JP4879572B2 - Semiconductor memory - Google Patents

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Description

本発明は、フラッシュメモリ等の半導体メモリに関する。   The present invention relates to a semiconductor memory such as a flash memory.

周知のように、フラッシュメモリにはリダンダンシ機能が設けられている。この機能は、予めメモリセルに冗長セル(不使用セル)を設けておき、メモリセルの一部に不良が発生した場合に、不良部分を冗長セルに置き換え、これにより歩留まりの向上を図る機能である。
従来、この冗長セルの置き換えは出荷前のテスト工程で行われており、テスト時においてメモリセルの不良が発生すると、このリダンダンシ機能によって不良部分が冗長セルに置き換えられ、これにより、チップ不良を防ぐことができる。
なお、従来のリダンダンシ機能に関する文献として特許文献1が知られている。
特開2000-276896号公報
As is well known, the flash memory is provided with a redundancy function. This function is a function for providing a redundant cell (unused cell) in advance in a memory cell and replacing a defective part with a redundant cell when a defect occurs in a part of the memory cell, thereby improving the yield. is there.
Conventionally, this replacement of redundant cells has been performed in a test process before shipment. When a memory cell failure occurs during the test, the redundancy function replaces the defective portion with a redundant cell, thereby preventing chip failure. be able to.
Patent Document 1 is known as a document relating to a conventional redundancy function.
JP 2000-276896 A

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、出荷前のテスト工程だけでなく、実際のメモリ使用時においてメモリセルに不良が発生した時、その不良部分を冗長セルに置き換えることができる半導体メモリを提供することにある。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is not only to perform a test process before shipment, but also to replace a defective portion with a redundant cell when a failure occurs in a memory cell during actual memory use. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory that can be used.

この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、複数の主記憶ブロックと、前期主記憶ブロックが不良となった場合に置き換えるための複数の冗長ブロックとを有するメモリアレイと、前記冗長ブロックの使用状態が書き込まれる情報格納メモリと、前記情報格納メモリに書き込まれたデータを読み出す読み出し回路と、前記情報格納メモリに書き込まれたデータを判別する判別回路(センスアンプ)と、前記判別回路の情報を記憶する記憶手段と、を具備する半導体メモリにおいて、データを判別回路で読み出す手段は、書き込みベリファイ時のゲート電圧より低い電圧で読み出すことを特徴とした半導体メモリでる。
請求項2に記載の発明は、複数の記憶ブロックと、複数の冗長ブロックとを有するメモリアレイと、前記冗長ブロックの使用状態が書き込まれる情報格納メモリと、外部回路から消去指示を受けて前記記憶ブロックを消去し、次いで、消去済みの記憶ブロックのデータを読み出して確認し、消去が正しく行われない場合に、その記憶ブロックのアドレスを前記情報格納メモリに前記冗長ブロックと対応させて書き込む消去手段と、外部回路から書き込み/読み出し指令およびアドレスを受けて前記情報格納メモリをチェックし、前記外部回路から受けたアドレスに対応するアドレスが前記情報格納メモリに書き込まれている場合はそのアドレスに対応する冗長ブロックにアクセスし、書き込まれていない場合は外部回路から受けたアドレスが指示する記憶ブロックにアクセスする書き込み/読み出し手段とを具備する半導体メモリにおいて、前記情報格納メモリは、不揮発性メモリセルと前記不揮発性メモリセルの出力を読み込む第1の揮発性メモリと、前記第1の揮発性メモリの出力を読み込む第2の揮発性メモリによって構成され、前記消去手段は前記不揮発性メモリセルに書き込んだ後、書き込んだデータを書き込みしきい値より僅かに低い確認レベルで読み出して前記第1の揮発性メモリに書き込み、前記第1の揮発性メモリに書き込んだデータについて書き込み確認を行い、該書き込み確認が終了後、前記不揮発性メモリセルのデータを前記確認レベルより低い読み出しレベルで読み出して前記第1の揮発性メモリに書き込み、次いで前記第1の揮発性メモリのデータを前記第2の揮発性メモリに書き込み、該第2の揮発性メモリのデータを前記書き込み/読み出し手段へ出力することを特徴とする半導体メモリである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. The invention according to claim 1 includes a plurality of main memory blocks and a plurality of redundant blocks to be replaced when the previous main memory block becomes defective. A memory array, an information storage memory in which a use state of the redundant block is written, a read circuit for reading data written in the information storage memory, and a discrimination circuit for discriminating data written in the information storage memory In the semiconductor memory comprising the (sense amplifier) and the storage means for storing the information of the determination circuit, the means for reading the data by the determination circuit reads at a voltage lower than the gate voltage at the time of write verification. It is a semiconductor memory.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a memory array having a plurality of storage blocks and a plurality of redundant blocks, an information storage memory in which a use state of the redundant blocks is written, an erasure instruction from an external circuit, and the storage Erasing means for erasing a block, then reading and checking data in the erased storage block, and writing the address of the storage block in association with the redundant block in the information storage memory when the erase is not performed correctly The information storage memory is checked in response to a write / read command and an address from an external circuit. If an address corresponding to the address received from the external circuit is written in the information storage memory, the address corresponds to the address. When the redundant block is accessed and not written, the address received from the external circuit is In the semiconductor memory including the writing / reading means for accessing the storage block shown, the information storage memory includes a nonvolatile memory cell, a first volatile memory that reads an output of the nonvolatile memory cell, and the first A second volatile memory that reads the output of the volatile memory, and the erasing means writes the data into the nonvolatile memory cell, and then reads the written data at a confirmation level slightly lower than a write threshold. Write to the first volatile memory, perform write confirmation on the data written to the first volatile memory, and after the write confirmation is completed, read the data of the nonvolatile memory cell at a read level lower than the confirmation level. Write to the first volatile memory, and then write the data in the first volatile memory. Write the serial second volatile memory, a semiconductor memory and outputs the data in the volatile memory of the second to the writing / reading means.

