JP3890014B2 - Semiconductor memory device and test method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不揮発性のメモリセルを備えた半導体記憶装置及びその試験方法に関するものである。
【0002】
携帯型情報端末等の電子機器では、各種情報を蓄えておくための記憶装置が搭載されており、その記憶装置としては、電気的にデータの書き込み及び消去が可能な不揮発性メモリが用いられている。製品出荷時に実施される不揮発性メモリの試験においては、データの書き込み/消去の特性が正常であるか否かが判断され、その特性が異常であるものについては不良品として取り除く必要がある。そのため、不揮発性メモリには、書き込み状態を検出するための試験回路が設けられているが、その回路の構成を簡素化してダイサイズの増大を防止する技術が要求されている。
【0003】
【従来の技術】
一般に、不揮発性メモリであるフラッシュメモリのセルは、コントロールゲートとフローティングゲートとの2層のポリシリコンゲートを備えている(例えば、特許文献1参照)。フローティングゲートは、その周囲が絶縁体(SiO2)で完全に覆われており、書き込みにより注入される電子を保持するためのゲートである。
【0004】
不揮発性メモリの試験において、書き込み/消去の特性が正常であるか否かを評価するために、メモリセルにおけるセルトランジスタのしきい値電圧を測定する必要がある。
【0005】
2層ポリシリコン構造のメモリセルにおいては、フローティングゲートを電極として外部に引き出すことは困難であり、フローティングゲートの電位を直接観測することができない。そのため、2層ポリシリコン構造のメモリセルでは、ワード線(コントロールゲート)の電位を変えることにより、フローティングゲートに所望の電位変化を与える。そして、その電位変化によりメモリセルに流れる電流と測定用基準セルに流れる基準電流とを比較して、間接的にトランジスタのしきい値電圧を測定するといった方法が行われていた。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−29494号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フローティングゲートとワード線(コントロールゲート)とは、その間にある酸化膜の容量で結合している構造であるため、ワード線に大きな電位変化を与えないと、フローティングゲートにおける所望の電位変化を得ることができない。そのため、ワード線に高電圧を印加するための回路が必要となる。また、その高電圧を印加するための回路やその周辺部の信頼性を考慮すると回路構成が複雑になるため、半導体記憶装置のダイサイズが増大するといた問題が生じてしまう。
【0008】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素で信頼性の高い試験回路を実現し、ダイサイズの増大を抑制することができる半導体記憶装置及びその試験方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
図1は、本発明の原理説明図である。すなわち、半導体記憶装置のメモリセル1は、不揮発性のメモリセルであり、ワード線SWLに接続された単層ポリシリコン構造を有する選択トランジスタT1と、該選択トランジスタT1に直列に接続された単層ポリシリコン構造を有するセルトランジスタT2と、該セルトランジスタT2のゲート(フローティングゲート)に接続されたキャパシタC1とを備える。このメモリセル1は配線BLを介して電流比較回路2に接続される。電流比較回路2には、試験用配線TRBLを介して試験用基準メモリセル3が接続されている。試験用基準メモリセル3は、単層ポリシリコン構造を有する基準選択トランジスタT1rと、該基準選択トランジスタT1rに直列接続された単層ポリシリコン構造を有する基準セルトランジスタT2rとを有する。
【0010】
各メモリセル1,3は単層ポリシリコン構造であるため、そのフローティングゲートは、通常のMOSトランジスタのゲートと同じプロセスで形成される。従って、2層ポリシリコン構造のメモリセルと異なり、フローティングゲートを電極として外部に引き出すことが可能である。従って、試験用基準メモリセル3における基準セルトランジスタT2rのゲートには、ゲート電圧を設定する設定手段4を接続することができる。その設定手段4からの入力信号により所望のゲート電圧が印加され、試験用基準メモリセル3に流れる基準電流が調節される。そして、電流比較回路2において基準電流とメモリセル1に流れる読み出し電流とが比較されることにより、メモリセル1におけるデータ書き込み/消去の特性が評価される。
【0011】
具体的に、電流比較回路2は、メモリセル1の読み出し電流と基準電流とを比較し、その電流差を増幅して出力するセンスアンプである。
半導体記憶装置は、基準電流発生回路と試験用基準電流発生回路とテスト回路とを備える。基準電流発生回路により、通常の読み出し動作に使用する基準電流が発生される。また、試験用基準電流発生回路により、試験用基準電流が発生される。そして、基準電流発生回路と試験用基準電流発生回路にはテスト回路から試験信号が入力され、基準電流発生回路が非活性化されるとともに、試験用基準電流発生回路が活性化される。また、電流比較回路(センスアンプ)にテスト回路の試験信号が入力される。この場合、試験時において、センスアンプには試験用基準電流発生回路の基準電流と読み出し電流とが流れ、それら電流が比較される。
【0012】
また、試験用基準電流発生回路において、試験用基準電流が流れる電流経路には、メモリセルに流れる読み出し電流の経路と同じ回路構成である等価特性擬似回路が設けられる。
【0013】
この等価特性擬似回路としては、コラム選択回路の等価回路やセンスアンプの等価回路が含まれる。この回路を設けることにより、試験用基準メモリセルの基準電流が調節される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図2は、本実施形態のマクロメモリ11を示すブロック回路図である。このマクロメモリ11は、図示しないロジック部とともに1チップの半導体装置(LSI)に搭載されている。
【0015】
マクロメモリ11には、リード/ライト動作制御部12、Xデコーダ13、Yデコーダ14、Y選択ゲート回路15、グランド供給回路16、テスト回路17、メモリセル1、読み出しアンプ(センスアンプ)2、基準セル20、基準電流発生回路21、試験用基準電流発生回路22が設けられている。
【0016】
リード/ライト動作制御部12には、ロジック部からアドレス/データ/コマンド等の入力信号が入力される。リード/ライト動作制御部12は、その入力信号に基づいて、マクロメモリ11におけるデータの読み出し及び書き込み動作を制御する。
【0017】
ここで、例えば、入力信号として読み出しコマンドとアドレスとが入力される場合、リード/ライト動作制御部12は、入力信号に含まれる上位ビットのアドレス信号をXデコーダ13に入力し、下位ビットのアドレス信号をYデコーダ14に入力する。そして、Xデコーダ13とYデコーダ14とによって、読み出し対象となるメモリセル1が複数のメモリセルの中から選択される。
【0018】
具体的に、Xデコーダ13は、上位ビットのアドレス信号をデコードして所定のワード線を選択する。Yデコーダ14は、下位ビットのアドレス信号をデコードし、デコード信号をY選択ゲート回路15に入力する。Y選択ゲート回路15は、Yデコーダ14のデコード信号に基づいて、読み出し対象となるメモリセル1のビット線BLを選択し、そのビット線BLをデータバスRDBに接続する。これにより、読み出し対象のメモリセル1が、ビット線BLとデータバスRDBとを介して読み出しアンプ2に接続され、読み出しアンプ2からメモリセル1の記憶データに応じた信号が出力される。
【0019】
グランド供給回路16は、メモリセル1のセルトランジスタにソース電位を供給するための回路であって、読み出し時にはグランド電位(0V)を供給する。また、グランド供給回路16は、書き込み時にはデータ値に応じてグランド電位(0V)や高電位(6V)をメモリセル1に供給する。
【0020】
テスト回路17には、図示しない試験装置からテストエントリ信号RTEが入力される。テスト回路17は、そのエントリ信号RTEの入力を検出したときに所定のテストモードを選択する。ここで、データの書き込み/消去特性を試験するためのテストモードが選択されると、そのテスト回路17はHレベルの試験信号TMRWを出力する。この試験信号TMRWは、リード/ライト動作制御部12、読み出しアンプ2、基準電流発生回路21、及び試験用基準電流発生回路22に入力される。
