JPH04188498A - 書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置

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JPH04188498A
JPH04188498A JP2315781A JP31578190A JPH04188498A JP H04188498 A JPH04188498 A JP H04188498A JP 2315781 A JP2315781 A JP 2315781A JP 31578190 A JP31578190 A JP 31578190A JP H04188498 A JPH04188498 A JP H04188498A
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JP
Japan
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cell
bit
bit line
test
transistor
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JP2315781A
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English (en)
Inventor
Nobuaki Takashina
高品 信昭
Takao Akaogi
隆男 赤荻
Masanobu Yoshida
吉田 正信
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
    • G11C29/12Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
    • G11C29/18Address generation devices; Devices for accessing memories, e.g. details of addressing circuits
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/52Protection of memory contents; Detection of errors in memory contents

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】 〔概 要〕 メモリセルを2つのセルトランジスタにより構成し、差
動増幅型のセンスアンプを有する書き換え可能な不揮発
性半導体記憶装置に関し、書き換え可能な不揮発性半導
体記憶装置におけるメモリセルの書込/読出試験を短時
間で実行して安価な製品を供給することを目的とし、複
数の書き換え可能な不揮発性メモリセルを書き込み状態
が反転された2つのセルトランジスタで構成し、該各メ
モリセルの書き込み状態を当該メモリセルを構成する2
つのセルトランジスタのそれぞれに接続された第1およ
び第2のビット線を介して差動増幅型の検出回路により
検出し、当該メモリセルの内容を読み出すようにした書
き換え可能な不揮発性半導体記憶装置であって、前記複
数のメモリセルを構成する全てのセルトランジスタを消
去する全セルトランジスタ消去手段と、前記メモリセル
を構成する一方のセルトランジス夕に接続されている前
記第1のビット線を遮断すると共に、前記メモリセルを
構成する他力のセルトランジスタに接続されている前記
第2のビ・ント線を前記差動増幅型の検出回路に接続し
て第1の書き込みレベルの試験を行う第1の試験手段と
、前記第2のビット線を遮断すると共に、前記第1のビ
・ント線を前記検出回路に接続して第2の書き込みレベ
ルの試験を行・)第2の試験手段と、前記複数のメモリ
セルを構成する全てのセルトランジスタを書き込み状態
とする全セルトランジスタ書込手段と、前記第2のビッ
ト線を接地に接続すると共に、前記第1のビット線を前
記検出回路に接続して前記第1の書き込みレベルの試験
を行う第3の試験手段と、前記第1のビット線を接地に
接続すると共に、前記第2のビット線を前記検出回路に
接続して前記第2の書き込みレベルの試験を行う第4の
試験手段とを具備し、前記全てのメモリセルの書込/読
出試験を実行するように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置に関
し、特に、メモリセルを2つのセルトランジスタにより
構成し、差動増幅型のセンスアンプを有する書き換え可
能な不揮発性半導体記憶装置に関する。
近年、半導体集積回路装置の高速化の要求に伴って、書
き換え可能な不揮発性半導体記憶装置(EPRO?l)
においても高速化が問題となって来ている。そこで、高
速な読み出し動作が可能なEFROMとして、メモリセ
ルを2つのセルトランジスタで構成し、該メモリセルの
内容を差動増幅型のセンスアンプで読み出すように構成
したEPRO?1が捉案されている。このメモリセルを
2つのセルトランジスタで構成したEPROMにおいて
、メモリセルの試験を短時間で実行することが要望され
ている。
〔従来の技術〕
第5図は従来の書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置
の一例を示すブロック回路図であり、メモリセルを2つ
のセルトランジスタで構成して高速な読み出し動作を可
能としたEFROM (書き換え可能な不揮発性半導体