この発明によれば、実際のメモリ使用時においてメモリセルに不良が発生した時、その不良部分を冗長セルに置き換えることができる。これにより、半導体メモリの不良を減少させることができる。また、この発明によれば、書き込み確認後に読み出しレベルによる再読み出しを行うので、良品を誤って不良と判断する間違いを防ぐことができる効果がある。   According to the present invention, when a defect occurs in a memory cell during actual use of the memory, the defective part can be replaced with a redundant cell. Thereby, the defect of a semiconductor memory can be reduced. In addition, according to the present invention, since re-reading at the read level is performed after writing is confirmed, there is an effect that it is possible to prevent an error that a non-defective product is erroneously determined to be defective.

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図1はこの発明の一実施の形態による半導体メモリ(フラッシュメモリ)の書き込み及び消去の動作を示すブロック図である。この図において、1は外部回路からのコマンド、データおよびアドレスが入力されるインターフェイス回路、2はインターフェイス回路1に入力されたコマンドを解読するコマンドユーザインターフェイス(以下、CUIという)である。3は制御回路であり、メモリアレイ4の書き込み、読み出し、消去を制御する。5は電源回路であり、各部へ直流電源を供給する。また、メモリアレイ4の書き込み時には(+)の高電圧を、読み出し時には(+)の中電圧を、消去時には(−)の負電圧を生成してメモリアレイ4へ出力する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing write and erase operations of a semiconductor memory (flash memory) according to an embodiment of the present invention. In this figure, reference numeral 1 denotes an interface circuit to which a command, data and address from an external circuit are inputted, and 2 denotes a command user interface (hereinafter referred to as CUI) for decoding the command inputted to the interface circuit 1. A control circuit 3 controls writing, reading, and erasing of the memory array 4. Reference numeral 5 denotes a power supply circuit that supplies DC power to each unit. Further, a high voltage (+) is generated during writing to the memory array 4, a medium voltage (+) is generated during reading, and a negative voltage (−) is generated during erasing, and is output to the memory array 4.

6はデコーダであり、制御回路3から出力される制御信号及び、インターフェース回路1からのアドレス信号を受けて書き込み/消去/読み出しモードを指定する信号をメモリアレイ4へ出力する。また、書き込み時にはアドレスおよびデータを、読み出し時にはアドレスをメモリセル4へ出力し、指定されたメモリセルを選択する。また、書き込み時にはアドレスおよびデータを、読み出し時にはアドレスをメモリセル4へ出力する。また、メモリアレイ4から読み出されたデータをセンスアンプ8を介して制御回路3へ出力する。メモリアレイ4は同図に示すように、記憶ブロックBLK0〜BLK15と冗長ブロックBRD0、BRD1を有している。ここで、記憶ブロックBLK0〜BLK15は本来の記憶エリアであり、冗長ブロックBRD0、BRD1は記憶ブロックBLK0〜BLK15のいずれかが不良となった時に代わりに使用されるリダンダンシ用の記憶エリアである。   A decoder 6 receives a control signal output from the control circuit 3 and an address signal from the interface circuit 1 and outputs a signal designating a write / erase / read mode to the memory array 4. In addition, an address and data are output to the memory cell 4 at the time of writing and an address is output to the memory cell 4 at the time of reading, and the designated memory cell is selected. Further, an address and data are output to the memory cell 4 at the time of writing, and an address is output to the memory cell 4 at the time of reading. Further, the data read from the memory array 4 is output to the control circuit 3 via the sense amplifier 8. As shown in the figure, the memory array 4 has storage blocks BLK0 to BLK15 and redundant blocks BRD0 and BRD1. Here, the storage blocks BLK0 to BLK15 are original storage areas, and the redundant blocks BRD0 and BRD1 are redundancy storage areas that are used instead when any of the storage blocks BLK0 to BLK15 becomes defective.

