JPH0831200A - Detection for deffective memory transistor and its detecting device - Google Patents
Detection for deffective memory transistor and its detecting deviceInfo
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- JPH0831200A JPH0831200A JP6164277A JP16427794A JPH0831200A JP H0831200 A JPH0831200 A JP H0831200A JP 6164277 A JP6164277 A JP 6164277A JP 16427794 A JP16427794 A JP 16427794A JP H0831200 A JPH0831200 A JP H0831200A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、不良メモリトランジ
スタの検出方法および検出装置に関し、特に、浮遊ゲー
ト(フローティングゲート)に電子を注入し、電気的あ
るいは紫外線照射により電子を放出する複数の可変しき
い値型不揮発性半導体メモリトランジスタ(以下単に
「メモリトランジスタ」という)のゲートを行方向に接
続し、そのドレインを列方向に接続してマトリクス状に
配列したような半導体メモリ装置における不良メモリト
ランジスタの検出方法及びその検出装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defective memory transistor detecting method and detecting device, and more particularly, to a plurality of variable transistors for injecting electrons into a floating gate (floating gate) and emitting electrons by electrical or ultraviolet irradiation. A defective memory transistor in a semiconductor memory device in which the gates of threshold type nonvolatile semiconductor memory transistors (hereinafter simply referred to as “memory transistors”) are connected in the row direction and the drains thereof are connected in the column direction are arranged in a matrix. The present invention relates to a detection method and a detection device thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5は、特開昭62−114200号公
報に示された従来の不良メモリトランジスタの検出方法
および検出装置を説明するための回路図であり、図にお
いて、Q11〜QnmはFAMOS型のメモリトランジ
スタ(メモリセル)、1〜mはコラムセレクト(列選
択)信号CS1〜CSmが印加されるコラムセレクトゲ
ート、BL1〜BLmはメモリセルQ11〜Qnmのド
レインが列方向に共通接続されたビットライン、WL1
〜WLnはメモリセルQ11〜Qnmのゲートが行方向
に共通接続されたワードライン、20はコラムセレクト
ゲート1〜mを介して各メモリセルのドレインに接続さ
れたセンスアンプである。また、WS1、WS2〜WS
nはワードラインWL1、WL2〜WLnを選択するた
めのワードライン選択信号である。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a circuit diagram for explaining a conventional method and apparatus for detecting a defective memory transistor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-114200, in which Q11 to Qnm are FAMOS. Type memory transistors (memory cells), 1 to m are column select gates to which column select (column selection) signals CS1 to CSm are applied, and BL1 to BLm, drains of the memory cells Q11 to Qnm are commonly connected in the column direction. Bit line, WL1
˜WLn is a word line in which the gates of the memory cells Q11 to Qnm are commonly connected in the row direction, and 20 is a sense amplifier connected to the drain of each memory cell via the column select gates 1 to m. Also, WS1, WS2-WS
n is a word line selection signal for selecting the word lines WL1 and WL2 to WLn.
【0003】次に動作について説明する。上述のごとく
構成されたEPROMにおいて、書込まれた情報を読み
出すには、指定されたアドレスにおけるメモリセルのあ
るワードラインを選択して、通常の電源電圧(5V)に
し、その他のワードラインのすべてを非選択として、通
常の接地電位(0V)にする。また、指定されたメモリ
セルのあるビットラインだけをコラムセレクト信号で選
択し、センスアンプ20に接続する。Next, the operation will be described. In the EPROM configured as described above, in order to read the written information, a word line having a memory cell at a specified address is selected and set to a normal power supply voltage (5V), and all the other word lines are read. Is not selected and the normal ground potential (0 V) is set. Further, only the bit line having the designated memory cell is selected by the column select signal and connected to the sense amplifier 20.
【0004】メモリセルのゲート電圧またはワードライ
ンの電圧とドレイン電流との特性を図6に示す。同図
で、消去状態“1”でのメモリセルのしきい値は約1.
5V前後でAの特性を示し、書込み状態“0”でのメモ
リセルのしきい値は約6〜10V程度でBの特性を示
す。また、センス電流Isense は、センスアンプ20で
検出したメモリセルQ11〜Qnmのドレイン電流が情
報“1”であるか“0”であるかを判別するためのレベ
ルである。ワードライン電圧(通常5V)がメモリセル
Q11〜Qnmのゲートに印加されると、図6のA特性
にある消去状態のメモリセルは、ドレイン電流IM がセ
ンス電流Isense 以上流れて、“1”と判別され、図6
のB特性にある書込み状態のメモリセルは、ドレイン電
流IM が流れないので、“0”と判別される。FIG. 6 shows the characteristics of the drain voltage and the gate voltage or word line voltage of the memory cell. In the figure, the threshold value of the memory cell in the erased state "1" is about 1.
The characteristic of A is shown at around 5V, and the characteristic of B is shown at the threshold value of the memory cell in the written state "0" of about 6-10V. Further, the sense current Isense is a level for determining whether the drain current of the memory cells Q11 to Qnm detected by the sense amplifier 20 is information "1" or "0". When a word line voltage (usually 5V) is applied to the gates of the memory cells Q11 to Qnm, the memory cell in the erased state having the characteristic A in FIG. FIG. 6 is determined.
Since the drain current IM does not flow through the memory cell in the written state having the B characteristic of No. 3, it is determined as "0".
【0005】図5を参照して、より詳細な動作について
説明する。メモリセルQ11をアドレス指定したものと
すると、ワードライン信号WS1が選択、その他のワー
ドライン信号WS2〜WSnが非選択となり、また、コ
ラムセレクト信号CS1が選択、その他のコラムセレク
ト信号CS2〜CSmが非選択となって、ビットライン
BL1が選択されて、センスアンプ20に接続される。A more detailed operation will be described with reference to FIG. When the memory cell Q11 is addressed, the word line signal WS1 is selected, the other word line signals WS2 to WSn are deselected, the column select signal CS1 is selected, and the other column select signals CS2 to CSm are deselected. By selection, the bit line BL1 is selected and connected to the sense amplifier 20.
