JPH01173499A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置

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JPH01173499A
JPH01173499A JP62333411A JP33341187A JPH01173499A JP H01173499 A JPH01173499 A JP H01173499A JP 62333411 A JP62333411 A JP 62333411A JP 33341187 A JP33341187 A JP 33341187A JP H01173499 A JPH01173499 A JP H01173499A
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JP
Japan
Prior art keywords
voltage
transistor
control gate
test mode
gate line
Prior art date
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Pending
Application number
JP62333411A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Hayashigoshi
正紀 林越
Yasushi Terada
寺田 康
Takeshi Nakayama
武志 中山
Kazuo Kobayashi
和男 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、不揮発性半導体記憶装置、特にテストモー
ドを有する不揮発性半導体記憶装置に関するものである
〔従来の技術〕
第3図は、従来の不揮発性半導体記憶装置の基本構成を
示す図である。この図において、メモリセル+11は2
個のn−チャネルMO8型選択トランジスタQt 、 
Q2と1個のn−チャネルMO8型メモリトランジスタ
Q3から構成されている。前記メモリセル111におい
て、選択トランジスタqt*qzの各ゲートは共通にワ
ード線(21に接続され、選択トランジスタQ1のソー
スはメモリトランジスタQ3のコントロールゲートに接
続され、選択トランジスタQ2のソースはメモリトラン
ジスタQ3のドレインに接続されている。選択トランジ
スタQ1のドレインはコ〉トロールゲート線(3)を介
して、n−チャネルMO8型選択トラシジスタQ4のソ
ースに接続され、選択トランジスタQ4のドレインは、
コシトロール線(4)を介してコントロールゲート線印
加電圧制御回路(5:に接続されている。また、選択ト
ランジスタQ2のドレインはビット線(61を介して、
n−チャネルMOB型選択トランジスタQFIのソース
に接続され、選択トランジスタQ5のドレインは、上線
(7)を介して書込み制御回路(8)K接続されている
メモリトランジスタQ3のソースは、n−チャネルMo
S型トラ〉ジスタQ6を介して接地されている。
第2図は、前記コ〉トロールゲート線印加電圧制御回路
151の構成を示す図である。この図において、読出し
電圧源αOはトラ〉ジスタQ7を介してコシトロール線
(4)に、書込み電圧源αυはトランジスタQBを介し
てコントロール線(41に、外部入力端子+121はト
ランジスタQ9を介してコ〉トロール線141 K並列
に接続されている。トランジスタQ7〜Q9は何れもn
−チャネルMO8型である。
第4図は第3図のメモリトランジスタの構造を示す断面
図である。この図において、P型半導体基板0の表面に
n+型拡散領域であるドレインIとソースα9の間隔を
隔てて形成されている。このP型半導体基板上にゲート
酸化膜C1Gと一部ドレイン■上に膜厚の薄いトンネル
酸化膜α&が形成され、ゲート酸化膜(1eとトンネル
酸化膜(181上に多結晶シリコシからなるフローティ
ングゲートαηが形成されている。このため、フローテ
ィングゲート(17)はドレイシI上で、凹部を有する
構造となっている。
フローテイシグゲー) (L?)の上には、酸化膜(1
9が形成され、この酸化膜上に多結晶シリコンからなる
コントロールゲート(イ)が形成されている。このよう
な構造をもったメモリトランジスタへの情報の書込みは
、フローティ〉グゲー)(17)に電子を注入したり、
フローティングゲート住ηから電子を除去することによ
って得られる。この電子の注入、除去は、フローティン
グゲート(Iηとドレインα4の間でトンネル酸化膜(
181を介して行なわれる。フローティングゲートαη
に電子が注入されると、メモリトランジスタQ3のしき
い値電圧は高(なり(消去状態)、フローティジグゲー
ト(lηから電子が除去されると、メモリトランジスタ
Q3のしきい値電圧は低くなる(プログラム状態)。
次に動作について説明する。不揮発性半導体記憶装置に
は、テストモードが設けられており、このテストモード
を用いるとメモリトランジスタQ3のコ〉トロールゲー
トαηに印加する電圧を外部から制御することができる
まず、読出し動作について説明する。読出しサイクルで
は、Yゲート線(9)とワード線(21および信号Sが
ともに1H”レベルとなり、選択トラ〉ジスタQ4 +
 Q’ + Qt + Q2とトランジスタQ6がオン
して1つのメモリトランジスタQ3が選択される。この