BRD情報格納メモリ9は冗長ブロックBRD0、BRD1の使用状態に関するデータが記憶されるメモリであり、図2に示すように、冗長ブロックBRD0に対応するアドレス情報記憶部K0と冗長ブロックBRD1に対応するアドレス情報記憶部K1と、記憶部K0、K1の各出力データが共に加えられるラッチLaと、冗長ブロックBRD0に対応するラッチL0と、冗長ブロックBRD1に対応するラッチL1と、ラッチLaの出力をラッチL0またはL1へ選択的に加える選択手段とが設けられている。   The BRD information storage memory 9 is a memory in which data relating to the use state of the redundant blocks BRD0 and BRD1 is stored. As shown in FIG. 2, the address information storage unit K0 corresponding to the redundant block BRD0 and the address corresponding to the redundant block BRD1 The information storage unit K1, the latch La to which the output data of the storage units K0 and K1 are added, the latch L0 corresponding to the redundant block BRD0, the latch L1 corresponding to the redundant block BRD1, and the output of the latch La are latched L0 Alternatively, selection means for selectively adding to L1 is provided.

ここで、記憶部K0、K1は各々、図3に示すように、フローティングゲートを有し、メモリアレイ4と同様に構成された不揮発性メモリセル11によって構成され、ラッチLa、L0、L1は図3に示すように、ラッチ12によって構成されている。また、記憶部K0、K1には各々、ブロックアドレスが書き込まれるエリアK0−A、K1−A、エネーブルビットが書き込まれるエリアK0−E、K1−E、ディスエーブルビットが書き込まれるエリアK0−D、K1−Dが設けられている。また、ラッチLa、L0、L1は各々記憶部K0(またはK1)と同じビット数のラッチであり、同様に、ブロックアドレスが書き込まれるエリアLa−A、L0−A、L1−A、エネーブルビットが書き込まれるエリアLa−E、L0−E、L1−E、ディスエーブルビットが書き込まれるエリアLa−D、L0−D、L1−dが設けられている。 Here, as shown in FIG. 3, each of the storage units K0 and K1 includes a non-volatile memory cell 11 having a floating gate and configured similarly to the memory array 4, and the latches La, L0, and L1 are illustrated in FIG. As shown in FIG. The storage units K0 and K1 are areas K0-A and K1-A where block addresses are written, areas K0-E and K1-E where enable bits are written, and areas K0-D where disable bits are written. , K1-D are provided. Each of the latches La, L0, and L1 is a latch having the same number of bits as the storage unit K0 (or K1). Similarly, the areas La-A, L0-A, L1-A, and enable bits in which block addresses are written Are written in areas La-E, L0-E and L1-E, and areas La-D, L0-D and L1-d in which disable bits are written.

次に、上述した半導体メモリの動作を説明する。
まず、電源が投入されると、BRD情報格納メモリ9内の記憶部K0のデータが読み出され、ラッチLaに書き込まれ、次いで、ラッチLaのデータがラッチL0に書き込まれる。次に、記憶部K1のデータが読み出され、ラッチLaに書き込まれ、次いで、ラッチLaのデータがラッチL1に書き込まれる。
Next, the operation of the above-described semiconductor memory will be described.
First, when the power is turned on, data in the storage unit K0 in the BRD information storage memory 9 is read and written in the latch La, and then data in the latch La is written in the latch L0. Next, the data in the storage unit K1 is read and written in the latch La, and then the data in the latch La is written in the latch L1.

次に、外部回路から読み出しコマンドおよびアドレスがインターフェイス回路1へ入力され、CUI・2を介して制御回路3へ供給されると、制御回路3が、まず、そのアドレスが指示している記憶ブロックのアドレスがBRD情報格納メモリ9の記憶部K0またはK1に記憶されているかをチェックする。このチェックは、ラッチL0およびL1のエリアL0−A、L1−Aをチェックすることによって行われる。そして、記憶されていなかった場合は、読み出し指令およびアドレスをデコーダ6へ出力する。デコーダ6は読み出し指令およびアドレスを受け、メモリアレイ4からデータを読み出し、センスアンプ8を介して制御回路3へ出力する。制御回路3はメモリアレイ4から読み出されたデータをインターフェイス回路1へ出力する。   Next, when a read command and an address are input from the external circuit to the interface circuit 1 and supplied to the control circuit 3 via the CUI 2, the control circuit 3 first stores the memory block indicated by the address. It is checked whether the address is stored in the storage unit K0 or K1 of the BRD information storage memory 9. This check is performed by checking the areas L0-A and L1-A of the latches L0 and L1. If it is not stored, a read command and an address are output to the decoder 6. Decoder 6 receives a read command and an address, reads data from memory array 4, and outputs the data to control circuit 3 via sense amplifier 8. The control circuit 3 outputs the data read from the memory array 4 to the interface circuit 1.

一方、制御回路3に供給された読み出しアドレスが指示する記憶ブロックのアドレスが例えばBRD情報格納メモリ9のラッチL0に記憶されていた場合は、制御回路3が冗長ブロックBRD0のアドレス、読み出しアドレスおよび読み出し指令をデコーダ6へ出力する。デコーダ6はこの指令およびアドレスを受け、冗長ブロックBRD0から読み出しアドレスが指示するデータを読み出し、センスアンプ8を介して制御回路3へ出力する。制御回路3はそのデータをインターフェイス回路1へ出力する。   On the other hand, when the address of the storage block indicated by the read address supplied to the control circuit 3 is stored in, for example, the latch L0 of the BRD information storage memory 9, the control circuit 3 reads the address, read address, and read of the redundant block BRD0. The command is output to the decoder 6. Decoder 6 receives this command and address, reads data indicated by the read address from redundant block BRD0, and outputs the data to control circuit 3 via sense amplifier 8. The control circuit 3 outputs the data to the interface circuit 1.

