JPH08138390A - Semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device

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JPH08138390A
JPH08138390A JP27332694A JP27332694A JPH08138390A JP H08138390 A JPH08138390 A JP H08138390A JP 27332694 A JP27332694 A JP 27332694A JP 27332694 A JP27332694 A JP 27332694A JP H08138390 A JPH08138390 A JP H08138390A
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JP
Japan
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voltage
memory cell
memory cells
memory
applying
Prior art date
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Application number
JP27332694A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Kawahara
尊之 河原
Naoki Miyamoto
直樹 宮本
Shunichi Saeki
俊一 佐伯
Yusuke Kino
雄介 城野
Katsutaka Kimura
勝高 木村
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Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Japan Display Inc
Original Assignee
Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08138390A publication Critical patent/JPH08138390A/en
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Abstract

PURPOSE: To shorten the stress test time for a tunnel insulation film in a flash memory by selecting all memory cells on a chip and externally applying a voltage for charging or discharging the floating gate of a memory cell. CONSTITUTION: Each memory cell in a memory cell array forming a flash memory has a floating gate and the memory state is differentiated by charging or discharging the floating gate. All memory cells in the memory cell array are selected simultaneously by an external signal fed from a dedicated bonding pad ASP through control circuits X, Y. When a voltage according to the writing conditions and a voltage according to the erasing conditions are applied alternately under that state through test pads V1-V4, the floating gate can be charged or discharged simultaneously for all memory cells and the stress test time for the tunnel insulation film of flash memory can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置の試験時
間の短縮に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to reducing the test time of a semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例を述べる。なお、以下の説明にお
いて、端子名を表す記号は同時に配線名,信号名も兼ね
電源の場合はその電圧値も兼ねるものとする。
2. Description of the Related Art A conventional example will be described. In the following description, a symbol representing a terminal name also serves as a wiring name and a signal name, and also serves as a voltage value in the case of a power supply.

【0003】フラッシュメモリでは、書き込みと消去に
トンネル電流を用いる方法が行われている。図9に、1
994 シンポジウム オン ブイエルエスアイ サー
キッツ第61頁〜第62頁(1994 SYMPOSIUM ON VLSI C
IRCUITS,pp.61−62)に記載されている上記方式でのメモ
リセル関連回路を示す。
In a flash memory, a method of using a tunnel current for writing and erasing is performed. In FIG. 9, 1
994 Symposium on B.S.I.S. Circuits, pages 61 to 62 (1994 SYMPOSIUM ON VLSI C
A memory cell-related circuit according to the above method described in IRCUITS, pp. 61-62) is shown.

【0004】このようなメモリでは、トンネル絶縁膜の
初期不良を調べるためにフラッシュ特有の書き込み時と
消去時の電圧を印加してトンネル絶縁膜にストレスを加
えることが行われている。このために、通常の書き込み
動作と同様に、センスラッチ回路SL1〜SL4に、例
えば、3Vを保持し、ワード線W00を例えば−9Vと
し、ST1を高レベルとしてこれに接続するスイッチ用
MOSをオンさせ、STS1を低レベルとしてこれに接
続するスイッチ用MOSをオフし、スイッチS01〜S
04をオンする。これによって、メモリセルのコントロ
ールゲートに−9Vが印加され、ドレインに3Vが印加
され、ソースはフローティング状態となる。この時、基
板は0Vとなっている。この状態を、例えば、1ミリ秒
保持し、トンネル絶縁膜にストレスを与える。
In such a memory, in order to investigate the initial failure of the tunnel insulating film, stress is applied to the tunnel insulating film by applying a flash-specific write and erase voltage. Therefore, like the normal write operation, for example, the sense latch circuits SL1 to SL4 hold 3V, the word line W00 is set to -9V, and ST1 is set to a high level to turn on the switch MOS connected thereto. Then, STS1 is set to a low level to turn off the switch MOS connected thereto, and the switches S01 to S01
Turn on 04. As a result, −9V is applied to the control gate of the memory cell, 3V is applied to the drain, and the source is in a floating state. At this time, the substrate is at 0V. This state is maintained for 1 millisecond, for example, to apply stress to the tunnel insulating film.