状態で読出し信号Rが′″H#H#レベル選択トランジ
スタQ7がオシしてメモリトランジスタQ3のコントロ
ールゲートαηに読出し電圧が印加される。このときメ
モリトランジスタQ3が消去状態(′″1#を記憶)で
あれば、読出し電圧よりもメモリトランジスタQ3のし
きい値電圧の方が大きいため、メモリトランジスタQ3
はオフのままでI10線(7)には電流は流れない。ま
たメモリトランジスタQ3がプログラム状態(10Mを
記憶)であると、メモリトランジスタQ3のしきい値電
圧よりも読出し電圧の方が大きいため、メモリトランジ
スタQ3はオシして工ん線(7)に電流が流れる。これ
をセンスすることによって、情報を読出すことができる
テストモードでは、上記の読出しサイクルにおいて、読
出し信号は1L″レベルで、テストモード信号Tがll
H″レベルとなり、メモリトランジスタQ3のコ〉トロ
ールゲートには外部入力端子(121に与えられたテス
ト電圧Vtestが印加される。このときVtestを
変化させて、メモリトランジスタQ3がオフ状態である
か、あるいはオン状態であるかを調べることにより、メ
モリトランジスタQ3のしきい値電圧を求めることがで
きる。すなわち、テストモードで、メモリトランジスタ
Q3のコ〉トロールゲートαηに印加する電圧Vtes
tを序口に高くしていき、読出しの情報が11#→″0
#に移行した時のVtestO値が、メモリトランジス
タQ3のしきい値電圧となる。(第5図参照) このようにテストモードを用いて測定できるメモリトラ
ンジスタのしきい値電圧の値を、メモリトランジスタQ
3がプログラム状態の場合および消去状態の場合につい
て求めることにより、メモリトランジスタQ3のしきい
値電圧のシフト量を求めることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記のような従来の不揮発性半導体記憶装置においては
、信号Tの′″HHルベル電圧電源電圧Vccであるた
め、テストモード時のコントロールゲート線印加電圧制
御回路(5)の出力電圧の最大値はトランジスタQ9 
(テストモード選択用トラ〉スフアゲート)のしきい値
をVruとすると(Vcc −71M)となる。外部入
力端子Cl55に与える電圧vtestが(Vcc −
V′rH) ヨりも小すイ場合ニハ、コ〉トロールゲー
ト線印加電圧制御回路(5)の出力電圧はVtestと
なるが、Vtestが(Vcc −Vya )よりも大
きい場合には、コ〉トロールゲート線印加電圧制御回路
(51の出力電圧は、その最大値(Vcc −VTR)
に制限される。このためテストモードにおいて、メモリ
トランジスタQ3のしきい値電圧が(Vcc−VcM)
よりも大きい場合には、このメモリトランジスタのしき
い値電圧を測定することができないという問題点があっ
た。特に、メモリトランジスタQ3が消去状態にある場
合には、このメモリトランジスタQ3のしきい値電圧は
、通常5vよりも高いため、電源電圧Vcc = 5 
Vのままでは測定不可能で、電源電圧Vccを5vより
高くして、消去状態でのメモリトランジスタQ3のしき
い値電圧を測定しているのが現状である。
この発明は、かかる問題点を解決するためKなされたも
ので、コントロールゲート線印加電圧制御回路において
、その出力電圧に制限を受けることなく、外部入力端子
a2に与える電圧が直接メモリトランジスタのコ〉トロ
ールゲートに印加されるような回路構成を有する不揮発
性半導体記憶装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、コ〉トロー
ルゲート線印加電圧制御回路のテストモード選択用トラ
〉スフアゲートの入力に昇圧回路を設けたものである。
〔作用〕
この発明においては、コントロールゲート線印加電圧制
御回路のテストモード選択用トランスファゲートの入力
信号が昇圧回路により昇圧されるため、コントロールゲ
ート線印加電圧制御回路のテストモード時の出力電圧の
最大値は上昇する。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はコントロールゲート線印加電圧制御回路(5)のテ
ストモード選択用トランスファゲートQ9のゲート入力
に昇圧回路を設けたものである。
この昇圧回路は、3個のトランジスタQIO、Qll、
C12と1個のMOSキャパシタC1の4素子から構成
され、トランジスタQ1Gのドレインは外部入力端子α
2が接続されている。トランジスタQ1oのソースには
、トランジスタQ11のゲートとドレイ〉およびMOS
キャパシタOtのゲート側が接続され、トランジスタQ
llのソースは、トランジスタQ10とQ9の各ゲート
およびトランジスタQ12のソースが接続されている。
そして、トランジスタ軸のドレインにはテストモード信
号TがMOSキャパシタ01の基板側には制御クロック
が入力される。
トランジスタqxo−Qxzはn−チャネルMO8型で
ある。
前記のように構成されたコントロールゲート線印加電圧
制御回路において、テストモード時には、外部入力端子
(13には値の変化する電圧Vtestが印加される。
このとき、トランジスタQ12のゲートには、電源電圧
vcCが印加されているので、トランジスタQ12はオ
ン状態にある。この状態でテストモード信号Tが%H′
(電圧Vcc )になると、トラ〉ジスタQ1oがオン
して、外部入力端子C121から電流が流れ、MO8キ
ャパシタ(71が充電されてN1の電位は上がる。そし
