JP6708962B2 - Semiconductor memory device and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、半導体記憶装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device and its control method.

NANDセル等の複数の不揮発性メモリセルに記憶されたデータをビット線に流れる電流を介して読み出す不揮発性メモリが知られている。このような不揮発性メモリにおいて、メモリセルが形成されたウェルに印加されるバックゲート電圧を所定の値に制御して、メモリセルからデータを読み出すときにビット線に流れるリーク電流を抑制することが知られている(例えば、特許文献1〜3を参照)。 There is known a non-volatile memory that reads out data stored in a plurality of non-volatile memory cells such as NAND cells via a current flowing through a bit line. In such a non-volatile memory, the back gate voltage applied to the well in which the memory cell is formed can be controlled to a predetermined value to suppress the leak current flowing through the bit line when reading data from the memory cell. It is known (for example, refer to Patent Documents 1 to 3).

特表2010−514196号公報Japanese Patent Publication No. 2010-514196 国際公開第2006/059375号International Publication No. 2006/059375 特開2013−84318号公報JP, 2013-84318, A

しかしながら、ビット線に流れるリーク電流は、半導体記憶装置の製造条件等に依存するため、バックゲート電圧を所定の値に制御する場合、所望の大きさ以上のリーク電流がビット線に流れて、マクロセルからデータが読み出せないおそれがある。 However, since the leak current flowing in the bit line depends on the manufacturing conditions of the semiconductor memory device, etc., when controlling the back gate voltage to a predetermined value, a leak current of a desired magnitude or more flows in the bit line, and the macro cell May not be able to read data from.

一実施形態では、ビット線に流れるリーク電流の大きさを所定値以下に抑制可能な半導体記憶装置を提供することを目的とする。 An object of one embodiment is to provide a semiconductor memory device capable of suppressing the magnitude of a leak current flowing through a bit line to a predetermined value or less.

1つの態様では、半導体記憶装置は、アレイ状に配置された複数のメモリセルと、行方向に配列される複数のメモリセル毎に、何れか1つを選択する第1選択回路と、ビット線の何れか1つを選択する第2選択回路とを有する。また、半導体記憶装置は、リーク電流判定回路と、バックゲート電圧記憶回路と、バックゲート電圧供給回路とを更に有する。リーク電流判定回路は、接続されているすべてのメモリセルが非選択状態であるビット線に流れるリーク電流の大きさが基準電流値以下であるか否かを判定する。バックゲート電圧記憶回路はバックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報を1つ又は2つ以上記憶し、バックゲート電圧供給回路は複数のメモリセルのバックゲートにバックゲート電圧を印加可能である。 According to one aspect, a semiconductor memory device includes a plurality of memory cells arranged in an array, a first selection circuit that selects any one of the plurality of memory cells arranged in a row direction, and a bit line. A second selection circuit for selecting any one of the above. The semiconductor memory device further includes a leak current determination circuit, a back gate voltage storage circuit, and a back gate voltage supply circuit. The leak current determination circuit determines whether or not the magnitude of the leak current flowing through the bit line in which all the connected memory cells are in the non-selected state is equal to or smaller than the reference current value. The back gate voltage storage circuit stores one or more back gate voltage information indicating the back gate voltage, and the back gate voltage supply circuit can apply the back gate voltage to the back gates of the plurality of memory cells.

一実施形態では、ビット線に流れるリーク電流の大きさを所定値以下に抑制することが可能になった。 In one embodiment, the magnitude of the leak current flowing through the bit line can be suppressed to a predetermined value or less.

第1実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロック図である。3 is a circuit block diagram of the semiconductor memory device according to the first embodiment. FIG. 図1に示すメモリコアの内部回路ブロック図である。3 is an internal circuit block diagram of the memory core shown in FIG. 1. FIG. (a)は図1に示す第1セクタのより詳細な内部回路ブロック図であり、(b)は(a)に示すメモリセルの内部回路ブロック図であり、(c)は(a)に示すコラムスイッチの内部回路ブロック図である。(A) is a more detailed internal circuit block diagram of the first sector shown in FIG. 1, (b) is an internal circuit block diagram of the memory cell shown in (a), and (c) is shown in (a). It is an internal circuit block diagram of a column switch. 図1に示すリーク電流判定回路の内部回路図である。FIG. 3 is an internal circuit diagram of the leak current determination circuit shown in FIG. 1. 図4に示すリーク電流判定回路の動作を示すタイミングチャートである。5 is a timing chart showing the operation of the leak current determination circuit shown in FIG. 4. 図1に示すバックゲート電圧供給回路の内部回路図である。2 is an internal circuit diagram of the back gate voltage supply circuit shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す半導体記憶装置のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a back gate voltage setting device that sets a back back gate voltage of the semiconductor memory device shown in FIG. 1. 図7に示すバックゲート電圧設定装置によるバックゲート電圧設定処理のフローチャートである。9 is a flowchart of a back gate voltage setting process by the back gate voltage setting device shown in FIG. 7. 図8に示すバックゲート電圧判定処理の一例を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the back gate voltage determination process shown in FIG. 8. 第2実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロック図である。FIG. 6 is a circuit block diagram of a semiconductor memory device according to a second embodiment. 図10に示すメモリコアの内部回路ブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of an internal circuit of the memory core shown in FIG. 10. 図10に示す半導体記憶装置のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of a back gate voltage setting device that sets a back back gate voltage of the semiconductor memory device shown in FIG. 10. 図12に示すバックゲート電圧設定装置によるバックゲート電圧設定処理のフローチャートである。13 is a flowchart of a back gate voltage setting process by the back gate voltage setting device shown in FIG. 12. 第3実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロック図である。FIG. 9 is a circuit block diagram of a semiconductor memory device according to a third embodiment. 図14に示すメモリコアの内部回路ブロック図である。FIG. 15 is an internal circuit block diagram of the memory core shown in FIG. 14. 図15に示す第1セクタのより詳細な内部回路ブロック図である。FIG. 16 is a more detailed internal circuit block diagram of the first sector shown in FIG. 15. 図14に示す半導体記憶装置のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置のブロック図である。FIG. 15 is a block diagram of a back gate voltage setting device that sets a back back gate voltage of the semiconductor memory device shown in FIG. 14. 図17に示すバックゲート電圧設定装置によるバックゲート電圧設定処理のフローチャートである。18 is a flowchart of a back gate voltage setting process by the back gate voltage setting device shown in FIG. 第4実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of a semiconductor memory device concerning a 4th embodiment. 図19に示すメモリコアの内部回路ブロック図である。FIG. 20 is an internal circuit block diagram of the memory core shown in FIG. 19. 図20に示すコラムスイッチの内部回路ブロック図である。FIG. 21 is an internal circuit block diagram of the column switch shown in FIG. 20. 図19に示す半導体記憶装置のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置のブロック図である。FIG. 20 is a block diagram of a back gate voltage setting device that sets a back back gate voltage of the semiconductor memory device shown in FIG. 19. 図22に示すバックゲート電圧設定装置によるバックゲート電圧設定処理のフローチャートである。23 is a flowchart of a back gate voltage setting process by the back gate voltage setting device shown in FIG. 22. 実施形態に係る半導体記憶装置が有するマクロセルの第1変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of the macrocell which the semiconductor memory device which concerns on embodiment has. 実施形態に係る半導体記憶装置が有するマクロセルの第2変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of the macrocell which the semiconductor memory device which concerns on embodiment has. 図25に示す第1セクタのより詳細な内部回路ブロック図である。FIG. 26 is a more detailed internal circuit block diagram of the first sector shown in FIG. 25.

以下図面を参照して、半導体記憶装置及びその制御方法について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明との均等物に及ぶ点に留意されたい。実施形態に係る半導体記憶装置は、選択信号で選択されていないメモリセルに接続されたビット線に流れるリーク電流の大きさを判定するリーク電流判定回路と、バックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報を記憶するバックゲート電圧記憶回路とを有する。この半導体記憶装置は、リーク電流が所定値以下になるバックゲート電圧情報を記憶し、記憶したバックゲート電圧情報に対応するバックゲート電圧をメモリセルのバックゲートに印加することで、ビット線に流れるリーク電流を所定値以下に抑制可能にする。 A semiconductor memory device and a control method thereof will be described below with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to those embodiments and covers equivalents to the invention described in the claims. The semiconductor memory device according to the embodiment provides a leak current determination circuit that determines the magnitude of a leakage current flowing in a bit line connected to a memory cell that is not selected by a selection signal, and back gate voltage information that indicates a back gate voltage. And a back gate voltage storage circuit for storing. This semiconductor memory device stores back gate voltage information in which a leak current is equal to or less than a predetermined value, and a back gate voltage corresponding to the stored back gate voltage information is applied to a back gate of a memory cell to flow to a bit line. The leak current can be suppressed to a predetermined value or less.

(第1実施形態に係る半導体記憶装置)
図1は、第1実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロック図である。
(Semiconductor Memory Device According to First Embodiment)
FIG. 1 is a circuit block diagram of the semiconductor memory device according to the first embodiment.

半導体記憶装置1は、コマンド生成回路10と、内部電圧生成回路11と、メモリコア制御回路12と、アドレス生成回路13と、データ入出力回路14と、メモリコア15とを有する。 The semiconductor memory device 1 includes a command generation circuit 10, an internal voltage generation circuit 11, a memory core control circuit 12, an address generation circuit 13, a data input/output circuit 14, and a memory core 15.

コマンド生成回路10は、チップイネールブ信号CEX、ライトイネーブル信号WEX等の種々のコマンド信号の入力に応じて、種々の制御信号及びモード信号を生成して、内部電圧生成回路11、メモリコア制御回路12及びアドレス生成回路13に出力する。内部電圧生成回路11は、コマンド生成回路10から入力される制御信号及びモード信号に応じて内部電源電圧を生成して、生成した内部電源電圧をメモリコア15に供給する。メモリコア制御回路12は、コマンド生成回路10から入力される制御信号及びモード信号に応じて種々のメモリコア制御信号MCntを、メモリコア15に出力する。アドレス生成回路13は、コマンド生成回路10から入力される制御信号及びモード信号、並びに外部から入力されるアドレス信号に応じて、ロウアドレス信号RA及びコラムアドレス信号CAをメモリコアに出力する。データ入出力回路14は、外部から入力される入力データ信号をメモリコア15に出力すると共に、メモリコア15から入力された出力データ信号を外部に出力する。 The command generation circuit 10 generates various control signals and mode signals in response to the input of various command signals such as the chip enable signal CEX and the write enable signal WEX, and the internal voltage generation circuit 11 and the memory core control circuit. 12 and the address generation circuit 13. The internal voltage generation circuit 11 generates an internal power supply voltage according to the control signal and the mode signal input from the command generation circuit 10, and supplies the generated internal power supply voltage to the memory core 15. The memory core control circuit 12 outputs various memory core control signals MCnt to the memory core 15 according to the control signal and the mode signal input from the command generation circuit 10. The address generation circuit 13 outputs the row address signal RA and the column address signal CA to the memory core according to the control signal and the mode signal input from the command generation circuit 10 and the address signal input from the outside. The data input/output circuit 14 outputs an input data signal input from the outside to the memory core 15, and outputs an output data signal input from the memory core 15 to the outside.

図2は、メモリコア15の内部回路ブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram of the internal circuit of the memory core 15.

メモリコア15は、第1セクタ21と、第2セクタ22と、GBLセレクタ23と、アンプ回路24と、リーク電流判定回路25と、バックゲート電圧記憶回路26と、バックゲート電圧供給回路27とを有する。第1セクタ21及び第2セクタ22は、互いに同一の構成要素を有し、且つ独立にデータの消去が可能なブロックであり、互いに分離したNウェルに形成される。メモリコア15は、第1セクタ21及び第2セクタ22の2つのセクタを有するが、実施形態に係る半導体記憶装置では、メモリコアは1つ又は3つ以上のセクタを有してもよい。 The memory core 15 includes a first sector 21, a second sector 22, a GBL selector 23, an amplifier circuit 24, a leak current determination circuit 25, a back gate voltage storage circuit 26, and a back gate voltage supply circuit 27. Have. The first sector 21 and the second sector 22 are blocks having the same constituent elements as each other and capable of independently erasing data, and are formed in N wells separated from each other. The memory core 15 has two sectors, the first sector 21 and the second sector 22, but in the semiconductor memory device according to the embodiment, the memory core may have one sector or three or more sectors.