【0005】ついで、以上の電圧を印加するメモリセル
を変えながら全メモリセルに対して行う。すなわち、一
回につき例えば4キロビットのメモリセルに同時に電圧
を印加すると、全メモリセルに対してこれを行うために
は、64メガビットでは約1万6千回,256メガビッ
トでは約6万6千回行うことになる。次に、消去時の電
圧を同様にして少数ずつのメモリセルに印加しながら、
全メモリセルに対して行う。この全メモリセルに対して
行うことを一回として、例えば100万回動作を保証す
るために試験として例えば10万回行うのである。よっ
て、上記の例では、64メガビットでは書き込み及び消
去動作を16億回行うことになる。
Next, the above voltage is applied to all memory cells while changing the memory cells to be applied. That is, if a voltage is applied simultaneously to, for example, 4 kilobits of memory cells at one time, in order to do this for all memory cells, it is about 16,000 times for 64 megabits and about 66,000 times for 256 megabits. Will be done. Next, while applying the erase voltage to the memory cells in small numbers in the same manner,
Do this for all memory cells. This is done once for all the memory cells, for example, 100,000 times as a test in order to guarantee the operation of 1 million times. Therefore, in the above example, the write and erase operations are performed 1.6 billion times with 64 megabits.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の方式では試験を
行うのに内部発生電圧を用いていたため、内部電圧発生
回路の駆動能力の制限から、並列に動作するメモリセル
数を増やすことは難しい。このため試験時間の短縮化は
限られていた。また、フラッシュメモリ特有の書き込み
動作と消去動作でのメモリセルに印加される電圧を全メ
モリセル同時に、しかも書き込み時の条件と消去時の条
件を交互に行う手段を備えていなかった。このため、外
部から電圧を印加する方式でも試験時間の短縮化は限ら
れていた。
In the conventional method, since the internally generated voltage is used for the test, it is difficult to increase the number of memory cells operating in parallel due to the limitation of the driving capability of the internal voltage generating circuit. Therefore, the shortening of the test time was limited. Further, there is no means for performing the voltage applied to the memory cells in the writing operation and the erasing operation peculiar to the flash memory at the same time for all the memory cells, and for alternately performing the writing condition and the erasing condition. Therefore, the shortening of the test time has been limited even in the method of applying the voltage from the outside.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明においては、全メ
モリセルを同時に選択できる信号を設け、書き込み時の
条件と消去時の条件で必要な電圧を外部から印加し、こ
れを全メモリセルに同時に印加する手段を設けることで
上記従来技術の問題点を解決した。
According to the present invention, a signal for simultaneously selecting all memory cells is provided, and a voltage necessary for writing and erasing conditions is externally applied to all memory cells. By providing means for applying at the same time, the above-mentioned problems of the prior art have been solved.

【0008】[0008]

【作用】上記手段によれば、全メモリセルを同時に選択
し、これら全メモリセルに同時に、かつ書き込み時の条
件の電圧と消去時の条件の電圧とを交互に印加できる。
このため、試験時間を大幅に短縮することができる。
According to the above means, all the memory cells can be selected at the same time, and the voltage of the condition for writing and the voltage of the condition for erasing can be alternately applied to all the memory cells at the same time.
Therefore, the test time can be significantly reduced.

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す図であ
る。チップ上のメモリセルアレーではワード線Wとデー
タ線Dで特定のメモリセルを選択でき、その制御回路が
X及びYである。V1〜V4は本発明特有の内部電源及
びパッドであり、ASPは本発明特有の全メモリセルを
同時に選択する信号及びパッドである。INは複数ある
制御信号を、Aiは複数あるアドレス信号を、それぞれ
代表して示している。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In the memory cell array on the chip, a specific memory cell can be selected by the word line W and the data line D, and its control circuit is X and Y. V1 to V4 are internal power supplies and pads peculiar to the present invention, and ASPs are signals and pads that simultaneously select all memory cells peculiar to the present invention. IN represents a plurality of control signals, and Ai represents a plurality of address signals.

【0010】V1〜V4は通常動作時に用いてもよい
し、試験時のみ用いることにしてもよい。また、ASP
は専用パッドを設けてもよいし、他のパッドの信号の組
み合わせや電圧関係で発生させる信号でもよい。通常動
作時には、一般にV1〜V4は用いずに内部電源発生回
路を用いてチップに供給される少数(例えば2〜3ヶ)
の電源(Vcc,Vss)から発生する。
V1 to V4 may be used during normal operation or may be used only during testing. Also, ASP
May be provided with a dedicated pad, or may be a signal generated by a combination of signals of other pads or a voltage relationship. In normal operation, a small number (for example, 2 to 3) is generally supplied to the chip by using the internal power supply generation circuit without using V1 to V4.
Is generated from the power source (Vcc, Vss).

【0011】本発明の特長は、V1〜V4とASPを用
いて、全メモリセルを同時に選択し、試験に必要な電圧
を外部から印加し、これを全メモリセルに同時に印加で
きることにある。これにより、試験時間を大幅に短縮す
ることができる。
A feature of the present invention is that all memory cells can be simultaneously selected by using V1 to V4 and ASP, a voltage required for the test can be applied from the outside, and this can be simultaneously applied to all the memory cells. This can significantly reduce the test time.

