JPH07272493A - 半導体デバイスへのプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不揮発性のメモリセルを有する半導体デバイ
スに関し、短時間で半導体デバイスへの書き込みを行う
ことができるプログラム装置を提供することを目的とす
る。 【構成】 複数のメモリセルを有しループ回数が記憶さ
れている半導体デバイスにプログラムを行うプログラム
装置であって、半導体デバイスからループ回数の読み出
しを行うループ回数読み出し手段と、半導体デバイス内
の１つのメモリセルを指定するアドレス指定手段と、ル
ープ回数読み出し手段により読み出されるループ回数だ
け、アドレス指定手段が指定するメモリセルに連続して
同一のデータの書き込みを実行する連続データ書き込み
手段と、連続データ書き込み手段が連続してデータ書き
込みを実行した後にデータ書き込みを行ったメモリセル
からデータの読み出しを行うデータ読み出し手段と、連
続データ書き込み手段が書き込みを行ったデータとデー
タ読み出し手段により読み出されたデータが同一である
か否かを調べる照合手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体デバイスに関し、
特に不揮発性のメモリセルを有する半導体デバイスへの
プログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】不揮発性半導体メモリデバイスは、デー
タの書き込みまたは読み出しを行うことができる。プロ
グラム装置を用いることにより、不揮発性の半導体デバ
イスに書き込みを行うことができる。

【０００３】図２は、従来技術によるプログラム装置が
半導体デバイスに書き込みを行う処理を示すフローチャ
ートである。プログラム装置は、半導体デバイスに接続
された後ステップＰ１から処理を開始する。

【０００４】ステップＰ２では、書き込みアドレスを０
番地に指定し、書き込みを開始するアドレスを設定す
る。ステップＰ３では、カウンタレジスタＮ’に１をセ
ットする。カウンタＮ’は、アドレス指定されたメモリ
セルへの書き込みが失敗したときに、同一のメモリセル
に書き込みを繰り返し行った回数を示す。

【０００５】ステップＰ４では、プログラムコマンドを
半導体デバイスに送出する。プログラムコマンドが送出
されると、半導体デバイスに対してプログラム処理を行
う。プログラム装置は、書き込みアドレスと、１または
０の書き込みデータを期待値として半導体デバイスに送
出し、データの書き込みを指示する。

【０００６】ステップＰ５では、プログラム時間Ｔ１
［μｓ］だけ待機する。その間、半導体デバイスは、供
給されたアドレスのメモリセルにデータを書き込む。プ
ログラム時間Ｔ１は、半導体デバイスへの書き込み時間
よりも長く、１０［μｓ］程度である。Ｔ１［μｓ］経
過後には、半導体デバイスへの書き込みは終了してい
る。

【０００７】Ｔ１［μｓ］待機した後に、ステップＰ６
においてベリファイコマンドを半導体デバイスに送出す
る。ベリファイコマンドが送出されると、半導体デバイ
スに対してベリファイ処理を行う。プログラム装置は、
先程書き込みを行ったアドレスのメモリセルからの読み
出しを半導体デバイスに指示する。

【０００８】ステップＰ７では、ベリファイ時間Ｔ２
［μｓ］だけ待機する。その間、半導体デバイスは、指
定されたアドレスのメモリセルからデータをが読み出
し、プログラム装置に送出する。ベリファイ時間Ｔ２
は、半導体デバイスからの読み出し時間よりも長く、６
［μｓ］程度である。Ｔ２［μｓ］経過後には、半導体
デバイスからの読み出しは終了している。

【０００９】Ｔ２［μｓ］待機した後に、ステップＰ８
において、書き込みを指示した書き込みデータの期待値
と、書き込みを指示したアドレスと同一のアドレスから
読み出したデータが等しいか否かをチェックする。

【００１０】データが等しくなければ、指定されたメモ
リセルへの書き込みを失敗したことになるので、ステッ
プＰ１２へ進む。ステップＰ１２では、カウンタＮ’が
許容ループ回数ｎを越えているか否かをチェックする。
許容ループ回数ｎは、指定されたメモリセルへの書き込
みが失敗したときに、同一のメモリセルに書き込みを繰
り返す上限の回数である。上限の回数を設定しないと、
書き込みが正常に行われるまで永久に書き込みを繰り返
す場合もありえるので、上限を設定して所定回数書き込
みを繰り返しても書き込みが正常に行われないときに
は、処理を途中で打ち切る必要がある。許容ループ回数
ｎは、例えば２０位に設定される。

【００１１】カウンタＮ’は、ステップＰ３において１
にセットされているので、許容ループ回数ｎ（例えば２
０）よりも小さい。したがって、ステップＰ１３に進
み、カウンタＮ’をインクリメントして、ステップＰ４
へ進み、半導体デバイスに対してプログラムおよびベリ
ファイを再び実行する。