【0006】ここで、メモリセルQ11が消去状態
“1”のときを考えると、メモリセルQ11は図6のA
の特性を示しており、ゲート電圧が5Vとなるため、ド
レイン電流IM はセンス電流Isense を越えるので、セ
ンスアンプ20により“1”と判定される。このとき、
同一ビットラインBL1上の他のメモリセルQ21〜Q
n1は、消去状態“1”であっても書込み状態“0”で
あっても、ゲート電圧が0Vでドレイン電流IM は流れ
ないため、メモリセルQ11の読出しに影響を与えるこ
とはない。Here, considering the case where the memory cell Q11 is in the erased state "1", the memory cell Q11 is A in FIG.
Since the gate voltage becomes 5 V and the drain current IM exceeds the sense current Isense, the sense amplifier 20 determines "1". At this time,
Other memory cells Q21 to Q on the same bit line BL1
The n1 does not affect the reading of the memory cell Q11 because the gate voltage is 0 V and the drain current IM does not flow whether the erased state is "1" or the written state is "0".
【0007】次に、メモリセルQ11が書込み状態
“0”のときを考えると、メモリセルQ11は図6に示
すBの特性でありゲート電圧が5Vであるため、ドレイ
ン電流IM は流れない。つまり、ドレイン電流IM はセ
ンス電流Isense よりも小さいので、センスアンプ20
によって“0”と判定される。このとき、同一ビットラ
イン上における他のメモリセルは上述の説明と同様にし
て、ドレイン電流IM が流れないため、メモリセルQ1
1の読出しに影響を与えることはない。Considering when the memory cell Q11 is in the write state "0", the drain current IM does not flow because the memory cell Q11 has the characteristic of B shown in FIG. 6 and the gate voltage is 5V. That is, since the drain current IM is smaller than the sense current Isense, the sense amplifier 20
Is determined to be "0". At this time, since the drain current IM does not flow to the other memory cells on the same bit line as in the above description, the memory cell Q1
It does not affect the reading of 1.
【0008】しかしながら、現実にはメモリセルQ11
〜Qnmにはばらつきがあり、特に消去状態でのしきい
値電圧は正常な値で約1.5V前後であるが、これより
1〜2V高いものや低いものもある。しきい値が高いメ
モリセルは、浅く書込まれた状態と同じで、選択されて
も殆どドレイン電流IM が流れないので、消去不良とし
てリジェクト可能であるが、同じビットラインにしきい
値が異常に低いメモリセルがある場合には、しきい値が
高いメモリセルであっても、しきい値が異常に低いメモ
リセルのセンス電流Isense を越えるドレイン電流IM
が流れるため、そのリジェクトは困難である。However, in reality, the memory cell Q11
.About.Qnm varies, and especially the threshold voltage in the erased state is about 1.5 V in a normal value, but there is a threshold voltage higher or lower by 1 to 2 V. A memory cell with a high threshold voltage is in the same state as a shallowly written state, and almost no drain current IM flows even if it is selected, so it can be rejected as an erase failure, but the threshold voltage is abnormal on the same bit line. When there is a low memory cell, the drain current IM exceeding the sense current Isense of the memory cell having an abnormally low threshold value even if the memory cell has a high threshold value.
, It is difficult to reject it.
【0009】次に、メモリセルQ11を読み出す動作に
ついて説明する。メモリセルQ11は正常で消去状態
“1”とし、メモリセルQ21は異常でしきい値電圧が
約−1.5Vであるとする。同一ビットライン上の他の
メモリセルQ31〜Qn1は正常なメモリであって、消
去状態“1”または書込み状態“0”とする。Next, the operation of reading the memory cell Q11 will be described. It is assumed that the memory cell Q11 is normal and is in the erased state "1", and the memory cell Q21 is abnormal and has a threshold voltage of about -1.5V. The other memory cells Q31 to Qn1 on the same bit line are normal memories and are set to the erased state "1" or the written state "0".
【0010】正常なメモリセルQ11は、図7に示すA
の特性であり、選択されているためゲート電圧には5V
が印加され、ドレイン電流IM はセンス電流Isense を
越え、センスアンプ20によって“1”と判定される。
このとき、メモリセルQ21は図7に示すCの特性であ
るとすると、ゲート電圧が非選択ワードライン電圧0V
でも、メモリセルQ21にはセンス電流Isense を越え
るドレイン電流が流れる。このドレイン電流はメモリセ
ルQ11を読み出すドレイン電流IM に加わるが、これ
はメモリセルQ11を“1”と読み出すことには影響し
ない。なぜならば、センスアンプ20はセンス電流Ise
nse 以上流れれば“1”と判定するからである。同様に
して、メモリセルQ31〜Qn1にセンス電流Isense
以上のドレイン電流IM が流れても影響しない。A normal memory cell Q11 has the same structure as that shown in FIG.
Since it is selected, the gate voltage is 5V because it is selected.
Is applied, the drain current IM exceeds the sense current Isense, and the sense amplifier 20 determines "1".
At this time, assuming that the memory cell Q21 has the characteristic C shown in FIG. 7, the gate voltage is 0V for the non-selected word line voltage.
However, a drain current exceeding the sense current Isense flows through the memory cell Q21. This drain current is added to the drain current IM for reading the memory cell Q11, but this does not affect reading the memory cell Q11 as "1". Because the sense amplifier 20 has the sense current Ise.
This is because if the flow is nse or more, it is determined as "1". Similarly, the sense current Isense is applied to the memory cells Q31 to Qn1.