【0012】図2は本発明の第2の実施例を示す図であ
る。V1〜V5が本発明特有の内部電源及びパッドであ
る。A0〜Anは通常動作用信号及びパッドのうちアド
レス信号を代表して示したものである。DEC1〜DE
C3はこれらアドレス信号から所望のメモリセルを選択
する信号を発生する回路ブロックである。W0〜Wjは
ワード線であり、WDはワード選択手段であり、GD1
〜GDkはグローバルデータ線である。この図で特徴的
なことは、V1〜V5及びASPを備えていることの他
に、ASPによって全メモリセルを同時に選択する手段
を備えていることである。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. V1 to V5 are internal power supplies and pads unique to the present invention. A0 to An are representative of address signals of the normal operation signals and pads. DEC1 to DE
C3 is a circuit block for generating a signal for selecting a desired memory cell from these address signals. W0 to Wj are word lines, WD is word selection means, and GD1
˜GDk are global data lines. What is characteristic of this figure is that, in addition to the provision of V1 to V5 and the ASP, a means for simultaneously selecting all the memory cells by the ASP is provided.

【0013】すなわち、DEC1の出力はワード選択手
段WDに入力するが、このWDにASPが入力してい
る。DEC2及びDEC3も同様である。このため、A
SPが高レベルであれば、DEC1〜DEC3は通常の
動作を行うが、ASPが低レベルとなると全てのメモリ
セルを選択する状態となる。これによって、全メモリセ
ルにV1〜V5から直接電圧を印加することができる。
このため、全メモリセル同時に試験用の電圧を印加でき
るという特長がある。なお、ASPにはバッファ回路を
付加し、この出力を分配してもよい。
That is, the output of DEC1 is input to the word selection means WD, and the ASP is input to this WD. The same applies to DEC2 and DEC3. Therefore, A
If SP is at high level, DEC1 to DEC3 operate normally, but if ASP is at low level, all memory cells are selected. With this, it is possible to directly apply a voltage from V1 to V5 to all the memory cells.
Therefore, there is a feature that the test voltage can be applied to all the memory cells at the same time. A buffer circuit may be added to the ASP and this output may be distributed.

【0014】図3を用いて本発明の動作を説明する。ま
ず、ASPが高レベルから低レベルに切り替わる。これ
によって、前述のように、全メモリセルにV1〜V5か
ら直接電圧を印加することができる状態となる。以下電
圧値は全て一つの例を示す。
The operation of the present invention will be described with reference to FIG. First, the ASP switches from high level to low level. As a result, as described above, a voltage can be directly applied to all the memory cells from V1 to V5. Below, all voltage values show one example.

【0015】まず、書き込み電圧条件とするために、V
1を3Vに、V2を0Vに、V3を−9Vに、V4を0
Vに、V5を0Vにする。これによって、各メモリセル
にはコントロールゲートとドレインとの間にV1とV3
との電圧差である12Vが印加されることになる。この
ため、各メモリセルではフローティングゲートからドレ
インへ電荷が引き抜かれる状態となり、この状態でトン
ネル絶縁膜にストレスを加えることができる。この状態
を例えば1ミリ秒続けた後、次に消去電圧条件を印加す
る。この時にはV1〜V5といった試験用外部印加電源
を変化させ、またメモリセルの所望の端子をフローティ
ング状態にするためにメモリセル制御スイッチ用MOS
の必要なものをオフする。このような手段を設けたこと
が本発明の特長である。
First, in order to set the write voltage condition, V
1 to 3V, V2 to 0V, V3 to -9V, V4 to 0
V and V5 are set to 0V. As a result, each memory cell has V1 and V3 between the control gate and drain.
12V which is a voltage difference from Therefore, in each memory cell, the charge is extracted from the floating gate to the drain, and stress can be applied to the tunnel insulating film in this state. After continuing this state for 1 millisecond, for example, an erase voltage condition is applied. At this time, in order to change the external power supply for testing such as V1 to V5, and to set a desired terminal of the memory cell in a floating state, the MOS for the memory cell control switch is changed.
Turn off what you need. The provision of such means is an advantage of the present invention.

【0016】消去電圧条件では、V1を0Vに、V2を
12Vに、V3を0Vに、V4を−4Vに、V5を−4
Vにする。これにより、各メモリセルにはコントロール
ゲートと基板との間にV2とV4及びV5との電圧差で
ある16Vが印加されることになる。このため、各メモ
リセルでは基板からフローティングゲートへ電荷が注入
される状態となり、この状態でのトンネル絶縁膜にスト
レスを加えることができる。この状態を例えば1ミリ秒
続けた後、再び書き込み電圧条件を印加する。
Under the erase voltage condition, V1 is 0V, V2 is 12V, V3 is 0V, V4 is -4V, and V5 is -4.
Set to V. As a result, 16V, which is the voltage difference between V2, V4 and V5, is applied to each memory cell between the control gate and the substrate. Therefore, in each memory cell, charges are injected from the substrate to the floating gate, and stress can be applied to the tunnel insulating film in this state. After continuing this state for 1 millisecond, for example, the write voltage condition is applied again.