第1セクタ21及び第2セクタ22のそれぞれは、ロウデコーダ31と、コラムスイッチ32と、Nウェルに形成される不図示のメモリセルがアレイ状に配置されるメモリセルアレイ33とを有する。ロウデコーダ31は、ロウアドレス信号RAに応じたロウ選択信号SG0〜SG2によって、メモリセルアレイ33に配置される不図示のメモリセルを行ごとに1つ選択する。コラムスイッチ32は、コラムアドレス信号CAに応じてメモリセルアレイ33に配置される不図示のメモリセルに接続されるビット線BL0〜BL3の何れか1つを選択する。 Each of the first sector 21 and the second sector 22 has a row decoder 31, a column switch 32, and a memory cell array 33 in which unillustrated memory cells formed in the N well are arranged in an array. The row decoder 31 selects one memory cell (not shown) arranged in the memory cell array 33 for each row by the row selection signals SG0 to SG2 according to the row address signal RA. The column switch 32 selects any one of the bit lines BL0 to BL3 connected to a memory cell (not shown) arranged in the memory cell array 33 according to the column address signal CA.

GBLセレクタ23は、第1セクタ21及び第2セクタ22と複数のグローバルビット配線GBLを介して接続される。GBLセレクタ23は、メモリコア制御信号MCnt及びコラムアドレス信号CAに応じてグローバルビット配線GBLよりも配線数が少ないメインビット線MBLとの間でデータを入出力する。 The GBL selector 23 is connected to the first sector 21 and the second sector 22 via a plurality of global bit lines GBL. The GBL selector 23 inputs/outputs data from/to the main bit line MBL having a smaller number of wirings than the global bit wiring GBL according to the memory core control signal MCnt and the column address signal CA.

アンプ回路24は、不図示のリードアンプ及びライトアンプを含み、不図示のメモリセルに書き込むデータ及び不図示のメモリセルから読み出すデータを増幅する。 The amplifier circuit 24 includes a read amplifier and a write amplifier (not shown), and amplifies the data written in the memory cell (not shown) and the data read from the memory cell (not shown).

リーク電流判定回路25は、メインビット線MBLに接続される共に、基準電流Ib及び電流印加指示信号BCが入力される。リーク電流判定回路25は、基準電流Ibの大きさと、メインビット線MBLを介して入力されるビット線BL0〜BL3のそれぞれに流れるリーク電流の大きさとの比較結果を示す出力信号OUTを出力する。 The leak current determination circuit 25 is connected to the main bit line MBL, and receives the reference current Ib and the current application instruction signal BC. Leakage current determination circuit 25 outputs an output signal OUT indicating the result of comparison between the magnitude of reference current Ib and the magnitude of leak current flowing in each of bit lines BL0 to BL3 input via main bit line MBL.

バックゲート電圧記憶回路26は、レジスタを含む。バックゲート電圧記憶回路26は、メモリセルアレイ33に配置される不図示のメモリセルが形成されるNウェルに印加されるバックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報を、設定信号SETの入力に応じて記憶する。バックゲート電圧記憶回路26はバックゲート電圧情報が決定される前は、外部から入力されるバックゲート電圧情報信号に対応するバックゲート電圧情報をバックゲート電圧供給回路27に出力する。また、バックゲート電圧情報が決定された後は、この半導体記憶装置の一部の領域または外部の不揮発記憶装置等の所定の不揮発記憶領域にバックゲート電圧情報は保存される。所定の不揮発記憶領域に保存されたバックゲート電圧情報はバックゲート電圧記憶回路26に半導体記憶装置の起動時に転送され、バックゲート電圧記憶回路26はバックゲート電圧情報をバックゲート電圧供給回路27に出力する。 The back gate voltage storage circuit 26 includes a register. The back gate voltage storage circuit 26 stores back gate voltage information indicating a back gate voltage applied to an N well in which a memory cell (not shown) arranged in the memory cell array 33 is formed, according to the input of the setting signal SET. To do. Before the back gate voltage information is determined, the back gate voltage storage circuit 26 outputs back gate voltage information corresponding to the back gate voltage information signal input from the outside to the back gate voltage supply circuit 27. After the back gate voltage information is determined, the back gate voltage information is stored in a partial area of this semiconductor memory device or a predetermined nonvolatile memory area such as an external nonvolatile memory device. The back gate voltage information stored in the predetermined nonvolatile memory area is transferred to the back gate voltage memory circuit 26 when the semiconductor memory device is activated, and the back gate voltage memory circuit 26 outputs the back gate voltage information to the back gate voltage supply circuit 27. To do.

バックゲート電圧供給回路27は、バックゲート電圧記憶回路26から入力されるバックゲート電圧情報に対応するバックゲート電圧をメモリセルアレイ33に配置される不図示のメモリセルが形成されるNウェルに印加する。 The back gate voltage supply circuit 27 applies a back gate voltage corresponding to the back gate voltage information input from the back gate voltage storage circuit 26 to an N well in which memory cells (not shown) arranged in the memory cell array 33 are formed. ..

図3(a)は第1セクタ21のより詳細な内部回路ブロック図であり、図3(b)は図3(a)に示すメモリセルの内部回路ブロック図であり、図3(c)は図3(a)に示すコラムスイッチの内部回路ブロック図である。 3A is a more detailed internal circuit block diagram of the first sector 21, FIG. 3B is an internal circuit block diagram of the memory cell shown in FIG. 3A, and FIG. FIG. 4 is an internal circuit block diagram of the column switch shown in FIG.

ロウデコーダ31は、ロウアドレス信号RA及びメモリコア制御信号MCntに応じて、ロウ選択信号SG0〜SG2及びセル制御信号CG0をメモリセルアレイ33に配置されるメモリセルMCに出力する。 The row decoder 31 outputs the row selection signals SG0 to SG2 and the cell control signal CG0 to the memory cells MC arranged in the memory cell array 33 according to the row address signal RA and the memory core control signal MCnt.

コラムスイッチ32は、コラムアドレス信号CA及びメモリコア制御信号MCntに応じて、ビット線BL0〜BL3の何れか1つを選択して、グローバルビット線GBLに接続する。 The column switch 32 selects any one of the bit lines BL0 to BL3 in accordance with the column address signal CA and the memory core control signal MCnt, and connects it to the global bit line GBL.

メモリセルアレイ33には、3行4列の12個のマクロセルMCがアレイ状に配置される。メモリセルアレイ33には、メモリセルMCが3行4列で配置されるが、実施形態に係る半導体記憶装置では、メモリセルMCは、4行以上配置されてもよく、5行以上配置されてもよい。 In the memory cell array 33, 12 macro cells MC arranged in 3 rows and 4 columns are arranged in an array. Although the memory cells MC are arranged in 3 rows and 4 columns in the memory cell array 33, in the semiconductor memory device according to the embodiment, the memory cells MC may be arranged in 4 rows or more, or may be arranged in 5 rows or more. Good.

メモリセルMCは、それぞれがNウェルに形成された選択トランジスタM1と、選択トランジスタM1に直列接続された不揮発性メモリトランジスタM2とを有する。選択トランジスタM1及び選択トランジスタM1が形成されるNウェルには、バックゲート電圧VNWが印加される。選択トランジスタM1は、ゲートにロウ選択信号SGが入力され、ソースが不揮発性メモリトランジスタM2のドレインに接続され、且つドレインがビット線BLに接続されたp型MOSトランジスタである。ここで、ロウ選択信号SGはロウ選択信号SG0〜SG2の何れか1つを示し、ビット線BLはビット線BL0〜BL3の何れか1つを示す。選択トランジスタM1は、ロウ選択信号SGに対応する信号値が「0」であるときにオンして不揮発性メモリトランジスタM2に記憶されるデータに応じた電流をビット線BLに流す。選択トランジスタM1は、ロウ選択信号SGに対応する信号値が「1」であるときにオフする。 The memory cell MC has a selection transistor M1 formed in each N well and a non-volatile memory transistor M2 connected in series to the selection transistor M1. The back gate voltage VNW is applied to the selection transistor M1 and the N well in which the selection transistor M1 is formed. The selection transistor M1 is a p-type MOS transistor in which the row selection signal SG is input to the gate, the source is connected to the drain of the nonvolatile memory transistor M2, and the drain is connected to the bit line BL. Here, the row selection signal SG indicates any one of the row selection signals SG0 to SG2, and the bit line BL indicates any one of the bit lines BL0 to BL3. The selection transistor M1 is turned on when the signal value corresponding to the row selection signal SG is “0”, and a current according to the data stored in the nonvolatile memory transistor M2 is passed through the bit line BL. The selection transistor M1 turns off when the signal value corresponding to the row selection signal SG is "1".

不揮発性メモリトランジスタM2は、ゲートにセル制御信号CG0が入力され、ソースにソース電圧SRCが印加される。不揮発性メモリトランジスタM2は、信号値「1」が記憶されるとき、選択トランジスタM1がオンしたときに比較的小さな電流を出力し、信号値「0」が記憶されるとき、選択トランジスタM1がオンしたときに比較的大きな電流を出力する。 The cell control signal CG0 is input to the gate and the source voltage SRC is applied to the source of the nonvolatile memory transistor M2. The nonvolatile memory transistor M2 outputs a relatively small current when the signal value "1" is stored and when the selection transistor M1 is turned on, and the selection transistor M1 is turned on when the signal value "0" is stored. When it does, it outputs a relatively large current.

図4は、リーク電流判定回路25の内部回路図である。 FIG. 4 is an internal circuit diagram of the leak current determination circuit 25.

リーク電流判定回路25は、第1リークトランジスタ41〜第8リークトランジスタ48を有する。第1リークトランジスタ41は、ゲートに電流印加指示信号BCが入力され、ソースが第2リークトランジスタ42のドレインが接続され、ドレインがメインビットラインMBLに接続される。第1リークトランジスタ41は、電流印加指示信号BCが入力されるときにオンして、ロウ選択信号SGでオフされた選択トランジスタM1が接続されるビット線に流れるリーク電流Ilkを流す。第2リークトランジスタ42及び第3リークトランジスタ43はカレントミラー回路を形成し、第1リークトランジスタ41がオンするときに流れるリーク電流Ilkを第3リークトランジスタ43のソースとドレインとの間に流す。 The leak current determination circuit 25 includes a first leak transistor 41 to an eighth leak transistor 48. The first leak transistor 41 has a gate to which the current application instruction signal BC is input, a source connected to the drain of the second leak transistor 42, and a drain connected to the main bit line MBL. The first leak transistor 41 is turned on when the current application instruction signal BC is input, and flows the leak current Ilk flowing through the bit line to which the selection transistor M1 turned off by the row selection signal SG is connected. The second leak transistor 42 and the third leak transistor 43 form a current mirror circuit, and a leak current Ilk that flows when the first leak transistor 41 is turned on flows between the source and the drain of the third leak transistor 43.

第4リークトランジスタ44及び第5リークトランジスタ45はカレントミラー回路を形成する。第6リークトランジスタ46は、ゲートに電流印加指示信号BCが入力され、ソースが第5リークトランジスタ45のドレインが接続され、第7リークトランジスタ47のドレインが接続される。第6リークトランジスタ46は、ゲートに電流印加指示信号BCが入力されるときに、第4リークトランジスタ44のドレインに入力される基準電流Ibを第3リークトランジスタ43のソースとドレインとの間に流す。第7リークトランジスタ47及び第8リークトランジスタ48はカレントミラー回路を形成する。 The fourth leak transistor 44 and the fifth leak transistor 45 form a current mirror circuit. The sixth leak transistor 46 has a gate to which the current application instruction signal BC is input, a source connected to the drain of the fifth leak transistor 45, and a drain connected to the seventh leak transistor 47. The sixth leak transistor 46 causes the reference current Ib input to the drain of the fourth leak transistor 44 to flow between the source and drain of the third leak transistor 43 when the current application instruction signal BC is input to the gate. .. The seventh leak transistor 47 and the eighth leak transistor 48 form a current mirror circuit.

リーク電流判定回路25は、第1リークトランジスタ41及び第6リークトランジスタ46のゲートに信号値「1」の電流印加指示信号BCが入力されるとき、リーク電流Ilkの大きさと基準電流Ibの大きさとを比較する。リーク電流判定回路25は、リーク電流Ilkの大きさと基準電流Ibの大きさとを比較した比較結果を示す出力信号OUTを出力する。リーク電流Ilkの大きさが基準電流Ibの大きさより大きいときに出力信号OUTの信号値は「0」になり、リーク電流Ilkの大きさが基準電流Ibの大きさより小さいときに出力信号OUTの信号値は「1」になる。また、リーク電流Ilkの大きさが基準電流Ibの大きさと等しいときに出力信号OUTの信号値は中間電位になる。 The leak current determination circuit 25 determines the magnitude of the leak current Ilk and the magnitude of the reference current Ib when the current application instruction signal BC having the signal value “1” is input to the gates of the first leak transistor 41 and the sixth leak transistor 46. To compare. The leak current determination circuit 25 outputs an output signal OUT indicating a comparison result of comparing the magnitude of the leak current Ilk and the magnitude of the reference current Ib. The signal value of the output signal OUT becomes “0” when the magnitude of the leak current Ilk is larger than the magnitude of the reference current Ib, and the signal of the output signal OUT when the magnitude of the leak current Ilk is smaller than the magnitude of the reference current Ib. The value becomes "1". Further, when the magnitude of the leak current Ilk is equal to the magnitude of the reference current Ib, the signal value of the output signal OUT becomes the intermediate potential.