Even if the above drain current IM flows, it has no effect.
【0011】逆に、メモリセルQ11は正常で書込み状
態“0”とし、メモリセルQ21のしきい値が約−1.
5Vであるとすると、メモリセルQ11は、図7に示す
Bの特性であり、選択されていることによりゲート電圧
に5Vが印加されても、ドレイン電流IM は流れない。
しかし、前述の説明と同様にして、メモリセルQ21は
Cの特性であり、ゲート電圧が0Vであっても、ドレイ
ン電流IM はセンス電流Isense を越えて流れる。する
と、センスアンプ20はメモリセルQ21のドレイン電
流をメモリセルQ11のドレイン電流としてとらえ、セ
ンスアンプ20が“1”を判定してしまって、正しく読
み出すことができない。On the contrary, the memory cell Q11 is in the normal state and the write state is "0", and the threshold value of the memory cell Q21 is about -1.
If it is 5V, the memory cell Q11 has the characteristic of B shown in FIG. 7, and even if 5V is applied to the gate voltage because it is selected, the drain current IM does not flow.
However, similar to the above description, the memory cell Q21 has the characteristic of C, and the drain current IM flows beyond the sense current Isense even if the gate voltage is 0V. Then, the sense amplifier 20 catches the drain current of the memory cell Q21 as the drain current of the memory cell Q11, and the sense amplifier 20 judges "1", and the correct reading cannot be performed.
【0012】但し、このようなデプレッションタイプの
メモリセルであっても書き込むことは可能であるので、
メモリセルQ21が書き込まれている状態では、そのし
きい値電圧は6V以上であり、同一ビットライン上の他
のメモリセルに影響を与えることもなく、メモリセルQ
21も正しく読み出せる。メモリセルQ21が消去状態
であっても、メモリセルQ21自体を読み出すことには
特に問題はない。なぜならば、メモリセルQ21のドレ
イン電流が正常な消去状態のメモリセルよりも多く流れ
るだけであるからである。However, since it is possible to write even with such a depletion type memory cell,
In the state where the memory cell Q21 is written, its threshold voltage is 6 V or more, and it does not affect other memory cells on the same bit line, and the memory cell Q21 is not affected.
21 can also be read correctly. Even if the memory cell Q21 is in the erased state, there is no particular problem in reading the memory cell Q21 itself. This is because the drain current of the memory cell Q21 flows more than that of the memory cell in the normally erased state.
【0013】さて、この種類の異常なメモリセルをテス
トでリジェクトするには、従来次のように行っていた。
まず、全メモリセルQ11〜Qnmを消去状態にし、各
ビットラインBL1〜BLm上のメモリセル内の1個だ
けに書込みを行い、その書き込んだ各ビットラインのメ
モリセルを読み出すことで、書き込んだメモリセル以外
のメモリセルのチェックができる。次に、消去した後に
書き込んだメモリセルを除いて、各ビットライン上のメ
モリセルのうち1個に書込みを行い、その書き込んだメ
モリセルを読み出すことで、先に書込み、消去したメモ
リセルのチェックを行う。このようにして全メモリセル
をチェックすることができる。[0013] Now, in order to reject an abnormal memory cell of this type by a test, the conventional procedure is as follows.
First, all the memory cells Q11 to Qnm are set in an erased state, only one of the memory cells on each bit line BL1 to BLm is written, and the memory cell of each written bit line is read to write the written memory. Memory cells other than cells can be checked. Next, except for the memory cells written after erasing, one of the memory cells on each bit line is written, and the written memory cells are read to check the memory cells that have been written and erased first. I do. In this way all memory cells can be checked.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】従来の不良メモリトラ
ンジスタの検出方法および検出装置は以上のように構成
されているので、書込み、消去を2回繰り返すことによ
って一応テストすることは可能であるが、書込み、消去
の時間を考慮すると、量産性に欠けるなどの問題点があ
った。Since the conventional method and apparatus for detecting a defective memory transistor are configured as described above, it is possible to test once by repeating writing and erasing twice. Considering the writing and erasing times, there are problems such as lack of mass productivity.
【0015】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、この種の不良メモリセルに書込
み、消去を繰り返すことなく、消去状態で簡単に短時間
にテストし得る不良メモリトランジスタの検出方法及び
その検出装置を得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above problems, and a defective memory which can be easily tested in a short time in an erased state without repeating writing and erasing in this type of defective memory cell. An object is to obtain a transistor detection method and a detection device thereof.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る不
良メモリトランジスタの検出方法は、通常の読出モード
時には、アドレス信号で指定されたメモリトランジスタ
を行デコーダと列デコーダとにより選択し、その情報を
センスアンプを介して読出し、テスト動作時には、前記
通常の読出モード時における非選択行の電圧と等しい電
圧か、又は、それよりも高くかつ浮遊ゲートから電子を
放出したメモリトランジスタの正常な閾値電圧より低い
電圧をもって全行を選択し、前記選択された列に通常の
読出モード時より高い電圧を印加して読出しを行なうも
のである。According to another aspect of the present invention, there is provided a method of detecting a defective memory transistor, wherein a memory transistor designated by an address signal is selected by a row decoder and a column decoder in a normal read mode. Information is read through a sense amplifier, and in a test operation, a voltage equal to or higher than the voltage of the non-selected row in the normal read mode, or higher than that and a normal threshold value of the memory transistor that has emitted electrons from the floating gate. All the rows are selected with a voltage lower than the voltage, and a voltage higher than that in the normal read mode is applied to the selected column to read.