【0017】このようにして、交互に全メモリセルに書
き込み電圧条件と消去電圧条件を印加する。所望の回数
繰り返した後で全メモリセルのしきい値電圧の検証を行
う。これは、通常の動作の検証と同じであり、これによ
って、メモリセルの劣化を調べることができる。この検
証では、他に一定の書き込み電圧条件(時間,電圧)で
しきい値電圧の変動が試験の前と後とでどのように変化
するかといったことも含まれており、試験の方法を本発
明は規定するものではない。また、必要に応じて、外部
から印加する電圧をチップ内部に供給する電源配線はレ
イアウト的に太くしてもよい。また、外部から印加する
電圧を切り替えるときに、その立ち上り時間や立ち下が
り時間を電源配線のレイアウト的な太さに対応して設定
してもよい。また、試験中を通じて書き込み電圧条件や
消去電圧条件を一定にする必要はなく、最初はトンネル
絶縁膜に加わる電圧を大きくし、試験が進むと共に小さ
くしていってもよい。
In this way, the write voltage condition and the erase voltage condition are alternately applied to all the memory cells. After repeating the desired number of times, the threshold voltages of all the memory cells are verified. This is the same as the verification of the normal operation, and the deterioration of the memory cell can be checked by this. This verification also includes how the threshold voltage changes under constant write voltage conditions (time, voltage) before and after the test. The invention is not defined. If necessary, the power supply wiring for supplying the voltage applied from the outside to the inside of the chip may be thick in layout. Further, when switching the voltage applied from the outside, the rising time and the falling time may be set according to the layout thickness of the power supply wiring. Further, it is not necessary to make the write voltage condition and the erase voltage condition constant throughout the test, and the voltage applied to the tunnel insulating film may be increased initially and then decreased as the test progresses.

【0018】図4は本発明の効果を示す図である。従来
は、(a)に示したように通常の動作時よりは一度に多
数のメモリセルに電圧を印加する、いわゆる、並列試験
が行われる。しかし、並列度は限られており、全てのメ
モリセルに例えば10万回の書き込み及び消去を行おう
とすると例えば50時間程度必要である。これでは、到
底実用的な試験は行うことができない。ここで、フラッ
シュメモリの試験とは要するにトンネル絶縁膜に如何に
ストレスを加えるかということである。そこで、本発明
では全メモリセルを同時に選択できる手段を設けて、外
部から印加する電圧を切り換えて試験を行うこととし
た。
FIG. 4 is a diagram showing the effect of the present invention. Conventionally, as shown in (a), a so-called parallel test is performed in which a voltage is applied to a large number of memory cells at once rather than during normal operation. However, the degree of parallelism is limited, and it takes about 50 hours, for example, to write and erase 100,000 times in all memory cells. With this, a practically practical test cannot be performed. Here, the test of the flash memory is, in short, how to apply stress to the tunnel insulating film. Therefore, in the present invention, a means for simultaneously selecting all the memory cells is provided, and the voltage applied from the outside is switched to perform the test.

【0019】このため、本発明を用いれば、(b)に示
したように全メモリセルに一括して試験電圧を印加でき
る。これによって、試験時間は(a)の場合の50時間
程度から、(b)の場合では2時間程度に短縮できる。
さらに、(c)に示したように高温加速を併用すれば、
一回の書き込み及び消去の時間を短くすることができる
ので、試験時間は(b)の場合の2時間程度から、
(c)の場合では10分程度に短縮できる。
Therefore, according to the present invention, the test voltage can be collectively applied to all the memory cells as shown in (b). As a result, the test time can be shortened from about 50 hours in the case of (a) to about 2 hours in the case of (b).
Furthermore, if high temperature acceleration is also used as shown in (c),
Since the time for writing and erasing once can be shortened, the test time is about 2 hours in the case of (b),
In the case of (c), it can be shortened to about 10 minutes.