記憶装置)を示すものである。
第5図に示ずEFROMは、各メモリセルを2つのフロ
ーティング・ゲート・アバランシェ・インジェクション
MISトランジスタ(FAMIS トランジスタ)Ce
ll−およびCell+で構成し、一方のFAMIS 
トランジスタCe1l−と他方のFAMIS トランジ
スタCe1lA とを反転した書込状態とし、該各メモ
リセルの内容をFAMIS トランジスタCe1l−お
よびCell+にビット線Bit−およびBit十を介
して接続された差動増幅型の検出回路(センスアンプ)
8により検出して読み出すようになっている。すなわち
、センスアンプ8の出力0LITは、バス線RBus−
(ビット線層t)の電位に対してバス1JRBus+(
ビット線Bit+)の電位が高いか低いかで決定される
ようになっている。このように、第5図のEFROMは
、従来の一般的なEFROM (メモリセルを1つのF
AMISトランジスタで構成したもの等)における読み
出し時のビット線のレベル変化に要する時間(ビット線
のレベルが確定するまでに要する時間)を短縮すること
ができ、高速な読み出し動作を可能とするものである。
ただし、データは、メモリセルを構成する2つのFAM
IS トランジスタCe1.1−およびCell+に反
転した状態として書き込む必要がある。
すなわち、2つのFAMIS トランジスタCe1Lま
たはCell+のどちらか片方のトランジスタにのみ書
き込みを行う形でデータを格納しなければならない。
ところで、一般に、半導体記憶装置は、全ビットに対す
る書き込みを保証するために、全てのメモリセルに対し
て書込/読出試験を行う必要がある。
第6図は第5図の書き換え可能な不揮発性半導体記憶装
置の試験処理の一例を示すフローチャートである。同図
に示されるように、ステップ110でEPRO?lのメ
モリセルに対する書込/読出試験がエントリーされると
、まず、ステップ111において、例えば、紫外線を照
射して全てのメモリセルを消去する。次に、ステップ1
12に進んで、全てのメそりセルに対してrHJ (I
データ)を書き込む。具体的に、例えば、各メモリセル
を構成している2つのFAMIS トランジスタ(セル
トランジスタ)Cell−およびCell+の一方(C
ell−)を全て書き込み状態(フローティングゲート
に電子を注入した状態)とし、他方(Cell+)を全
て未書き込み状[1(フローティングゲートに電子が注
入されていない状態)のままとして、全てのメモリセル
に対してrHjを書き込む。さらに、ステップ113に
進んで、全てのメモリセルがrl(Jとして読み出せる
かどうかを試験する。すなわち、全てのメモリセルに「
Hlが実際に書き込まれ、それを正しく読み出すことが
できるかどうかを試験する。
ステップ113において、全てのメモリセルがrHlと
して読み出せると、すなわち、全てのメモリセルに対す
るrl(Jの書込/読出試験を通過すると、ステップ1
14−に進んで、ステップ111 と同様に、例えば、
紫外線を照射して全てのメモリセルを消去してステップ
115に進む。尚、ステップ113において、全てのメ
モリセルがrH」として読み出せない場合には、ステッ
プ117に進んで、試験対象のEFROMはフェイルと
され、不良品として廃棄される。
次に、ステップ115では、ステップ112とは逆に、
全てのメモリセルに対してrL」 (Oデータ)を書き
込む。具体的に、例えば、各メモリセルを構成している
2つのFAMIS トランジスタCel]−およびCe
ll+の他方(Cell+)を全て書き込み状態とし、
一方(Cell−)を全て未書き込み状態のままとして
、全てのメモリセルに対してrLJを書き込む。さらに
、ステップ116に進んで、全てのメモリセルがrl、
1として読み出せるかどうかを試験する。すなわち、全
てのメモリセルにrl、Jが実際に書き込まれ、それを
正しく読み出すことができるかどうかを試験する。
ステップ116において、全てのメモリセルがrH3と
して読み出せると、すなわち、全てのメモリセルに対す
るrJO書込/読出試験を通過すると、ステップ118
に進んで、EFROMのメモリセルに対する書込/読出
試験が通過したとして次のテストが行われる。尚、ステ
ップ113において、全てのメモリセルがrl、Jとし
て読み出せない場合には、ステップ117に進んで、試
験対象のEFROMはフェイルとされ、不良品として廃
棄されることになる。
〔発明が解決し孝うとする課題〕
上述したように、メモリセルを2つのセルトランジスタ
で構成して高速な読み出し動作を可能とした従来のEF
ROMは、該EFROMのメモリセルに対する書込/読
出試験を行う場合に紫外線を照射して行う消去処理を2
回(第6図のフローチャート中のステップ111,11
4)行う必要があった。
ところで、紫外線を照射して行う消去処理は、数分〜数
十分の時間を必要とするため、この紫外線による消去を
2回行うことは、書込/読出試験を長時間化する要因と
なり、延いては、製品の価格を押し上げることになる。
本発明は、上述した従来の書き換え可能な不揮発性半導
体記憶装置が有する課題に鑑み、書き換え可能な不揮発
性半導体記憶装置におけるメモリセルの書込/読出試験
を短時間で実行して安価な製品を供給することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明に係るレジスタインデックス構成方式の
原理を示すブロック図である。
本発明によれば、複数の書き換え可能な不揮発性メモリ
セルを書き込み状態が反転された2つのセルトランジス