【0021】
試験信号TMRWがLレベルである時(通常の読み出し動作時)には、基準電流発生回路21が活性化され、試験用基準電流発生回路22が非活性化される。基準電流発生回路21には基準セル20が接続されており、基準セル20に流れる電流に応じた信号が基準電流発生回路21から出力される。読み出しアンプ2では、基準電流発生回路21の出力信号に応じた基準電流が流れ、その基準電流とメモリセル1の読み出し電流とが比較される。そして、それら電流差を増幅した出力信号が読み出しデータとして読み出しアンプ2から出力される。
【0022】
一方、試験信号TMRWがHレベルである時(試験時)には、基準電流発生回路21が非活性化されるとともに、試験用基準電流発生回路22が活性化される。この場合、読み出しアンプ2では、試験用基準電流発生回路22の出力信号に基づいて試験用基準電流が流れ、その試験用基準電流とメモリセル1の読み出し電流とが比較される。そして、それら電流差を増幅した出力信号RANAOUTが読み出しデータとして読み出しアンプ2から出力される。
【0023】
出力信号RANAOUTは、マクロメモリ11の外部に設けられたロジック部の信号とマルチプレックスされ、最終的には製品(LSI)のパッケージピン(外部端子)から出力される。
【0024】
以下、マクロメモリ11の各回路構成について詳述する。
図3には、メモリセル1を示している。メモリセル1は、単層ポリシリコン構造を有する不揮発性のメモリセルであり、選択トランジスタT1と、セルトランジスタT2と、キャパシタC1とを備える。選択トランジスタT1及びセルトランジスタT2はNMOSトランジスタである。
【0025】
選択トランジスタT1とセルトランジスタT2とは直列に接続されている。選択トランジスタT1は、ドレインがビット線BLに接続され、ゲートがワード線SWLに接続されている。また、選択トランジスタT1のソースはセルトランジスタT2のドレインに接続され、セルトランジスタT2のソースには、グランド供給回路16からの信号ARVSS(読み出し時は0V、書き込み時は6V又は0V)が供給される。
【0026】
セルトランジスタT2のゲートは、ポリシリコンからなるフローティングゲートである。このフローティングゲートの一部を電極としてキャパシタC1が形成されている。キャパシタC1は、P型基板上に形成されたNウエル層、Pウエル層、N型拡散層を含むトリプルウエル構造を有する。
【0027】
キャパシタC1のN型拡散層は、コントロールゲートとして機能し、コントロールワード線CWLに接続されている。このコントロールワード線CWLとセルトランジスタT2のソース(グランド供給回路16の出力信号ARVSS)との間に所定の高電圧を印加すると、セルトランジスタT2のソースとフローティングゲートとの間でトンネル電流が流れる。これにより、フローティングゲートに電荷が注入されて、フローティングゲートが所定の電位レベルに保持される。
【0028】
マクロメモリ11において、1本のビット線BLに対して複数のメモリセル1が設けられており、選択トランジスタT1をオンさせることにより、複数のメモリセル1のうちで読み出し対象となる所定のメモリセル1がビット線BLに接続される。これにより、メモリセル1には、セルトランジスタT2のゲート電圧(フローティングゲートの電圧)に応じた読み出し電流が流れる。
【0029】
なお、読み出し時において、コントロールゲート(キャパシタC1のN型拡散層)にはコントロールワード線CWLを介して0Vの電圧が供給される。またこのとき、キャパシタC1のNウエル層には電源電圧(=3V)の信号VNWが供給され、Pウエル層には0Vの信号VPWが供給される。
【0030】
図4には、グランド供給回路16を示している。
グランド供給回路16において、2つのPMOSトランジスタTp1,Tp2とNMOSトランジスタTn1とが直列に接続されている。PMOSトランジスタTp2とNMOSトランジスタTn1との接続部の電位が出力信号ARVSSとしてメモリセル1におけるセルトランジスタT2のソースに供給される。
【0031】
トランジスタTp1,Tn1のゲートは互いに接続され、各ゲートにはラッチ部16aの出力信号が入力される。また、トランジスタTp2のゲートには制御信号ARVREFが入力される。ラッチ部16aは、デコード信号YTiにより制御されるNMOSトランジスタTn2を介して書き込みデータWDBjをラッチする。
【0032】
データの書き込み時には、ラッチ部16aでラッチしたデータに応じて、トランジスタTp1,Tn1のいずれか一方がオンする。また、トランジスタTp2は制御信号ARVREFによりオンされる。これにより、データ書き込み時には、書き込みデータに応じて高電位側電源VS(=6V)または低電位側電源ARGND(=0V)がグランド供給回路16の出力信号ARVSSとしてメモリセル1に供給される。
【0033】
また、データの読み出し時には、PMOSトランジスタTp1,Tp2がオフ、NMOSトランジスタTn1がオンすることにより、低電位側電源ARGND(=0V)がグランド供給回路16の出力信号ARVSSとしてメモリセル1に供給される。
【0034】
図5にはY選択ゲート回路15を示す。
Y選択ゲート回路15は、デコード信号YD0,YD1に基づいて、読み出し対象となるメモリセル1のビット線BLを選択し、そのビット線BLをデータバスRDBに接続する。なお便宜上、図5では、各ビット線BL(BL0〜BL7)、デコード信号YD0(YD00〜YD07)の信号線は1本の共通線で示している。このY選択ゲート回路15は1バイト分の回路であり、マクロメモリ11には複数バイト分(例えば、8バイト分である8個)のY選択ゲート回路15が備えられている。
【0035】
Y選択ゲート回路15には、8本のビット線BL(BL0〜BL7)のいずれかを選択するために8個のNMOSトランジスタT00〜T07が設けられている。各トランジスタT00〜T07のソースには、それぞれ対応するビット線BL0〜BL7が接続されている。それらトランジスタT00〜T07は、そのドレインが互いに接続され、さらに、NMOSトランジスタT10を介してデータバスRDBに接続される。
【0036】
各トランジスタT00〜T07のゲートには、それぞれ対応するデコード信号YD00〜YD07が入力される。また、NMOSトランジスタT10のゲートには、デコード信号YD1が入力される。デコード信号YD00〜YD07に基づいて、8個のNMOSトランジスタT00〜T07のいずれか1つがオンし、デコード信号YD1に基づいてトランジスタT10がオンすることで、読み出し対象となるメモリセル1のビット線BLがデータバスRDBに接続される。
【0037】
このように、Y選択ゲート回路15において、読み出し対象のメモリセル1のビット線BLがデータバスRDBに接続されると、そのメモリセル1の読み出し電流が、ビット線BL及びデータバスRDBを通して読み出しアンプ2に流れるようになる。
【0038】
なお、NMOSトランジスタT10のゲート部分には「○」が記されているが、それはしきい値電圧が低いトランジスタであることを表す。
図6には読み出しアンプ2を示す。
【0039】
読み出しアンプ2において、メモリセル1の読み出し電流Imは、NMOSトランジスタTn20を介して流れる。このNMOSトランジスタTn20は、ソースがデータバスRDBに接続され、ドレインがセンスノードN1に接続されている。
【0040】
NMOSトランジスタTn20のゲートは、PMOSトランジスタTp20を介して電源Vccに接続されるとともに、直列接続された3つのNMOSトランジスタTn21を介してグランドに接続される。さらに、NMOSトランジスタTn20のゲートは、NMOSトランジスタTn22を介してグランドに接続される。
【0041】
各NMOSトランジスタT21のゲートはデータバスRDB(NMOSトランジスタTn20のソース)に接続されている。PMOSトランジスタTp20及びNMOSトランジスタTn22のゲートには信号enbが入力されている。また、センスノードN1はPMOSトランジスタTp21を介して電源Vccに接続されており、該トランジスタTp21のゲートには信号enが入力されている。各信号en,enbは、信号RDmemと信号TACに基づいて生成され、データの読み出し時には、信号enはHレベルになり、信号enbはLレベルになる。
【0042】