図5は、リーク電流判定回路25の動作を示すタイミングチャートである。図5において、選択されたビット線BLに接続されるメモリセルMCの選択トランジスタM1に入力されるロウ選択信号SGに対応する信号値は「1」であり、不揮発性メモリトランジスタM2に入力されるセル制御信号CGはソース電圧SRCと同じ電圧である。メモリトランジスタM2に記憶される信号値は、リークが大きい状態にするために「0」が望ましい。 FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the leak current determination circuit 25. In FIG. 5, the signal value corresponding to the row selection signal SG input to the selection transistor M1 of the memory cell MC connected to the selected bit line BL is “1”, which is input to the nonvolatile memory transistor M2. The cell control signal CG has the same voltage as the source voltage SRC. The signal value stored in the memory transistor M2 is preferably “0” in order to make the leak large.

矢印Aで示す時点で、電流印加指示信号BCに対応する信号値が「0」から「1」に遷移することに応じて、出力信号OUTの信号値は遷移する。リーク電流Ilkの大きさが基準電流Ibの大きさより大きいときに、出力信号OUTの信号値は、若干変化するものの「0」を維持する。一方、リーク電流Ilkの大きさが基準電流Ibの大きさより小さいときに、出力信号OUTの信号値は、「0」から「1」に遷移する。 At the time point indicated by the arrow A, the signal value of the output signal OUT transits in response to the signal value corresponding to the current application instruction signal BC transiting from “0” to “1”. When the magnitude of the leak current Ilk is larger than the magnitude of the reference current Ib, the signal value of the output signal OUT maintains “0” although it slightly changes. On the other hand, when the magnitude of the leak current Ilk is smaller than the magnitude of the reference current Ib, the signal value of the output signal OUT transits from “0” to “1”.

図6は、バックゲート電圧供給回路27の内部回路図である。 FIG. 6 is an internal circuit diagram of the back gate voltage supply circuit 27.

バックゲート電圧供給回路27は、電圧生成オペアンプ51と、電圧生成トランジスタ52と、電圧生成抵抗53と、電圧生成選択回路54とを有する定電圧生成回路である。 The back gate voltage supply circuit 27 is a constant voltage generation circuit having a voltage generation operational amplifier 51, a voltage generation transistor 52, a voltage generation resistor 53, and a voltage generation selection circuit 54.

電圧生成オペアンプ51は、一方の入力端子に電圧生成基準電圧VREFが入力され、他方の入力端子に電圧生成選択回路54の出力端子が接続され、出力端子に電圧生成トランジスタ52のゲートが接続される。電圧生成トランジスタ52は、p型MOSトランジスタであり、ソースに電圧生成用電源VEXTが印加され、ドレインに電圧生成抵抗53の一端及び出力端子が接続される。電圧生成用電源電圧VEXTは、メモリセルアレイ33のNウェルに所望のバックゲート電夏VNWを供給可能な電圧である。電圧生成抵抗53の他端は接地される。電圧生成抵抗53は、抵抗値がRtotalである抵抗素子である。電圧生成選択回路54は、バックゲート電圧記憶回路26に記憶されるバックゲート電圧情報を示すバックゲート電圧信号が入力され、バックゲート電圧情報に応じて電圧生成抵抗53の抵抗値Rtotalの部分抵抗値Rsを取得する。 In the voltage generation operational amplifier 51, the voltage generation reference voltage VREF is input to one input terminal, the output terminal of the voltage generation selection circuit 54 is connected to the other input terminal, and the gate of the voltage generation transistor 52 is connected to the output terminal. .. The voltage generation transistor 52 is a p-type MOS transistor, the voltage generation power supply VEXT is applied to the source, and one end of the voltage generation resistor 53 and the output terminal are connected to the drain. The power supply voltage VEXT for voltage generation is a voltage capable of supplying a desired back gate charge VNW to the N well of the memory cell array 33. The other end of the voltage generating resistor 53 is grounded. The voltage generating resistor 53 is a resistance element having a resistance value of Rtotal. The voltage generation selection circuit 54 receives the back gate voltage signal indicating the back gate voltage information stored in the back gate voltage storage circuit 26, and the partial resistance value of the resistance value Rtotal of the voltage generation resistor 53 according to the back gate voltage information. Get Rs.

バックゲート電圧VNWは、電圧生成基準電圧VREF、電圧生成抵抗53の抵抗値Rtotal、及び電圧生成選択回路54が取得した部分抵抗値Rsから、
VNW = VREF × Rtotal/Rs
で示される。
The back gate voltage VNW is calculated based on the voltage generation reference voltage VREF, the resistance value Rtotal of the voltage generation resistor 53, and the partial resistance value Rs acquired by the voltage generation selection circuit 54.
VNW = VREF x Rtotal/Rs
Indicated by.

(第1実施形態に係る半導体記憶装置のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置)
図7は、半導体記憶装置1のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置のブロック図である。図7に示すバックゲート電圧設定装置は、一例では半導体記憶装置1の出荷時に半導体記憶装置1の動作等をテストするテスタである。
(Backgate voltage setting device for setting the backback gate voltage of the semiconductor memory device according to the first embodiment)
FIG. 7 is a block diagram of a back gate voltage setting device that sets the back back gate voltage of the semiconductor memory device 1. The back gate voltage setting device shown in FIG. 7 is, for example, a tester that tests the operation of the semiconductor memory device 1 when the semiconductor memory device 1 is shipped.

バックゲート電圧設定装置101は、入力部111と、出力部112と、記憶部113と、信号入出力部114と、処理部120とを有する。 The back gate voltage setting device 101 includes an input unit 111, an output unit 112, a storage unit 113, a signal input/output unit 114, and a processing unit 120.

入力部111は、データの入力が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、タッチパネル、キーボード等である。作業者は、入力部111を用いて、文字、数字、記号等を入力することができる。入力部111は、作業者により操作されると、その操作に対応する信号を生成する。そして、生成された信号は、作業者の指示として、処理部120に供給される。 The input unit 111 may be any device capable of inputting data, such as a touch panel or a keyboard. The operator can input characters, numbers, symbols, etc. using the input unit 111. When the operator operates the input unit 111, the input unit 111 generates a signal corresponding to the operation. Then, the generated signal is supplied to the processing unit 120 as an instruction of the worker.

出力部112は、映像や画像等の表示が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、液晶ディスプレイ又は有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイ等である。出力部112は、処理部120から供給された映像データに応じた映像や、画像データに応じた画像等を表示する。また、出力部112は、紙などの表示媒体に、映像、画像又は文字等を印刷する出力装置であってもよい。 The output unit 112 may be any device as long as it can display images and images, and is, for example, a liquid crystal display or an organic EL (Electro-Luminescence) display. The output unit 112 displays an image according to the image data supplied from the processing unit 120, an image according to the image data, and the like. The output unit 112 may also be an output device that prints images, images, characters, or the like on a display medium such as paper.

記憶部113は、例えば、半導体記憶装置、磁気テープ装置、磁気ディスク装置、又は光ディスク装置のうちの少なくとも一つを備える。記憶部113は、処理部120での処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。アプリケーションプログラムは、例えばCD−ROM、DVD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部113にインストールされてもよい。 The storage unit 113 includes, for example, at least one of a semiconductor storage device, a magnetic tape device, a magnetic disk device, or an optical disk device. The storage unit 113 stores an operating system program, a driver program, an application program, data and the like used in the processing of the processing unit 120. The application program may be installed in the storage unit 113 from a computer-readable portable recording medium such as a CD-ROM or a DVD-ROM using a known setup program or the like.

また、記憶部113は、バックゲート電圧設定装置101の処理で使用される種々のデータを記憶する。さらに、記憶部113は、所定の処理に係る一時的なデータを一時的に記憶してもよい。 The storage unit 113 also stores various data used in the process of the back gate voltage setting device 101. Further, the storage unit 113 may temporarily store temporary data related to a predetermined process.

信号入出力部114は、半導体記憶装置1にチップイネーブル信号CEX及びアドレス信号等の入力信号を入力すると共に、半導体記憶装置1から出力される出力信号OUT等の出力信号が入力される。 The signal input/output unit 114 inputs the input signals such as the chip enable signal CEX and the address signal to the semiconductor memory device 1, and also receives the output signals such as the output signal OUT output from the semiconductor memory device 1.

処理部120は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。処理部120は、バックゲート電圧設定装置101の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、CPUである。処理部120は、記憶部113に記憶されているプログラム(ドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等)に基づいて処理を実行する。また、処理部120は、複数のプログラム(アプリケーションプログラム等)を並列に実行できる。 The processing unit 120 has one or more processors and their peripheral circuits. The processing unit 120 centrally controls the overall operation of the back gate voltage setting device 101, and is, for example, a CPU. The processing unit 120 executes processing based on programs (driver program, operating system program, application program, etc.) stored in the storage unit 113. Moreover, the processing unit 120 can execute a plurality of programs (application programs and the like) in parallel.

処理部120は、アドレス設定部121と、バックゲート電圧判定部122と、終了判定部123と、バックゲート電圧決定部124と、バックゲート電圧設定部125とを有する。これらの各部は、処理部120が備えるプロセッサで実行されるプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、これらの各部は、ファームウェアとしてバックゲート電圧設定装置101に実装されてもよい。 The processing unit 120 has an address setting unit 121, a back gate voltage determination unit 122, an end determination unit 123, a back gate voltage determination unit 124, and a back gate voltage setting unit 125. Each of these units is a functional module implemented by a program executed by a processor included in the processing unit 120. Alternatively, each of these units may be implemented in the back gate voltage setting device 101 as firmware.

図8は、バックゲート電圧設定装置101によるバックゲート電圧設定処理のフローチャートである。図8に示すバックゲート電圧設定処理は、予め記憶部113に記憶されているプログラムに基づいて、主に処理部120により、バックゲート電圧設定装置101の各要素と協働して実行される。 FIG. 8 is a flowchart of the back gate voltage setting process by the back gate voltage setting device 101. The back gate voltage setting process shown in FIG. 8 is executed mainly by the processing unit 120 in cooperation with each element of the back gate voltage setting device 101 based on a program stored in the storage unit 113 in advance.

まず、アドレス設定部121は、第1セクタ21のビット線BL0のリーク電流Ilkを検出するように、ロウアドレス信号RA、コラムアドレス信号CA及び不図示のテスト信号を含むメモリコア 制御信号MCntを設定する(S101)。具体的には、アドレス設定部121は、第1セクタ21のビット線BL0に接続されるすべてのメモリセルMCを選択しないようにロウアドレス信号RA及び及びメモリコア制御信号MCntを設定する。また、アドレス設定部121は、第1セクタ21のビット線BL0をメインビット線MBLに接続するようにコラムアドレス信号CAを設定する。 First, the address setting unit 121 sets a memory core control signal MCnt including a row address signal RA, a column address signal CA and a test signal (not shown) so as to detect the leak current Ilk of the bit line BL0 of the first sector 21. Yes (S101). Specifically, the address setting unit 121 sets the row address signal RA and the memory core control signal MCnt so as not to select all the memory cells MC connected to the bit line BL0 of the first sector 21. Further, the address setting unit 121 sets the column address signal CA so as to connect the bit line BL0 of the first sector 21 to the main bit line MBL.

次いで、バックゲート電圧判定部122は、第1セクタ21のビット線BL0のリーク電流Ilkの大きさが基準電流Ibの大きさよりも小さくなるバックゲート電圧を決定する(S102)。具体的には、バックゲート電圧判定部122は、電流印加指示信号BCに対応する信号値を「1」にし且つ基準電流Ibを入力した状態で、バックゲート電圧情報信号を変化させながら、出力信号OUTの変化の有無を判定する。 Next, the back gate voltage determination unit 122 determines the back gate voltage at which the magnitude of the leak current Ilk of the bit line BL0 of the first sector 21 becomes smaller than the magnitude of the reference current Ib (S102). Specifically, the back gate voltage determination unit 122 outputs the output signal while changing the back gate voltage information signal in a state where the signal value corresponding to the current application instruction signal BC is set to “1” and the reference current Ib is input. Whether or not OUT has changed is determined.

図9は、バックゲート電圧判定処理の一例を説明するための図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining an example of the back gate voltage determination processing.