タCe1l−、Cell+で構成し、該各メモリセルの
書き込み状態を当該メモリセルを構成する2つのセルト
ランジスタCe1l−、Cell+のそれぞれに接続さ
れた第1および第2のビット線Bit−+Bit+を介
して差動増幅型の検出回路8により検出し、当該メモリ
セルの内容を読み出すようにした書き換え可能な不揮発
性半導体記憶装置であって、前記複数のメモリセルを構
成する全てのセルトランジスタCe1l−、Cell+
を消去する全セルトランジスタ消去手段1と、前記メモ
リセルを構成する一方のセルトランジスタCe1l−に
接続されている前記憶1のビット線Bit−を遮断する
と共に、前記メモリセルを構成する他方のセルトランジ
スタCell+に接続されている前記第2のビット線B
it十を前記差動増幅型の検出回路8に接続して第1の
書き込みレベルr)(Jの試験を行う第1の試験手段2
と、前記第2のピント線Bit十を遮断すると共に、前
記第1のビット線層t−を前記検出回路8に接続して第
2の書き込みレベルr L Jの試験を行う第2の試験
手段3と、前記複数のメモリセルを構成する全てのセル
トランジスタCe1l−、Cell+を書き込み状態と
する全セルトランジスタ書込手段4と、前記第2のビッ
ト線層t+を接地GNDに接続すると共に、前記第1の
ビット線Bit−を前記検出回路8に接続して前記第1
の書き込みレベルrH,Hの試験を行う第3の試験手段
5と、前記第1のビット線Bit−を接地GNDに接続
すると共に、前記第2のビット線Bit十を前記検出回
路8に接続して前記第2の書き込みレベルrL1の試験
を行う第4の試験手段6とを具備し、前記全てのメモリ
セルの書込/読出試験を実行するようにしたことを特徴
とする書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置が提供さ
れる。
〔作 用〕
本発明の書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置によれ
ば、まず、全セルトランジスタ消去手段1により、複数
のメモリセルを構成する全てのセルトランジスタが消去
される。
次に、第1の試験手段2により、メモリセルを構成する
一方のセルトランジスタCe1l−に接続されている第
1のビット線Bit−が遮断され、また、他方のセルト
ランジスタCell+に接続されている前記第2のビッ
ト線Bit十が差動増幅型の検出回路8に接続されて第
1の書き込みレベルr)(Jの試験が行われる。この第
1の試験手段2において行われる試験は、全てのセルト
ランジスタCe1l−。
Cell+が消去された状態で第1のビット線Bit−
を遮断することにより、検出回路8がメモリセルを構成
する一方のセルトランジスタCe1l−を書き込み状態
(フローティングゲートに電子を注入した状態)と見做
し、且つ、他方のセルトランジスタCell+を未書き
込み状B(消去状態:フローティングゲートに電子が注
入されていない状態)と見做して行う読み出し試験、例
えば、全てのメモリセルがr)(Jとして読み出せるか
どうかの試験である。
さらに、第1の試験手段2とは逆に、第2の試験手段3
により、第2のビット線Bit+が遮断され、また、第
1のビット線Bit−が検出回路8に接続されて第2の
書き込みレベル「Llの試験が行われる。この第2の試
験手段3において行われる試験は、全てのセルトランジ
スタCe1l−、Cell+が消去された状態で第2の
ビット線Bit+を遮断することにより、検出回路8が
メモリセルを構成する他方のセルトランジスタCell
+を書き込み状態と見做し、且つ、一方のセルトランジ
スタCe1l−を朱書き込み状態と見做して行う読み出
し試験、例えば、全てのメモリセルがrLJとして読み
出せるかどうかの試験である。
次いで、全セルトランジスタ書込手段4により、複数の
メモリセルを構成する全てのセルトランジスタCe1l
〜、Cell+を書き込み状態とする。さらに、上記第
1の試験手段2と類似な第3の試験手段5により、第2
のビット線層t+を接地GNDに接続すると共に、第1
のビット線Bit−を検出回路8に接続して第1の書き
込みレベルrHJの試験が行われる。そして、上記第2
の試験手段3と類似な第4の試験手段6により、第1の
ビット線Bit−を接地GNDに接続すると共に、第2
のビット線Bit十を前記検出回路8に接続して第2の
書き込みレベルr[、Jの試験が行われる。
以上のように、本発明の書き換え可能な不揮発性半導体
記憶装置によれば、例えば、数分〜数十分の時間が必要
な紫外線を照射して行う消去処理を1回行うことで全て
のメモリセルに対する書込/読出試験を実行することが
でき、従来よりも大幅に試験時間を短縮することができ
る。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明に係る書き換え可能な不揮
発性半導体記憶装置を説明する。
第2図は本発明の書き換え可能な不揮発性半導体記憶装
置の一実施例を示すブロック回路図である。同図におい
て、参照符号7は書込回路、8はセンスアンプ、そして
、9は続出・書込制御回路を示している。
第2図に示されるように、本実施例の書き換え可能な不
揮発性半導体記憶装置(EPROM)は、各メモリセル
を2つのフローティング・ゲート・アノマランシエ・イ
ンジエクシツンMISI−ランジスタ(FAMIS ト
ランジスタ)Cell−およびCell+で構成し、一
方のFAMIS トランジスタCe1l−と他方のFA
MISトランジスタCell+とを逆の書き込み状態と