【００１２】指定されたメモリセルへの書き込みが失敗
したときには、カウンタＮ’が許容ループ回数ｎを越え
るまで、プログラムおよびベリファイを繰り返す。カウ
ンタＮ’が許容ループ回数ｎを越えたときには、指定さ
れたメモリセルに許容ループ回数ｎだけプログラムを繰
り返しても、正常な書き込みが行えなかったことを示す
ので、ステップＰ１４においてそのメモリセルは不良で
あると判断される。

【００１３】メモリセルにデータ“０”をプログラムす
るためには、メモリセルに所定電圧を所定時間（約プロ
グラム時間Ｔ１）だけ印加する。メモリセルにしきい値
以上の電荷が蓄積されれば、データ“０”が記憶され
る。しかし、しきい値まで電荷が蓄積されなければデー
タ“１”が記憶されてしまう。メモリセルが正常であれ
ば、再度プログラムを繰り返すことにより、しきい値ま
で電荷が蓄積されデータ“０”が正しく書き込まれる。
メモリセルに正しく書き込みが行われると、ステップＰ
９へ進む。

【００１４】ステップＰ９では、今書き込みを行ったメ
モリセルのアドレスが最終アドレスか否かを調べる。最
終アドレスでなければ、ステップＰ１０へ進みアドレス
をインクリメントしてステップＰ３へ進み、次のアドレ
スについてのデータ書き込みを同様に行う。

【００１５】アドレスを１つずつ進めて書き込みを繰り
返し、最終アドレスについてのデータ書き込みが成功す
ると、プログラム装置はステップＰ１１へ進み半導体デ
バイスの全てのアドレスへの書き込みを終了する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】プログラム装置は、半
導体デバイス内のメモリセルにプログラム処理とベリフ
ァイ処理を行い、正常に書き込みが行われたことが確か
められれば、そのメモリセルについての書き込みは終了
する。しかし、メモリセルへの書き込みが失敗したとき
には、プログラム処理とベリファイ処理を再び繰り返す
ために、半導体デバイスへの書き込み時間は長くなる。

【００１７】本発明の目的は、短時間で半導体デバイス
への書き込みを行うことができるプログラム装置を提供
することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明のプログラム装置
は、複数のメモリセルを有しループ回数が記憶されてい
る半導体デバイスにプログラムを行うプログラム装置で
あって、半導体デバイスからループ回数の読み出しを行
うループ回数読み出し手段と、半導体デバイス内の１つ
のメモリセルを指定するアドレス指定手段と、ループ回
数読み出し手段により読み出されるループ回数だけ、ア
ドレス指定手段が指定するメモリセルに連続して同一の
データの書き込みを実行する連続データ書き込み手段
と、連続データ書き込み手段が連続してデータ書き込み
を実行した後にデータ書き込みを行ったメモリセルから
データの読み出しを行うデータ読み出し手段と、連続デ
ータ書き込み手段が書き込みを行ったデータとデータ読
み出し手段により読み出されたデータが同一であるか否
かを調べる照合手段とを有する。

【００１９】

【作用】半導体デバイス内のメモリセルは、通常同一の
データを複数回繰り返して書き込みを行うことにより、
正常なデータが書き込まれる。ループ回数読み出し手段
は繰り返し書き込みを行うループ回数を半導体デバイス
から読み出し、連続データ書き込み手段は読み出された
ループ回数だけ連続して同一のデータを半導体デバイス
に書き込む。データの書き込みを連続して行うことによ
り、正しいデータを書き込むことができる。予めループ
回数が分かっているので、連続して書き込みを行ってい
る間に正常なデータが半導体デバイスに書き込まれたか
否かを調べずに、半導体デバイスに正しいプログラムを
行うことができる。これにより、プログラムのための処
理時間を短くすることができる。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の実施例によるプログラム装
置が半導体デバイスに書き込みを行うシステム構成を示
す。

【００２１】半導体デバイス２は、例えば紫外線照射に
よりデータ消去可能なＥＰＲＯＭや電気的にデータ消去
可能なＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性で書き換え可能な半導
体メモリである。半導体デバイス２は、ユーザメモリ領
域３とループ回数メモリ領域４を有する。半導体デバイ
スメーカは、半導体デバイス２を製造する際に、半導体
デバイス２内のメモリセルに同一データを繰り返しプロ
グラムすべきループ回数Ｎを測定して、ループ回数メモ
リ領域４に格納する。

【００２２】半導体デバイス２が製造されると、半導体
デバイス２はユーザに提供される。ユーザは、プログラ
ム装置１を半導体デバイス２に接続することにより、半
導体デバイス２内のユーザメモリ領域３に書き込みを行
うことが可能になる。