メモリセル1の読み出し電流Imが多くなり、NMOSトランジスタTn20のソース電位(データバスRDBを介して接続されるビット線BLの電位)が高くなると、ホットキャリアを発生してメモリセル1のフローティングゲートの電圧が変化するおそれがある。それを回避するために、NMOSトランジスタTn20のソース電位が上昇する場合には、NMOSトランジスタTn21をオンして、NMOSトランジスタTn20のゲート電位を下げるよう構成している。これにより、NMOSトランジスタTn20のソース電位が必要以上(例えば、1V以上)に高くなることが防止されている。
【0043】
また、センスノードN1には基準電流生成部2aが接続されており、通常の読み出し動作時に、該基準電流生成部2aからの基準電流IrがセンスノードN1に流れ込む。
【0044】
基準電流生成部2aには、2つのPMOSトランジスタからなる直列回路が、電源VccとセンスノードN1との間に複数並列に設けられている。そして、直列回路を構成する各トランジスタのうちでセンスノードN1側のトランジスタのゲートには基準電流発生回路21の出力信号SAREFが入力され、電源Vcc側のトランジスタのゲートには、設定信号REF(REF0〜REF3)がインバータ回路を介して入力される。
【0045】
読み出しアンプ2では、設定信号REFにより、オンするトランジスタの数を変更することができ、その変更により、センスノードN1に流入する基準電流Irが調節される。
【0046】
ここで、メモリセル1におけるフローティングゲートの電圧が高い場合(メモリセル1のデータが1である場合)には、メモリセル1の読み出し電流Im、即ち、センスノードN1からデータバスRDBに流れる電流が大きくなる。一方、メモリセル1におけるフローティングゲートの電圧が低い場合(メモリセル1のデータが0である場合)には、メモリセル1の読み出し電流Imが小さくなる。
【0047】
基準電流生成部2aからセンスノードN1に流れ込む基準電流Irは、メモリセル1のデータが1である場合とデータが0である場合とにおける読み出し電流Imの中間値となるよう設定される。
【0048】
メモリセル1のデータが1である場合、メモリセル1の読み出し電流Imは基準電流Irよりも大きくなるため、センスノードN1の電位は低下し、一方、メモリセル1のデータが0である場合には、メモリセル1の読み出し電流Imは基準電流Irよりも小さくなるため、センスノードN1の電位は上昇する。
【0049】
センスノードN1は、PMOSトランジスタTp23のゲートに接続されており、そのPMOSトランジスタTp23は、センスノードN1の電位レベルに応じてオン・オフされる。PMOSトランジスタTp23は、ソースが電源Vccに接続され、ドレインがNMOSトランジスタTn23のドレインに接続されている。また、NMOSトランジスタTn23のソースはグランドに接続され、NMOSトランジスタTn23のゲートには信号SAB0が入力される。読み出し時には、信号SAB0がHレベルとなっており、NMOSトランジスタTn23には比較的に小さな定電流が流れる。
【0050】
センスノードN1の電位が低下してPMOSトランジスタTp23がオンすると、トランジスタTp23のドレイン電位が高くなり、逆に、センスノードN1のノード電位が上昇してPMOSトランジスタTp23がオフすると、トランジスタTp23のドレイン電位が低くなる。そして、トランジスタTp23のドレイン電位が、インバータ回路24を介して出力信号RDATABとして読み出しアンプ2から出力される。なお、この出力信号RDATABは、メモリセル1のデータの反転信号となる。
【0051】
また、本実施形態の読み出しアンプ2において、センスノードN1には試験用基準電流生成部2bが接続されている。上述した通常の読み出し時には基準電流生成部2aからセンスノードN1に基準電流Irが流れ込むのに対して、試験時には、試験用基準電流生成部2bからセンスノードN1に試験用基準電流Itが流れ込む。
【0052】
試験用基準電流生成部2bは、電源VccとセンスノードN1との間に直列に接続された2つのPMOSトランジスタTp24,Tp25からなる。センスノードN1側のトランジスタTp25のゲートには試験用基準電流発生回路22の出力信号SAREFTが入力され、電源Vcc側のトランジスタTp24のゲートには、試験信号TMRWBが入力される。
【0053】
試験信号TMRWBは、テスト回路17の試験信号TMRWの論理レベルを反転した信号であり、試験時には、試験信号TMRWはHレベル、試験信号TMRWBはLレベルとなっている。このLレベルの試験信号TMRWBによりトランジスタTp24がオンする。そして、出力信号SAREFTに応じた試験用基準電流ItがトランジスタTp25により駆動される。
【0054】
また、出力信号RDATABを出力するインバータ回路24の出力端子には、試験用出力部2cが接続されている。試験時には、出力信号RDATABに基づいて該試験用出力部2cから試験用の出力信号RANAOUTが出力される。
【0055】
試験用出力部2cは、ナンド回路25とインバータ回路26とPMOSトランジスタTp27,Tp28とNMOSトランジスタTn27,Tn28とにより構成されている。ナンド回路25の一方の入力端子には、読み出し時にHレベルとなる信号RDmemが入力され、他方の入力端子には、試験信号TMRWが入力される。電源Vccとグランドとの間に各トランジスタTp27,Tp28,Tn27,Tn28が直列に接続されており、ナンド回路25の出力信号はPMOSトランジスタTp28のゲートに入力されるとともにインバータ回路26を介してNMOSトランジスタTn27のゲートに入力される。
【0056】
また、インバータ回路24の出力信号RDATABは、PMOSトランジスタTp27のゲートに入力されるとともに、NMOSトランジスタTn28のゲートに入力されている。
【0057】
試験時には、Hレベルの信号RDmem,TMRWによりナンド回路25の出力信号はLレベルになり、PMOSトランジスタTp28とNMOSトランジスタTn27がオンする。このとき、出力信号RDATABがLレベルであれば、PMOSトランジスタTp27がオン、NMOSトランジスタTn28がオフすることで、試験用出力部2cからHレベルの試験用出力信号RANAOUTが出力される。また、出力信号RDATABがHレベルであれば、PMOSトランジスタTp27がオフ、NMOSトランジスタTn28がオンすることで、試験用出力部2cからLレベルの試験用出力信号RANAOUTが出力される。
【0058】
また、通常の読み出し時には、Lレベルの試験信号TMRWにより、ナンド回路25の出力信号はHレベルになるため、PMOSトランジスタTp28とNMOSトランジスタTn27がオフする。これにより、試験用出力部2cによる試験用出力信号RANAOUTの出力が禁止される。
【0059】
図7には試験用基準電流発生回路22を示す。
試験用基準電流発生回路22は、読み出しアンプ2のセンスノードN1からメモリセル1に至る経路(読み出し電流Imの経路)と同じ回路構成である等価特性擬似回路を含んでいる。
【0060】
具体的には、図6の読み出しアンプ2と等価な回路構成である第1回路部31と、図5のY選択ゲート回路15と等価な回路構成である第2回路部32と、図3のメモリセル1と等価な回路構成である第3回路部33と、図4のグランド供給回路16と等価な回路構成である第4回路部34とが設けられている。
【0061】
相違点としては、第3回路部33において、セルトランジスタT2rのフローティングゲートに相当するゲート電極に入力信号RANAINがトランスファーゲート35を介して入力されることである。この入力信号RANAINは、図示しない試験装置から半導体装置の外部端子を介して入力される信号である。
【0062】
本実施形態において、試験用基準電流発生回路22の第3回路部33が、図1における試験用基準メモリセル3に相当する。また、第3回路部33では、セルトランジスタT2rのゲートに接続するキャパシタを省略している。
【0063】
図7に示すように、トランスファーゲート35を構成するNMOSトランジスタのゲートには試験信号TMRWが入力され、PMOSトランジスタのゲートには、試験信号TMRWBが入力されている。また、第3回路部33に入力信号RANAINを伝達する配線L1とグランドとの間にはNMOSトランジスタTn30が設けられており、そのトランジスタTn30のゲートには試験信号TMRWBが入力される。
【0064】