し、該各メモリセルの内容をFAMIS トランジスタ
(セルトランジスタ)Cell−およびCell+にビ
・ント線Bit−およびBft+を介して接続された差
動増幅型の検出回路(センスアンプ)8により検出して
読み出すようになっている。すなわち、センスアンプ8
の出力DOUTは、バス線RBus−(ビット線Bit
−)の電位に対してバス線RBus+ (ビット線Bi
t+)の電位が高いか低いかで決定するようになってl
、喝。この第2図のEFROMは、従来の一般的なEP
ROM (メモIノセルを1つのFAMIS トランジ
スタで構成したもの等)における読み出し時のビット線
のレベル変イヒに要する時間(ビット線のレベルが確定
するまでに要する時間)を短縮することができ、高速な
読み出し動作が可能となるのは、第5図を参照して説明
したEFROMと同様である。また、データ番よ、メモ
リセルを構成する2つのFAMIS トランジスタCe
l+−およびCell+に反転した状態として書き込む
−i要があり、2つのFAMIS トランジスタCe1
l−また番よCell+のどちらか片方のトランジスタ
にのみ書き込みを行う形でデータを格納しなけれムヨな
らな(1のも第5図のEFROMと同様である。
ここで、第2図において、参照符号TRBc+、TRB
c−は読出・書込制御回路9に接続された続出制?卸用
トランジスタであり、続出時にセンスアンプ8をバスa
(ビット線Bit−、Bi t+)に接続するものであ
る。また、参照符号TWBc−、TWBc+は読出・書
込IIJ御回路9に接続された書込制御用トランジスタ
であり、書込時に書込回路7をビット線肌t−,Bit
+に接続するものである。さらに、参照符号Ce1L+
Cell+は各メモリセルを構成する2つのFAMIS
 トランジスタを示し、RBus−tRBus+HWB
us−、WBus+はそれぞれノード名を示し、そして
、Btt−、Bit+は各FAMIS トランジスタと
センスアンプ8との間のビット線を示している。尚、ト
ランジスタryg−。
ryg+は信号Xによりスイッチング制御され、また、
FAMIS トランジスタCe1l−,Cell+は信
号Yによりスイッチング制御されるようになっている。
第2図から明らかなように、本実施例のEFROMにお
いて、ビットaBit−+Bit十とセンスアンプ8(
書込回路7)との間には試験制御用トランジスタTI−
,TI+が設けられ、また、ビット線Bit−,Bit
+と接地GNDとの間にも試験制御用トランジスタTg
−。
T、十が設けられている。これらの試験制御用トランジ
スタTI−,Tg−;Tl+、Tg+は、論理回路(N
ORゲー)LC+ILCz;LC3,LC4)を介して
書込信号ALL−どALLW(ALL−の反転信号)お
よびデータData+、Data−により制御されるよ
うになっている。
第3図は第2図の書き換え可能な不揮発性半導体記憶装
置の試験処理の一例を示すフローチャートである。ここ
で、各メモリセルを構成する一対のFA?IIS トラ
ンジスタのうちの一方のトランジスタCe1l−にのみ
書き込みが行われている状態を1データrHJとし、す
なわち、一方のトランジスタCe1l−に接続されたビ
ット線Bi t−(RBus−)のレベルが、他方のト
ランジスタCell+に接続されたビット線Bit+(
RBus÷)のレベルよりも高い状態をr l(3とし
、逆に、他方のトランジスタCell+にのみ書き込み
が行われている状態をOデータr L Jとし、すなわ
ち、他方のトランジスタCell+に接続されたビット
線Bit+(RBus+)のレベルが、一方のトランジ
スタCe1l−に接続されたビット線Bit−(RBu
s−)のレベルよりも高い状態をrL」とする。
また、信号ALL−はメモリセルを構成する双方のトラ
ンジスタCe1l−、Cell+にデータを書き込む動
作をした後に高レベルrHJとなる信号とする。従って
、”ALLHはメモリセルを構成する双方のトランジス
タCe1l−、Cell+にデータを書き込む動作をし
た後に低レベルr L Jとなる信号となる。
第3図に示されるように、まず、ステップ10でEPR
OMのメモリセルに対する書込/読出試験がエントリー
されると、まず、ステップ11において、例えば、紫外
線を照射して全てのメモリセルを消去する。この紫外線
照射による消去処理で、全てのセルトランジスタCe1
l−、Ce]1+は、フローティングゲートに電子が注
入されていない未書き込み状態とされ、選択されたセル
トランジスタCe]L+Cell+は導通状態となって
、そのセルトランジスタCe1l−、Cell+に接続
されたビット線Bit−,Bft+の電位は低レベルr
LJとなる。
次に、ステップ12でビット線Bit−,Bit十の接
続が制御され、セルトランジスタCe1l〜に接続され
ているピント線Bit−が遮断され、セルトランジスタ
Cell+に接続されているビット線Bit4がセンス
アンプ8に接続される。すなわち、ステップ16より前
の段階では、信号ALL−が低レベル「Ll、信号″’
ALLWが高レベルrJであるため、信号Data−を
低レベルrLJとし信号Da ta十を高レベルr H
Jとすることによって、NORゲートLC+、LCz、
LCs (D出力を低レベルrL、とし、 NORゲー
トLC,の出力を高レベルrl(Jとする。これにより
、試験制御用トランジスタTI+がオン状態でトランジ
スタTg+がオフ状態となり、また、試験制御用トラン
ジスタTi−がオフ状態でトランジスタTg−がオフ状