【００２３】ユーザメモリ領域３は、データの書き込み
や読み出しを行うことができる領域であり、ループ回数
メモリ領域４は、データの読み書きには使用することが
できず、ループ回数Ｎの書き込みや読み出しが行われる
領域である。

【００２４】例えば、ユーザメモリ領域３は、半導体デ
バイス２の全メモリ領域の内の（先頭アドレス）番地か
ら（最終アドレス−１）番地までに設定され、ループ回
数メモリ領域４は、半導体デバイス２内の（最終アドレ
ス）番地に設定される。プログラム装置１が、半導体デ
バイス２に書き込みを行う場合には、ユーザメモリ領域
３内のアドレスを指定することになる。

【００２５】半導体デバイス２は、ユーザメモリ領域３
に加えてループ回数メモリ領域４を有するので、ユーザ
が使用可能なアドレス領域とは別にループ回数メモリ領
域４を指定することができるローデコーダを用意する必
要がある。さらに外部からアドレス信号を入力するため
の入力回路を１つ余分に設定し、ループ回数メモリ領域
へのアクセスを可能にする必要がある。ループ回数メモ
リ領域４が半導体デバイス２の（最終アドレス）番地に
設けられている場合では、ループ回数メモリ領域４が外
部から指定されたとき、指定された信号を全てハイレベ
ルのアドレス信号に変換することによりループ回数メモ
リ領域４へのアクセスが可能になる。

【００２６】ユーザメモリ領域３には、複数のメモリセ
ルが配置されている。各メモリセルの特性にはばらつき
があり、１回のプログラム処理で書き込みが成功するも
のと数回のプログラム処理でやっと書き込みが成功する
ものがある。

【００２７】メモリセルの特性は、ランダムに決まるも
のではなく、製造時の環境に依存する。同一の製造ライ
ンで製造された半導体デバイスに含まれているメモリセ
ルは、あるばらつきの範囲内に収まる。さらに、同一の
半導体デバイス内のメモリセルは、より狭いばらつきの
範囲内に収まる。

【００２８】したがって、半導体デバイス内のメモリセ
ルはほぼ同じ特性を有し、同じ回数だけプログラム処理
を繰り返すことにより書き込みが成功する。半導体デバ
イス毎にプログラム処理を繰り返し行えばよい回数が決
まるので、そのループ回数Ｎの測定を行う。

【００２９】半導体デバイスメーカは、半導体デバイス
を製造する際のプロービング等の検査段階でループ回数
Ｎを測定し、半導体デバイス２内のループ回数メモリ領
域４に格納する。

【００３０】図３は、半導体デバイス固有のループ回数
Ｎを測定する手順を示すフローチャートである。ループ
回数Ｎの測定装置は、以下の処理を行うことにより半導
体デバイスのループ回数Ｎを測定することができる。

【００３１】処理はステップＱ１から開始し、ステップ
Ｑ２においてループ回数Ｎの測定を開始するアドレスを
０番地に設定し、ループ回数Ｎを０に初期設定する。ス
テップＱ３では、カウンタＮ’に１をセットする。カウ
ンタＮ’は、アドレス指定されたメモリセルへの書き込
みが何回のプログラム処理で成功するのかをカウントす
るレジスタである。

【００３２】ステップＱ４では、プログラムコマンドを
半導体デバイスに送出し、半導体デバイスに対してプロ
グラム処理を行う。測定装置は、指定されたアドレス
と、所定の書き込みデータを期待値として半導体デバイ
スに送出し、データの書き込みを行う。書き込みデータ
は、メモリセルの動作確認を行うために様々なテストパ
ターンによるデータを用いることができる。

【００３３】ステップＱ５では、ベリファイコマンドを
半導体デバイスに送出し、半導体デバイスに対してベリ
ファイ処理を行う。測定装置は、先程書き込みを行った
アドレスと同一のアドレスのメモリセルからの読み出し
を行う。

【００３４】ステップＱ６では、書き込みを行った書き
込みデータの期待値と、書き込みを行ったアドレスから
読み出されたデータが等しいか否かをチェックする。デ
ータが等しくなければ、指定されたメモリセルへの書き
込みを失敗したことを示すので、ステップＱ１３におい
てカウンタＮ’が許容ループ回数ｎを越えているか否か
をチェックする。カウンタＮ’は初期時に１であり、許
容ループ回数ｎ（例えば２０）を越えていないので、ス
テップＱ１４へ進みカウンタＮ’の値をインクリメント
して、ステップＱ４へ戻りプログラム処理を繰り返す。

【００３５】プログラム処理を繰り返し、カウンタＮ’
が許容ループ回数ｎを越えてしまったときには、ステッ
プＱ１５へ進みプログラム処理を繰り返したメモリセル
は不良品であると判断する。