【0017】請求項2の発明に係る不良メモリトランジ
スタの検出装置は、通常の読出モード時のセンス動作と
テスト読出し時のセンス動作との切替えを行なうテスト
イネーブル信号を出力する切替回路と、前記テストイネ
ーブル信号がテスト読出し時を示すときは通常の読出モ
ード時より高い電圧を前記列に印加するセンスアンプと
を備えたものである。According to another aspect of the present invention, there is provided a defective memory transistor detection device, which includes a switching circuit for outputting a test enable signal for switching between a sense operation in a normal read mode and a sense operation in a test read, and the test. When the enable signal indicates the test read time, a sense amplifier for applying a higher voltage to the column than in the normal read mode is provided.
【0018】[0018]
【作用】請求項1の発明における不良メモリトランジス
タの検出方法では、テスト動作時に、通常の読出モード
時における非選択行の電圧と等しい電圧か、又は、それ
よりも高くかつ浮遊ゲートから電子を放出したメモリト
ランジスタの正常な閾値電圧より低い電圧をもって全行
を選択し、前記選択された列に通常の読出モード時より
高い電圧を印加するので、選択された列に接続された消
去状態のメモリトランジスタが異常に低い閾値を有する
場合には、選択された列に通常電圧が印加される読出動
作時よりも多くの電流が流れ、センスアンプによる前記
不良メモリトランジスタの検出精度を向上させることが
できる。また、通常動作時には、行の選択を可能とし、
選択された列に通常電圧を印加するので、センスアンプ
による読出し動作が可能となる。According to the method of detecting a defective memory transistor of the present invention, in the test operation, the voltage is equal to or higher than the voltage of the non-selected row in the normal read mode, and electrons are emitted from the floating gate. Since all the rows are selected with a voltage lower than the normal threshold voltage of the memory transistor and a voltage higher than that in the normal read mode is applied to the selected column, the erased memory transistor connected to the selected column is selected. Has an abnormally low threshold value, a larger amount of current flows than in the read operation in which the normal voltage is applied to the selected column, and the detection accuracy of the defective memory transistor by the sense amplifier can be improved. Also, in normal operation, it is possible to select rows,
Since the normal voltage is applied to the selected column, the read operation by the sense amplifier becomes possible.
【0019】請求項2の発明における不良メモリトラン
ジスタの検出装置では、通常の読出モード時のセンス動
作とテスト読出し時のセンス動作との切替えを行なうテ
ストイネーブル信号を出力する切替回路と、前記テスト
イネーブル信号がテスト読出し時を示すときは通常の読
出モード時より高い電圧を列に印加するセンスアンプと
を設けたので、通常の読出モード(通常読出動作)とテ
スト読出し(テスト読出し動作)との切替えは例えばテ
ストイネーブル信号を“1”、“0”とすればよく、容
易に通常読出動作とテスト読出し動作との切替えを行う
ことができる。According to another aspect of the present invention, there is provided a defective memory transistor detecting device, wherein a switching circuit for outputting a test enable signal for switching between a sense operation in a normal read mode and a sense operation in a test read, and the test enable. When the signal indicates the test read time, a sense amplifier for applying a higher voltage to the column than in the normal read mode is provided, so that the normal read mode (normal read operation) and the test read (test read operation) are switched. For example, the test enable signal may be set to "1" or "0", and the normal read operation and the test read operation can be easily switched.
【0020】[0020]
【実施例】この発明の一実施例について説明する前に、
まず不良メモリセル(不良メモリトランジスタ)につい
て述べる。不良メモリセル、すなわち紫外線等により正
常に消去されたメモリセルに比べ閾値(しきい値)電圧
が低い又は閾値が負であるメモリセルは、フローティン
グゲートの電位が何らかの原因により正常範囲を越えて
高くなったことにより、コントロールゲート電位が0V
(接地)電位であっても、ソース・ドレイン間にチャネ
ルが形成されて導通状態となるメモリトランジスタであ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing an embodiment of the present invention,
First, a defective memory cell (defective memory transistor) will be described. A defective memory cell, that is, a memory cell having a lower threshold voltage (negative threshold value) or a negative threshold value than a memory cell normally erased by ultraviolet rays or the like has a floating gate potential higher than a normal range for some reason. Control gate potential is 0V
A memory transistor in which a channel is formed between a source and a drain to be in a conductive state even at a (ground) potential.
【0021】図2はメモリセルを示す概略断面図であ
る。図で、101はワードラインと接続されるコントロ
ールゲート、102はチャネルとコントロールゲート1
01との間に設けられ、電気的に浮遊しているフローテ
ィングゲート、103はビットラインに接続されるドレ
イン、104は電気的に接地されるソースであり、これ
らは基板105上に形成される。上記チャネルはドレイ
ン103とソース104との間に形成される。ここで閾
値とは、ソース104と基板105とに0V、ドレイン
103に1Vを印加したときメモリセルが導通するコン
トロールゲート101の電圧である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a memory cell. In the figure, 101 is a control gate connected to a word line, and 102 is a channel and control gate 1.
01 is a floating gate electrically floating, 103 is a drain connected to the bit line, and 104 is an electrically grounded source, which are formed on the substrate 105. The channel is formed between the drain 103 and the source 104. Here, the threshold value is a voltage of the control gate 101 which makes the memory cell conductive when 0 V is applied to the source 104 and the substrate 105 and 1 V is applied to the drain 103.