態となり、従って、ビット線Bit−が遮断され且つビ
ット線B i を十がセンスアンプ8に接続されること
になる。さらに、ステップ13に進んで、全てのメモリ
セルがrHJとして読み出せるがどうがが試験される。
すなわち、全てのメモリセルは疑似的に’HJ  (1
データ)が書き込まれた状態となっているため、未書き
込み状態のセルトランジスタCe1l十の読み出し試験
が行われるごとになる。ここで、ステップ13において
、全てのメモリセルがr HJとして読み出せない場合
には、ステップ21に進んで、試験対象のEPRO?1
はフェイルとされ、不良品として廃棄される。
引き続き、ステップ14に進んで、ステップ12と逆の
ビット線接続、すなわち、セルトランジスタCell+
に接続されているビット線Bit十が遮断され、セルト
ランジスタCe1l−に接続されているビット線Bit
−がセンスアンプ8に接続される。具体的に、信号A 
L L Wは低レベル「L」、信号”ALL−が高レベ
ルrHJなので、信号Da ta−を高レベルrl(J
とし信号Da ta十を低レベルr L Jとすること
によって、NORゲートLC,の出力を高レベルrHJ
とし。
NORケ−)LC4,LC:+、LC4(f)出力ヲa
 1/ ヘルr L Jとする。これにより、試験制御
用トランジスタTI−がオン状態でトランジスタTg−
がオフ状態となり、また、試験制御用トランジスタTI
+がオフ状態でトランジスタTg+がオフ状態となり、
従って、ピント線Bit十が遮断され且つビット線Bi
t−がセンスアンプ8に接続されることになる。さらに
、ステップ15に進んで、全てのメモリセルがrJとし
て読み出せるかどうかが試験される。すなわち、全ての
メモリセルは疑似的にrLj (0データ)が書き込ま
れた状態となっているため、未書き込み状態のセルトラ
ンジスタCe1l−の読み出し試験が行われることにな
る。ここで、ステップ15において、全てのメモリセル
が「Llとして読み出せない場合には、ステップ21に
進んで、試験対象のEPI?QMはフェイルとされ、不
良品として廃棄される。そして、ステップ15において
、全てのメモリセルがrl、Jとして読み出せると、す
なわち、ステップ13および15を通過してメモリセル
を構成する全てのトランジスタが未書き込み状態での全
てのメモリセルに対するrHJおよびrL」の書込/読
出試験を通過すると、ステップ16に進んで全てのメモ
リセルに対する書き込み処理が行われる。
尚、ステップ16の全セルに対する書き込み処理以降、
信号ALL−は高レベルrH,となる。また、このステ
ップ】6の書き込み処理で、全てのセルトランジスタC
e1l−、Cell+は、フローティングゲートに電子
が注入された状態となり、選択されたセルトランジスタ
Cel 1− 、 Cell+も非導通状態となる。
そして、ステップ17に進んで、ビット線Bit−。
Bit十の接続が制御され、セルトランジスタCell
+に接続されているビット線Bit十が接地GNDに接
続され、セルトランジスタCe11−に接続されている
ビット線Bit−がセンスアンプ8に接続される。すな
わち、ステップ16より後の段階では、信号ALIJが
高レベルrHJ 、信号“^LL−が低レベルrL」で
あるため、信号Da ta−を高レベルr)(Jとし信
号Da ta+を低レベルrL」とすることによって、
NORゲートLCI、LC3,LC4の出力を低レベル
rLJとし、 NORゲートLC,の出力を高レベルr
Huとする。これにより、試験制御用トランジスタTI
+がオン状態でトランジスタTg+がオン状態となり、
また、試験制御用トランジスタTI−がオン状態でトラ
ンジスタTg−がオフ状態となり、従って、ビット線B
it十が接地GNDに接続され且つビット線Bit−が
センスアンプ8に接続されることになる。さらに、ステ
ップ18に進んで、全てのメモリセルがrHJとして読
み出せるかどうかが試験される。
すなわち、全てのメモリセルは疑似的にr HJ(1デ
ータ)が書き込まれた状態となっているため、書き込み
状態のセルトランジスタCe1l−の読み出し試験が行
われることになる。ここで、ステップ18において、全
てのメモリセルがrHJとして読み出せない場合には、
ステップ21に進んで、試験対象のEFROMはフェイ
ルとされ、不良品として廃棄される。
引き続き、ステップ19に進んで、ステップ17と逆の
ビット線接続、すなわち、セルトランジスタCe1l−
に接続されているビット線Bit−が接地GNDに接続
され、セルトランジスタCell+に接続されているビ
ット線Bit十がセンスアンプ8に接続される。具体的
に、信号ALL−が高レベルr)(J 、信号”ALL
−が低レベルrLjなので、信号Da ta−を低レベ
ルrl、Jとし信号Da ta+を高レベルr)(Jと
することによって、NORゲートLC+ 、 LCz、
 LCsの出力を低レベルrlJとし、 Not?ゲー
トLC4の出力を高レベルrl(Jとする。これにより
、試験制御用トランジスタTI+がオン状態でトランジ
スタTg+がオフ状態となり、また、試験制御用トラン
ジスタTI−がオン状態でトランジスタTg−がオン状
態となり、従って、ビット線Bit−が接地GNDに接
続され且つビット線Bit+がセンスアンプ8に接続さ
れることになる。さらに、ステップ20に進んで、全て
のメモリセルがrl、Jとして読み出せるかどうかが試
験される。すなわち、全てのメモリセルは疑似的にrL
」 (0データ)が書き込まれた状態なので、未書き込
み状態のセルトランジスタCell+の試験読み出し試