【００３６】メモリセルに正しく書き込みが行われる
と、ステップＱ７へ進む。ステップＱ７では、カウンタ
Ｎ’がループ回数Ｎよりも大きいか否かを調べる。カウ
ンタＮ’の方が大きければ、ステップＱ８へ進みループ
回数ＮをカウンタＮ’の値に更新し、ステップＱ９へ進
む。カウンタＮ’が大きくなければ、ループ回数Ｎを更
新せずにステップＱ９へ進む。アドレスが０番地のメモ
リセルについてのループ回数はＮにセットされたことに
なる。

【００３７】ステップＱ９では、ループ回数の測定を指
定したアドレスが最終アドレスか否かを調べる。最終ア
ドレスでなければ、ステップＱ１０へ進みアドレスをイ
ンクリメントしてステップＱ３へ進み、次のアドレスに
ついてループ回数の測定を繰り返す。

【００３８】アドレスを進めてそれぞれのメモリセルに
ついてのループ回数を測定し、測定されたループ回数の
中で最大値がループ回数Ｎに更新設定されていく。最終
アドレスのループ回数を測定し終わると、ステップＱ１
１へ進む。

【００３９】ステップＱ１１では、ループ回数Ｎを半導
体デバイスに登録する。ループ回数Ｎは、半導体デバイ
ス内のループ回数メモリ領域に格納される。処理は、ス
テップＱ１２にて終了する。

【００４０】半導体デバイスメーカがループ回数Ｎを半
導体デバイスに格納した後に、半導体デバイスはユーザ
に提供される。ユーザは、プログラム装置を用いて半導
体デバイスにデータの書き込みを行う。

【００４１】なお、紫外線照射によりデータを消去する
ことができるＥＰＲＯＭを半導体デバイスとして用いる
場合には、ループ回数を登録した後に半導体デバイス内
のループ回数メモリ領域をアルミ等の遮光材で覆う等し
て遮光し、登録したループ回数Ｎが消去されないように
する必要がある。

【００４２】図４は、プログラム装置が半導体デバイス
に書き込みを行う処理を示すフローチャートである。プ
ログラム装置は、半導体デバイスに接続された後ステッ
プＲ１から処理を開始する。

【００４３】ステップＲ２では、書き込みを開始するア
ドレスを０番地に設定する。ステップＲ３では、Ｎリー
ドコマンドを半導体デバイスに送出する。Ｎリードコマ
ンドが送出されると、プログラム装置は半導体デバイス
内のループ回数メモリ領域からループ回数Ｎの読み出し
を行う。

【００４４】ステップＲ４では、カウンタＮ’に１をセ
ットする。カウンタＮ’は、アドレス指定されたメモリ
セルへの書き込みが失敗したときに、同一のメモリセル
に書き込みを繰り返し行った回数を示す。

【００４５】ステップＲ５では、プログラムコマンドを
半導体デバイスに送出し、半導体デバイスに対してプロ
グラム処理を行う。プログラム装置は、書き込みアドレ
スと、１または０の書き込みデータを期待値として半導
体デバイスに送出し、データの書き込みを行う。

【００４６】ステップＲ６では、プログラム時間Ｔ１
［μｓ］だけ待機する。その間、半導体デバイスは、供
給されたアドレスのメモリセルにデータの書き込みを行
う。プログラム時間Ｔ１は、半導体デバイスへの書き込
み時間よりも長く、１０［μｓ］程度である。Ｔ１［μ
ｓ］経過後には、半導体デバイスへの書き込みは終了し
ている。Ｔ１［μｓ］待機した後に、ステップＲ８へ進
む。

【００４７】ステップＲ８では、カウンタＮ’がループ
回数Ｎと同じ値か否かを調べる。同じでなければ、ステ
ップＲ９は進みカウンタＮ’をインクリメントして、ス
テップＲ５へ戻りプログラム処理を繰り返す。プログラ
ム処理は、ループ回数Ｎだけ連続して繰り返される。そ
の間、ベリファイ処理は行われないので、メモリセルに
データが正しくプログラムされたか否かに拘らず、プロ
グラム処理をループ回数Ｎだけ繰り返す。ベリファイ処
理を行わないので、ベリファイ時間Ｔ２［μｓ］を費や
さずに、おおよそ（プログラム時間Ｔ１×ループ回数
Ｎ）の時間でプログラム処理が行われる。ループ回数Ｎ
だけプログラム処理を繰り返すと、カウンタＮ’はルー
プ回数Ｎと同じ値になり処理端子Ａへ進む。

【００４８】図５は、処理端子Ａから開始するプログラ
ム装置の処理手順を示すフローチャートである。処理
は、処理端子ＡからステップＲ１０へ続く。ステップＲ
１０では、ベリファイコマンドを半導体デバイスに送出
し、半導体デバイスに対してベリファイ処理を行う。プ
ログラム装置は、先程ループ回数Ｎだけプログラム処理
を行ったメモリセルからの読み出しを半導体デバイスに
指示する。

