランジスターがNチャネルトランジスターである場合に、前記第1の電位が前記第3の電位よりも高く、かつ、前記第2の電位が前記基準電位よりも高く設定され、前記メモリーセルのトランジスターがPチャネルトランジスターである場合に、前記第1の電位が前記第3の電位よりも低く、かつ、前記第2の電位が前記基準電位よりも低く設定される、集積回路装置。
A memory cell provided with a transistor having a control gate, a floating gate, a source, and a drain;
A word line drive circuit for driving a control gate of a transistor of the memory cell;
A source line drive circuit for driving a source of a transistor of the memory cell;
A switch circuit connected to the drain of the memory cell transistor;
The word can be connected to the drain of the transistor of the memory cell through the switch circuit, and in the test mode, the switch circuit is turned off to float the drain and apply the first potential to the control gate. The word line drive circuit is controlled to control the line drive circuit and to control the source line drive circuit to apply the second potential to the source, and to apply the third potential to the control gate in the read mode. A memory control circuit that controls the source line drive circuit to apply a reference potential to the source and turns on the switch circuit to read data from the memory cell based on the magnitude of drain current;
When the transistor of the memory cell is an N-channel transistor, the first potential is set to be higher than the third potential, and the second potential is set to be higher than the reference potential, An integrated circuit device, wherein the first potential is set to be lower than the third potential and the second potential is set to be lower than the reference potential when the transistor of the memory cell is a P-channel transistor.
前記メモリー制御回路が、消去モードにおいて、前記スイッチ回路をオフさせてドレインをフローティング状態とし、コントロールゲートに基準電位を印加するように前記ワード線駆動回路を制御すると共に、ソースに第4の電位を印加するように前記ソース線駆動回路を制御し、
前記メモリーセルのトランジスターがNチャネルトランジスターである場合に、前記第1の電位及び前記第2の電位が第4の電位以上に設定され、前記メモリーセルのトランジスターがPチャネルトランジスターである場合に、前記第1の電位及び前記第2の電位が第4の電位以下に設定される、請求項9記載の集積回路装置。
The memory control circuit controls the word line drive circuit to turn off the switch circuit to put the drain into a floating state and to apply a reference potential to a control gate in the erase mode, and controls the fourth potential to the source. Control the source line drive circuit to apply
When the transistor of the memory cell is an N-channel transistor, the first potential and the second potential are set to a fourth potential or more, and the transistor of the memory cell is a P-channel transistor. The integrated circuit device according to claim 9, wherein the first potential and the second potential are set to be equal to or lower than a fourth potential.
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