験が行われることになる。
ステップ20において、全てのメモリセルがrL」とし
て読み出せると、すなわち、全てのメモリセルに対する
r l、 Jの書込/読出試験を通過すると、ステップ
22に進んで、F、FROMのメモリセルに対する書込
/読出試験が通過したとして次のテストが行われる。尚
、ステップ20において、全てのメモリセルがrl、J
として読み出せない場合には、ステップ21に進んで、
試験対象のEFROMはフェイルとされ、不良品として
廃棄される。
第4図は本発明の書き換え可能な不揮発性半導体記憶装
置の他の実施例を示すブロック回路図である。
第4図に示すEFROMは第2図のEPl?OMと基本
的に同一の構成とされているが、本実施例では、メモリ
セルを構成する2つのトランジスタCe1l−+Cel
l+がビット線Bit−、Bit十を介して直接にセン
スアンプ8に接続されている。ここで、ビット線Bit
−には、電源Vccとのスイッチングを行う試験制御用
トランジスタTI’−および接地GNDとのスイッチン
グを行う試験制御用トランジスタTg’−が接続され、
また、ビット線Bit十には、電源Vccとのスイッチ
ングを行う試験制御用トランジスタTi”+および接地
GNDとのスイッチングを行う試験制御用トランジスタ
Tg’十が接続されている。そして、これらの試験制御
用トランジスタTI’−,Tg’−;Tl’+。
Tg”+は、論理回路(ANDゲートLCs、 LCa
、 LC?、 LCe)を介して書込信号ALLW、 
”ALLW(ALL讐の反転信号)およびデータDa 
ta+ 、 Da ta−により制御されるようになっ
ている。
本実施例のEFROMにおいては、全てのメモリセルが
消去された後、すなわち、全てのセルトランジスタCe
1l−、Cell+が未書き込み状態において、ビット
線Bit−、Bit十の片方に接続された試験制御用ト
ランジスタTI’−またはTI’十をスイッチオンとし
て電源Vccに接続し、疑似的にメモリセルをrHJ 
(1データ)またはrL」 (0データ)が書き込まれ
た状態として続出試験を行うようになっている。さらに
、全てのメモリセルを書き込んだ後、すなわち、全ての
セルトランジスタCe1L+Cell+が書き込み状態
において、ビット線Bit−。
Bit十の片方に接続された試験制御用トランジスタT
 gl−またはTg”十をスイッチオンとして接地GN
Dに接続し、疑偵的にメモリセルをrLJ  (Oデー
タ)またはrHJ  (lデータ)が書き込まれた状態
とじて続出試験を行うようになっている。
次に、第4図のEFROMにおける試験処理を説明する
。本実施例の試験処理は、第3図のフローチャートによ
って示すことができるが、第2図のEFROMとでは、
ステップ12.14.17.19におけるビット線の接
続処理が異なっている。
以下、第3図および第4図を参照して、第4図のEPR
OMの試験処理(主に、ステップ12.14.17.1
9の処理)を説明する。
第3図に示されるように、まず、ステップ10でEPI
?OMのメモリセルに対する書込/読出試験がエントリ
ーされると、まず、ステップ11において、例えば、紫
外線を照射して全てのメモリセルを消去する。次に、ス
テップ12でビット線Bit−,Bit+の接続が制御
され、セルトランジスタCe1l−に接続されているビ
ット線Bit−が電源Vccに接続される。すなわち、
ステップ16より前の段階では、信号ALL動く低レベ
ル「L」、信号”ALIJが高レベルrHJであるため
、信号Da ta−を高レベルrl(Jとし信号Da 
ta十を低レベルrLJとすることによって、ANDゲ
ートLCb、LCl、LCeの出力を低レベルrLJと
し、^NDゲートLC,の出力を高レベルrHJとする
。これにより、試験制御用トランジスタT!’+がオフ
状態でトランジスタTg”+がオフ状態となり、また、
試験制御用トランジスタTi°−がオン状態でトランジ
スタTg’−がオフ状態となり、従って、ビット線層t
−が電源Vccに接続されることになる。
さらに、ステップ13に進んで、全てのメモリセルがr
)(Jとして読み出せるかどうかが試験されるのは、第
2図のEFROMと同様であり、以下のステップ15,
16,18,20,21.22も第2図のEFROMと
同様である。
引き続き、ステップ14に進んで、ステップ12と逆の
ビット線接続、すなわち、セルトランジスタCe1l十
に接続されているビット線Bit十が電源Vccに接続
される。具体的に、信号ALL−が低レベルrlJなの
で、信号Da ta−を低レベルrl、Jとし信号Da
 ta+を高レベル「HJとすることによって、AND
ゲートLCs、LCa、LCsの出力を低レベル「LJ
とし、ANDゲートLC?の出力を高レベルrHJとす
る。これにより、試験制御用トランジスタTI’十がオ
ン状態でトランジスタTg°+がオフ状態となり、また
、試験制御用トランジスタTI’−がオフ状態でトラン
ジスタTg’−がオフ状態となり、従って、ビット線B
it+が電源Vcc、に接続されることになる。
さらに、ステップ15に進んで、全てのメモリセルがr
l、Jとして読み出せるかどうかが試験される。
そして、ステップ16に進んで全てのメモリセルに対す
る書き込み処理が行われる。尚、ステップ16の全セル
に対する書き込み処理以降、信号ALIJは高レベルr
HJとなる。
さらに、ステップ17に進んで、ビット線Bit−。
Bit十の接続が制御され、セルトランジスタCell
+に接続されているビット線Bit+が接地GNDに接
続される。すなわち、ステップ16より後の段階では、