【００４９】ステップＲ１１では、ベリファイ時間Ｔ２
［μｓ］だけ待機する。その間、半導体デバイスは、指
定されたアドレスのメモリセルからデータを読み出し、
プログラム装置に送出する。ベリファイ時間Ｔ２は、半
導体デバイスからの読み出し時間よりも長く、６［μ
ｓ］程度である。Ｔ２［μｓ］経過後には、半導体デバ
イスからの読み出しは終了している。

【００５０】Ｔ２［μｓ］待機した後に、ステップＲ１
２において、書き込みを指示した書き込みデータの期待
値と、書き込みを指示したアドレスと同一のアドレスか
ら読み出されたデータが等しいか否かをチェックする。
既にループ回数Ｎだけプログラム処理を行っているの
で、ほとんどのメモリセルには正しいデータがプログラ
ムされている。

【００５１】もし、正しいデータがプログラムされてい
ない場合にはステップＲ１６へ進む。ステップＲ１６で
は、カウンタＮ’が許容ループ回数ｎを越えているか否
かをチェックする。許容ループ回数ｎ（例えば２０）を
越えていなければ、ステップＲ１７へ進みカウンタＮ’
の値をインクリメントする。ステップＲ１８では再びプ
ログラムコマンドを半導体デバイスに送出し、ステップ
Ｒ１９においてプログラム時間Ｔ１だけ待機して、プロ
グラム処理の終了を待つ。

【００５２】Ｔ１だけ待機した後にステップＲ１０へ戻
りベリファイ処理を繰り返す。ベリファイが成功しなけ
れば、カウンタＮ’が許容ループ回数ｎを越えるまでプ
ログラム処理を繰り返す。カウンタＮ’が許容ループ回
数ｎを越えてしまったときには、ステップＲ２０へ進み
プログラム処理を繰り返したメモリセルは不良品である
と判断する。

【００５３】ステップＲ１２において、プログラム処理
をループ回数Ｎだけ繰り返した結果正しいデータがプロ
グラムされた場合、またはループ回数Ｎだけでは足りず
カウンタＮ’の回数だけプログラム処理を繰り返した結
果正しいデータがプログラムされた場合には、ステップ
Ｒ１３へ進む。

【００５４】ステップＲ１３では、今書き込みを行った
メモリセルのアドレスが最終アドレスか否かを調べる。
最終アドレスでなければ、ステップＲ１４へ進みアドレ
スをインクリメントして処理端子Ｂへ進む。その後図４
のステップＲ４へ戻り、カウンタＮ’を１にセットし直
して、次のアドレスについてプログラム処理をループ回
数Ｎだけ繰り返す。

【００５５】アドレスをインクリメントして最終アドレ
スにまで達し、最終アドレスについてのデータ書き込み
が成功すると、ステップＲ１５へ進み、プログラム装置
は半導体デバイスの全てのアドレスへの書き込みを終了
する。

【００５６】以上のように、ループ回数Ｎは半導体デバ
イス内で最もプログラム能力の低い繰り返し回数を示す
ので、全てのメモリセルはループ回数Ｎだけプログラム
処理を繰り返せば、正しいデータがプログラムされるは
ずである。半導体デバイス内のメモリセルは全てほぼ同
じ特性を有するので、１つのメモリセルだけ極端に多く
のループ回数が必要である場合はほとんど生じない。そ
のようなメモリセルがあったとしても、通常は不良のメ
モリセルとして処理される。

【００５７】従来であれば、１回プログラム処理を行う
毎にその後必ずベリファイ処理を行っていた。しかし、
同じ半導体デバイスでの書き込み処理である場合には、
ベリファイ処理を行わなくてもプログラム処理をループ
回数Ｎ付近まで繰り返さなければならないことを予測す
ることができるので、本実施例ではその間ベリファイを
行わないようにした。

【００５８】本実施例のプログラム装置と従来のプログ
ラム装置の処理時間を比較してみる。図３の処理手順に
よりループ回数Ｎを予め測定した結果、例えばその半導
体デバイスのループ回数Ｎは４回であると測定され、半
導体デバイスにループ回数Ｎ＝４が登録されたとする。
しかし、あるアドレスのメモリセルは、何等かの理由で
メモリセルの特性が悪化し、５回プログラム処理を繰り
返したときに正しいデータがプログラムされる特性にな
ってしまったとする。

【００５９】本実施例により、このメモリセルにデータ
書き込みを行う処理時間を計算する。まず、メモリセル
に対してプログラム処理をループ回数Ｎ＝４回繰り返
す。各プログラム処理は、プログラムコマンドを送出
し、プログラム時間Ｔ１［μｓ］だけ待機する時間を要
する。プログラム時間Ｔ１を１０［μｓ］とすると、プ
ログラム処理の繰り返し時間Ｔ１１は以下のようにな
る。