試験時には、試験信号TMBWがHレベル、試験信号TMRWBがLレベルとなるため、トランスファーゲート35がオンし、トランジスタTn30はオフする。このとき、入力信号RANAINがトランスファーゲート35及び配線L1を介してセルトランジスタT2rのゲートに供給され、入力信号RANAINの電圧に応じた電流が試験用基準電流発生回路22の電流経路に流れる。一方、通常動作時には、試験信号TMBWがLレベル、試験信号TMRWBがHレベルとなるため、トランスファーゲート35がオフし、トランジスタTn30がオンする。このとき、セルトランジスタT2rのゲートが0Vになり、セルトランジスタT2rがオフすることで試験用基準電流発生回路22の電流経路が遮断される。
【0065】
また、第1回路部31の電流経路を形成するNMOSトランジスタTn20のドレインは、直列接続された2つのPMOSトランジスタTp31,Tp32を介して電源Vccに接続されている。PMOSトランジスタTp31のゲートはグランドに接続され、PMOSトランジスタTp32のゲートは、そのトランジスタTp32のドレインに接続されている。さらに、このトランジスタTp32と第1回路部31との接続部(ノード)N2は、PMOSトランジスタTp33を介して電源Vccに接続され、そのトランジスタTp33のゲートには、試験信号TMRWが入力されている。
【0066】
試験信号TMRWがHレベルである時(試験時)にはトランジスタTp33がオフし、ノードN2の電位は、電流経路に流れる電流量に応じて変化する。そして、このノードN2の電位が試験用基準電流発生回路22の出力信号SAREFTとして出力される。また、試験信号TMRWがLレベルである時(通常動作時)には、トランジスタTp33がオンするとともに、第3回路部33におけるセルトランジスタT2rがオフして電流経路が遮断されるため、出力信号SAREFTはHレベル(電源Vccレベル)になる。
【0067】
このように試験用基準電流発生回路22を構成すれば、第3回路部33におけるセルトランジスタT2rのゲート(メモリセル1のフローティングゲートに相当するゲート)の電圧が入力信号RANAINにより設定され、その入力信号RANAINの電圧値に応じた基準電流を発生することができる。
【0068】
具体的に、この試験用基準電流発生回路22と、前述した読み出しアンプ2とによりカレントミラー回路が構成されており、試験用基準電流発生回路22に流れる電流値と等しい基準電流Itが読み出しアンプ2の試験用基準電流生成部2bで発生される。
【0069】
試験用基準電流発生回路22は、メモリセル1の読み出し電流Imの電流経路と等価な回路構成であるため、メモリセル1におけるフローティングゲートの電圧と入力信号RANAINの電圧とを等しくする場合、基準電流Itはメモリセル1の読み出し電流Imと等しくなる。従って、試験用基準電流発生回路22の入力信号RANAINの電圧値により、メモリセル1におけるフローティングゲートの電圧を観測することが可能となる。
【0070】
半導体の製造プロセスにおいて、メモリセル1における適切なゲート酸化膜が形成できなかった場合、データの書き込み/消去の特性が異常となる。具体的には、データ書き込みによるフローティングゲートの電位は、ゲート酸化膜が薄いメモリセル1では正常値よりも高くなり、ゲート酸化膜が厚いメモリセル1では正常値よりも低くなる。
【0071】
本実施形態のマクロメモリ11では、試験用基準電流発生回路22の入力信号RANAINの電圧値を変更することにより、メモリセル1の書き込み/消去の特性が評価される。
【0072】
ここで、メモリセル1の書き込み特性を評価する場合、先ず、全てのメモリセル1について、そのフローティングゲートを所定電位(例えば、3V)にするために、データ書き込み動作を行う。そして、その所定電位(3V)に対して、入力信号RANAINを若干低い電圧(例えば、2.9V)にしたり、入力信号RANAINを若干高い電圧(例えば、3.1V)にしたりして、データの読み出し試験を行う。
【0073】
このデータの読み出し試験では、アドレスを変更することで読み出し対象となるメモリセル1を順次選択し、全メモリセル1に対して読み出し動作を行う。このとき、読み出しアンプ2から正しい出力信号RANAOUTが出力されなかった場合に、メモリセル1の特性異常が判断される。
【0074】
以上記述したように、上記実施形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)試験用基準電流発生回路22において、基準セルトランジスタT2rのゲート電圧を直接入力して試験用基準電流Itを調節することができる。そして、読み出しアンプ2において、試験用基準電流Itとメモリセル1の読み出し電流Imを比較することで、メモリセル1の書き込み/消去特性を試験することができる。このように、基準セルトランジスタT2rのゲート電圧を直接入力する構成とすることにより、従来のように高電圧を印加するための回路が不要となる。その結果、マクロメモリ11における回路の簡素化と信頼性の向上を図ることができる。また、特性試験のための回路を簡素化できることから、マクロメモリ11のダイサイズの増大を抑制することができる。
【0075】
(2)読み出しアンプ2を用いて、試験用基準電流Itと、メモリセル1の読み出し電流Imとを比較する構成としたので、試験用基準電流Itと読み出し電流Imとを比較する電流比較回路を別に設ける場合と比べて回路面積を抑制することができる。
【0076】
(3)試験用基準電流発生回路22には、メモリセル1の読み出し電流Imの経路と同じ回路構成である等価特性擬似回路が設けられているので、試験用基準電流Itを正確に調節することができる。
【0077】
(4)通常の読み出し動作時には、試験用基準電流発生回路22において、トランスファーゲート35をオフ、トランジスタTn30をオンさせることにより、基準セルトランジスタのゲート電位が0Vとなる。これにより、基準セルトランジスタT2rがオフすることで電流経路が遮断され、試験用基準電流発生回路22の出力信号SAREFTがHレベルとされる。このようにすれば、通常の読み出し動作時に、読み出しアンプ2における試験用基準電流生成部2bに試験用基準電流Itが誤って流れることがない。
【0078】
上記実施形態は、次に示すように変更することもできる。
・上記実施形態において、基準セルトランジスタT2rのゲート電圧を設定する入力信号RANAINは、図示しない試験装置から入力される構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、半導体装置内の電圧生成部で生成した信号を、基準セルトランジスタT2rのゲート電圧を設定する入力信号RANAINとして用いてもよい。
【0079】
・上記実施形態では、マクロメモリ11とロジック部とを1チップに搭載した半導体装置(LSI)に具体化したが、ロジック部を省略しマクロメモリ11の機能のみを備える半導体記憶装置に具体化してもよい。
【0080】
以上の様々な実施の形態をまとめると、以下のようになる。
(付記1)ワード線に接続された選択トランジスタと、該選択トランジスタに直列接続されたセルトランジスタと、該セルトランジスタのゲートに接続されたキャパシタとを有する不揮発性のメモリセルを備える半導体記憶装置において、
基準選択トランジスタと、該基準選択トランジスタに直列接続された基準セルトランジスタとを有する試験用基準メモリセルと、
前記試験用基準メモリセルの基準セルトランジスタのゲートに接続され、試験時において該基準セルトランジスタのゲート電圧を設定する手段と、
前記メモリセルに流れる読み出し電流と、試験用基準メモリセルに流れる基準電流とを比較する電流比較回路と
を備えることを特徴とする半導体記憶装置。
(付記2)前記電流比較回路は、前記メモリセルの読み出し電流と基準電流とを比較し、その電流差を増幅して出力するセンスアンプであることを特徴とする付記1に記載の半導体記憶装置。
(付記3)通常の読み出し動作に使用する基準電流を発生させるための基準電流発生回路と
試験用基準電流を発生させるための試験用基準電流発生回路と
前記基準電流発生回路と試験用基準電流発生回路とに試験信号を入力し、基準電流発生回路を非活性化させるとともに、試験用基準電流発生回路を活性化させるテスト回路と
を備えることを特徴とする付記1に記載の半導体記憶装置。
(付記4)前記テスト回路の試験信号が前記電流比較回路に入力されることを特徴とする付記3に記載の半導体記憶装置。
(付記5)前記試験用基準電流発生回路において、前記試験用基準電流が流れる電流経路には、前記メモリセルの読み出し電流の経路と同じ回路構成である等価特性擬似回路が設けられることを特徴とする付記3に記載の半導体記憶装置。