次に、外部回路から書き込みコマンド、書き込みデータおよびアドレスがインターフェイス回路1へ入力され、CUI・2を介して制御回路3へ供給されると、制御回路3が、上記と同様に、そのアドレスが指示している記憶ブロックのアドレスがBRD情報格納メモリ9の記憶部K0またはK1に記憶されているかをチェックする。そして、記憶されていた場合は冗長ブロックにアクセスしてデータ書き込みを行い、記憶されていない場合はアドレス通りの記憶ブロックにアクセスして書き込みを行う。   Next, when a write command, write data, and an address are input from the external circuit to the interface circuit 1 and supplied to the control circuit 3 via the CUI 2, the control circuit 3 instructs the address in the same manner as described above. It is checked whether the address of the storage block being stored is stored in the storage unit K0 or K1 of the BRD information storage memory 9. If it is stored, the redundant block is accessed for data writing, and if not stored, the addressed storage block is accessed for writing.

次に、上述した半導体メモリのデータ消去時の動作を図4〜図6に示すフローチャートを参照して説明する。
外部回路から消去を指示するコマンドおよび消去ブロックのアドレスがインターフェイス回路1に入力されると、入力されたコマンドおよび記憶ブロックのアドレスがCUI・2を介して制御回路3へ供給される。制御回路3は消去コマンドを受け、まず、コマンドが記憶ブロックを消去するコマンドかチップ全体を消去するコマンドかをチェックする(図4のステップS1)。そして、いずれでもなければその他のシーケンスへ進む。
一方、いずれかの消去を指示するコマンドであった場合は電源回路5へ消去電圧の出力を指示するとともに、デコーダ6へ消去コマンドおよび消去すべき記憶ブロックのアドレスを出力する。デコーダ6は、そのアドレスに応じたメモリセルを選択する。これにより、選択されたメモリセルに電源回路5から出力される(−)負電圧が加えられ、記憶ブロックが消去される。
Next, the operation at the time of data erasure of the above-described semiconductor memory will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
When a command instructing erasure and an address of the erase block are input from the external circuit to the interface circuit 1, the input command and address of the storage block are supplied to the control circuit 3 via the CUI 2. Upon receiving the erase command, the control circuit 3 first checks whether the command is a command for erasing the storage block or a command for erasing the entire chip (step S1 in FIG. 4). If it is neither, proceed to another sequence.
On the other hand, if it is a command for instructing erasing, the power supply circuit 5 is instructed to output an erasing voltage, and the erasing command and the address of the storage block to be erased are output to the decoder 6. The decoder 6 selects a memory cell corresponding to the address. Thereby, the (−) negative voltage output from the power supply circuit 5 is applied to the selected memory cell, and the memory block is erased.

次に、制御回路3はデコーダ6へ読み出し信号および消去した記憶ブロックのアドレスを出力し、消去した記憶ブロックの各メモリセルのデータを順次読み出し、各メモリセルの消去が正しく行われたかを確認(Verify)する(ステップS2)。そして、正しく行われた場合は消去すべき記憶ブロックが全て消去されたか否かが判断され(ステップS3)、全て消去された場合は処理を終了する。また、消去すべき記憶ブロックが残っていた場合は次のブロックの消去処理へ進む。   Next, the control circuit 3 outputs a read signal and the address of the erased storage block to the decoder 6, sequentially reads the data of each memory cell of the erased storage block, and confirms that the erase of each memory cell has been performed correctly ( Verify) (step S2). If it is correctly performed, it is determined whether or not all the storage blocks to be erased have been erased (step S3), and if all have been erased, the process is terminated. If there is a storage block to be erased, the process proceeds to the erase process for the next block.

また、ステップS2の判断において、消去が正しく行われなかったと判断された場合はリダンダンシ用の冗長ブロックBRD0、BRD1のいずれかが使用可能か否かが判断される(ステップS4)。この判断は、BRD情報格納メモリ9のラッチL0、L1のエネーブルビットL0−E、L1−E、ディスエーブルビットL0−D、L1−Dに”1”が書き込まれているか否かをチェックすることによって行われ、ラッチL0、L1のエネーブルビットL0−E、L1−Eに”1”が書き込まれている場合はその冗長ブロックが既に使用されていると判断され、また、ディスエーブルビットL0−D、L1−Dに”1”が書き込まれている場合は、その冗長ブロックが使用不可であると判断される。そして、冗長ブロックBRD0、BRD1が共に使用済みまたは使用不可であった場合は消去不可を示すデータをインターフェイス回路1へ戻し処理を終了する。   If it is determined in step S2 that erasure has not been performed correctly, it is determined whether one of the redundant blocks BRD0 and BRD1 for redundancy is usable (step S4). This determination is made by checking whether or not “1” is written in the enable bits L0-E and L1-E and the disable bits L0-D and L1-D of the latches L0 and L1 of the BRD information storage memory 9. If "1" is written in the enable bits L0-E and L1-E of the latches L0 and L1, it is determined that the redundant block has already been used, and the disable bit L0 When “1” is written in −D and L1-D, it is determined that the redundant block cannot be used. If the redundant blocks BRD0 and BRD1 are both used or unusable, data indicating that erasure is impossible is returned to the interface circuit 1 and the processing is terminated.