【００６０】

【数１】 Ｔ１１＝プログラム時間（Ｔ１）×ループ回数（Ｎ） ＝１０［μｓ］×４ ＝４０［μｓ］ その後、ベリファイ処理が一回行われる。ベリファイ処
理は、ベリファイコマンドを送出し、ベリファイ時間Ｔ
２［μｓ］だけ待機する時間を要する。ベリファイ時間
Ｔ２を６［μｓ］とすると、ベリファイ処理時間Ｔ１２
は以下のようになる。

【００６１】

【数２】Ｔ１２＝ベリファイ時間（Ｔ２）×処理回数 ＝６［μｓ］×１ ＝６［μｓ］ ベリファイ処理の結果、正しいデータがプログラムされ
ていないと判断されるので、もう一度プログラム処理を
行い、その後引き続きベリファイ処理を行う。この時、
カウンタＮ’は５であり、プログラム処理を合計５回行
ったことを示す。ベリファイ処理の結果、正しいデータ
がプログラムされたと判断され、プログラム装置の処理
は終了する。プログラム処理とベリファイ処理を１回ず
つ行った処理時間Ｔ１３は以下のようになる。

【００６２】

【数３】Ｔ１３＝（プログラム時間（Ｔ１）＋ベリファ
イ時間（Ｔ２））×処理回数 ＝（１０［μｓ］＋６［μｓ］）×１ ＝１６［μｓ］ もし、５回目のプログラム処理を行っても、正しいデー
タがプログラムされないときには、プログラム処理とベ
リファイ処理の２つの処理を組みにして繰り返す必要が
ある。

【００６３】以上の各処理時間を加算することにより、
プログラム装置が行った全体の処理時間Ｔ１０を求める
ことができる。

【００６４】

【数４】Ｔ１０＝Ｔ１１＋Ｔ１２＋Ｔ１３ ＝４０［μｓ］＋６［μｓ］＋１６［μｓ］ ＝６２［μｓ］ 次に、従来のプログラム装置による処理時間を求める。
従来のものは、プログラム処理とベリファイ処理の２つ
の処理を書き込みが成功するまで繰り返して行う。本実
施例の場合と同様に５回プログラム処理を繰り返すこと
により書き込みが成功するメモリセルに対して行う書き
込み処理の処理時間Ｔ２０は以下のようになる。

【００６５】

【数５】Ｔ２０＝（プログラム時間（Ｔ１）＋ベリファ
イ時間（Ｔ２））×処理回数 ＝（１０［μｓ］＋６［μｓ］）×５ ＝８０［μｓ］ 本実施例による処理時間Ｔ１０は、１つのメモリセルに
対して従来の処理時間Ｔ２０よりも１８［μｓ］（８０
［μｓ］−６２［μｓ］）短くなることがわかる。書き
込みを行うメモリセルの数が多くなればなるほど、処理
時間の差が大きくなり本実施例は有効となる。

【００６６】半導体デバイス内のメモリセルは、一般的
に使用を重ねると徐々に能力が低下して行く。つまり、
半導体製造時には、ループ回数Ｎが例えば４回であると
測定されても、半導体デバイスへの書き込みを繰り返す
内に４回では済まなくなり、５回以上プログラム処理を
繰り返さなければ正しいデータがプログラムされなくな
ってしまうことがある。

【００６７】そのような能力低下を考慮して、能力が低
下した場合には半導体デバイスに登録されているループ
回数Ｎを更新することができるプログラム装置の実施例
を次に説明する。

【００６８】図６は、ループ回数Ｎの更新を行うことが
できるプログラム装置が行う処理の例を示す。半導体デ
バイスには、図３に示す手順によりループ回数Ｎが登録
されている。プログラム装置はステップＳ１から処理を
開始する。

【００６９】ステップＳ２では、書き込みアドレスを０
番地に指定し、新ループ回数Ｎ”を０に設定する。新ル
ープ回数を示すレジスタＮ”には、半導体デバイスへの
書き込みと同時に測定される新たなループ回数が格納さ
れる。

【００７０】ステップＳ３では、Ｎリードコマンドを送
出し、半導体デバイス内のループ回数メモリ領域からル
ープ回数Ｎの読み出しを行う。ステップＳ４ではカウン
タＮ’に１をセットする。

【００７１】ステップＳ５では、プログラムコマンドを
半導体デバイスに送出する。ステップＳ６では、プログ
ラム時間Ｔ１［μｓ］だけ待機する。その間に半導体デ
バイスにプログラム処理が行われる。