(付記6)前記等価特性擬似回路は、コラム選択回路の等価回路を含むことを特徴とする付記5に記載の半導体記憶装置。
(付記7)前記等価特性擬似回路は、センスアンプの等価回路を含むことを特徴とする付記5に記載の半導体記憶装置。
(付記8)前記電流比較回路としてのセンスアンプには、前記基準電流が流れ込むとともに前記メモリセルの読み出し電流が流れ出すセンスノードと、該センスノードにゲートが接続されたトランジスタとが設けられ、
前記基準電流と読み出し電流との差に応じて変化するセンスノードの電位に基づいて前記トランジスタを動作させることにより、前記センスアンプの出力を確定するようにしたことを特徴とする付記1に半導体記憶装置。
(付記9)ワード線に接続された選択トランジスタと、該選択トランジスタに直列接続されたセルトランジスタと、該セルトランジスタのゲートに接続されたキャパシタとを有する不揮発性のメモリセルを備える半導体記憶装置の試験方法であって、
前記半導体記憶装置には、基準選択トランジスタと、該基準選択トランジスタに直列接続された基準セルトランジスタとを有する試験用基準メモリセルが設けられ、
前記基準セルトランジスタのゲートに接続された設定手段からの入力信号によりゲート電圧を設定することで該試験用基準メモリセルに流れる基準電流を調節し、その基準電流と前記メモリセルに流れる読み出し電流とを比較することを特徴とする半導体記憶装置の試験方法。
(付記10)通常の読み出し動作における基準電流を発生させるための基準電流発生回路と、試験用基準電流を発生させるための試験用基準電流発生回路とにテスト回路から試験信号を入力し、基準電流発生回路を非活性化するとともに試験用基準電流発生回路を活性化することを特徴とする付記9に記載の半導体記憶装置の試験方法。
(付記11)前記試験用基準メモリセルの基準電流が流れる電流経路に、前記メモリセルに流れる読み出し電流の経路と同じ回路構成である等価特性擬似回路を設けることにより、前記試験用基準メモリセルの基準電流を調節するようにしたことを特徴とする付記10に記載の半導体記憶装置の試験方法。
(付記12)前記試験用基準電流発生回路において試験用基準メモリセルに流れる基準電流に応じて生成された信号を、センスセンスアンプに設けられたトランジスタのゲートに入力し、該トランジスタによりその基準電流と等しい電流を流し、
前記センスアンプにおいて前記トランジスタによる基準電流と前記メモリセルの読み出し電流とを比較することを特徴とする付記10に記載の半導体記憶装置の試験方法。
(付記13)前記センスアンプには、前記トランジスタによる基準電流が流れ込むとともに前記メモリセルの読み出し電流が流れ出すセンスノードと、該センスノードにゲートが接続されたトランジスタとが設けられ、
前記基準電流と読み出し電流との差により変化するセンスノードの電位に基づいて前記トランジスタを動作させることにより、前記センスアンプの出力を確定するようにしたことを特徴とする付記12に記載の半導体記憶装置の試験方法。
【0081】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、簡素で信頼性の高い試験回路を実現し、ダイサイズの増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図である。
【図2】 一実施形態のマクロメモリを示すブロック回路図である。
【図3】 メモリセルを示す回路図である。
【図4】 グランド供給回路を示す回路図である。
【図5】 Y選択ゲート回路を示す回路図である。
【図6】 読み出しアンプを示す回路図である。
【図7】 試験用基準電流発生回路を示す回路図である。
【符号の説明】
1 メモリセル
2 電流比較回路としての読み出しアンプ
3 試験用基準メモリセル
4 設定手段
11 半導体記憶装置としてのマクロメモリ
15 コラム選択回路としてのY選択ゲート回路
17 テスト回路
21 基準電流発生回路
22 試験用基準電流発生回路
31 等価回路としての第1回路部
32 等価回路としての第2回路部
C1 キャパシタ
Im 読み出し電流
Ir 基準電流
It 試験用基準電流
RANAIN 入力信号
SWL ワード線
T1 選択トランジスタ
T1r 基準選択トランジスタ
T2 セルトランジスタ
T2r 基準セルトランジスタ
TMRW 試験信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device including a nonvolatile memory cell and a test method thereof.
[0002]
Electronic devices such as portable information terminals are equipped with a storage device for storing various kinds of information. As the storage device, a nonvolatile memory capable of electrically writing and erasing data is used. Yes. In a nonvolatile memory test performed at the time of product shipment, it is determined whether or not data writing / erasing characteristics are normal, and those having abnormal characteristics need to be removed as defective products. For this reason, a test circuit for detecting a write state is provided in the nonvolatile memory, but a technique for simplifying the circuit configuration and preventing an increase in die size is required.
[0003]
[Prior art]
In general, a flash memory cell, which is a non-volatile memory, includes two layers of polysilicon gates, a control gate and a floating gate (see, for example, Patent Document 1). The floating gate is a gate for holding electrons injected by writing, the periphery of which is completely covered with an insulator (SiO2).
[0004]
In the test of the nonvolatile memory, it is necessary to measure the threshold voltage of the cell transistor in the memory cell in order to evaluate whether the write / erase characteristics are normal.
[0005]
In a memory cell having a two-layer polysilicon structure, it is difficult to draw out the floating gate as an electrode, and the potential of the floating gate cannot be directly observed. Therefore, in a memory cell having a two-layer polysilicon structure, a desired potential change is given to the floating gate by changing the potential of the word line (control gate). Then, a method has been used in which the threshold voltage of the transistor is indirectly measured by comparing the current flowing through the memory cell and the reference current flowing through the measurement reference cell due to the potential change.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-6-29494