一方、冗長ブロックBRD0、BRD1のいずれかが使用可能であれば、図5に示すAutoリダンダンシ処理へ進む。
このAutoリダンダンシ処理では、まず、消去が正しく行われなかった記憶ブロックが冗長ブロックBRD0、BRD1のいずれかであるか否かが判断される(ステップS11)。そして、いずれかであった場合は、その冗長ブロック(BRD0とする)に対応する記憶部K0のディスエーブルビットK0−Dに”1”を書き込む(ステップS12)。次に、書き込んだディスエーブルビットK0−DのVerifyを行う(ステップS13)。このVerifyにおいては、まず、記憶部K0の全データをVerifyレベル(図7参照)に基づいて読み出し、ラッチLaに書き込み、次いでラッチLaのディスエーブルビットLa−Dが”1”であるか否かをチェックする(ステップS14)。
On the other hand, if either of the redundant blocks BRD0 and BRD1 is usable, the process proceeds to the Auto redundancy process shown in FIG.
In the auto redundancy process, first, it is determined whether or not the storage block that has not been erased correctly is one of the redundant blocks BRD0 and BRD1 (step S11). If it is either, “1” is written to the disable bit K0-D of the storage unit K0 corresponding to the redundant block (referred to as BRD0) (step S12). Next, the written disable bit K0-D is verified (step S13). In this Verify, first, all data in the storage unit K0 is read based on the Verify level (see FIG. 7), written to the latch La, and then whether or not the disable bit La-D of the latch La is “1”. Is checked (step S14).

そして、その判断結果が「NO」であった場合は、Verifyの回数が予め設定されているn回以上になったか否かが判断される(ステップS15)。そして、判断結果が「NO」であった場合はステップS12へ戻り、再びディスエーブルビットK0−Dの書き込み、Verifyを行う(ステップS12〜S15)。そして、書き込み/Verifyの回数がn回に達した場合はステップS15の判断が「YES」となり、ステップS16へ進む。ステップS16では、通常の読み出しレベルでRelatch処理が行われる。すなわち、記憶部K0内のデータが通常の読み出しレベル(図7参照)に基づいて読み出され、ラッチLaに記憶され、次いで、ラッチLa内のデータがラッチL0に転送される。そして、消去不可を示すデータがインターフェイス回路1へ戻され、処理を終了する。
なお、書き込み/ベリファイの回数を複数回行うのは、フラッシュメモリセルの書き込み特性として、書き込みを行ったときの閾値の上昇が書き込み時間に依存し、また、セルによって書き込み特性がばらつくので、高い閾値を得るためには一定時間の書き込みパルスを複数回加えるのが好ましいためである。
If the determination result is “NO”, it is determined whether or not the number of Verify has reached n or more that is set in advance (step S15). If the determination result is “NO”, the process returns to step S12, and the disable bit K0-D is written and verified again (steps S12 to S15). When the number of write / verify reaches n times, the determination in step S15 is “YES”, and the process proceeds to step S16. In step S16, the Reelatch process is performed at a normal read level. That is, the data in the storage unit K0 is read based on the normal read level (see FIG. 7) and stored in the latch La, and then the data in the latch La is transferred to the latch L0. Then, data indicating that erasure is impossible is returned to the interface circuit 1 and the processing is terminated.
Note that the number of times of write / verify is a plurality of times because, as the write characteristics of the flash memory cell, an increase in threshold when writing is performed depends on the write time, and the write characteristics vary depending on the cell. This is because it is preferable to apply a plurality of write pulses for a predetermined time in order to obtain the above.