【００７２】ステップＳ８では、カウンタＮ’が半導体
デバイスから読み出したループ回数Ｎと同じか否かを調
べる。同じでなければ、ステップＳ９は進みカウンタ
Ｎ’をインクリメントして、ステップＳ５へ戻りプログ
ラム処理を繰り返す。ループ回数Ｎだけプログラム処理
を繰り返すと、カウンタＮ’はループ回数Ｎと同じ値と
なり処理端子Ｃへ進む。

【００７３】図７は、処理端子Ｃから開始するプログラ
ム装置の処理手順を示すフローチャートである。処理
は、処理端子ＣからステップＳ１０へ続く。ステップＳ
１０では、ベリファイコマンドを半導体デバイスに送出
する。ステップＳ１１では、ベリファイ時間Ｔ２［μ
ｓ］だけ待機する。その間に半導体デバイスにベリファ
イ処理が行われる。

【００７４】ステップＳ１２では、正しいデータがプロ
グラムされたか否かを調べる。既にループ回数Ｎだけプ
ログラム処理を行っているので、ほとんどのメモリセル
には正しいデータがプログラムされている。

【００７５】もし、正しいデータがプログラムされてい
ない場合にはステップＳ２０へ進み、カウンタＮ’が許
容ループ回数ｎを越えているか否かをチェックする。許
容ループ回数ｎ（例えば２０）を越えていなければ、ス
テップＳ２０へ進みカウンタＮ’の値をインクリメント
する。ステップＳ２１では再びプログラムコマンドを半
導体デバイスに送出し、ステップＳ２２にてプログラム
時間Ｔ１待機して、プログラム処理の終了を待つ。

【００７６】Ｔ１だけ待機した後にステップＳ１０へ戻
りベリファイ処理を繰り返す。ベリファイが成功しなけ
れば、カウンタＮ’が許容ループ回数ｎを越えるまで同
様の処理を繰り返す。カウンタＮ’が許容ループ回数ｎ
を越えてしまったときには、ステップＳ２３へ進みプロ
グラム処理を繰り返したメモリセルは不良品であると判
断する。

【００７７】ステップＳ１２において、カウンタＮ’の
回数だけプログラム処理を繰り返した結果正しいデータ
がプログラムされた場合には、ステップＳ１３へ進む。
ステップＳ１３では、カウンタＮ’が新ループ回数Ｎ”
より大きいか否かを調べる。新ループ回数Ｎ”には、初
期設定された０の値がセットされているので、最初は必
ずカウンタＮ’の方が大きいと判断される。カウンタ
Ｎ’の方が大きければ、ステップＳ１４へ進み新ループ
回数Ｎ”にカウンタＮ’の値をセットする。

【００７８】ステップＳ１５では、今書き込みを終了し
たメモリセルのアドレスが最終アドレスか否かを調べ
る。最終アドレスでなければ、ステップＳ１６へ進みア
ドレスをインクリメントして処理端子Ｄへ進む。その後
図４のステップＳ４へ戻り、カウンタＮ’を１にセット
し直して、次のアドレスについてプログラム処理をルー
プ回数Ｎだけ繰り返す。

【００７９】新たなアドレスについてカウンタＮ’の回
数だけプログラム処理を繰り返した後、ステップＳ１２
においてベリファイに成功したと判断されると、再びス
テップＳ１３へ進む。新ループ回数Ｎ”には０番地のメ
モリセルのループ回数がセットされており、カウンタ
Ｎ’には今回処理を行った１番地のメモリセルのループ
回数がセットされている。カウンタＮ’が新ループ回数
Ｎ”よりも大きいか否かを調べ、カウンタＮ’の方が大
きければ新ループ回数Ｎ”をカウンタＮ’の値に更新
し、カウンタＮ’が大きくなければ更新を行わずにステ
ップＳ１５へ進む。アドレスをインクリメントして同様
な処理を繰り返せば、新ループ回数Ｎ”には、半導体デ
バイス内のメモリセルの中で１番大きなループ回数がセ
ットされる。

【００８０】ステップＳ１５において、アドレスが最終
アドレスにまで達したと判断されると、ステップＳ１７
へ進み、新ループ回数Ｎ”を新たなループ回数として半
導体デバイスのループ回数メモリ領域に更新登録する。
なお、この際新ループ回数Ｎ”と更新前のループ回数Ｎ
との比較を行い、新ループ回数Ｎ”がループ回数Ｎより
も大きくなってしまってしまっているときのみ更新登録
を行うようにしてもよい。

【００８１】その後、ステップＳ１８において、プログ
ラム装置は半導体デバイスの全てのアドレスへの書き込
みを終了する。以上のように、プログラム装置による半
導体デバイスへの書き込みを繰り返し、半導体デバイス
内のメモリセルの能力が低下しても、半導体デバイスに
登録されているループ回数を更新して行くことにより、
メモリセル能力に適した処理を行うことができる。これ
により、メモリセルの能力低下を考慮した書き込み時間
の短縮化を実現することができる。