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the floating gate and the word line (control gate) are coupled by the capacitance of the oxide film between them, a desired potential change in the floating gate is generated unless a large potential change is applied to the word line. Can't get. Therefore, a circuit for applying a high voltage to the word line is required. Further, considering the reliability of the circuit for applying the high voltage and the peripheral portion thereof, the circuit configuration becomes complicated, which causes a problem that the die size of the semiconductor memory device is increased.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to realize a simple and reliable test circuit and to suppress an increase in die size and a test thereof. It is to provide a method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention. That is, the
[0010]
Since each of the
[0011]
Specifically, the
The semiconductor memory device includes a reference current generation circuit, a test reference current generation circuit, and a test circuit. A reference current used for normal read operation is generated by the reference current generation circuit. A test reference current is generated by the test reference current generation circuit. A test signal is input from the test circuit to the reference current generation circuit and the test reference current generation circuit, the reference current generation circuit is deactivated, and the test reference current generation circuit is activated. Further, the test signal of the test circuit is input to the current comparison circuit (sense amplifier). In this case, during the test, the reference current of the test reference current generating circuit and the read current flow through the sense amplifier, and these currents are compared.
[0012]
In the test reference current generation circuit, an equivalent characteristic pseudo circuit having the same circuit configuration as the path of the read current flowing through the memory cell is provided in the current path through which the test reference current flows.
[0013]
The equivalent characteristic pseudo circuit includes an equivalent circuit of a column selection circuit and an equivalent circuit of a sense amplifier. By providing this circuit, the reference current of the test reference memory cell is adjusted.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a block circuit diagram showing the
[0015]
The
[0016]
The read / write
[0017]
Here, for example, when a read command and an address are input as an input signal, the read / write
[0018]
Specifically, the
[0019]
The
[0020]
A test entry signal RTE is input to the
[0021]
When the test signal TMRW is at L level (during a normal read operation), the reference
[0022]
On the other hand, when the test signal TMRW is at the H level (during testing), the reference
[0023]
The output signal RANAOUT is multiplexed with a signal of a logic unit provided outside the
[0024]
Hereinafter, each circuit configuration of the
FIG. 3 shows the
[0025]
The selection transistor T1 and the cell transistor T2 are connected in series. The selection transistor T1 has a drain connected to the bit line BL and a gate connected to the word line SWL. The source of the selection transistor T1 is connected to the drain of the cell transistor T2, and the signal ARVSS from the ground supply circuit 16 (0V for reading and 6V or 0V for writing) is supplied to the source of the cell transistor T2. .