【0022】図2で、メモリセルの閾値(上述したよう
にコントロールゲートからみた閾値)を1V、各部の容
量比をCCF、CFB、CFD、CFS=5:3:1:1とする
と、フローティングゲート102の電位VFは、 Q=CCF(VF−VG)+CFB・VF+CFD(VF−V
D)+CFS・VF となる。ここで、VGはコントロールゲート電位、VD
はドレイン電位、Qはフローティングゲート蓄積電荷量
である。この式から、 VF=0.6V+(Q/10) となり、紫外線等によりメモリの消去が完全になされて
いれば、Q=0であるため、VF=0.6Vとなる。つ
まり、読出し時にフローティングゲート102の電位が
0.6Vになると、メモリセルは導通するようになって
いる。In FIG. 2, if the threshold of the memory cell (threshold seen from the control gate as described above) is 1 V and the capacitance ratio of each part is CCF, CFB, CFD, CFS = 5: 3: 1: 1, the floating gate is The potential VF of 102 is: Q = CCF (VF-VG) + CFB.VF + CFD (VF-V
D) + CFS · VF. Where VG is the control gate potential and VD
Is the drain potential, and Q is the floating gate accumulated charge amount. From this equation, VF = 0.6V + (Q / 10), and if the memory is completely erased by ultraviolet rays or the like, then Q = 0, so VF = 0.6V. That is, when the potential of the floating gate 102 becomes 0.6 V during reading, the memory cell becomes conductive.
【0023】書込みはメモリセルの閾値を高めることで
あり、消去は閾値を低くすることであるが、EPRO
M、フラッシュメモリにおける書込みは、チャネルホッ
トエレクトロン(CHE)をフローティングゲートに注
入、すなわちフローティングゲート電位VFを負にして
閾値を高めることにより行う。また、消去は、EPRO
Mでは紫外線を照射して蓄積電子を励起することによ
り、フラッシュメモリではトンネル電流としてのFN電
流により蓄積電子を引き抜くことにより行なう。Writing is to raise the threshold value of a memory cell, and erasing is to lower the threshold value.
M, writing in the flash memory is performed by injecting channel hot electrons (CHE) into the floating gate, that is, by making the floating gate potential VF negative and raising the threshold value. In addition, erasing is done by EPRO
In M, the ultraviolet rays are irradiated to excite the accumulated electrons, and in the flash memory, the accumulated electrons are extracted by the FN current as a tunnel current.
【0024】次に、正常なメモリセルと不良メモリセル
との動作について図2を用いて説明する。図2で、メモ
リセルの読出し時には、ドレイン103にビットライン
を介して1V程度の電圧が印加され、行(ワードライ
ン)方向の選択がなされない非選択メモリセルのコント
ロールゲートは0V(接地電位)となる。Next, the operation of a normal memory cell and a defective memory cell will be described with reference to FIG. In FIG. 2, when reading the memory cell, a voltage of about 1V is applied to the drain 103 via the bit line, and the control gate of the non-selected memory cell in which the row (word line) direction is not selected is 0V (ground potential). Becomes
【0025】このようなバイアス状態において、正常メ
モリセルのフローティングゲート102の電位は、フロ
ーティングゲート102とドレイン103との間の容量
CFDを介する容量結合により、0.1Vとなるが、この
値は、ドレイン103とソース104との間を導通させ
るためのフローティングゲート102の最低電位0.6
Vよりも低く、非選択状態では正常メモリセルは導通し
ない。In such a bias state, the potential of the floating gate 102 of the normal memory cell becomes 0.1 V due to the capacitive coupling between the floating gate 102 and the drain 103 via the capacitance CFD. The minimum potential of the floating gate 102 for making the drain 103 and the source 104 conductive is 0.6
It is lower than V and the normal memory cell does not conduct in the non-selected state.
【0026】これに対して不良メモリセルでは、消去時
に過剰にフローティングゲート102の電子が消失した
ため、フローティングゲート102自体の電位がたとえ
ば0.5Vとなり、これに上記容量CFDを介する容量結
合により0.1Vが加わり、結局フローティングゲート
102の電位は0.6Vとなり、非選択状態であっても
不良メモリセルは導通してしまうことになる。この発明
はこのような不良メモリセルを検出するものである。On the other hand, in the defective memory cell, since the electrons in the floating gate 102 are excessively erased during the erasing, the potential of the floating gate 102 itself becomes 0.5 V, and the potential of the floating gate 102 becomes 0. 1V is applied, and the potential of the floating gate 102 eventually becomes 0.6V, so that the defective memory cell becomes conductive even in the non-selected state. The present invention detects such defective memory cells.
【0027】実施例1.以下、この発明の一実施例を図
について説明する。図1はこの発明による不良メモリト
ランジスタの検出方法および検出装置を説明するための
回路図であり、図において、図5と同一部分又は相当部
分には同一符号が付してあり、30はドレイン電流IM
により“1”、“0”を判定するセンスアンプ回路(セ
ンスアンプ)、31は通常の読出し時(通常の読出モー
ド時)とテスト読出し時の切替えを行うテストイネーブ
ル信号TEを出力する切替回路である。Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram for explaining a defective memory transistor detecting method and a detecting device according to the present invention. In the figure, the same or corresponding parts as those in FIG. IM
Sense amplifier circuit (sense amplifier) 31 for determining "1" or "0" by means of a switching circuit which outputs a test enable signal TE for switching between normal read (in normal read mode) and test read. is there.
【0028】図1で、ビットライン(列)BL1、BL
2〜BLmを選択するためのコラムセレクトゲート1〜
mのドレインは共通に接続され、その共通線はセンスア
ンプ回路30に接続されている。このセンスアンプ回路
30には、通常の読出し時のセンス動作とテスト読出し
時のセンス動作との切替えを行なうテストイネーブル信
号TEが切替回路31から入力されるように構成されて
いる。In FIG. 1, bit lines (columns) BL1 and BL
2 to column select gate 1 to select BLm 1
The drains of m are commonly connected, and the common line thereof is connected to the sense amplifier circuit 30. The sense amplifier circuit 30 is configured so that a test enable signal TE for switching between a normal read sense operation and a test read sense operation is input from a switch circuit 31.
【0029】次に、図1の回路の動作について説明す
る。通常の読出し時には、テストイネーブル信号TEは
0V(“L”レベル)となり、通常の読出し動作を行な
う。これは例えば図3および図4に示すような回路で行
なう。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 1 will be described. At the time of normal read, the test enable signal TE becomes 0 V (“L” level), and normal read operation is performed. This is done by a circuit as shown in FIGS. 3 and 4, for example.