信号ALL−が高レベルr)(J、信号”ALL−が低
レベル「L」であるため、信号Da ta−を低レベル
「L」とし信号Da ta+を高レベルrHJとするこ
とによって、ANDゲー) LCa、 LC7,I、C
8の出力を低レベルrL」とし、へNDゲー)LC6の
出力を高レベルr)(Jとする。これにより、試験制御
用トランジスタTI’+がオフ状態でトランジスタTg
’十がオン状態となり、また、試験制御用トランジスタ
TI’−がオフ状態でトランジスタTg’−がオフ状態
となり、従って、ビット線層t+が接地GNDに接続さ
れる。さらに、ステップ18に進んで、全てのメモリセ
ルが「H」として読み出せるかどうかが試験される。
引き続き、ステップ19に進んで、ステップ17と逆の
ビット線接続、すなわち、セルトランジスタCe1l−
に接続されているビット線Bit−が接地GNDに接続
される。すなわち、ステップ16より後の段階では、信
号ALL−が高レベルrHJ、信号”ALL−が低レベ
ルrLJなので、信号Da ta−を高レベルV HJ
とし信号Da ta+を低レベルr L Jとすること
によって、ANDゲートLCs、 LCa、LCtの出
力を低レベルrLJとし、 ANDゲートLC1lの出
力を高レベルr)(Jとする。これにより、試験制御用
トランジスタTI’十がオフ状態でトランジスタTg”
十がオフ状態となり、また、試験制御用トランジスタT
i゛−がオフ状態でトランジスタTg’−がオン状態と
なり、従って、ビット線Bit−が接地GNDに接続さ
れる。
さらに、ステップ20に進んで、全てのメモリセルがr
l、3として読み出せるかどうかが試験される。
さらに、ステップ20において、全てのメモリセルがr
LJとして読み出せると、すなわち、全てのメモリセル
に対するrI、Jの書込/読出試験を通過すると、ステ
ップ22に進んで、EPROyIのメモリセルに対する
書込/読出試験が通過したとして次のテストが行われる
以上、説明した本発明に係る書き換え可能な不揮発性半
導体記憶装置の実施例において、信号ALLW、”AL
LW、Data−、Data十等の信号レベルおよび各
試験制御用トランジスタを制御する論理ゲートは、上述
した以外にも様々な構成とすることができるのはもちろ
んである。
上述したように、本実施例の書き換え可能な不揮発性半
導体記憶装置によれば、メモリセルを構成する一対のF
AMIS トランジスタCell+、Ce1l−の双方
に書き込みがなされている場合、並びに、双方に書き込
みがなされていない場合にデータを読み出すことを可能
とすることにより、例えば、数分〜数十分の長時間を要
する紫外線消去の工程を一回少なくして、書き換え可能
な不揮発性半導体記憶装置におけるメモリセルの書込/
読出試験の実行時間を減少することができる。
以上において、FAMIS l−ランジスタは、ゲート
電極と基板との間の絶縁膜が酸化膜であるFAMO5を
含むと共に、例えば、該絶縁膜が窒化膜(SiN)等で
構成されたものを含むのはいうまでもない。
[発明の効果] 以上、詳述したように、本発明によれば、長時間を要す
る消去処理の回数を減少し、各メモリセルに実データを
書き込むことなく0データおよび1データを疑似的に読
み出すことによって、試験時間を短縮して安価な製品を
供給することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る書き換え可能な不揮発性半導体記
憶装置の原理を示すブロック図、第2図は本発明の書き
換え可能な不揮発性半導体記憶装置の一実施例を示すブ
ロック回路図、第3図は第2図の書き換え可能な不揮発
性半導体記憶装置の試験処理の一例を示すフローチャー
ト、 第4図は本発明の書き換え可能な不揮発性半導体記憶装
置の他の実施例を示すブロック回路図、第5図は従来の
書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置の一例を示すブ
ロック回路図、第6図は第5図の書き換え可能な不揮発
性半導体記憶装置の試験処理の一例を示すフローチャー
トである。 (符号の説明) 1・・・全セルトランジスタ消去手段、2・・・第1の
試験手段、 3・・・第2の試験手段、 4・・・全セルトランジスタ書込手段、5・・・第3の
試験手段、 6・・・第4の試験手段、 7・・・書込回路、 8・・・センスアンプ、 9・・・続出・書込制御回路。 本発明に係る書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置の
原理を示すブロック 第1図 従来の書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置の一例を
示すフロック回路図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の書き換え可能な不揮発性メモリセルを書き込
    み状態が反転された2つのセルトランジスタ(Cell
    −、Cell+)で構成し、該各メモリセルの書き込み
    状態を当該メモリセルを構成する2つのセルトランジス
    タのそれぞれに接続された第1および第2のビット線(
    Bit−、Bit+)を介して差動増幅型の検出回路(
    8)により検出し、当該メモリセルの内容を読み出すよ
    うにした書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置であっ
    て、 前記複数のメモリセルを構成する全てのセルトランジス