ここで、Verify時の読み出しと通常の読み出しの違いを説明する。一例として、メモリセル11(図3)にデータ書き込みが行われた場合、Id(ドレイン電流)−Vg(ゲート電圧)特性は図7に曲線G1にて示すように、しきい値が5V近辺の曲線となり、消去が行われた場合は、曲線G2にて示すようにしきい値が(−)の曲線となるように設定される。そして、通常のデータ読み出しの場合は、ゲート電圧レベルを中間の3V近辺として読み出しを行う。一方、書き込みVerifyの場合はVerify電圧を5Vに設定するが、しきい値が5Vを超えるとVerifyがPassとなるため、しきい値5Vを少し超えたあたりで設定される。このように、Verify時の読み出しと通常の読み出しとでは読み出しの基準レベルが異なっている。このため、上記の過程においては、通常の読み出し(ゲート電圧レベルが3V)であるRelach処理によって記憶部K0のデータを読み出し、ラッチL0に再セットしている。Verify時の読み出しは、ゲート電圧レベルが5Vと高いので、しきい値のバラツキによって、ステップS12において書き込みが行われなかったデータ(ディスエーブルビットK0−D以外のデータ)が変化してしまう恐れがあるからである。   Here, the difference between the reading at verify and the normal reading will be described. As an example, when data is written to the memory cell 11 (FIG. 3), the Id (drain current) -Vg (gate voltage) characteristic has a threshold value around 5 V as shown by a curve G1 in FIG. When a curve is formed and erasure is performed, the threshold value is set to be a (−) curve as shown by a curve G2. In the case of normal data reading, the reading is performed with the gate voltage level in the vicinity of the intermediate 3V. On the other hand, in the case of the write verify, the verify voltage is set to 5V. However, if the threshold exceeds 5V, the verify becomes pass, so the threshold is set when the threshold is slightly exceeded. As described above, the read reference level is different between the verify reading and the normal reading. For this reason, in the above process, the data in the storage unit K0 is read out by the Relac process that is normal reading (the gate voltage level is 3 V) and is reset in the latch L0. Since the gate voltage level for reading at verify is as high as 5V, there is a possibility that data (data other than the disable bits K0-D) not written in step S12 may change due to threshold variation. Because there is.

さて、ステップS12〜S15の処理を繰り返している時において、VerifyがOKとなると(ステップS14が「YES」)、ステップS17へ進み、上述したRelatch処理が行われ、次いでステップS18へ進む。ステップS18では、消去不可と判断された記憶ブロック(記憶ブロックBLK2とする)のアドレスがBRD情報格納メモリ9に書き込まれる。いま、冗長ブロックBRD1が使用可能であるとすると、記憶ブロックBLK2のアドレスが記憶部K1のエリアK1−Aに書き込まれる。次に、書き込まれたデータのVerifyが行われる(ステップS19)。すなわち、記憶部K1の各データがVerifyレベル(図7参照)に基づいて読み出され、ラッチLaに書き込まれ、次いで、ラッチLaのエリアLa−A内のデータが記憶ブロックBLK2のアドレスに一致しているかがチェックされる。 Now, when the processing in steps S12 to S15 is repeated, if Verify is OK (“YES” in step S14), the process proceeds to step S17, the above-described Relatch process is performed, and then the process proceeds to step S18. In step S <b> 18, the address of the storage block (referred to as storage block BLK <b> 2) determined to be unerasable is written into the BRD information storage memory 9. Now, assuming that the redundant block BRD1 is usable, the address of the storage block BLK2 is written in the area K1-A of the storage unit K1. Next, the written data is verified (step S19). That is, each data in the storage unit K1 is read based on the Verify level (see FIG. 7), written to the latch La, and then the data in the area La-A of the latch La matches the address of the storage block BLK2. Is checked.

そして、Verifyの結果がNGの場合は(ステップS20が「NO」)、Verifyの回数が予め設定されているn回以上になったか否かが判断される(ステップS21)。そして、判断結果が「NO」であった場合はステップS18へ戻り、再びアドレスの書き込み、Verifyを行う(ステップS18〜S20)。そして、書き込み/Verifyの回数がn回に達した場合はステップS21の判断が「YES」となり、図6のAutoR/Dエラー処理へ進む。   If the result of Verify is NG ("NO" at step S20), it is determined whether or not the number of Verify has reached a preset number of times n (step S21). If the determination result is “NO”, the process returns to step S18 to write the address and verify again (steps S18 to S20). When the number of write / verify reaches n times, the determination in step S21 is “YES”, and the process proceeds to the AutoR / D error process of FIG.

一方、ステップS18〜S21の処理を繰り返している時において、VerifyがOKとなると(ステップS20が「YES」)、ステップS22へ進む。ステップS22では、記憶部K1のエネーブルビットK1−Eに”1”が書き込まれる。次に、書き込まれたデータのVerifyが行われる(ステップS23)。すなわち、記憶部K1の各データがVerifyレベルに基づいて読み出され、ラッチLaに書き込まれ、次いで、ラッチLaのエリアLa−A内のデータが”1”か否かがチェックされる。 On the other hand, when the processing of steps S18 to S21 is repeated and Verify is OK (step S20 is “YES”), the process proceeds to step S22. In step S22, “1” is written to the enable bits K1-E in the storage unit K1. Next, the written data is verified (step S23). That is, each data in the storage unit K1 is read based on the Verify level , written to the latch La, and then it is checked whether the data in the area La-A of the latch La is “1”.