【0030】図3はワードライン選択用アドレス入力回
路の一例を示している。ワードライン選択用アドレス入
力回路はワードラインを選択するための回路の一部であ
り、図3には1アドレス分(アドレス信号A0に対応し
た分)のみが示されている。この回路は通常時には、a
0およびその反転信号を作成するが、テスト時には、両
信号をともに“L”レベルに固定してワードラインの選
択を不可能にする。図4はセンスアンプ回路30の一例
を示す回路図である。図3のワードライン選択用アドレ
ス入力回路は2つのNOR回路41、42から成り、回
路構成から分かるように、“L”レベルの信号TEはア
ドレス信号A0には何ら影響を及ぼさないので、通常の
アドレス信号によるワードライン(行)選択が行なわれ
る。FIG. 3 shows an example of a word line selection address input circuit. The word line selection address input circuit is a part of a circuit for selecting a word line, and only one address (corresponding to the address signal A0) is shown in FIG. This circuit is normally a
Although 0 and its inverted signal are generated, both signals are fixed to the “L” level during the test so that the word line cannot be selected. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the sense amplifier circuit 30. The word line selecting address input circuit of FIG. 3 is composed of two NOR circuits 41 and 42. As can be seen from the circuit configuration, the "L" level signal TE has no effect on the address signal A0, and therefore it is a normal one. A word line (row) is selected by an address signal.
【0031】図4のセンスアンプ回路は、正電源端子T
1、T2、T3に接続されたpチャネルトランジスタP
1、P2、P3と、ドレインがpチャネルトランジスタ
P1、P2のソース接続点Bに接続されたnチャネルト
ランジスタN1と、ドレインがpチャネルトランジスタ
P3のソースに接続されたnチャネルトランジスタN2
と、pチャネルトランジスタP1とP2との間に配置さ
れたインバータINV1と、入力側がpチャネルトラン
ジスタP3とnチャネルトランジスタN2との接続点C
に接続されたインバータINV2とから成り、nチャネ
ルトランジスタN1のゲートとnチャネルトランジスタ
N2のソースとの接続点Aは、コラムセレクト信号CS
により制御されるコラムセレクトゲートNを介して、ワ
ードライン選択信号WSにより制御されるメモリトラン
ジスタ(メモリセル)Qに接続されている。The sense amplifier circuit of FIG. 4 has a positive power supply terminal T
P-channel transistor P connected to 1, T2 and T3
1, P2, P3, an n-channel transistor N1 whose drain is connected to the source connection point B of the p-channel transistors P1, P2, and an n-channel transistor N2 whose drain is connected to the source of the p-channel transistor P3.
And an inverter INV1 arranged between the p-channel transistors P1 and P2, and a connection point C between the input side of the p-channel transistor P3 and the n-channel transistor N2.
And an inverter INV2 connected to the gate of the n-channel transistor N1 and the source of the n-channel transistor N2.
Is connected to a memory transistor (memory cell) Q controlled by a word line selection signal WS via a column select gate N controlled by.
【0032】このような構成のセンスアンプ回路のpチ
ャネルトランジスタP1に“L”レベルの信号TEが入
力されると、トランジスタP1が導通、トランジスタP
2が非導通となり、接続点BはトランジスタP1とN1
の導通抵抗値に応じた電位となる。この電位は、接続点
Aの電位をゲート入力とするトランジスタN1の動作に
より変化し、メモリトランジスタの情報が“1”の場合
には、ビットラインを流れる電流により接続点Aの電位
が下がるため上昇し、逆にメモリトランジスタの情報が
“0”の場合には、トランジスタN2により接続点Aの
電位が上昇するため下降する。このような帰還をかける
ことにより、通常の読出し動作時ビットラインの電位を
1V程度に保つようにあらかじめ設定されている。1V
程度としたのは、ビットラインBLの印加電圧が2V以
上の場合には、読出し回数が増加するに伴いメモリセル
の閾値が上昇するソフトライトと呼ばれる現象が生じる
ためである。When the "L" level signal TE is input to the p-channel transistor P1 of the sense amplifier circuit having such a configuration, the transistor P1 is turned on and the transistor P1 is turned on.
2 becomes non-conductive, and the connection point B is connected to the transistors P1 and N1.
The potential becomes according to the conduction resistance value of. This potential changes due to the operation of the transistor N1 whose gate input is the potential of the connection point A, and when the information of the memory transistor is "1", the potential of the connection point A is lowered by the current flowing through the bit line and rises. On the contrary, when the information of the memory transistor is "0", the potential of the connection point A rises due to the transistor N2, and the potential drops. By applying such feedback, it is preset so that the potential of the bit line during the normal read operation is maintained at about 1V. 1V
The reason for this is that when the voltage applied to the bit line BL is 2 V or higher, a phenomenon called soft write occurs in which the threshold value of the memory cell increases as the number of times of reading increases.
【0033】テスト読出し時には、テストイネーブル信
号TEは5V(“H”レベル)となり、通常の読出し動
作とは異なる動作を行なう。At the time of test read, the test enable signal TE becomes 5V ("H" level), and an operation different from the normal read operation is performed.
【0034】テスト読出し時には図3のワードライン選
択用アドレス入力回路のNOR回路41および42には
“H”レベルの信号TEが入力され、a0およびa0バ
ーは共に0Vとなる。この信号により全ワードライン選
択信号WS0、WS1〜WSnは非選択を示すレベルと
なり、ビットライン(列)BL1〜BLmのうち、コラ
ムセレクト信号CS1、CS2〜CSmに応じた列が選
択される。At the time of test reading, a signal TE of "H" level is input to NOR circuits 41 and 42 of the word line selecting address input circuit of FIG. 3, and both a0 and a0 become 0V. By this signal, all the word line selection signals WS0, WS1 to WSn are set to the level indicating non-selection, and the column corresponding to the column select signals CS1 and CS2 to CSm is selected from the bit lines (columns) BL1 to BLm.