【００８２】なお、ループ回数を更新登録するときに
は、１度半導体デバイスに格納されているループ回数の
データを消去してから、改めてループ回数の書き込みを
行うために、半導体デバイスは紫外線照射によりデータ
を消去するタイプよりも、電気的にデータ消去を行うこ
とができるＥＥＰＲＯＭの方が望ましい。

【００８３】また、本実施例では、半導体デバイス内の
メモリセルのループ回数の内で最大値をループ回数Ｎと
して、メーカが半導体デバイスに登録したり、プログラ
ム装置により更新登録したりする場合ついて述べたが、
ループ回数Ｎが最大値である必要はなく、例えば最大値
よりも幾分小さい値をループ回数Ｎとして登録してもよ
い。

【００８４】ループ回数Ｎの更新を行うプログラム装置
は、半導体デバイス内の複数のメモリセルの内どれか１
つでもループ回数Ｎを越えてしまったら、必ず半導体デ
バイスのループ回数Ｎを更新しなければならないもので
はない。例えば、２つ以上のメモリセルがループ回数Ｎ
を越えたときのみ更新を行うようにしてもよい。

【００８５】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組合わせ等が可能なことは当業者に自
明であろう。

【００８６】

【発明の効果】ループ回数を半導体デバイスから読み出
し、同一のデータをループ回数だけ繰り返し半導体デバ
イスに書き込みを指示することにより、正しいデータが
書き込まれる。その間に正常なデータが半導体デバイス
に書き込まれたか否かをチェックする必要がないので、
プログラムのための処理時間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるプログラム装置が半導体
デバイスに書き込みを行うシステム構成を示す概略図で
ある。

【図２】従来技術によるプログラム装置が半導体デバイ
スに書き込みを行う処理を示すフローチャートである。

【図３】半導体デバイスのループ回数Ｎを測定する手順
を示すフローチャートである。

【図４】本実施例によるプログラム装置が半導体デバイ
スに書き込みを行う処理を示すフローチャートである。

【図５】図４に示すプログラム装置の処理に続く処理手
順を示すフローチャートである。

【図６】ループ回数Ｎの更新を行うことができるプログ
ラム装置が行う処理を示すフローチャートである。

【図７】図６に示すプログラム装置の処理に続く処理手
順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ プログラム装置 ２ 半導体デバイス ３ ユーザメモリ領域 ４ ループ回数メモリ領域 Ｎ ループ回数 ｎ 許容ループ回数 Ｎ’カウンタ Ｔ１ プログラム時間 Ｔ２ ベリファイ時間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のメモリセルを有しループ回数が記
   憶されている半導体デバイスにプログラムを行うプログ
   ラム装置であって、 半導体デバイスからループ回数の読み出しを行うループ
   回数読み出し手段と、 半導体デバイス内の１つのメモリセルを指定するアドレ
   ス指定手段と、 前記ループ回数読み出し手段により読み出されるループ
   回数だけ、前記アドレス指定手段が指定するメモリセル
   に連続して同一のデータの書き込みを実行する連続デー
   タ書き込み手段と、 前記連続データ書き込み手段が連続してデータ書き込み
   を実行した後にデータ書き込みを行ったメモリセルから
   データの読み出しを行うデータ読み出し手段と、 前記連続データ書き込み手段が書き込みを行ったデータ
   と前記データ読み出し手段により読み出されたデータが
   同一であるか否かを調べる照合手段とを有する半導体デ
   バイスのプログラム装置。
2. 【請求項２】 複数のメモリセルを有しループ回数が記
   憶されている半導体デバイスにプログラムを行うプログ
   ラム方法であって、 半導体デバイスからループ回数を読み出す工程と、 前記ループ回数だけ半導体デバイス内の所定のメモリセ
   ルに連続して同一のデータ書き込みを実行する工程と、 連続して同一のデータ書き込みを実行したメモリセルか
   らデータを読み出す工程と、 連続して書き込みを行ったデータと読み出したデータが
   同じであるか否かを調べる工程とを含む半導体デバイス
   へのプログラム方法。
3. 【請求項３】 さらに、連続して書き込みを行ったデー
   タと読み出したデータが同じでないとき、同じになるま
   で同一のデータの書き込みを行う工程を含む請求項２記
   載の半導体デバイスへのプログラム方法。
4. 【請求項４】 さらに、読み出したデータが同じになる
   まで何回データの書き込みを行ったかをカウントする工
   程と、半導体デバイスに記憶されているループ回数を前
   記データ書き込みを行った回数に更新する工程を含む請
   求項３記載の半導体デバイスへのプログラム方法。
5. 【請求項５】 データ記憶領域と書き込み繰り返しのル
   ープ回数を記憶する領域とを有する書き換え可能不揮発
   性半導体記憶装置。