    タを消去する全セルトランジスタ消去手段(1)と、 前記メモリセルを構成する一方のセルトランジスタ(C
    ell−)に接続されている前記第1のビット線(Bi
    t−)を遮断すると共に、前記メモリセルを構成する他
    方のセルトランジスタ(Cell+)に接続されている
    前記第2のビット線(Bit+)を前記差動増幅型の検
    出回路に接続して第1の書き込みレベル(H)の試験を
    行う第1の試験手段(2)と、前記第2のビット線(B
    it+)を遮断すると共に、前記第1のビット線(Bi
    t−)を前記検出回路(8)に接続して第2の書き込み
    レベル(L)の試験を行う第2の試験手段(3)と、 前記複数のメモリセルを構成する全てのセルトランジス
    タを書き込み状態とする全セルトランジスタ書込手段(
    4)と、 前記第2のビット線(Bit+)を接地(GND)に接
    続すると共に、前記第1のビット線(Bit−)を前記
    検出回路(8)に接続して前記第1の書き込みレベル(
    H)の試験を行う第3の試験手段(5)と、前記第1の
    ビット線(Bit−)を接地(GND)に接続すると共
    に、前記第2のビット線(Bit+)を前記検出回路(
    8)に接続して前記第2の書き込みレベル(L)の試験
    を行う第4の試験手段(6)とを具備し、前記全てのメ
    モリセルの書込/読出試験を実行するようにしたことを
    特徴とする書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置。 2、前記セルトランジスタは、フローティング・ゲート
    ・アバランシェ・インジェクションMIS(FAMIS
    )トランジスタで構成されている請求項第1項に記載の
    書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置。 3、前記第1のビット線(Bit−)または第2のビッ
    ト線(Bit+)の一方の遮断処理は、前記各メモリセ
    ルの2つのトランジスタ(Cell−;Cell+)の
    それぞれと前記差動増幅型の検出回路(8)の間に設け
    られ、メモリセルの試験時に制御されるスイッチング素
    子(Ti−、Tg−;Ti+、Tg+)によって行われ
    る請求項第1項に記載の書き換え可能な不揮発性半導体
    記憶装置。 4、複数の書き換え可能な不揮発性メモリセルを書き込
    み状態が反転された2つのセルトランジスタ(Cell
    −、Cell+)で構成し、該各メモリセルの書き込み
    状態を当該メモリセルを構成する2つのセルトランジス
    タのそれぞれに接続された第1および第2のビット線(
    Bit−、Bit+)を介して差動増幅型の検出回路(
    8)により検出し、当該メモリセルの内容を読み出すよ
    うにした書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置であっ
    て、 前記複数のメモリセルを構成する全てのセルトランジス
    タを消去する全セルトランジスタ消去手段(1)と、 前記メモリセルを構成する一方のセルトランジスタ(C
    ell−)に接続されている前記第1のビット線(Bi
    t−)を電源(Vcc)に接続して第1の書き込みレベ
    ル(H)の試験を行う第1の試験手段(2)と、前記メ
    モリセルを構成する他方のセルトランジスタ(Cell
    +)に接続されている前記第2のビット線(Bit+)
    を前記電源(Vcc)に接続して第2の書き込みレベル
    (L)の試験を行う第2の試験手段(3)と、 前記複数のメモリセルを構成する全てのセルトランジス
    タを書き込み状態とする全セルトランジスタ書込手段(
    4)と、 前記第2のビット線(Bit+)を接地(GND)に接
    続して前記第1の書き込みレベル(H)の試験を行う第
    3の試験手段(5)と、 前記第1のビット線(Bit−)を前記接地(GND)
    に接続して前記第2の書き込みレベル(L)の試験を行
    う第4の試験手段(6)とを具備し、前記全てのメモリ
    セルの書込/読出試験を実行するようにしたことを特徴
    とする書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置。 5、前記セルトランジスタは、フローティング・ゲート
    ・アバランシェ・インジェクションMIS(FAMIS
    )トランジスタで構成されている請求項第4項に記載の
    書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置。 6、前記第1のビット線(Bit−)および第2のビッ
    ト線(Bit+)は、前記各メモリセルの2つのトラン
    ジスタ(Cell−;Cell+)のそれぞれと前記差
    動増幅型の検出回路(8)の間に設けられ、該第1およ
    び第2のビット線と前記電源(Vcc)および接地(G
    ND)との接続処理は、メモリセルの試験時に接続制御
    されるスイッチング素子(Tl−、Tg−;Tl+、T
    g+)によって行われる請求項第4項に記載の書き換え
    可能な不揮発性半導体記憶装置。
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