【0035】また、テスト読出し時には図4のpチャネ
ルトランジスタP1には“H”レベルの信号TEが入力
されると、トランジスタP1が非導通、トランジスタP
2が導通となり、接続点BはトランジスタP2とN1の
導通抵抗値に応じた電位となる。この電位は前記と同様
の動作(帰還動作)により、ビットラインの電位を通常
より高い電圧たとえば2Vに保つように変化すべくあら
かじめ設定されている。このようにテスト読出し時には
ビットラインBLには通常読出し時の電圧1Vに比べ1
V高い電圧が印加される。Further, at the time of test reading, when the "H" level signal TE is input to the p-channel transistor P1 of FIG. 4, the transistor P1 is turned off and the transistor P1 is turned off.
2 becomes conductive, and the connection point B has a potential corresponding to the conduction resistance values of the transistors P2 and N1. This potential is preset so as to change so as to maintain the potential of the bit line at a voltage higher than usual, for example, 2V, by the same operation (feedback operation) as described above. As described above, the bit line BL during test read is 1 compared to the voltage of 1 V during normal read.
A voltage higher than V is applied.
【0036】次に、本実施例における正常メモリセルお
よび不良メモリセルのテスト読出し時の動作について図
1および図2を用いて説明する。Next, the operation at the time of test reading of the normal memory cell and the defective memory cell in this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
【0037】メモリセルQ11〜Qnmがすべて正常な
消去状態であり、コラムセレクト信号CSによりビット
ラインBL1が選択されるとする。このとき、フローテ
ィングゲート102の電位VFはビットラインBLの印
加電圧が0Vのときは0Vであり、図4の回路によりビ
ットラインBL1に通常より高い電圧(2V)が印加さ
れると、フローティングゲート102の電位VFはフロ
ーティングゲート102とドレイン103との容量結合
に基づく電位0.2Vとなる。この電位はメモリセルを
導通させる電位(0.6V)よりも遥かに低く、メモリ
セルのドレイン電流IM はセンス電流Isense 以下であ
り、センスアンプ回路30は“0”すなわち正常である
と判定する。It is assumed that the memory cells Q11 to Qnm are all in the normal erased state and the bit line BL1 is selected by the column select signal CS. At this time, the potential VF of the floating gate 102 is 0 V when the voltage applied to the bit line BL is 0 V, and when a higher voltage (2 V) than usual is applied to the bit line BL1 by the circuit of FIG. Potential VF becomes equal to 0.2V due to capacitive coupling between the floating gate 102 and the drain 103. This potential is much lower than the potential (0.6 V) for conducting the memory cell, the drain current IM of the memory cell is less than or equal to the sense current Isense, and the sense amplifier circuit 30 determines that it is "0", that is, normal.
【0038】次に、メモリセルQ11が不良メモリセル
で、他のメモリセルQ21〜Qn1が正常な消去状態で
ある場合の動作について説明する。不良メモリセルのフ
ローティングゲート102の電位VFはビットラインB
L1の印加電圧が0Vの状態で例えば0.5Vとなる。
このようなメモリセルQ11のドレイン103にビット
ラインBL1を介して2Vが印加されると、フローティ
ングゲート102の電位VFは0.2V上昇して0.7
Vとなる。フローティングゲート102の電位VFが
0.7Vとなると、メモリセルQ11は導通状態とな
り、ドレイン電流IM はセンス電流Isense を越え、セ
ンスアンプ回路30は“1”すなわち異常であると判定
する。Next, the operation when the memory cell Q11 is a defective memory cell and the other memory cells Q21 to Qn1 are in the normal erased state will be described. The potential VF of the floating gate 102 of the defective memory cell is the bit line B
When the applied voltage of L1 is 0V, it becomes 0.5V, for example.
When 2V is applied to the drain 103 of the memory cell Q11 through the bit line BL1, the potential VF of the floating gate 102 rises by 0.2V to 0.7.
It becomes V. When the potential VF of the floating gate 102 becomes 0.7 V, the memory cell Q11 becomes conductive, the drain current IM exceeds the sense current Isense, and the sense amplifier circuit 30 determines "1", that is, abnormal.
【0039】このように通常の読出し時よりも高いビッ
トライン電圧を印加することにより、高感度で不良メモ
リセルの検出が可能となる。テスト読出し時に印加され
るビットライン電圧は高ければ高いほど、その検出感度
は増加し、より厳しい検出が可能となる。なお、上述し
たソフトライトに関しては、テスト時のワードラインは
非選択でかつ一度の読出しで検出動作が完了するため、
その影響は考慮する必要はない。By applying a bit line voltage higher than that during normal reading, it is possible to detect defective memory cells with high sensitivity. The higher the bit line voltage applied during the test read, the higher the detection sensitivity thereof, and the more severe the detection becomes. Regarding the soft write described above, the word line during the test is not selected and the detection operation is completed by reading once,
Its impact need not be taken into account.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、テスト動作時には、通常の読出モード時における非
選択行の電圧と等しい電圧か、又は、それよりも高くか
つ浮遊ゲートから電子を放出したメモリトランジスタの
正常な閾値電圧より低い電圧をもって全行を選択し、選
択された列に通常の読出モード時より高い電圧を印加し
て読出を行なうように構成したので、従来は書込み、消
去を繰り返すために時間を要していた低閾値電圧メモリ
セルの検出を消去状態で迅速かつ簡単に行うことができ
る効果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, during the test operation, the voltage is equal to or higher than the voltage of the non-selected row in the normal read mode, and the voltage is higher than the voltage of the non-selected row and the electrons are fed from the floating gate. Since all the rows are selected with a voltage lower than the normal threshold voltage of the released memory transistor and a voltage higher than that in the normal read mode is applied to the selected column to perform the read, the conventional writing, There is an effect that detection of a low threshold voltage memory cell, which takes time to repeat erasing, can be performed quickly and easily in the erased state.