【0020】本方式は、フラッシュメモリセルの形式を
規定するものではないので、図5〜図8に各メモリセル
での試験時の電圧印加例を示す。AND型メモリセル、
NAND型メモリセル,DINOR型メモリセル、及びNO
R型メモリセルと一般に呼ばれているものであり、日経
マイクロデバイス1993年1月号(No.91)第59
頁〜第63頁や日経マイクロエレクトロニクス1994
年4月11日号(No.605)第84頁〜第91頁等に
記載され広く知られている。以下の図ではワード線電圧
VW,メモリセルのドレインの電圧VD,メモリセルの
ソースの電圧VS及び基板電圧VBを示している。これ
らの電圧を外部電源端子から直接印加する手段と、全メ
モリセルに所望の電圧を同時に印加する手段を有するこ
とが本発明の特長である。
Since this method does not prescribe the format of the flash memory cell, FIGS. 5 to 8 show examples of voltage application at the time of testing in each memory cell. AND type memory cell,
NAND type memory cell, DINOR type memory cell, and NO
This is generally called an R-type memory cell, and can be found in the Nikkei Microdevice January 1993 issue (No. 91) No. 59.
Page-Page 63 and Nikkei Microelectronics 1994
It is widely known as described in pages 84 to 91 of the April 11, 2012 issue (No. 605). In the following figures, the word line voltage VW, the memory cell drain voltage VD, the memory cell source voltage VS and the substrate voltage VB are shown. It is a feature of the present invention that it has means for directly applying these voltages from the external power supply terminal and means for simultaneously applying a desired voltage to all the memory cells.

【0021】図5は、図2でも示したAND型メモリセ
ルの場合である。このメモリセルではメモリセルのドレ
インとソースを埋込拡散層で形成したコンタクトレス構
造によって小さなメモリセル面積が実現できる。書き込
み試験の時は、例えばワード線電圧VWを−9V,ドレ
イン電圧VDを3V,ソースVSをフローティング状態
(図ではOpenと示す、以下同じ)とし、基板電圧VBを
0Vとする。消去試験の時は、例えばワード線電圧VW
を12V,ドレインVDをフローティング状態,ソース
電圧VSを−4V,基板電圧VBを−4Vにする。この
電圧関係を繰り返すことによって、全メモリセルに書き
込み電圧条件と消去電圧条件を交互に印加してメモリセ
ルのトンネル絶縁膜にストレスを与える試験を行うこと
ができる。全選択動作には図1で示した回路方式を採れ
ばよい。
FIG. 5 shows the case of the AND type memory cell shown in FIG. In this memory cell, a small memory cell area can be realized by the contactless structure in which the drain and source of the memory cell are formed by the buried diffusion layer. In the write test, for example, the word line voltage VW is set to -9V, the drain voltage VD is set to 3V, the source VS is set to a floating state (indicated as Open in the figure, the same applies hereinafter), and the substrate voltage VB is set to 0V. In the erase test, for example, the word line voltage VW
Is 12 V, the drain VD is in a floating state, the source voltage VS is -4 V, and the substrate voltage VB is -4 V. By repeating this voltage relationship, it is possible to perform a test in which the write voltage condition and the erase voltage condition are alternately applied to all the memory cells to apply stress to the tunnel insulating film of the memory cells. The circuit method shown in FIG. 1 may be used for the full selection operation.

【0022】図6はNAND型メモリセルの場合であ
る。このメモリセルではメモリセルを直列に接続したコ
ンタクトレス構造によって小さなメモリセル面積を実現
している。書き込み試験の時は、例えばワード線電圧V
Wを20V,ドレイン電圧VDを0V,ソース電圧VS
を0V,基板電圧VBを0Vとする。消去試験の時は、
例えばワード線電圧VWを0V,ドレインVDをフロー
ティング状態,ソースVSをフローティング状態,基板
電圧VBを20Vにする。この電圧関係を繰り返すこと
によって、全メモリセルに書き込み電圧条件と消去電圧
条件を交互に印加してメモリセルのトンネル絶縁膜にス
トレスを与える試験を行うことができる。
FIG. 6 shows the case of a NAND type memory cell. In this memory cell, a small memory cell area is realized by a contactless structure in which the memory cells are connected in series. In the write test, for example, the word line voltage V
W is 20V, drain voltage VD is 0V, source voltage VS
Is 0V and the substrate voltage VB is 0V. During the erase test,
For example, the word line voltage VW is 0V, the drain VD is in a floating state, the source VS is in a floating state, and the substrate voltage VB is 20V. By repeating this voltage relationship, it is possible to perform a test in which the write voltage condition and the erase voltage condition are alternately applied to all the memory cells to apply stress to the tunnel insulating film of the memory cells.