そして、Verifyの結果がNGの場合は(ステップS24が「NO」)、Verifyの回数が予め設定されているn回以上になったか否かが判断される(ステップS25)。そして、判断結果が「NO」であった場合はステップS22へ戻り、再びアドレスの書き込み、Verifyを行う(ステップS22〜S25)。そして、書き込み/Verifyの回数がn回に達した場合はステップS25の判断が「YES」となり、図6のAutoR/Dエラー処理へ進む。一方、VerifyがOKとなると(ステップS24が「YES」)、ステップS26へ進み、前述したRelatch処理が行われ、次いで、消去処理が正しく終了したことを示すデータがインターフェイス回路1に出力され、処理を終了する。   If the result of Verify is NG ("NO" at step S24), it is determined whether or not the number of Verify has reached a preset number of times n (step S25). If the determination result is “NO”, the process returns to step S22, and the address is written and verified again (steps S22 to S25). When the number of write / verify reaches n times, the determination in step S25 is “YES”, and the process proceeds to the AutoR / D error process of FIG. On the other hand, if Verify is OK (“YES” in step S24), the process proceeds to step S26, where the above-described Reelatch process is performed, and then data indicating that the erase process has been correctly completed is output to the interface circuit 1, and the process is performed. Exit.

次に、AutoR/Dエラー処理について図6を参照して説明する。
この処理へ進むと、まず、アドレス書き込みまたはエネーブルビット書き込みができなかった記憶部K1のディスエーブルビットK1−Dに”1”が書き込まれる(ステップS31)。次に、書き込まれたデータのVerifyが行われる(ステップS32)。すなわち、記憶部K1の各データがVerifyレベルに基づいて読み出され、ラッチLaに書き込まれ、次いで、ラッチLaのエリアLa−D内のデータが”1”か否かがチェックされる。
Next, AutoR / D error processing will be described with reference to FIG.
When this process proceeds, first, “1” is written to the disable bit K1-D of the storage unit K1 for which address writing or enable bit writing could not be performed (step S31). Next, the written data is verified (step S32). That is, each data in the storage unit K1 is read based on the Verify level , written in the latch La, and then it is checked whether the data in the area La-D of the latch La is “1”.

そして、Verifyの結果がNGの場合は(ステップS33が「NO」)、Verifyの回数が予め設定されているn回以上になったか否かが判断される(ステップS35)。そして、判断結果が「NO」であった場合はステップS31へ戻り、再びアドレスの書き込み、Verifyを行う(ステップS31〜S33)。そして、書き込み/Verifyの回数がn回に達した場合はステップS35の判断が「YES」となり、Relatch処理が行われ(ステップS36)、次いで、消去不可を示すデータがインターフェイス回路1へ戻され、処理を終了する。また、書き込み/Verifyを繰り返している間においてVerifyがOKとなった場合も(ステップS33の判断が「YES」)、上記と同様に、Relatch処理が行われ(ステップS34)、次いで、消去不可を示すデータがインターフェイス回路1へ戻され、処理を終了する。   If the result of Verify is NG ("NO" at step S33), it is determined whether or not the number of Verify has reached a preset number of times n (step S35). If the determination result is “NO”, the process returns to step S31 to write the address and verify again (steps S31 to S33). When the number of times of writing / Verify reaches n times, the determination in step S35 is “YES”, the Releatch process is performed (step S36), and then data indicating that erasure is impossible is returned to the interface circuit 1. The process ends. Also, if Verify is OK while writing / Verify is repeated ("YES" in step S33), the Relat processing is performed (step S34), and then the erasure is disabled. The indicated data is returned to the interface circuit 1 and the processing is terminated.

なお、アドレス、エネーブルビット、ディスエーブルビットを一括で書き込むことも考えられるが、この場合、リセット動作やLVDD(Low Vdd:フラッシュメモリの書き込み途中で急激にバッテリが電圧降下を起こした場合に、この電圧を検知して自動的に書き込みを中断する処理)による中断動作が入った時、エネーブルビットのみ書き終わり他のビットがが書き終わっていないという状態が想定されるため、上記実施形態のような処理としている。   It is possible to write the address, enable bit, and disable bit at once, but in this case, if the battery suddenly drops during reset operation or LVDD (Low Vdd: flash memory writing) When an interruption operation by detecting this voltage and automatically interrupting writing) is entered, it is assumed that only enable bits have been written and other bits have not been written. The process is as follows.

また、上記実施形態においては、Verify時においては記憶部K0、K1のデータをラッチLaに書き込み、ラッチL0、L1の書き込みは行わない。そして、ラッチLaのデータに基づいてVerifyを行う。そして、Verify終了後に、改めて読み出しレベル(図7参照)で記憶部K0、K1のデータを読み出し、ラッチLaを介してラッチL0、L1へ書き込む(Relatch)。この処理は、メモリセル11(図3)のしきい値のバラツキ対策のためである。すなわち、Verify時の読み出しはVerifyレベル(図7;読み出しレベルより高いレベル)で行われるので、Verifyの対象以外のデータが、しきい値のバラツキのためラッチLaへ書き込まれる時に変化してしまう恐れがある。Relatch処理はこの不都合を防いでいる。   In the above-described embodiment, the data in the storage units K0 and K1 is written to the latch La and the latches L0 and L1 are not written at the time of Verify. Then, Verify is performed based on the data of the latch La. Then, after verifying, the data in the storage units K0 and K1 is read again at the read level (see FIG. 7), and written to the latches L0 and L1 via the latch La (Relate). This process is for countermeasures against variations in threshold values of the memory cell 11 (FIG. 3). That is, since the reading at verify is performed at the verify level (FIG. 7; a level higher than the read level), data other than the verify target may change when written to the latch La due to variations in threshold. There is. The Relate process prevents this inconvenience.