【0041】また、請求項2の発明によれば、通常の読
出モード時のセンス動作とテスト読出し時のセンス動作
との切替えを行なうテストイネーブル信号を出力する切
替回路と、前記テストイネーブル信号がテスト読出し時
を示すときは通常の読出モード時より高い電圧を前記列
に印加するセンスアンプとを設けるように構成したの
で、通常の読出モードとテスト読出しとの切替えはテス
トイネーブル信号による指令だけでよく、上記切替えを
容易かつ迅速に行うことができる効果がある。According to the second aspect of the present invention, a switching circuit for outputting a test enable signal for switching between a sense operation in a normal read mode and a sense operation in a test read, and the test enable signal is a test signal. Since a sense amplifier for applying a voltage higher than that in the normal read mode to the column is provided when indicating the read time, switching between the normal read mode and the test read only requires a command by the test enable signal. There is an effect that the above switching can be performed easily and quickly.
【図1】 この発明の一実施例による不良メモリセルの
検出方法および検出装置を説明するための回路図であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a method and apparatus for detecting a defective memory cell according to an embodiment of the present invention.
【図2】 一般的なメモリセルの構成を示す概略断面図
である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a general memory cell.
【図3】 ワードライン選択用アドレス入力回路の一例
を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a word line selection address input circuit.
【図4】 センスアンプ回路の一例を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a sense amplifier circuit.
【図5】 従来の不良メモリセルの検出方法および検出
装置を説明するための回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram for explaining a conventional defective memory cell detection method and detection apparatus.
【図6】 メモリセルの消去状態、書込み状態を示す特
性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing an erased state and a written state of a memory cell.
【図7】 正常なメモリセルの消去状態の特性と不良メ
モリセルの消去状態の特性とを示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing erased state characteristics of a normal memory cell and erased state characteristics of a defective memory cell.
Q11〜Qnm メモリセル(メモリトランジスタ)、
30 センスアンプ回路(センスアンプ)、31 切替
回路。Q11 to Qnm memory cells (memory transistors),
30 sense amplifier circuit (sense amplifier), 31 switching circuit.
Claims (2)
いは紫外線照射により電子を放出する複数の可変しきい
値型不揮発性半導体メモリトランジスタのゲートを行方
向に接続し、そのドレインを列方向に接続してマトリク
ス状に配列した半導体メモリ装置における不良メモリト
ランジスタの検出方法において、通常の読出モード時に
は、アドレス信号で指定されたメモリトランジスタを行
デコーダと列デコーダとにより選択し、その情報をセン
スアンプを介して読み出し、テスト動作時には、前記通
常の読出モード時における非選択行の電圧と等しい電圧
か、又は、それよりも高くかつ浮遊ゲートから電子を放
出したメモリトランジスタの正常な閾値電圧より低い電
圧をもって全行を選択し、前記選択された列に通常の読
出モード時より高い電圧を印加して読出を行なうことを
特徴とする不良メモリトランジスタの検出方法。1. A plurality of variable threshold nonvolatile semiconductor memory transistors, which inject electrons into a floating gate and emit electrons by electrical or ultraviolet irradiation, are connected in a row direction with their drains in a column direction. In a method of detecting defective memory transistors in a semiconductor memory device connected and arranged in a matrix, in a normal read mode, a memory transistor designated by an address signal is selected by a row decoder and a column decoder, and the information is sensed by a sense amplifier. During read and test operations, a voltage equal to the voltage of the non-selected row in the normal read mode, or a voltage higher than that and lower than the normal threshold voltage of the memory transistor that has emitted electrons from the floating gate. To select all rows and set the selected column higher than in the normal read mode. A method for detecting a defective memory transistor, which is characterized in that a voltage is applied to perform reading.
いは紫外線照射により電子を放出する複数の可変しきい
値型不揮発性半導体メモリトランジスタのゲートを行方
向に接続し、そのドレインを列方向に接続してマトリク
ス状に配列した半導体メモリ装置における不良メモリト
ランジスタの検出装置において、通常の読出モード時の
センス動作とテスト読出し時のセンス動作との切替えを
行なうテストイネーブル信号を出力する切替回路と、前
記テストイネーブル信号がテスト読出し時を示すときは
通常の読出モード時より高い電圧を前記列に印加するセ
ンスアンプとを備えたことを特徴とする不良メモリトラ
ンジスタの検出装置。2. A gate of a plurality of variable threshold type non-volatile semiconductor memory transistors which inject electrons into a floating gate and emit electrons upon electrical or ultraviolet irradiation are connected in a row direction, and their drains are connected in a column direction. In a defective memory transistor detecting device in a semiconductor memory device connected and arranged in a matrix, a switching circuit that outputs a test enable signal for switching between a sensing operation in a normal read mode and a sensing operation in a test read, A defective memory transistor detection device comprising: a sense amplifier that applies a higher voltage to the column when the test enable signal indicates a test read time than in a normal read mode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6164277A JPH0831200A (en) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Detection for deffective memory transistor and its detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6164277A JPH0831200A (en) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Detection for deffective memory transistor and its detecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0831200A true JPH0831200A (en) | 1996-02-02 |
Family
ID=15790039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6164277A Pending JPH0831200A (en) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | Detection for deffective memory transistor and its detecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0831200A (en) |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP6164277A patent/JPH0831200A/en active Pending
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