【0023】図7は、DINOR型メモリセルの場合で
ある。このメモリセルではソースを共通とすることで小
さなメモリセル面積と読み出し時に低寄生抵抗を実現し
ている。書き込み試験の時は、例えばワード線電圧VW
を−9V,ドレイン電圧VDを3V,ソースVSをフロ
ーティング状態,基板電圧VBを0Vとする。消去試験
の時は、例えばワード線電圧VWを12V,ドレインV
Dをフローティング状態,ソース電圧VSを−4V,基
板電圧VBを−4Vにする。この電圧関係を繰り返すこ
とによって、全メモリセルに書き込み電圧条件と消去電
圧条件を交互に印加してメモリセルのトンネル絶縁膜に
ストレスを与える試験を行うことができる。
FIG. 7 shows the case of a DINOR type memory cell. In this memory cell, a common source is used to realize a small memory cell area and a low parasitic resistance at the time of reading. In the write test, for example, the word line voltage VW
Is −9 V, the drain voltage VD is 3 V, the source VS is in a floating state, and the substrate voltage VB is 0 V. In the erase test, for example, the word line voltage VW is 12V and the drain V is
D is in a floating state, the source voltage VS is -4V, and the substrate voltage VB is -4V. By repeating this voltage relationship, it is possible to perform a test in which the write voltage condition and the erase voltage condition are alternately applied to all the memory cells to apply stress to the tunnel insulating film of the memory cells.

【0024】図8は、NOR型メモリセルの場合であ
る。このメモリセルでは書き込みをホットエレクトロン
注入とすることで、低い内部動作電圧と非常に小さな単
位(メモリセル数)での高速書き込みを実現している。
書き込み試験の時は、例えばワード線電圧VWを5V,
ドレイン電圧VDを例えば5V,ソース電圧VSを0
V,基板電圧VBを例えば0Vとする。消去試験の時
は、例えばワード線電圧VWを0V,ドレインVDをフ
ローティング状態,ソース電圧VSを12V,基板電圧
VBを例えば0Vにする。この電圧関係を繰り返すこと
によって、全メモリセルに書き込み電圧条件と消去電圧
条件を交互に印加してメモリセルの絶縁膜にストレスを
与える試験を行うことができる。
FIG. 8 shows the case of a NOR type memory cell. In this memory cell, the writing is performed by hot electron injection, so that a low internal operating voltage and high-speed writing in a very small unit (the number of memory cells) are realized.
In the write test, for example, the word line voltage VW is 5V,
For example, the drain voltage VD is 5V and the source voltage VS is 0.
V and the substrate voltage VB are set to 0V, for example. In the erase test, for example, the word line voltage VW is 0V, the drain VD is in a floating state, the source voltage VS is 12V, and the substrate voltage VB is 0V. By repeating this voltage relationship, it is possible to perform a test in which the write voltage condition and the erase voltage condition are alternately applied to all the memory cells to apply stress to the insulating film of the memory cells.

【0025】以上、フラッシュメモリで本発明を説明し
てきたが、本発明は全メモリセルを同時に選択できる信
号を設け、試験に必要な電圧を外部から全メモリセルに
同時に印加する手段を設けたことが特徴である。よっ
て、例えば強誘電体の分極を利用して記憶するいわゆる
FRAMにおいて例えば強誘電体膜にストレスを加えて
初期不良を選別する試験にも適用できる。また、通常の
ダイナミック型ランダムアクセスメモリ(DRAM)やス
タティック型ランダムアクセスメモリ(SRAM)でもメ
モリセルの酸化膜やトランジスタの初期不良を選別する
試験にも適用できる。
Although the present invention has been described with respect to the flash memory, the present invention provides the signal for selecting all the memory cells at the same time, and the means for simultaneously applying the voltage required for the test from the outside to all the memory cells. Is a feature. Therefore, for example, in a so-called FRAM that stores data by utilizing polarization of a ferroelectric substance, it can be applied to a test for selecting an initial defect by applying stress to a ferroelectric film. Further, even in a normal dynamic random access memory (DRAM) or static random access memory (SRAM), it can be applied to a test for selecting an initial defect of an oxide film of a memory cell or a transistor.

【0026】[0026]

【発明の効果】全メモリセルを同時に選択できる信号を
設け、書き込み時の条件と消去時の条件で必要な電圧を
外部から印加し、これを全メモリセルに同時に印加する
手段を設けたので、全メモリセルを同時に選択し、これ
ら全メモリセルに同時に、かつ書き込み時の条件の電圧
と消去時の条件の電圧とを交互に印加することができ
る。このため、試験時間を大幅に短縮することができ
る。
Since a signal for selecting all the memory cells at the same time is provided, and a means for externally applying a required voltage under the condition of writing and the condition of erasing and simultaneously applying this to all the memory cells is provided. It is possible to select all the memory cells at the same time, and to simultaneously apply the voltage of the condition for writing and the voltage of the condition for erasing to all these memory cells at the same time. Therefore, the test time can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】第2の実施例の動作例を示すタイミングチャー
ト。
FIG. 3 is a timing chart showing an operation example of the second embodiment.