バックゲート電圧判定部122は、バックゲート電圧を徐々に上昇させるようにバックゲート電圧情報信号を変化させながら、出力信号OUTに対応する信号値が「0」から「1」に変化するバックゲート電圧を検索する。矢印Aで示す電圧までバックゲート電圧が上昇すると、リーク電流Ilkの大きさは基準電流Ibの大きさより小さくなり、リーク電流判定回路25の出力信号OUTは、「0」から「1」に遷移する。バックゲート電圧判定部122は、出力信号OUTに対応する信号値が「0」から「1」に遷移した直後のバックゲート電圧を、第1セクタ21のビット線BL0のリーク電流Ilkの大きさが基準電流Ibの大きさよりも小さくなるバックゲート電圧として決定する。バックゲート電圧判定部122は、決定したバックゲート電圧に対応するバックゲート電圧情報を記憶部113に記憶する。 The back gate voltage determination unit 122 changes the back gate voltage information signal so as to gradually increase the back gate voltage, and the back gate voltage at which the signal value corresponding to the output signal OUT changes from “0” to “1”. To search. When the back gate voltage rises to the voltage indicated by the arrow A, the magnitude of the leak current Ilk becomes smaller than the magnitude of the reference current Ib, and the output signal OUT of the leak current determination circuit 25 transits from “0” to “1”. .. The back gate voltage determination unit 122 determines the back gate voltage immediately after the signal value corresponding to the output signal OUT transits from “0” to “1” as the leakage current Ilk of the bit line BL0 of the first sector 21. The back gate voltage is determined to be smaller than the magnitude of the reference current Ib. The back gate voltage determination unit 122 stores back gate voltage information corresponding to the determined back gate voltage in the storage unit 113.

次いで、終了判定部123は、第2セクタ22のビット線BL3までの全てのビット線BLについて、バックゲート電圧を決定する処理を実行したか否かを判定する(S103)。アドレス設定部121、バックゲート電圧判定部122及び終了判定部123は、全てのビット線BLについてバックゲート電圧決定処理が実行されたと判定される(S103−YES)まで、S101〜S103の処理を繰り返す。 Next, the end determination unit 123 determines whether or not the process of determining the back gate voltage has been executed for all bit lines BL up to the bit line BL3 of the second sector 22 (S103). The address setting unit 121, the back gate voltage determination unit 122, and the end determination unit 123 repeat the processes of S101 to S103 until it is determined that the back gate voltage determination process has been executed for all the bit lines BL (S103-YES). ..

バックゲート電圧決定部124は、全てのビット線BLについてバックゲート電圧決定処理が実行されたと判定される(S103−YES)と、メモリセルMCの動作時にNウェルに印加されるバックゲート電圧を決定する(S104)。具体的には、バックゲート電圧決定部124は、第1セクタ21のビット線BL0〜第2セクタ22のビット線BL3のそれぞれにおいて決定されたバックゲート電圧の最大値をメモリセルMCの動作時に印加するバックゲート電圧に決定する。 When the back gate voltage determining unit 124 determines that the back gate voltage determining process has been executed for all the bit lines BL (S103-YES), the back gate voltage determining unit 124 determines the back gate voltage applied to the N well during the operation of the memory cell MC. Yes (S104). Specifically, the back gate voltage determination unit 124 applies the maximum value of the back gate voltage determined in each of the bit line BL0 of the first sector 21 to the bit line BL3 of the second sector 22 during the operation of the memory cell MC. Determine the back gate voltage to be used.

そして、バックゲート電圧設定部125は、S104の処理で決定されたバックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報信号BGV及び設定信号SETをバックゲート電圧記憶回路26に出力して、バックゲート電圧を設定する。。また、バックゲート電圧設定部155は、決定されたバックゲート電圧情報を所定の不揮発記憶領域に保存する(S105)。 Then, the back gate voltage setting unit 125 outputs the back gate voltage information signal BGV indicating the back gate voltage determined in the process of S104 and the setting signal SET to the back gate voltage storage circuit 26 to set the back gate voltage. .. .. In addition, the back gate voltage setting unit 155 stores the determined back gate voltage information in a predetermined nonvolatile storage area (S105).

(第2実施形態に係る半導体記憶装置)
図10は、第2実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロック図である。
(Semiconductor Memory Device According to Second Embodiment)
FIG. 10 is a circuit block diagram of the semiconductor memory device according to the second embodiment.

半導体記憶装置2は、メモリコア16がメモリコア15の代わりに配置されることが半導体記憶装置1と相違する。メモリコア16以外の半導体記憶装置2の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された半導体記憶装置1の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The semiconductor memory device 2 differs from the semiconductor memory device 1 in that the memory core 16 is arranged instead of the memory core 15. The configurations and functions of the components of the semiconductor memory device 2 other than the memory core 16 are the same as the configurations and functions of the components of the semiconductor memory device 1 designated by the same reference numerals, and thus detailed description thereof is omitted here.

図11は、メモリコア16の内部回路ブロック図である。 FIG. 11 is a block diagram of the internal circuit of the memory core 16.

メモリコア16は、低温バックゲート電圧記憶回路61、高温バックゲート電圧記憶回路62、温度センサ63及びバックゲート電圧選択回路64がバックゲート電圧記憶回路26の代わりに配置されることがメモリコア15と相違する。低温バックゲート電圧記憶回路61、温度センサ63及びバックゲート電圧選択回路64以外のメモリコア16の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付されたメモリコア15の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。 In the memory core 16, the low temperature back gate voltage storage circuit 61, the high temperature back gate voltage storage circuit 62, the temperature sensor 63 and the back gate voltage selection circuit 64 are arranged instead of the back gate voltage storage circuit 26. Be different. The configurations and functions of the components of the memory core 16 other than the low-temperature back gate voltage storage circuit 61, the temperature sensor 63, and the back gate voltage selection circuit 64 are the same as the configurations and functions of the components of the memory core 15 designated by the same reference numerals. Therefore, detailed description is omitted here.

低温バックゲート電圧記憶回路61は、レジスタを含む。低温バックゲート電圧記憶回路61は、メモリセルMCが形成されるNウェルに印加される低温バックゲート電圧を示す低温バックゲート電圧情報を、設定信号SETの入力に応じて記憶する。低温バックゲート電圧記憶回路61は、低温バックゲート電圧情報が決定される前は、外部から入力される低温バックゲート電圧情報信号に対応する低温バックゲート電圧情報をバックゲート電圧選択回路64に出力する。また、バックゲート電圧情報が決定された後は、この半導体記憶装置の一部の領域または外部の不揮発記憶装置等の所定の不揮発記憶領域に低温バックゲート電圧情報は保存される。所定の不揮発記憶領域に保存された低温バックゲート電圧情報は低温バックゲート電圧記憶回路61に半導体記憶装置の起動時に転送され、低温バックゲート電圧記憶回路61は低温バックゲート電圧情報をバックゲート電圧選択回路64に出力する。 The low temperature back gate voltage storage circuit 61 includes a register. The low temperature back gate voltage storage circuit 61 stores low temperature back gate voltage information indicating the low temperature back gate voltage applied to the N well in which the memory cell MC is formed, according to the input of the setting signal SET. Before the low temperature back gate voltage information is determined, the low temperature back gate voltage storage circuit 61 outputs the low temperature back gate voltage information corresponding to the low temperature back gate voltage information signal input from the outside to the back gate voltage selection circuit 64. .. After the back gate voltage information is determined, the low temperature back gate voltage information is stored in a part of the semiconductor memory device or a predetermined nonvolatile memory area such as an external nonvolatile memory device. The low temperature back gate voltage information stored in a predetermined nonvolatile storage area is transferred to the low temperature back gate voltage storage circuit 61 when the semiconductor storage device is activated, and the low temperature back gate voltage storage circuit 61 selects the low temperature back gate voltage information as the back gate voltage. Output to the circuit 64.

高温バックゲート電圧記憶回路62は、レジスタを含む。高温バックゲート電圧記憶回路62は、メモリセルMCが形成されるNウェルに印加される高温バックゲート電圧を示す高温バックゲート電圧情報を、設定信号SETの入力に応じて記憶する。高温バックゲート電圧は、高温バックゲート電圧よりも高い電圧である。高温バックゲート電圧記憶回路62は、設定信号SETが入力される前は、外部から入力される高温バックゲート電圧情報信号に対応する高温バックゲート電圧情報をバックゲート電圧選択回路64に出力する。また、また、バックゲート電圧情報が決定された後は、この半導体記憶装置の一部の領域または外部の不揮発記憶装置等の所定の不揮発記憶領域に高温バックゲート電圧情報は保存される。所定の不揮発記憶領域に保存された高温バックゲート電圧情報は高温バックゲート電圧記憶回路62に半導体記憶装置の起動時に転送され、高温バックゲート電圧記憶回路62は高温バックゲート電圧情報をバックゲート電圧選択回路64に出力する。 The high temperature back gate voltage storage circuit 62 includes a register. The high temperature back gate voltage storage circuit 62 stores high temperature back gate voltage information indicating the high temperature back gate voltage applied to the N well in which the memory cell MC is formed, in response to the input of the setting signal SET. The high temperature back gate voltage is a voltage higher than the high temperature back gate voltage. Before the setting signal SET is input, the high temperature back gate voltage storage circuit 62 outputs high temperature back gate voltage information corresponding to the high temperature back gate voltage information signal input from the outside to the back gate voltage selection circuit 64. Further, after the back gate voltage information is determined, the high temperature back gate voltage information is stored in a part of the semiconductor memory device or a predetermined nonvolatile memory area such as an external nonvolatile memory device. The high temperature back gate voltage information stored in a predetermined nonvolatile storage area is transferred to the high temperature back gate voltage storage circuit 62 when the semiconductor storage device is activated, and the high temperature back gate voltage storage circuit 62 selects the high temperature back gate voltage information as the back gate voltage. Output to the circuit 64.

温度センサ63は、温度の変化に応じて両端間の電圧が変化するPN接合部と、PN接合部の両端間の電圧と温度基準電圧とを比較するコンパレータとを有する。温度センサ63は、PN接合部の温度が所定のしきい値温度未満のときに信号値「0」を示す温度選択信号を出力し、PN接合部の温度が所定のしきい値温度以上のときに信号値「1」を示す温度選択信号を出力する。 The temperature sensor 63 has a PN junction part whose voltage across both ends changes in accordance with a change in temperature, and a comparator which compares the voltage across the PN junction part with a temperature reference voltage. The temperature sensor 63 outputs a temperature selection signal indicating a signal value “0” when the temperature of the PN junction is lower than a predetermined threshold temperature, and when the temperature of the PN junction is equal to or higher than the predetermined threshold temperature. The temperature selection signal indicating the signal value "1" is output to.

バックゲート電圧選択回路64は、信号値「0」を示す温度選択信号が入力されるとき、低温バックゲート電圧記憶回路61から入力される低温バックゲート電圧情報信号をバックゲート電圧供給回路27に出力する。また、バックゲート電圧選択回路64は、信号値「1」を示す温度選択信号が入力されるとき、高温バックゲート電圧記憶回路62から入力される高温バックゲート電圧情報信号をバックゲート電圧供給回路27に出力する。 The back gate voltage selection circuit 64 outputs the low temperature back gate voltage information signal input from the low temperature back gate voltage storage circuit 61 to the back gate voltage supply circuit 27 when the temperature selection signal indicating the signal value “0” is input. To do. Further, the back gate voltage selection circuit 64 receives the high temperature back gate voltage information signal input from the high temperature back gate voltage storage circuit 62 when the temperature selection signal indicating the signal value “1” is input. Output to.

(第2実施形態に係る半導体記憶装置のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置)
図12は、半導体記憶装置2のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置のブロック図である。図12に示すバックゲート電圧設定装置は、一例では半導体記憶装置2の出荷時に半導体記憶装置2の動作等をテストするテスタである。
(Backgate voltage setting device for setting the backback gate voltage of the semiconductor memory device according to the second embodiment)
FIG. 12 is a block diagram of a back gate voltage setting device for setting the back back gate voltage of the semiconductor memory device 2. The back gate voltage setting device shown in FIG. 12 is, for example, a tester that tests the operation of the semiconductor memory device 2 when the semiconductor memory device 2 is shipped.

バックゲート電圧設定装置102は、処理部130が処理部120の代わりに配置されることがバックゲート電圧設定装置101と相違する。処理部130以外のバックゲート電圧設定装置102の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付されたバックゲート電圧設定装置101の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The back gate voltage setting device 102 is different from the back gate voltage setting device 101 in that the processing unit 130 is arranged instead of the processing unit 120. The configurations and functions of the components of the back gate voltage setting device 102 other than the processing unit 130 are the same as the components and functions of the back gate voltage setting device 101 denoted by the same reference numerals, and thus detailed description thereof is omitted here. To do.