[0026]
The gate of the cell transistor T2 is a floating gate made of polysilicon. A capacitor C1 is formed using a part of the floating gate as an electrode. Capacitor C1 has a triple well structure including an N well layer, a P well layer, and an N type diffusion layer formed on a P type substrate.
[0027]
The N-type diffusion layer of the capacitor C1 functions as a control gate and is connected to the control word line CWL. When a predetermined high voltage is applied between the control word line CWL and the source of the cell transistor T2 (the output signal ARVSS of the ground supply circuit 16), a tunnel current flows between the source of the cell transistor T2 and the floating gate. As a result, charges are injected into the floating gate, and the floating gate is held at a predetermined potential level.
[0028]
In the
[0029]
At the time of reading, a voltage of 0 V is supplied to the control gate (N-type diffusion layer of the capacitor C1) through the control word line CWL. At this time, the signal VNW of the power supply voltage (= 3V) is supplied to the N well layer of the capacitor C1, and the signal VPW of 0V is supplied to the P well layer.
[0030]
FIG. 4 shows the
In the
[0031]
The gates of the transistors Tp1 and Tn1 are connected to each other, and the output signal of the
[0032]
At the time of data writing, one of the transistors Tp1 and Tn1 is turned on according to the data latched by the
[0033]
Further, when reading data, the PMOS transistors Tp1 and Tp2 are turned off and the NMOS transistor Tn1 is turned on, whereby the low potential side power supply ARGND (= 0V) is supplied to the
[0034]
FIG. 5 shows the Y
The Y
[0035]
The Y
[0036]
Corresponding decode signals YD00 to YD07 are input to the gates of the transistors T00 to T07, respectively. The decode signal YD1 is input to the gate of the NMOS transistor T10. One of the eight NMOS transistors T00 to T07 is turned on based on the decode signal YD00 to YD07, and the transistor T10 is turned on based on the decode signal YD1, so that the bit line BL of the
[0037]
Thus, in the Y
[0038]
Note that “◯” is marked on the gate portion of the NMOS transistor T10, which indicates that the transistor has a low threshold voltage.
FIG. 6 shows the
[0039]
In the
[0040]
The gate of the NMOS transistor Tn20 is connected to the power supply Vcc via the PMOS transistor Tp20, and is connected to the ground via three NMOS transistors Tn21 connected in series. Further, the gate of the NMOS transistor Tn20 is connected to the ground via the NMOS transistor Tn22.
[0041]
The gate of each NMOS transistor T21 is connected to the data bus RDB (the source of the NMOS transistor Tn20). A signal enb is input to the gates of the PMOS transistor Tp20 and the NMOS transistor Tn22. The sense node N1 is connected to the power supply Vcc via the PMOS transistor Tp21, and the signal en is input to the gate of the transistor Tp21. The signals en and enb are generated based on the signal RDmem and the signal TAC. At the time of reading data, the signal en is at H level and the signal enb is at L level.
[0042]
When the read current Im of the
[0043]
The reference
[0044]
In the reference
[0045]
In the
[0046]
Here, when the voltage of the floating gate in the
[0047]
The reference current Ir flowing from the reference
[0048]
When the data of the
[0049]
The sense node N1 is connected to the gate of the PMOS transistor Tp23, and the PMOS transistor Tp23 is turned on / off according to the potential level of the sense node N1. The PMOS transistor Tp23 has a source connected to the power supply Vcc and a drain connected to the drain of the NMOS transistor Tn23. The source of the NMOS transistor Tn23 is connected to the ground, and the signal SAB0 is input to the gate of the NMOS transistor Tn23. At the time of reading, the signal SAB0 is at the H level, and a relatively small constant current flows through the NMOS transistor Tn23.
[0050]
When the potential of the sense node N1 decreases and the PMOS transistor Tp23 is turned on, the drain potential of the transistor Tp23 increases. Conversely, when the node potential of the sense node N1 increases and the PMOS transistor Tp23 is turned off, the drain potential of the transistor Tp23. Becomes lower. Then, the drain potential of the transistor Tp23 is output from the read
[0051]
In the
[0052]
The test reference current generation unit 2b includes two PMOS transistors Tp24 and Tp25 connected in series between the power supply Vcc and the sense node N1. The output signal SAREFT of the test reference
[0053]
The test signal TMRWB is a signal obtained by inverting the logic level of the test signal TMRW of the
[0054]
A
[0055]
The
[0056]
The output signal RDATAB of the
[0057]
During the test, the output signal of the
[0058]
Further, during normal reading, the output signal of the
[0059]
FIG. 7 shows a test reference
The test reference
[0060]
Specifically, a
[0061]
The difference is that, in the
[0062]
In the present embodiment, the
[0063]
As shown in FIG. 7, the test signal TMRW is input to the gate of the NMOS transistor constituting the
[0064]
During the test, since the test signal TMBW is at the H level and the test signal TMRWB is at the L level, the
[0065]
Further, the drain of the NMOS transistor Tn20 forming the current path of the
[0066]
When the test signal TMRW is at H level (during test), the transistor Tp33 is turned off, and the potential of the node N2 changes according to the amount of current flowing through the current path. Then, the potential of the node N2 is output as the output signal SAREFT of the test reference
[0067]
If the test reference
[0068]
Specifically, a current mirror circuit is configured by the test reference
[0069]
Since the test reference
[0070]
If an appropriate gate oxide film in the
[0071]
In the
[0072]
Here, when the write characteristics of the
[0073]
In this data read test,
[0074]
As described above, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the test reference
[0075]
(2) Since the
[0076]
(3) Since the test reference
[0077]
(4) During a normal read operation, the test reference
[0078]
The above embodiment can be modified as follows.
In the above embodiment, the input signal RANAIN for setting the gate voltage of the reference cell transistor T2r is input from a test apparatus (not shown), but is not limited thereto. For example, a signal generated by a voltage generation unit in the semiconductor device may be used as the input signal RANAIN for setting the gate voltage of the reference cell transistor T2r.
[0079]
In the above embodiment, the
[0080]
The various embodiments described above can be summarized as follows.