てN1の電位が(N2の電位−トラ〉ジスタQIOのし
きい値電圧)に等しくなると、トランジスタQ10はオ
フする。
この状態で制御クロックφが立ち上がるとMOSキャパ
シタC1の容量結合により、Nlの電位はさらに上がる
(このときの電位をVNIとする)。このためトランジ
スタQllはオシし、N2の電位も上昇する。(サイク
ルl) 次に、制御クロックφが立ち下がるとトラ〉ジスタQl
lはオフし、N1の電位が下がるが、N1の電位が(N
2の電位−トラ〉ジスタQtoのしきい値電圧)まで下
がると、再びトランジスタQ1oがオ〉して電流が流れ
、MOSキャパシタCIが充電されて、N1の電位は上
がり、Vatよシも高くなる。(サイクル■) 前記昇圧回路は、サイクル■→■を繰り返し、N2の電
位は(Vtast+)ランジスタQ9のしきい値電圧)
まで昇圧されるので、Vtestが直接コシトロールゲ
ート線印加電圧制御回路の出力電圧(Nsの電位)とな
シ得る。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によればコ〉トロールゲート線
印加電圧制御回路において、テストモード選択用トラン
スファゲートの入力に昇圧回路を設けたため、テストモ
ード時におけるコントロールゲート線印加電圧制御回路
の出力電圧は制限を受けることなく、外部入力端子に与
える電圧が直接メモリトランジスタのコントロールゲー
トに印加されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例であるコントロールゲート
線印加電圧制御回路を示す図、第2図は従来のコントロ
ールゲート線印加電圧制御回路を示す図、第3図は不揮
発性半導体記憶装置の基本構成を示す図、第4図はメモ
リトランジスタの構造を示す断面図、第5図はメモリト
ランジスタの電流−電圧特性を示す図である。 図中、(100)は昇圧回路、Qto〜QtzはMOB
トランジスタ、C1はMOSキャパシタ、ではテスト信
号、φはグロック信号である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 記憶素子として、フローティングゲートを有するメモリ
    トランジスタを用いたメモリセルを行方向および列方向
    に沿つて複数個配列したメモリセルアレイを備える半導
    体記憶装置であつて、前記メモリセルのコントロールゲ
    ートに外部から電圧を印加することができるテストモー
    ドをもつて制御され、このテストモードにおいてテスト
    電圧が供給される外部入力端子と、前記コントロールゲ
    ート線を接続するスイッチングトランジスタのゲート入
    力回路に、そのゲート電圧をテスト電圧の上昇に応じて
    上昇させる昇圧回路を設けたことを特徴とする不揮発性
    半導体記憶装置。
JP62333411A 1987-12-28 1987-12-28 不揮発性半導体記憶装置 Pending JPH01173499A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0631185A1 (en) 1993-06-11 1994-12-28 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method for continuously processing silver halide color photosensitive material
US7697368B2 (en) 1920-06-27 2010-04-13 Hynix Semiconductor, Inc. Semiconductor memory device and method of inputting addresses therein
US7987402B2 (en) 2007-06-27 2011-07-26 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor memory device having burn-in test mode and method for driving the same
US8014214B2 (en) 2007-11-08 2011-09-06 Hynix Semiconductor Inc. Semiconductor memory device
US8228746B2 (en) 2009-11-30 2012-07-24 SK Hynix Inc. Semiconductor memory apparatus
US8248096B2 (en) 2009-07-30 2012-08-21 SK Hynix Inc. Test mode signal generating device
US8345495B2 (en) 2009-11-27 2013-01-01 SK Hynix Inc. Test circuit, nonvolatile semiconductor memory appratus using the same, and test method
US8385145B2 (en) 2009-07-30 2013-02-26 SK Hynix Inc. Semiconductor memory apparatus

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