処理部130は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。処理部130は、バックゲート電圧設定装置102の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、CPUである。処理部130は、記憶部113に記憶されているプログラム(ドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等)に基づいて処理を実行する。また、処理部130は、複数のプログラム(アプリケーションプログラム等)を並列に実行できる。 The processing unit 130 has one or more processors and their peripheral circuits. The processing unit 130 integrally controls the overall operation of the back gate voltage setting device 102, and is, for example, a CPU. The processing unit 130 executes processing based on a program (driver program, operating system program, application program, etc.) stored in the storage unit 113. Moreover, the processing unit 130 can execute a plurality of programs (application programs and the like) in parallel.

処理部130は、アドレス設定部131と、バックゲート電圧判定部132と、終了判定部133と、バックゲート電圧決定部134と、バックゲート電圧設定部135とを有する。これらの各部は、処理部130が備えるプロセッサで実行されるプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、これらの各部は、ファームウェアとしてバックゲート電圧設定装置102に実装されてもよい。 The processing unit 130 includes an address setting unit 131, a back gate voltage determination unit 132, an end determination unit 133, a back gate voltage determination unit 134, and a back gate voltage setting unit 135. Each of these units is a functional module implemented by a program executed by a processor included in the processing unit 130. Alternatively, each of these units may be implemented in the back gate voltage setting device 102 as firmware.

図13は、バックゲート電圧設定装置102によるバックゲート電圧設定処理のフローチャートである。図13に示すバックゲート電圧設定処理は、予め記憶部113に記憶されているプログラムに基づいて、主に処理部130により、バックゲート電圧設定装置102の各要素と協働して実行される。 FIG. 13 is a flowchart of a back gate voltage setting process by the back gate voltage setting device 102. The back gate voltage setting process shown in FIG. 13 is executed mainly by the processing unit 130 in cooperation with each element of the back gate voltage setting device 102 based on a program stored in the storage unit 113 in advance.

まず、アドレス設定部131は、半導体記憶装置2の温度を第1温度に設定する(S201)。S202〜S205の処理は、S101〜S104の処理と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。S205の処理に次いで、バックゲート電圧設定部135は、S205の処理で決定された低温バックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報信号BGV及び設定信号SETを低温バックゲート電圧記憶回路61に出力して、低温バックゲート電圧を設定する。また、バックゲート電圧設定部135は、決定された低温バックゲート電圧情報を所定の不揮発記憶領域に保存する(S206)。 First, the address setting unit 131 sets the temperature of the semiconductor memory device 2 to the first temperature (S201). Since the processing of S202 to S205 is the same as the processing of S101 to S104, detailed description will be omitted here. After the processing of S205, the back gate voltage setting unit 135 outputs the back gate voltage information signal BGV indicating the low temperature back gate voltage determined in the processing of S205 and the setting signal SET to the low temperature back gate voltage storage circuit 61, Set the low temperature back gate voltage. Further, the back gate voltage setting unit 135 stores the determined low temperature back gate voltage information in a predetermined nonvolatile storage area (S206).

次いで、アドレス設定部131は、半導体記憶装置2の温度を第1温度よりも高い対2温度に設定する(S207)。S207〜S211の処理は、S101〜S104の処理と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。S211の処理に次いで、バックゲート電圧設定部135は、S211の処理で決定された高温バックゲート電圧を示す高温バックゲート電圧情報信号BGV及び設定信号SETを高温バックゲート電圧記憶回路62に出力して、高温バックゲート電圧を設定する。また、バックゲート電圧設定部135は、決定された高温バックゲート電圧情報を所定の不揮発記憶領域に保存する(S212)。 Next, the address setting unit 131 sets the temperature of the semiconductor memory device 2 to a temperature higher than the first temperature by 2 (S207). The processing of S207 to S211 is the same as the processing of S101 to S104, and thus detailed description thereof is omitted here. After the processing of S211, the back gate voltage setting unit 135 outputs the high temperature back gate voltage information signal BGV indicating the high temperature back gate voltage determined by the processing of S211 and the setting signal SET to the high temperature back gate voltage storage circuit 62. , Set the high temperature back gate voltage. The back gate voltage setting unit 135 also stores the determined high temperature back gate voltage information in a predetermined nonvolatile storage area (S212).

(第3実施形態に係る半導体記憶装置)
図14は、第3実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロック図である。
(Semiconductor Memory Device According to Third Embodiment)
FIG. 14 is a circuit block diagram of the semiconductor memory device according to the third embodiment.

半導体記憶装置3は、メモリコア17がメモリコア15の代わりに配置されることが半導体記憶装置1と相違する。メモリコア17以外の半導体記憶装置3の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された半導体記憶装置1の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The semiconductor memory device 3 differs from the semiconductor memory device 1 in that the memory core 17 is arranged instead of the memory core 15. The configurations and functions of the components of the semiconductor memory device 3 other than the memory core 17 are the same as the configurations and functions of the components of the semiconductor memory device 1 designated by the same reference numerals, and thus detailed description thereof is omitted here.

図15は、メモリコア17の内部回路ブロック図である。 FIG. 15 is a block diagram of the internal circuit of the memory core 17.

メモリコア17は、第1セクタ71及び第2セクタ72が第1セクタ21及び第2セクタ22の代わりに配置されることがメモリコア15と相違する。第1セクタ71及び第2セクタ72以外のメモリコア17の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付されたメモリコア15の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。第1セクタ71及び第2セクタ72は、互いに同一の構成要素を有し、且つ独立にデータの消去が可能なブロックであり、互いに分離したNウェルに形成される。第1セクタ71及び第2セクタ72は、ロウデコーダ73、コラムスイッチ74及びメモリセルアレイ75がロウデコーダ31、コラムスイッチ32及びメモリセルアレイ33の代わりに配置されることが半導体記憶装置1と相違する。 The memory core 17 differs from the memory core 15 in that the first sector 71 and the second sector 72 are arranged instead of the first sector 21 and the second sector 22. The configurations and functions of the components of the memory core 17 other than the first sector 71 and the second sector 72 are the same as the configurations and functions of the components of the memory core 15 to which the same reference numerals are assigned, and thus detailed description thereof is omitted here. To do. The first sector 71 and the second sector 72 are blocks having the same constituent elements and capable of independently erasing data, and are formed in N wells separated from each other. The first sector 71 and the second sector 72 are different from the semiconductor memory device 1 in that a row decoder 73, a column switch 74, and a memory cell array 75 are arranged instead of the row decoder 31, the column switch 32, and the memory cell array 33.

図16は、第1セクタ71のより詳細な内部回路ブロック図である。 FIG. 16 is a more detailed internal circuit block diagram of the first sector 71.

ロウデコーダ73は、ロウアドレス信号RA及びメモリコア制御信号MCntに応じて、ロウ選択信号SG0〜SG2及びセル制御信号CG0をメモリセルアレイ75に配置されるメモリセルMCに出力する。コラムスイッチ74は、コラムアドレス信号CA及びメモリコア制御信号MCntに応じて、ビット線BL0〜BL4の何れか1つを選択して、グローバルビット線GBLに接続する。 The row decoder 73 outputs the row selection signals SG0 to SG2 and the cell control signal CG0 to the memory cells MC arranged in the memory cell array 75 according to the row address signal RA and the memory core control signal MCnt. The column switch 74 selects any one of the bit lines BL0 to BL4 according to the column address signal CA and the memory core control signal MCnt and connects the selected bit line to the global bit line GBL.

メモリセルアレイ75には、15個のマクロセルMCは、行方向に3つずつ配置され且つ列方向に5つずつ配置されるようにアレイ状に配置される。ビット線BL4に接続される3つのマクロセルMCは、予備のマクロセルである。ビット線BL4に接続されるマクロセルMCは、ビット線BL0〜BL3の何れかのリーク電流が上限電流値以上であると判定されたときに、リーク電流が上限電流値であるとされたビット線に接続されたマクロセルMCのアドレスが代替的に割り当てられる。 In the memory cell array 75, 15 macro cells MC are arranged in an array so that three macro cells MC are arranged in the row direction and five macro cells MC are arranged in the column direction. The three macro cells MC connected to the bit line BL4 are spare macro cells. The macro cell MC connected to the bit line BL4 is connected to the bit line whose leak current is the upper limit current value when it is determined that the leak current of any of the bit lines BL0 to BL3 is equal to or higher than the upper limit current value. The address of the connected macro cell MC is assigned alternatively.

(第3実施形態に係る半導体記憶装置のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置)
図17は、半導体記憶装置3のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置のブロック図である。図17に示すバックゲート電圧設定装置は、一例では半導体記憶装置3の出荷時に半導体記憶装置3の動作等をテストするテスタである。
(Back Gate Voltage Setting Device for Setting Back Back Gate Voltage of Semiconductor Memory Device According to Third Embodiment)
FIG. 17 is a block diagram of a back gate voltage setting device for setting the back back gate voltage of the semiconductor memory device 3. The back gate voltage setting device shown in FIG. 17 is, for example, a tester that tests the operation of the semiconductor memory device 3 when the semiconductor memory device 3 is shipped.

バックゲート電圧設定装置103は、処理部140が処理部120の代わりに配置されることがバックゲート電圧設定装置101と相違する。処理部140以外のバックゲート電圧設定装置103の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付されたバックゲート電圧設定装置101の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The back gate voltage setting device 103 differs from the back gate voltage setting device 101 in that the processing unit 140 is arranged instead of the processing unit 120. The configurations and functions of the components of the back gate voltage setting device 103 other than the processing unit 140 are the same as the components and functions of the back gate voltage setting device 101 denoted by the same reference numerals, and thus detailed description thereof is omitted here. To do.

処理部140は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。処理部140は、バックゲート電圧設定装置103の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、CPUである。処理部140は、記憶部113に記憶されているプログラム(ドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等)に基づいて処理を実行する。また、処理部140は、複数のプログラム(アプリケーションプログラム等)を並列に実行できる。 The processing unit 140 includes one or more processors and their peripheral circuits. The processing unit 140 centrally controls the overall operation of the back gate voltage setting device 103, and is, for example, a CPU. The processing unit 140 executes processing based on a program (driver program, operating system program, application program, etc.) stored in the storage unit 113. Further, the processing unit 140 can execute a plurality of programs (application programs and the like) in parallel.

処理部140は、アドレス設定部141と、リーク電流判定部142と、バックゲート電圧判定部143と、終了判定部144と、バックゲート電圧決定部145と、バックゲート電圧設定部146とを有する。これらの各部は、処理部140が備えるプロセッサで実行されるプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、これらの各部は、ファームウェアとしてバックゲート電圧設定装置103に実装されてもよい。 The processing unit 140 includes an address setting unit 141, a leak current determination unit 142, a back gate voltage determination unit 143, an end determination unit 144, a back gate voltage determination unit 145, and a back gate voltage setting unit 146. Each of these units is a functional module implemented by a program executed by a processor included in the processing unit 140. Alternatively, each of these units may be implemented as firmware in the back gate voltage setting device 103.

図18は、バックゲート電圧設定装置103によるバックゲート電圧設定処理のフローチャートである。図18に示すバックゲート電圧設定処理は、予め記憶部113に記憶されているプログラムに基づいて、主に処理部140により、バックゲート電圧設定装置103の各要素と協働して実行される。 FIG. 18 is a flowchart of the back gate voltage setting process by the back gate voltage setting device 103. The back gate voltage setting process shown in FIG. 18 is executed mainly by the processing unit 140 in cooperation with each element of the back gate voltage setting device 103 based on a program stored in the storage unit 113 in advance.

まず、アドレス設定部141は、第1セクタ21のビット線BL0のリーク電流Ilkを検出するように、ロウアドレス信号RA、コラムアドレス信号CA及びメモリコア制御信号MCntを設定する(S301)。具体的には、アドレス設定部141は、第1セクタ21のビット線BL0に接続されるすべてのメモリセルMCを選択しないようにロウアドレス信号RAを設定する。また、アドレス設定部141は、第1セクタ21のビット線BL0をメインビット線MBLに接続するようにコラムアドレス信号CA及びメモリコア制御信号MCntを設定する。 First, the address setting unit 141 sets the row address signal RA, the column address signal CA, and the memory core control signal MCnt so as to detect the leak current Ilk of the bit line BL0 of the first sector 21 (S301). Specifically, the address setting unit 141 sets the row address signal RA so as not to select all the memory cells MC connected to the bit line BL0 of the first sector 21. In addition, the address setting unit 141 sets the column address signal CA and the memory core control signal MCnt so that the bit line BL0 of the first sector 21 is connected to the main bit line MBL.