(Supplementary note 1) In a semiconductor memory device including a nonvolatile memory cell having a selection transistor connected to a word line, a cell transistor connected in series to the selection transistor, and a capacitor connected to the gate of the cell transistor ,
A test reference memory cell having a reference select transistor and a reference cell transistor connected in series to the reference select transistor;
Means connected to a gate of a reference cell transistor of the test reference memory cell, and setting a gate voltage of the reference cell transistor during a test;
A current comparison circuit for comparing a read current flowing through the memory cell with a reference current flowing through a test reference memory cell;
A semiconductor memory device comprising:
(Supplementary note 2) The semiconductor memory device according to
(Supplementary note 3) a reference current generating circuit for generating a reference current used for a normal read operation;
A test reference current generating circuit for generating a test reference current;
A test circuit for inputting a test signal to the reference current generating circuit and the test reference current generating circuit, inactivating the reference current generating circuit, and activating the test reference current generating circuit;
The semiconductor memory device according to
(Supplementary note 4) The semiconductor memory device according to
(Supplementary Note 5) In the test reference current generating circuit, an equivalent characteristic pseudo circuit having the same circuit configuration as the read current path of the memory cell is provided in a current path through which the test reference current flows. The semiconductor memory device according to
(Supplementary note 6) The semiconductor memory device according to
(Supplementary note 7) The semiconductor memory device according to
(Supplementary note 8) The sense amplifier as the current comparison circuit includes a sense node from which the reference current flows and a read current from the memory cell flows, and a transistor having a gate connected to the sense node,
The semiconductor memory according to
(Supplementary note 9) A semiconductor memory device including a non-volatile memory cell having a selection transistor connected to a word line, a cell transistor connected in series to the selection transistor, and a capacitor connected to the gate of the cell transistor A test method,
The semiconductor memory device is provided with a test reference memory cell having a reference selection transistor and a reference cell transistor connected in series to the reference selection transistor,
A reference current flowing through the test reference memory cell is adjusted by setting a gate voltage according to an input signal from a setting means connected to a gate of the reference cell transistor, and the reference current and a read current flowing through the memory cell are adjusted. A method for testing a semiconductor memory device, characterized in that:
(Supplementary Note 10) A test signal is input from a test circuit to a reference current generation circuit for generating a reference current in a normal read operation and a test reference current generation circuit for generating a test reference current. The semiconductor memory device testing method according to appendix 9, wherein the generation circuit is deactivated and the test reference current generation circuit is activated.
(Supplementary Note 11) By providing an equivalent characteristic pseudo circuit having the same circuit configuration as the path of the read current flowing through the memory cell in the current path through which the reference current of the test reference memory cell flows, the test reference memory cell The test method for a semiconductor memory device according to appendix 10, wherein the reference current is adjusted.
(Supplementary Note 12) A signal generated according to a reference current flowing through the test reference memory cell in the test reference current generation circuit is input to a gate of a transistor provided in the sense sense amplifier, and the reference current is generated by the transistor. A current equal to
11. The test method for a semiconductor memory device according to appendix 10, wherein a reference current by the transistor and a read current of the memory cell are compared in the sense amplifier.
(Supplementary Note 13) The sense amplifier includes a sense node from which a reference current from the transistor flows and a read current from the memory cell flows, and a transistor having a gate connected to the sense node,
13. The semiconductor memory according to
[0081]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a simple and highly reliable test circuit can be realized, and an increase in die size can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
FIG. 2 is a block circuit diagram illustrating a macro memory according to an embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a memory cell.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a ground supply circuit.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a Y selection gate circuit;
FIG. 6 is a circuit diagram showing a read amplifier.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a test reference current generating circuit.
[Explanation of symbols]
1 Memory cell
2 Readout amplifier as current comparator
3 Test reference memory cell
4 Setting means
11 Macro memory as a semiconductor memory device
15 Y selection gate circuit as column selection circuit
17 Test circuit
21 Reference current generator
22 Reference current generator for testing
31 First circuit portion as an equivalent circuit
32 Second circuit part as equivalent circuit
C1 capacitor
Im read current
Ir reference current
It test reference current
RANAIN input signal
SWL word line
T1 selection transistor
T1r reference selection transistor
T2 cell transistor
T2r reference cell transistor
TMRW test signal
Claims (10)
単層ポリシリコン構造を有する基準選択トランジスタと、該基準選択トランジスタに直列接続された単層ポリシリコン構造を有する基準セルトランジスタとを有する試験用基準メモリセルと、
前記試験用基準メモリセルの基準セルトランジスタのフローティングゲートに接続され、試験時において該基準セルトランジスタのゲート電圧を設定する手段と、
前記メモリセルに流れる読み出し電流と、試験用基準メモリセルに流れる基準電流とを比較する電流比較回路と
を備えることを特徴とする半導体記憶装置。 A selection transistor having a single-layer polysilicon structure connected to a word line, a cell transistor having a single-layer polysilicon structure connected in series to the selection transistor, and a capacitor connected to a floating gate of the cell transistor In a semiconductor memory device including a nonvolatile memory cell,
A test reference memory cell having a reference selection transistor having a single-layer polysilicon structure and a reference cell transistor having a single-layer polysilicon structure connected in series to the reference selection transistor;
Means connected to a floating gate of a reference cell transistor of the test reference memory cell, and setting a gate voltage of the reference cell transistor during a test;
A semiconductor memory device comprising: a current comparison circuit that compares a read current flowing through the memory cell with a reference current flowing through a test reference memory cell.
試験用基準電流を発生させるための試験用基準電流発生回路と
前記基準電流発生回路と試験用基準電流発生回路とに試験信号を入力し、基準電流発生回路を非活性化させるとともに、試験用基準電流発生回路を活性化させるテスト回路と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。A reference current generating circuit for generating a reference current used for a normal read operation, a test reference current generating circuit for generating a test reference current, and a test on the reference current generating circuit and the test reference current generating circuit 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a test circuit that inputs a signal, deactivates the reference current generation circuit, and activates the test reference current generation circuit.
前記半導体記憶装置には、単層ポリシリコン構造を有する基準選択トランジスタと、該基準選択トランジスタに直列接続された単層ポリシリコン構造を有する基準セルトランジスタとを有する試験用基準メモリセルが設けられ、
前記基準セルトランジスタのフローティングゲートに接続された設定手段からの入力信号によりゲート電圧を設定することで該試験用基準メモリセルに流れる基準電流を調節し、その基準電流と前記メモリセルに流れる読み出し電流とを比較することを特徴とする半導体記憶装置の試験方法。 A selection transistor having a single-layer polysilicon structure connected to a word line, a cell transistor having a single-layer polysilicon structure connected in series to the selection transistor, and a capacitor connected to a floating gate of the cell transistor A test method for a semiconductor memory device including a nonvolatile memory cell,
The semiconductor memory device includes a reference memory cell for testing having a reference selection transistor having a single-layer polysilicon structure and a reference cell transistor having a single-layer polysilicon structure connected in series to the reference selection transistor,
The reference current flowing in the test reference memory cell is adjusted by setting the gate voltage by an input signal from the setting means connected to the floating gate of the reference cell transistor, and the reference current and the read current flowing in the memory cell And a method for testing a semiconductor memory device.
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