【図4】本発明の効果を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory view showing the effect of the present invention.

【図5】本発明のAND型メモリセルでの電圧印加例を
示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of voltage application in the AND type memory cell of the present invention.

【図6】本発明のNAND型メモリセルでの電圧印加例
を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of voltage application in the NAND memory cell of the present invention.

【図7】本発明のDINOR型メモリセルでの電圧印加
例を示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of voltage application in the DINOR type memory cell of the present invention.

【図8】本発明のNOR型メモリセルでの電圧印加例を
示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of voltage application in the NOR memory cell of the present invention.

【図9】従来例を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W00,W0〜Wj…ワード線、GD01〜GD04,
GD1〜GDk…グローバルデータ線、C1〜C4…メ
モリセル、ST1,STS1…メモリセル選択スイッチ
用MOS制御信号、DEC1〜DEC3…デコード回
路、VW…ワード線信号及び電圧、VD…メモリセルド
レイン信号及び電圧、VS…メモリセルソース信号及び
電圧、VB…基板信号及び電圧。
W00, W0 to Wj ... Word line, GD01 to GD04,
GD1 to GDk ... Global data lines, C1 to C4 ... Memory cells, ST1, STS1 ... MOS control signals for memory cell selection switches, DEC1 to DEC3 ... Decoding circuit, VW ... Word line signal and voltage, VD ... Memory cell drain signal and Voltage, VS ... Memory cell source signal and voltage, VB ... Substrate signal and voltage.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐伯 俊一 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 城野 雄介 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 木村 勝高 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Shunichi Saeki 3681 Hayano, Mobara-shi, Chiba Hitachi Device Engineering Co., Ltd. Hitachi, Ltd. Semiconductor Division (72) Inventor Katsutaka Kimura 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フローティングゲートを備え、前記フロー
ティングゲートへの電荷の注入又は放出で記憶状態を異
ならせるメモリセルを有する半導体記憶装置において、
前記半導体記憶装置に対して前記メモリセルの前記フロ
ーティングゲートへの電荷の注入又は放出をさせる電圧
を外部より印加する手段と、チップ上全ての前記メモリ
セルに前記外部より印加された電圧が印加されるように
前記全てのメモリセルを選択する手段とを備えたことを
特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device comprising a floating gate, and a memory cell having a memory state which is changed by injecting or releasing charges to and from the floating gate,
Means for externally applying a voltage for injecting or releasing charges to the floating gate of the memory cell to the semiconductor memory device, and the externally applied voltage is applied to all the memory cells on a chip. And a means for selecting all the memory cells as described above.
【請求項2】フローティングゲートを備え、前記フロー
ティングゲートへの電荷の注入又は放出で記憶状態を異
ならせるメモリセルを有する半導体記憶装置において、
前記半導体記憶装置に対して前記メモリセルの前記フロ
ーティングゲートへの電荷の注入又は放出をさせる電圧
を外部より印加する手段と、チップ上全ての前記メモリ
セルを前記外部より印加された電圧が印加されるように
選択する手段とを備え、連続して前記全てのメモリセル
に前記フローティングゲートへの電荷注入をさせる電圧
と放出をさせる電圧とを、交互に印加する手段を備えた
ことを特徴とする半導体記憶装置。
2. A semiconductor memory device comprising a floating gate, and a memory cell having a memory state that changes a storage state by injecting or releasing charges into the floating gate,
A means for externally applying a voltage for injecting or releasing charges to the floating gate of the memory cell to the semiconductor memory device, and a voltage applied from the outside for all the memory cells on a chip are applied. And a means for alternately applying a voltage for injecting charges to the floating gates and a voltage for discharging the floating gates to all of the memory cells in succession. Semiconductor memory device.
【請求項3】請求項1または2において、前記外部より
印加する電圧は内部電圧発生手段の出力と並列に設けた
ボンディングパッドに印加される半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the voltage applied from the outside is applied to a bonding pad provided in parallel with the output of the internal voltage generating means.
【請求項4】請求項1,2または3において、外部より
印加された電圧を前記全てのメモリセルに印加させる手
段は、アドレス信号から所望のメモリセルを選択する回
路に対して前記選択回路の全選択信号を付加し、前記全
選択信号は専用のボンディングパッドから、又は他のパ
ッドの信号の電圧又は位相の組み合わせから発生させる
半導体記憶装置。
4. The means for applying an externally applied voltage to all of the memory cells according to claim 1, 2 or 3, wherein a circuit for selecting a desired memory cell from an address signal is provided in the selection circuit. A semiconductor memory device in which an all-selection signal is added, and the all-selection signal is generated from a dedicated bonding pad or from a combination of voltages or phases of signals of other pads.