この発明は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリに用いられる。   The present invention is used for a nonvolatile memory such as a flash memory.

この発明の一実施形態による半導体メモリの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor memory according to an embodiment of the present invention. 同半導体メモリにおけるBRD情報格納メモリ9の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the BRD information storage memory 9 in the same semiconductor memory. 同BRD情報格納メモリ9における記憶部K0、K1を構成するメモリセル11と、ラッチLaを構成するCMOSラッチ12を示す図である。3 is a diagram showing a memory cell 11 that constitutes storage units K0 and K1 in the BRD information storage memory 9 and a CMOS latch 12 that constitutes a latch La. FIG. 同実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the embodiment. 同実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the embodiment. 同実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the embodiment. メモリセル11の特性を示す図である。3 is a diagram illustrating characteristics of a memory cell 11. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…インターフェイス回路
2…CPI
3…制御回路
4…メモリアレイ
6…デコーダ
8…センスアンプ
9…BRD情報格納メモリ
11…メモリセル
12…ラッチ
BLK0〜BLK15…記憶ブロック
BRD0、BRD1…冗長ブロック
D…選択手段
K0、K1…記憶部
La、L0L1…ラッチ
1 ... interface circuit 2 ... CPI
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Control circuit 4 ... Memory array 6 ... Decoder 8 ... Sense amplifier 9 ... BRD information storage memory 11 ... Memory cell 12 ... Latch BLK0-BLK15 ... Memory block BRD0, BRD1 ... Redundant block D ... Selection means K0, K1 ... Memory | storage part La, L0L1 ... Latch

Claims (1)

複数の記憶ブロック、第1冗長ブロック、第2冗長ブロックを有するメモリアレイと、
前記第1冗長ブロックの使用状態に関するデータが保持される第1記憶部、前記第2冗長ブロックの使用状態に関するデータが保持される第2記憶部を有する情報格納メモリと、
外部回路から記憶ブロックを消去するコマンドを受けて、前記複数の記憶ブロックのうち選択された第1記憶ブロックに対して消去動作を実行し、
前記消去動作が正しく行われたかを確認する確認動作を実行し、
前記確認動作の結果に基づいて、前記第1記憶ブロックのデータが正しく消去されていない場合、前記第1記憶ブロックが第1冗長ブロックであるとき、第1記憶部にディスイネーブルを示す信号を書き込む第1書き込み動作を実行し、
前記第1書き込み動作が正しく行われたのち、または前記確認動作の結果に基づいて、前記第1記憶ブロックが第1冗長ブロックでないとき、前記第1記憶ブロックのアドレスを使用可能な第2記憶部に書き込む第2書き込み動作を実行し、
前記第2書き込み動作が正しく行われたのち、第2記憶部にエネーブルビットを示す信号を書き込む第3書き込み動作を実行する消去手段と、
外部回路から書き込み/読み出し指令およびアドレスを受けて、前記外部回路から受けたアドレスに対応するアドレスが前記第1記憶部または前記第2記憶部に記憶されているとき、前記第1記憶部または前記第2記憶部に記憶されたアドレスに対応する冗長ブロックにアクセスし、前記外部回路から受けたアドレスに対応するアドレスが前記第1記憶部または前記第2記憶部に記憶されていないとき、外部回路から受けたアドレスが指示する記憶ブロックにアクセスする書き込み/読み出し手段と、
を具備する半導体メモリ
A memory array having a plurality of storage blocks, a first redundant block, a second redundant block ;
An information storage memory having a first storage unit for storing data relating to the usage state of the first redundant block, and a second storage unit for holding data relating to the usage state of the second redundant block ;
In response to a command for erasing a storage block from an external circuit, an erasing operation is performed on the selected first storage block among the plurality of storage blocks,
Performing a confirmation operation to confirm whether the erasure operation has been performed correctly;
If the data in the first storage block is not correctly erased based on the result of the confirmation operation, a signal indicating disable is written to the first storage unit when the first storage block is the first redundant block. Perform a first write operation;
A second storage unit that can use the address of the first storage block after the first write operation is correctly performed or based on the result of the confirmation operation, when the first storage block is not the first redundant block Perform a second write operation to write to
Erasing means for executing a third write operation for writing a signal indicating an enable bit to the second storage unit after the second write operation is correctly performed ;
When a write / read command and an address are received from an external circuit and an address corresponding to the address received from the external circuit is stored in the first storage unit or the second storage unit, the first storage unit or the When the redundant block corresponding to the address stored in the second storage unit is accessed and the address corresponding to the address received from the external circuit is not stored in the first storage unit or the second storage unit, the external circuit Write / read means for accessing the storage block indicated by the address received from
Semiconductor memory having a.
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