次いで、リーク電流判定部142は、第1セクタ71のビット線BL0のリーク電流Ilkの大きさが所定の上限電流値以上であるか否かを判定する(S302)。リーク電流判定部142は、上限電流を基準電流Ibの代わりにリーク電流判定回路25に入力して、第1セクタ71のビット線BL0のリーク電流Ilkの大きさが上限電流値以上であるか否かを判定する。 Next, the leak current determination unit 142 determines whether or not the magnitude of the leak current Ilk of the bit line BL0 of the first sector 71 is equal to or larger than a predetermined upper limit current value (S302). The leakage current determination unit 142 inputs the upper limit current into the leakage current determination circuit 25 instead of the reference current Ib, and determines whether the magnitude of the leakage current Ilk of the bit line BL0 of the first sector 71 is equal to or larger than the upper limit current value. To determine.

リーク電流判定部142は、ビット線BL0のリーク電流Ilkの大きさが上限電流値以上であると判定すると、ビット線BL0に接続されたメモリセルMCのアドレスをビット線BL4に接続されたメモリセルMCのアドレスに切り換える(S303)。リーク電流判定部142は、ビット線BL0に接続されたメモリセルMCのアドレスを切り換えることで、ビット線BL0をバックゲート電圧判定処理を実行するビット線から除外する。 When the leak current determination unit 142 determines that the magnitude of the leak current Ilk of the bit line BL0 is equal to or larger than the upper limit current value, the address of the memory cell MC connected to the bit line BL0 is the memory cell connected to the bit line BL4. The address is switched to MC (S303). The leak current determination unit 142 switches the address of the memory cell MC connected to the bit line BL0 to exclude the bit line BL0 from the bit lines for which the back gate voltage determination process is performed.

リーク電流判定部142は、全てのビット線BLについてリーク電流Ilkの大きさと上限電流値との比較処理が実行されたと判定する(S304−YES)まで、S301〜S304の処理を繰り返す。全てのビット線BLについて比較処理が実行されたと判定される(S304−YES)と、アドレス設定部141は、第1セクタ21のビット線BL0のリーク電流Ilkを再度検出するように、アドレスを設定する(S305)。S305〜S309の処理は、S101〜S105の処理と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The leakage current determination unit 142 repeats the processing of S301 to S304 until it determines that the comparison processing of the magnitude of the leakage current Ilk and the upper limit current value has been executed for all the bit lines BL (S304-YES). When it is determined that the comparison process has been executed for all the bit lines BL (S304-YES), the address setting unit 141 sets an address so that the leak current Ilk of the bit line BL0 of the first sector 21 is detected again. Yes (S305). Since the processes of S305 to S309 are similar to the processes of S101 to S105, detailed description thereof will be omitted here.

(第4実施形態に係る半導体記憶装置)
図19は、第4実施形態に係る半導体記憶装置の回路ブロック図である。
(Semiconductor Memory Device According to Fourth Embodiment)
FIG. 19 is a circuit block diagram of the semiconductor memory device according to the fourth embodiment.

半導体記憶装置4は、メモリコア18がメモリコア15の代わりに配置されることが半導体記憶装置1と相違する。メモリコア18以外の半導体記憶装置4の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された半導体記憶装置1の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The semiconductor memory device 4 differs from the semiconductor memory device 1 in that the memory core 18 is arranged instead of the memory core 15. The configurations and functions of the components of the semiconductor memory device 4 other than the memory core 18 are the same as the configurations and functions of the components of the semiconductor memory device 1 designated by the same reference numerals, and thus detailed description thereof will be omitted here.

図20は、メモリコア18の内部回路ブロック図である。 FIG. 20 is a block diagram of the internal circuit of the memory core 18.

メモリコア18は、リーク電流判定回路80がリーク電流判定回路25の代わりに配置されることがメモリコア15と相違する。また、メモリコア18は、コラムスイッチ81がコラムスイッチ32の代わりに配置されることがメモリコア15と相違する。リーク電流判定回路80及びコラムスイッチ81以外のメモリコア18の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付されたメモリコア15の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The memory core 18 differs from the memory core 15 in that a leak current determination circuit 80 is arranged instead of the leak current determination circuit 25. Further, the memory core 18 is different from the memory core 15 in that the column switch 81 is arranged instead of the column switch 32. The configurations and functions of the components of the memory core 18 other than the leak current determination circuit 80 and the column switch 81 are the same as the configurations and functions of the components of the memory core 15 to which the same reference numerals are assigned, and thus detailed description thereof is omitted here. To do.

リーク電流判定回路80は、ビット選択信号BSL、基準電流Ib_2及び電流印加指示信号BCが入力される。ビット選択信号BSLは、ビット線BL0及びBL1、又はビット線BL2及びBL3の何れかを選択する。基準電流Ib_2の電流値は、基準電流Ibの電流値の2倍又は基準電流Ibの電流値の2倍未満の電流値である。リーク電流判定回路80は、ビット線BL0及びBL1、又はビット線BL2及びBL3の何れか2つのビット線に流れるリーク電流と、基準電流IbL_2との比較結果を示す出力信号OUTを出力する。 The bit line selection signal BSL, the reference current Ib_2, and the current application instruction signal BC are input to the leak current determination circuit 80. The bit selection signal BSL selects either the bit lines BL0 and BL1 or the bit lines BL2 and BL3. The current value of the reference current Ib_2 is twice the current value of the reference current Ib or less than twice the current value of the reference current Ib. The leak current determination circuit 80 outputs an output signal OUT indicating the result of comparison between the leak current flowing through any two bit lines BL0 and BL1 or any two bit lines BL2 and BL3 and the reference current IbL_2.

図21は、コラムスイッチ81の内部回路ブロック図である。 FIG. 21 is a block diagram of the internal circuit of the column switch 81.

コラムスイッチ81は、メモリコア制御信号MCntに含まれるテスト信号tes4、コラムアドレス信号CA及びメモリコア制御信号MCntに応じて、ビット線BL0〜BL3の何れかを選択して、グローバルビット線GBLに接続する。具体的には、コラムスイッチ81は、テスト信号tes4に対応する信号値が「H」のとき、バックゲート電圧設定処理を実行する。コラムスイッチ81は、バックゲート電圧設定処理を実行するとき、ビット線BL0及びBL1の双方をグローバルビット線GBL0に接続し、ビット線BL2及びBL3の双方をグローバルビット線GBL0に接続する。コラムスイッチ81は、テスト信号tes4に対応する信号値が「L」のとき、通常の読み出し処理及び書き込み処理を実行するために、ビット線BL0〜BL3のそれぞれを所定のグローバルビット線GLに接続する。 The column switch 81 selects one of the bit lines BL0 to BL3 according to the test signal tes4, the column address signal CA and the memory core control signal MCnt included in the memory core control signal MCnt, and connects the selected bit line to the global bit line GBL. To do. Specifically, the column switch 81 executes the back gate voltage setting process when the signal value corresponding to the test signal tes4 is “H”. When performing the back gate voltage setting process, the column switch 81 connects both the bit lines BL0 and BL1 to the global bit line GBL0 and connects both the bit lines BL2 and BL3 to the global bit line GBL0. When the signal value corresponding to the test signal tes4 is “L”, the column switch 81 connects each of the bit lines BL0 to BL3 to a predetermined global bit line GL in order to execute normal read processing and write processing. ..

(第4実施形態に係る半導体記憶装置のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置)
図22は、半導体記憶装置4のバックバックゲート電圧を設定するバックゲート電圧設定装置のブロック図である。図22に示すバックゲート電圧設定装置は、一例では半導体記憶装置4の出荷時に半導体記憶装置4の動作等をテストするテスタである。
(Back Gate Voltage Setting Device for Setting Back Back Gate Voltage of Semiconductor Memory Device According to Fourth Embodiment)
FIG. 22 is a block diagram of a back gate voltage setting device that sets the back back gate voltage of the semiconductor memory device 4. The back gate voltage setting device shown in FIG. 22 is, for example, a tester that tests the operation of the semiconductor memory device 4 when the semiconductor memory device 4 is shipped.

バックゲート電圧設定装置104は、処理部150が処理部120の代わりに配置されることがバックゲート電圧設定装置101と相違する。処理部150以外のバックゲート電圧設定装置104の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付されたバックゲート電圧設定装置101の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The back gate voltage setting device 104 differs from the back gate voltage setting device 101 in that the processing unit 150 is arranged instead of the processing unit 120. The configurations and functions of the components of the back gate voltage setting device 104 other than the processing unit 150 are the same as the components and functions of the back gate voltage setting device 101 denoted by the same reference numerals, and thus detailed description thereof is omitted here. To do.

処理部150は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。処理部150は、バックゲート電圧設定装置104の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、CPUである。処理部150は、記憶部113に記憶されているプログラム(ドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム等)に基づいて処理を実行する。また、処理部150は、複数のプログラム(アプリケーションプログラム等)を並列に実行できる。 The processing unit 150 has one or more processors and their peripheral circuits. The processing unit 150 centrally controls the overall operation of the back gate voltage setting device 104, and is, for example, a CPU. The processing unit 150 executes processing based on a program (driver program, operating system program, application program, etc.) stored in the storage unit 113. Further, the processing unit 150 can execute a plurality of programs (application programs and the like) in parallel.

処理部150は、アドレス設定部151と、バックゲート電圧判定部152と、終了判定部153と、バックゲート電圧決定部154と、バックゲート電圧設定部155とを有する。これらの各部は、処理部150が備えるプロセッサで実行されるプログラムにより実現される機能モジュールである。あるいは、これらの各部は、ファームウェアとしてバックゲート電圧設定装置104に実装されてもよい。 The processing unit 150 includes an address setting unit 151, a back gate voltage determination unit 152, an end determination unit 153, a back gate voltage determination unit 154, and a back gate voltage setting unit 155. Each of these units is a functional module implemented by a program executed by a processor included in the processing unit 150. Alternatively, each of these units may be implemented in the back gate voltage setting device 104 as firmware.

図23は、バックゲート電圧設定装置104によるバックゲート電圧設定処理のフローチャートである。図23に示すバックゲート電圧設定処理は、予め記憶部113に記憶されているプログラムに基づいて、主に処理部150により、バックゲート電圧設定装置104の各要素と協働して実行される。 FIG. 23 is a flowchart of the back gate voltage setting process by the back gate voltage setting device 104. The back gate voltage setting process shown in FIG. 23 is executed mainly by the processing unit 150 in cooperation with each element of the back gate voltage setting device 104 based on a program stored in the storage unit 113 in advance.

まず、アドレス設定部151は、第1セクタ21のビット線BL0及びBL1のリーク電流Ilkを検出するように、ロウアドレス信号RA、コラムアドレス信号CA及びメモリコア制御信号MCntを設定する(S401)。具体的には、アドレス設定部131は、第1セクタ21のビット線BL0及びBL1に接続されるすべてのメモリセルMCを選択しないようにロウアドレス信号RA及びメモリコア制御信号MCntを設定する。次いで、アドレス設定部151は、ビット線BL0及びBL1を選択することを示すビット選択信号BSLを出力して、リーク電流判定回路80にビット線BL0及びBL1を選択する(S402)。 First, the address setting unit 151 sets the row address signal RA, the column address signal CA, and the memory core control signal MCnt so as to detect the leak currents Ilk of the bit lines BL0 and BL1 of the first sector 21 (S401). Specifically, the address setting unit 131 sets the row address signal RA and the memory core control signal MCnt so as not to select all the memory cells MC connected to the bit lines BL0 and BL1 of the first sector 21. Next, the address setting unit 151 outputs the bit selection signal BSL indicating that the bit lines BL0 and BL1 are selected, and selects the bit lines BL0 and BL1 in the leak current determination circuit 80 (S402).

次いで、バックゲート電圧判定部152は、第1セクタ21のビット線BL0及びBL1のリーク電流Ilkの合計の大きさが基準電流Ib_2の大きさよりも小さくなるバックゲート電圧を決定する(S403)。 Next, the back gate voltage determination unit 152 determines the back gate voltage at which the total magnitude of the leak currents Ilk of the bit lines BL0 and BL1 of the first sector 21 becomes smaller than the magnitude of the reference current Ib_2 (S403).

次いで、終了判定部153は、第2セクタ22のビット線BL3までの全てのビット線BLについて、バックゲート電圧を決定する処理を実行したか否かを判定する(S405)。アドレス設定部151、バックゲート電圧判定部152及び終了判定部153は、全てのビット線BLについてバックゲート電圧決定処理が実行されたと判定される(S405−YES)まで、S401〜S405の処理を繰り返す。 Next, the end determination unit 153 determines whether or not the process of determining the back gate voltage has been executed for all the bit lines BL up to the bit line BL3 of the second sector 22 (S405). The address setting unit 151, the back gate voltage determination unit 152, and the end determination unit 153 repeat the processes of S401 to S405 until it is determined that the back gate voltage determination process has been executed for all the bit lines BL (S405-YES). ..