【請求項5】請求項1,2,3または4において、前記
メモリセルのコントロールゲートに第1の電圧を印加
し、前記メモリセルのドレインに第2の電圧を印加し、
前記メモリセルのソースをフローティングとし、前記メ
モリセルの基板に第3の電圧を印加し、前記第1と第2
と第3の電圧を外部より印加する手段を有し、これらの
電圧を所望の数のメモリセルに同時に印加させる手段を
有し、前記第1と第2と第3の電圧をメモリセルに印加
した後、メモリセルのコントロールゲートに第4の電圧
を印加し、前記メモリセルのドレインをフローティング
とし、前記メモリセルのソースに第5の電圧を印加し、
前記メモリセルの基板に第6の電圧を印加し、前記第4
と第5と第6の電圧を外部より印加する手段を有し、こ
れらの電圧を所望の数のメモリセルに同時に印加させる
手段を有し、前記第1と第2と第3の電圧を所望の数の
メモリセルに同時に印加する動作と前記第4と第5と第
6の電圧を所望の数のメモリセルに同時に印加する動作
とを交互に繰り返す半導体記憶装置。
5. The memory cell according to claim 1, wherein a first voltage is applied to the control gate of the memory cell and a second voltage is applied to the drain of the memory cell.
The source of the memory cell is in a floating state, a third voltage is applied to the substrate of the memory cell, and the first and second
And a means for externally applying the third voltage, and means for simultaneously applying these voltages to a desired number of memory cells, and applying the first, second and third voltages to the memory cells. Then, a fourth voltage is applied to the control gate of the memory cell, the drain of the memory cell is made floating, and a fifth voltage is applied to the source of the memory cell,
Applying a sixth voltage to the substrate of the memory cell,
And means for applying the fifth and sixth voltages from the outside, and means for simultaneously applying these voltages to a desired number of memory cells, and the first, second and third voltages are desired. A semiconductor memory device in which the operation of simultaneously applying the same number of memory cells and the operation of simultaneously applying the fourth, fifth, and sixth voltages to a desired number of memory cells are alternately repeated.
【請求項6】強誘電体膜を備え、前記強誘電体膜の分極
の方向で記憶状態を異ならせるメモリセルを有する半導
体記憶装置において、前記半導体記憶装置に対して前記
強誘電体膜の分極を異ならせる電圧を外部より印加する
手段と、チップ上全ての前記メモリセルに前記外部より
印加された電圧が印加されるように前記全てのメモリセ
ルを選択する手段とを備えたことを特徴とする半導体記
憶装置。
6. A semiconductor memory device having a ferroelectric film, comprising a memory cell having a different memory state depending on a polarization direction of the ferroelectric film, wherein the ferroelectric film is polarized with respect to the semiconductor memory device. And a means for selecting all the memory cells so that the voltage applied from the outside is applied to all the memory cells on the chip. Semiconductor memory device.
【請求項7】請求項6において、前記外部より印加する
電圧は内部電圧発生手段の出力と並列に設けたボンディ
ングパッドに印加される半導体記憶装置。
7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the voltage applied from the outside is applied to a bonding pad provided in parallel with the output of the internal voltage generating means.
【請求項8】請求項6または7において、前記外部より
印加された電圧を所望の数のメモリセルに印加させる手
段は、アドレス信号から所望のメモリセルを選択する回
路に対して前記選択回路の全選択信号を付加し、前記全
選択信号は専用のボンディングパッドから、又は他のパ
ッドの信号の電圧又は位相の組み合わせから発生させる
手段である半導体記憶装置。
8. The means for applying a voltage applied from the outside to a desired number of memory cells according to claim 6 or 7, wherein a circuit for selecting a desired memory cell from an address signal is provided in the selection circuit. A semiconductor memory device which is means for adding an all-selection signal and generating the all-selection signal from a dedicated bonding pad or from a combination of voltages or phases of signals of other pads.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000353398A (en) * 1999-04-28 2000-12-19 Infineon Technologies Ag Integrated memory and operation of memory
US6339557B1 (en) 1999-06-02 2002-01-15 Denso Corporation Charge retention lifetime evaluation method for nonvolatile semiconductor memory
JP2002197875A (en) * 2000-12-21 2002-07-12 Aplus Flash Technology Inc Voltage providing circuit for erasing flash memory
JP2003141896A (en) * 2001-11-02 2003-05-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for testing nonvolatile semiconductor memory
JP2008293658A (en) * 2002-02-04 2008-12-04 Renesas Technology Corp Thin film magnetic memory device

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