バックゲート電圧決定部154は、全てのビット線BLについてバックゲート電圧決定処理が実行されたと判定される(S405−YES)と、メモリセルMCの動作時に印加されるバックゲート電圧を決定する(S406)。具体的には、バックゲート電圧決定部154は、第1セクタ21のビット線BL0〜第2セクタ22のビット線BL3のそれぞれの対において決定されたバックゲート電圧の最大値をメモリセルMCの動作時に印加するバックゲート電圧に決定する。 When the back gate voltage determination unit 154 determines that the back gate voltage determination processing has been executed for all the bit lines BL (S405-YES), it determines the back gate voltage applied during the operation of the memory cell MC (S406). ). Specifically, the back gate voltage determination unit 154 sets the maximum value of the back gate voltage determined in each pair of the bit line BL0 of the first sector 21 to the bit line BL3 of the second sector 22 to the operation of the memory cell MC. The back gate voltage applied at times is determined.

そして、バックゲート電圧設定部155は、バックゲート電圧を設定する(S407)。バックゲート電圧設定部155は、S406の処理で決定されたバックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報信号BGV及び設定信号SETをバックゲート電圧記憶回路26に出力してバックゲート電圧を設定する。また、バックゲート電圧設定部155は、決定されたそれぞれのバックゲート電圧情報を所定の不揮発記憶領域に保存する。 Then, the back gate voltage setting unit 155 sets the back gate voltage (S407). The back gate voltage setting unit 155 outputs the back gate voltage information signal BGV indicating the back gate voltage determined in the process of S406 and the setting signal SET to the back gate voltage storage circuit 26 to set the back gate voltage. In addition, the back gate voltage setting unit 155 stores the determined back gate voltage information in a predetermined nonvolatile storage area.

(実施形態に係る半導体記憶装置の作用効果)
半導体記憶装置1〜4は、リーク電流が基準電流値以下になるバックゲート電圧情報を決定し且つ記憶する。半導体記憶装置1〜4は、記憶したバックゲート電圧情報に対応するバックゲート電圧をメモリセルのバックゲートに印加することで、ビット線に流れるリーク電流を所定値以下に抑制可能にする。
(Function and Effect of Semiconductor Memory Device According to Embodiment)
The semiconductor memory devices 1 to 4 determine and store back gate voltage information in which the leak current is equal to or less than the reference current value. By applying a back gate voltage corresponding to the stored back gate voltage information to the back gate of the memory cell, the semiconductor memory devices 1 to 4 can suppress the leak current flowing in the bit line to a predetermined value or less.

また、半導体記憶装置2は、温度センサが検出した半導体記憶装置2の温度の変動に応じて、メモリセルに印加するバックゲート電圧を切り換えることで、半導体記憶装置2の温度に適したバックゲート電圧を選択することができる。ビット線BLのリーク電流は温度が上昇するに従って上昇するため、リーク電流を所定値以下に抑制するために、高温では、バックゲート電圧は高く設定する。一方、選択トランジスタM1のオン電流はバックゲート電圧が上昇するに従って減少するため、低温では、バックゲート電圧は低く設定する。 Further, the semiconductor memory device 2 switches the back gate voltage applied to the memory cell in accordance with the temperature change of the semiconductor memory device 2 detected by the temperature sensor, so that the back gate voltage suitable for the temperature of the semiconductor memory device 2 is changed. Can be selected. Since the leak current of the bit line BL rises as the temperature rises, the back gate voltage is set high at a high temperature in order to suppress the leak current below a predetermined value. On the other hand, since the on-current of the selection transistor M1 decreases as the back gate voltage increases, the back gate voltage is set low at low temperatures.

また、半導体記憶装置3は、リーク電流が上限電流値以上であると判定されたビット線に接続されたマクロセルのアドレスを予備のビット線に接続されたマクロセルに代替的に割り当てる。半導体記憶装置3は、リーク電流が上限電流値以上であると判定されたビット線を除外することで、リーク電流が基準電流値以下になるバックゲート電圧を判定するときに、何等かの原因でリーク電流が大きいビット線を判定対象が外すことができる。半導体記憶装置3は、リーク電流が大きいビット線を判定対象が外すことでバックゲート電圧決定処理の処理時間を短縮することが可能である。 Further, the semiconductor memory device 3 substitutes the address of the macro cell connected to the bit line for which the leak current is determined to be equal to or higher than the upper limit current value, to the macro cell connected to the spare bit line. The semiconductor memory device 3 excludes the bit line for which the leak current is determined to be equal to or higher than the upper limit current value, so that when the back gate voltage at which the leak current becomes equal to or lower than the reference current value is determined, A bit line having a large leak current can be excluded from the determination target. The semiconductor memory device 3 can reduce the processing time of the back gate voltage determination processing by removing the bit line having a large leak current from the determination target.

また、半導体記憶装置4は、複数のビット線に流れるリーク電流を一括して検出して、バックゲート電圧を決定することで、バックゲート電圧決定処理の処理時間を短縮することが可能である。 Further, the semiconductor memory device 4 can collectively detect leak currents flowing through a plurality of bit lines and determine the back gate voltage, thereby shortening the processing time of the back gate voltage determination processing.

(実施形態に係る半導体記憶装置の変形例)
半導体記憶装置1〜4では、マクロセルMCは不揮発性メモリトランジスタM1を有するフラッシュメモリであるが、実施形態に係る半導体記憶装置は、シングルエンドのSRAM及びDRAM等の他のメモリセルであってもよい。
(Modification of the semiconductor memory device according to the embodiment)
In the semiconductor memory devices 1 to 4, the macro cell MC is a flash memory having the non-volatile memory transistor M1. However, the semiconductor memory device according to the embodiment may be another memory cell such as a single-ended SRAM and DRAM. ..

また、半導体記憶装置1〜4では、複数のセクタに配置されるマクロセルMCに単一のバックゲート電圧が印加される。しかしながら、実施形態に係る半導体記憶装置では、複数のセクタのそれぞれに配置されるマクロセルMC毎に異なるバックゲート電圧が印加されてもよい。 Further, in the semiconductor memory devices 1 to 4, a single back gate voltage is applied to the macro cells MC arranged in a plurality of sectors. However, in the semiconductor memory device according to the embodiment, a different back gate voltage may be applied to each macro cell MC arranged in each of the plurality of sectors.

図24は、実施形態に係る半導体記憶装置が有するマクロセルの第1変形例を示す図である。 FIG. 24 is a diagram showing a first modification of the macro cell included in the semiconductor memory device according to the embodiment.

メモリコア19は、バックゲート電圧記憶回路126及び226並びにバックゲート電圧供給回路127及び227がバックゲート電圧記憶回路26及びバックゲート電圧供給回路227の代わりに配置されることがメモリコア15と相違する。バックゲート電圧記憶回路126及び226並びにバックゲート電圧供給回路127及び227以外のメモリコア19の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付されたメモリコア15の構成要素の構成及び機能と同一なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The memory core 19 differs from the memory core 15 in that the back gate voltage storage circuits 126 and 226 and the back gate voltage supply circuits 127 and 227 are arranged instead of the back gate voltage storage circuit 26 and the back gate voltage supply circuit 227. .. The configurations and functions of the components of the memory core 19 other than the back gate voltage storage circuits 126 and 226 and the back gate voltage supply circuits 127 and 227 are the same as the configurations and functions of the components of the memory core 15 designated by the same reference numerals. The detailed description is omitted here.

バックゲート電圧記憶回路126は、レジスタを含む。バックゲート電圧記憶回路126は、第1セクタ21のメモリセルアレイ33に配置されるメモリセルMCが形成されるNウェルに印加されるバックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報を、設定信号SETの入力に応じて記憶する。バックゲート電圧記憶回路126はバックゲート電圧情報が決定される前は、外部から入力されるバックゲート電圧情報信号に対応するバックゲート電圧情報をバックゲート電圧供給回路127に出力する。また、バックゲート電圧情報が決定された後は、この半導体記憶装置の一部の領域または外部の不揮発記憶装置等の所定の不揮発記憶領域にバックゲート電圧情報は保存される。所定の不揮発記憶領域に保存されたバックゲート電圧情報はバックゲート電圧記憶回路126に半導体記憶装置の起動時に転送され、バックゲート電圧記憶回路126はバックゲート電圧情報をバックゲート電圧供給回路127に出力する。 The back gate voltage storage circuit 126 includes a register. The back gate voltage storage circuit 126 inputs the back gate voltage information indicating the back gate voltage applied to the N well in which the memory cells MC arranged in the memory cell array 33 of the first sector 21 are input, to the setting signal SET. Memorize accordingly. Before the back gate voltage information is determined, the back gate voltage storage circuit 126 outputs back gate voltage information corresponding to the back gate voltage information signal input from the outside to the back gate voltage supply circuit 127. After the back gate voltage information is determined, the back gate voltage information is stored in a partial area of this semiconductor memory device or a predetermined nonvolatile memory area such as an external nonvolatile memory device. The back gate voltage information stored in the predetermined nonvolatile memory area is transferred to the back gate voltage memory circuit 126 when the semiconductor memory device is activated, and the back gate voltage memory circuit 126 outputs the back gate voltage information to the back gate voltage supply circuit 127. To do.

バックゲート電圧供給回路127は、バックゲート電圧記憶回路126から入力されるバックゲート電圧情報に対応するバックゲート電圧を第1セクタ21のメモリセルアレイ33に配置される不図示のメモリセルが形成されるNウェルに印加する。 The back gate voltage supply circuit 127 has memory cells (not shown) in which the back gate voltage corresponding to the back gate voltage information input from the back gate voltage storage circuit 126 is arranged in the memory cell array 33 of the first sector 21. Apply to N-well.

バックゲート電圧供給回路127は、バックゲート電圧記憶回路126から入力されるバックゲート電圧情報に対応するバックゲート電圧を第1セクタ21のメモリセルアレイ33に配置される不図示のメモリセルが形成されるNウェルに印加する。 The back gate voltage supply circuit 127 has memory cells (not shown) in which the back gate voltage corresponding to the back gate voltage information input from the back gate voltage storage circuit 126 is arranged in the memory cell array 33 of the first sector 21. Apply to N-well.

バックゲート電圧記憶回路226は、レジスタを含む。バックゲート電圧記憶回路226は、第2セクタ22のメモリセルアレイに配置されるメモリセルMCが形成されるNウェルに印加されるバックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報を、設定信号SETの入力に応じて記憶する。バックゲート電圧記憶回路226はバックゲート電圧情報が決定される前は、外部から入力されるバックゲート電圧情報信号に対応するバックゲート電圧情報をバックゲート電圧供給回路227に出力する。また、バックゲート電圧情報が決定された後は、この半導体記憶装置の一部の領域または外部の不揮発記憶装置等の所定の不揮発記憶領域にバックゲート電圧情報は保存される。所定の不揮発記憶領域に保存されたバックゲート電圧情報はバックゲート電圧記憶回路226に半導体記憶装置の起動時に転送され、バックゲート電圧記憶回路226はバックゲート電圧情報をバックゲート電圧供給回路227に出力する。 The back gate voltage storage circuit 226 includes a register. The back gate voltage storage circuit 226 provides back gate voltage information indicating the back gate voltage applied to the N well in which the memory cells MC arranged in the memory cell array of the second sector 22 are formed, in response to the input of the setting signal SET. To remember. Before the back gate voltage information is determined, the back gate voltage storage circuit 226 outputs back gate voltage information corresponding to the back gate voltage information signal input from the outside to the back gate voltage supply circuit 227. After the back gate voltage information is determined, the back gate voltage information is stored in a partial area of this semiconductor memory device or a predetermined nonvolatile memory area such as an external nonvolatile memory device. The back gate voltage information stored in the predetermined nonvolatile memory area is transferred to the back gate voltage memory circuit 226 when the semiconductor memory device is activated, and the back gate voltage memory circuit 226 outputs the back gate voltage information to the back gate voltage supply circuit 227. To do.

バックゲート電圧供給回路227は、バックゲート電圧記憶回路226から入力されるバックゲート電圧情報に対応するバックゲート電圧を第2セクタ22のメモリセルアレイ33に配置される不図示のメモリセルが形成されるNウェルに印加する。 The back gate voltage supply circuit 227 has memory cells (not shown) in which the back gate voltage corresponding to the back gate voltage information input from the back gate voltage storage circuit 226 is arranged in the memory cell array 33 of the second sector 22. Apply to N-well.

また、半導体記憶装置1〜4では、セクタに配置されるマクロセルMCに単一のバックゲート電圧が印加される。しかしながら、実施形態に係る半導体記憶装置では、セクタ内に配置されるマクロセルMC毎に異なるバックゲート電圧が印加されてもよい。 Further, in the semiconductor memory devices 1 to 4, a single back gate voltage is applied to the macro cell MC arranged in the sector. However, in the semiconductor memory device according to the embodiment, a different back gate voltage may be applied to each macro cell MC arranged in the sector.

図25は、実施形態に係る半導体記憶装置が有するマクロセルの第2変形例を示す図である。図25では、説明を簡明にするために、第2セクタにバックゲート電圧を供給するバック電圧供給回路及びバック電圧記憶回路の記載は省略している。 FIG. 25 is a diagram showing a second modification of the macro cell included in the semiconductor memory device according to the embodiment. In FIG. 25, the back voltage supply circuit and the back voltage storage circuit for supplying the back gate voltage to the second sector are omitted for the sake of simplicity.

メモリコア20は、第1セクタ91及び第2セクタ92が第1セクタ21及び第2セクタ22の代わりに配置されることがメモリコア15と相違する。また、メモリコア20は、バックゲート電圧記憶回路326〜626並びにバックゲート電圧供給回路327〜627がバックゲート電圧記憶回路26及びバックゲート電圧供給回路227の代わりに配置されることがメモリコア15と相違する。第1セクタ91、第2セクタ92、バックゲート電圧記憶回路326〜626及びバックゲート電圧供給回路327〜627以外のメモリコア20の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付されたメモリコア15の構成要素の構成及び機能と同一である。第1セクタ91、第2セクタ92、バックゲート電圧記憶回路326〜626及びバックゲート電圧供給回路327〜627以外のメモリコア20の構成要素の構成及び機能は、ここでは詳細な説明は省略する。第1セクタ91及び第2セクタ92は、メモリセルアレイ93がメモリセルアレイ33の代わりに配置されることが第1セクタ21及び第2セクタ22と相違する。第1セクタ91及び第2セクタ92以外の第1セクタ91及び第2セクタ92の構成要素の構成及び機能は、同一符号が付された第1セクタ21及び第2セクタ22の構成要素の構成及び機能と同一であるので、ここでは詳細な説明は省略する。 The memory core 20 differs from the memory core 15 in that the first sector 91 and the second sector 92 are arranged instead of the first sector 21 and the second sector 22. In the memory core 20, the back gate voltage storage circuits 326 to 626 and the back gate voltage supply circuits 327 to 627 are arranged in place of the back gate voltage storage circuit 26 and the back gate voltage supply circuit 227. Be different. The configurations and functions of the constituent elements of the memory core 20 other than the first sector 91, the second sector 92, the back gate voltage storage circuits 326 to 626, and the back gate voltage supply circuits 327 to 627 are the same. This is the same as the configuration and function of the constituent elements of. Detailed description of the configurations and functions of the components of the memory core 20 other than the first sector 91, the second sector 92, the back gate voltage storage circuits 326 to 626, and the back gate voltage supply circuits 327 to 627 will be omitted here. The first sector 91 and the second sector 92 are different from the first sector 21 and the second sector 22 in that the memory cell array 93 is arranged instead of the memory cell array 33. The configurations and functions of the components of the first sector 91 and the second sector 92 other than the first sector 91 and the second sector 92 are the same as those of the components of the first sector 21 and the second sector 22 to which the same reference numerals are assigned. Since the function is the same, detailed description is omitted here.

バックゲート電圧記憶回路326〜626の構成及び機能は、バックゲート電圧記憶回路26と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。また、バックゲート電圧供給回路327〜627の構成及び機能は、バックゲート電圧供給回路27と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。 The configurations and functions of the back gate voltage storage circuits 326 to 626 are similar to those of the back gate voltage storage circuit 26, and therefore detailed description thereof is omitted here. Further, the configurations and functions of the back gate voltage supply circuits 327 to 627 are similar to those of the back gate voltage supply circuit 27, and therefore detailed description thereof will be omitted here.

図26は、第1セクタ91のより詳細な内部回路ブロック図である。 FIG. 26 is a more detailed internal circuit block diagram of the first sector 91.

メモリセルアレイ93は、Nウェル910〜N913の4つのNウェルが形成される。Nウェル910には、ビット線BL0に接続される3つのマクロセルMCが形成され、Nウェル911には、ビット線BL1に接続される3つのマクロセルMCが形成される。また、Nウェル912には、ビット線BL2に接続される3つのマクロセルMCが形成され、Nウェル913には、ビット線BL3に接続される3つのマクロセルMCが形成される。Nウェル910には、バックゲート電圧供給回路327からバックゲート電圧VNW0が印加され、Nウェル911には、バックゲート電圧供給回路427からバックゲート電圧VNW1が印加される。また、Nウェル912には、バックゲート電圧供給回路527からバックゲート電圧VNW2が印加され、Nウェル913には、バックゲート電圧供給回路627からバックゲート電圧VNW3が印加される。 In the memory cell array 93, four N wells N wells 910 to N913 are formed. Three macro cells MC connected to the bit line BL0 are formed in the N well 910, and three macro cells MC connected to the bit line BL1 are formed in the N well 911. In addition, three macro cells MC connected to the bit line BL2 are formed in the N well 912, and three macro cells MC connected to the bit line BL3 are formed in the N well 913. The back gate voltage VNW0 is applied from the back gate voltage supply circuit 327 to the N well 910, and the back gate voltage VNW1 is applied from the back gate voltage supply circuit 427 to the N well 911. The back gate voltage VNW2 is applied from the back gate voltage supply circuit 527 to the N well 912, and the back gate voltage VNW3 is applied from the back gate voltage supply circuit 627 to the N well 913.

また、半導体記憶装置2は、2つのバックゲート電圧記憶回路を有するが、実施形態に係る半導体記憶装置では、温度に応じて3つ以上のバックゲート電圧記憶回路を有してもよい。実施形態に係る半導体記憶装置は、温度に応じて3つ以上のバックゲート電圧記憶回路を有することで、温度に応じて高精度にバックゲート電圧を制御できる。 Further, the semiconductor memory device 2 has two back gate voltage memory circuits, but the semiconductor memory device according to the embodiment may have three or more back gate voltage memory circuits depending on the temperature. Since the semiconductor memory device according to the embodiment has three or more back gate voltage memory circuits according to temperature, the back gate voltage can be controlled with high accuracy according to temperature.

1〜4 半導体記憶装置
15〜20 メモリコア
25 リーク電流判定回路
26 バックゲート電圧記憶回路
27 バックゲート電圧供給回路
31 ロウデコーダ(第1選択回路)
32 コラムスイッチ(第2選択回路)
33 メモリセルアレイ
MC メモリセル
M1 選択トランジスタ(選択スイッチ)
M2 不揮発性メモリトランジスタ(メモリ素子)
1 to 4 semiconductor memory device 15 to 20 memory core 25 leak current determination circuit 26 back gate voltage memory circuit 27 back gate voltage supply circuit 31 row decoder (first selection circuit)
32 column switch (second selection circuit)
33 memory cell array MC memory cell M1 selection transistor (selection switch)
M2 Non-volatile memory transistor (memory element)

Claims (7)

アレイ状に配置され、それぞれがメモリ素子と、第1方向に延伸する複数のビット線の何れか1つと前記メモリ素子との間を選択信号に応じて接続する選択スイッチとを有する複数のメモリセルと、
前記第1方向と直交する第2方向に配列される前記複数のメモリセル毎に、何れか1つを選択する前記選択信号を出力する第1選択回路と、
前記複数のビット線のうちの何れか1つを選択する第2選択回路と、
前記複数のビット線のうちの少なくとも1つのビット線において、前記複数のメモリセルのうちの前記ビット線に接続されたすべてのメモリセルが前記選択信号で選択されていない状態で、前記ビット線に流れるリーク電流の大きさが基準電流値以下であるか否かを判定するリーク電流判定回路と、
前記複数のメモリセルのバックゲートにバックゲート電圧を印加可能なバックゲート電圧供給回路と、
前記バックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報を1つ又は2つ以上記憶するバックゲート電圧記憶回路と、
を有する半導体記憶装置。
A plurality of memory cells arranged in an array and each having a memory element and a selection switch for connecting between any one of a plurality of bit lines extending in the first direction and the memory element according to a selection signal. When,
A first selection circuit that outputs the selection signal that selects one of the plurality of memory cells arranged in a second direction orthogonal to the first direction;
A second selection circuit for selecting any one of the plurality of bit lines;
In at least one bit line of the plurality of bit lines, in the state where all the memory cells connected to the bit line of the plurality of memory cells are not selected by the selection signal, A leakage current determination circuit that determines whether or not the magnitude of the flowing leakage current is less than or equal to a reference current value,
A back gate voltage supply circuit capable of applying a back gate voltage to the back gates of the plurality of memory cells;
A back gate voltage storage circuit that stores one or more back gate voltage information indicating the back gate voltage,
A semiconductor memory device having a.
前記半導体記憶装置の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサが検出した温度に応じて、前記バックゲート電圧記憶回路に記憶される2つ以上の前記バックゲート電圧の何れか1つを選択し、前記バックゲート電圧供給回路に出力するバックゲート電圧選択回路と、
を更に有する、請求項1に記載の半導体記憶装置。
A temperature sensor for detecting the temperature of the semiconductor memory device;
A back gate voltage to be output to the back gate voltage supply circuit by selecting one of the two or more back gate voltages stored in the back gate voltage storage circuit according to the temperature detected by the temperature sensor. A selection circuit,
The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising:
前記リーク電流判定回路は、複数の前記ビット線に流れるリーク電流を一括して検出する、請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。 3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the leak current determination circuit collectively detects leak currents flowing in the plurality of bit lines. 前記複数のメモリセルは、ウェルが分離された複数のセクタに配置され、
前記バックゲート電圧供給回路は、前記複数のセクタ毎に前記バックゲート電圧を供給する、請求項1〜3の何れか一項に記載の半導体記憶装置。
The plurality of memory cells are arranged in a plurality of sectors in which wells are separated,
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the back gate voltage supply circuit supplies the back gate voltage to each of the plurality of sectors.
前記複数のメモリセルは、前記複数のビット線が延伸する前記第1方向に沿って分離された複数のウェルに形成され、
前記バックゲート電圧供給回路は、前記複数のウェル毎に前記バックゲート電圧を供給する、請求項1〜3の何れか一項に記載の半導体記憶装置。
The plurality of memory cells are formed in a plurality of wells separated along the first direction in which the plurality of bit lines extend,
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the back gate voltage supply circuit supplies the back gate voltage to each of the plurality of wells.
アレイ状に配置され、それぞれがメモリ素子と、前記メモリ素子と第1方向に延伸する複数のビット線の何れか1つとの間を選択信号に応じて接続する選択スイッチとを有する複数のメモリセルを含む半導体記憶装置の制御方法であって、
前記複数のビット線のうちの少なくとも1つのビット線において、前記複数のメモリセルのうちの前記ビット線に接続されたすべてのメモリセルが前記選択信号で選択されていない状態で、前記ビット線に流れるリーク電流を検出し、
前記リーク電流の大きさが所定の基準電流値以下となるバックゲート電圧を決定し、
前記バックゲート電圧を示すバックゲート電圧情報を記憶し、
前記メモリセルのバックゲートに前記バックゲート電圧を出力する、
ことを含む半導体記憶装置の制御方法。
A plurality of memory cells arranged in an array and each having a memory element and a selection switch for connecting between the memory element and one of a plurality of bit lines extending in the first direction according to a selection signal. A method for controlling a semiconductor memory device including:
In at least one bit line of the plurality of bit lines, when all the memory cells connected to the bit line of the plurality of memory cells are not selected by the selection signal, Detects the leak current that flows,
The back gate voltage is determined such that the magnitude of the leakage current is equal to or less than a predetermined reference current value,
Storing back gate voltage information indicating the back gate voltage,
Outputting the back gate voltage to the back gate of the memory cell,
A method for controlling a semiconductor memory device including:
前記リーク電流の大きさが所定の上限電流値以上であるか否かを判定し、
前記リーク電流の大きさが所定の上限電流値以上であると判定されたビット線を、前記バックゲート電圧を決定するビット線から除外する、
ことを更に含む請求項6に記載の半導体記憶装置の制御方法。
It is determined whether the magnitude of the leak current is equal to or more than a predetermined upper limit current value,
The bit line determined to have a magnitude of the leakage current equal to or larger than a predetermined upper limit current value is excluded from the bit lines determining the back gate voltage.
7. The method for controlling a semiconductor memory device according to claim 6, further comprising:
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