JPS6246499A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS6246499A
JPS6246499A JP60184206A JP18420685A JPS6246499A JP S6246499 A JPS6246499 A JP S6246499A JP 60184206 A JP60184206 A JP 60184206A JP 18420685 A JP18420685 A JP 18420685A JP S6246499 A JPS6246499 A JP S6246499A
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JP
Japan
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signal
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circuit
test
level
Prior art date
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JP60184206A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Matsubara
清 松原
Isao Nakamura
功 中村
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関するもので、例え
ば、MOSFET (絶縁ゲート形電界効果トランジス
タ)で構成されたEFROM (エレクトリカリ・プロ
グラマブル・リード・オンリー・メモリ)装置に利用し
て有効な技術に関するものである。
〔背景技術〕
FAMO5(フローティング・アバランシュインジェク
ションMOSFET)のような半導体素子を記憶素子(
メモリセル)とするEPROM装置が公知である(例え
ば、特開昭54−152993号公報参照)。
EPROM装置においては、約12Vのような比較的高
い電圧にされた書込み用高電圧vppを用いて、上記F
AMOSトランジスタのフローティングゲートへ選択的
に電荷をアバランシェ注入することによってそのしきい
値電圧を変化させて論理“0”又は論理“1”の書き込
みが行われる。
このようなFAMOS)ランジスタのテスティングの1
つとして、ディスク−ブチストがある。これは、書き込
み前と書込み後のそれぞれにおいて、ワード線又はデー
タ線に高電圧を供給して、上記フローティングゲートの
電荷量の変化の有無をチェックするものである。これに
よって、フローティングゲートとコントロールゲート又
はドレインとの間の絶縁膜に欠陥(リーク)があること
を判別することができる。すなわち、上記欠陥があると
、上記高電圧によってフローティグゲートに電荷が取り
込まれたり(誤書込み)、既に取り込まれた電荷が消滅
(情報の消11i)させられてしまうからである。
上記ディスターブテストは、そのアドレッンシングによ
り1本ずつのワード線又はデータ線を選択状態にして、
上記欠陥の有無を識別するものであり、しかも1つのワ
ード線又はデータ線を約50saもの比較的長時間にわ
たって上記高電圧を印加する必要があるため、そのテス
トに長時間を費やすことになってしまう。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、ディスターブテストの短縮化を図っ
た不揮発性記憶回路を含む半導体集積回路装置を提供す
ることにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち、所定のテストモード信号により選択的に不揮
発性記憶素子のコントロールゲートが結合された複数の
ワード線及びそのドレインが結合された複数のデータ線
に同時に選択/非選択状態にさせる機能を設けて、複数
記憶素子の同時ディスターブテストを行うようにするも
のである。
〔実施例〕
第1図には、この発明が通用されたEPROM装置の一
実施例の回路図が示されている。同図の各回路素子は、
公知のCMO5集積回路の製造技術によって、特に制限
されないが、1個の単結晶シリコンのような半導体基板
上において形成される。
この実施例のEPROM装置は、特に制限されないが、
8つのデータ入出力端子を持つようにされ、8ビツト構
成のデータの書き込み及び読み出しが可能のようにされ
る。EPROM装置は、+5ボルトのような電源電圧と
、十数ボルトのような高いレベルの書き込み電圧VPP
とによって動作される。EPROM装置は、通常の読み
出し動作において+5vのような電源電圧Vccによっ
て動作される。EPROM装置は、アドレス入力端子を
介して供給される外部アドレス信号、及び制御端子GE
、OE、PGMを介して供給されるチップイネーブル信
号、出力イネーブル信号、プログラム信号によってその
動作が制御される。
この実施例では、上記のように8ビツト構成のデータ書
き込み/読み出しを行うため、8組のメモリアレイM−
ARYとデータ入力/出力回路が設けられるが同図では
、そのうちの1つのメモリアレイM−ARYと、データ
入力回路DIB及びデータ出力回路DOBが代表として
例示的に示されている。メモリアレイM−ARYは、複
数のFAMOS)ランジスタ(不揮発性メモリ素子・。
MO3FETQI 〜Q6)と、ワード線Wl、W2及
びデータ線D1.D2〜Dnとにより構成されている。
メモリアレイM−ARYにおいて、同じ行に配置された
FAMO5I−ランジスタQ1〜Q3(Q4〜Q6ンの
コントロールゲートは、それぞれ対応するワード線Wl
  (W2)に接続され、同じ列に配置されたFAMO
S)ランジスタQ1とQ4、Q2とQ5及びQ3とQ6
のドレインは、それぞれ対応するデータ線D1〜Dnに
接続されている。
上記FAMO3)ランジスタの共通ソース線C8は、特
に制限されないが、書込み信号weを受けるディプレッ
ション型MO3FETQI O’tr介して接地されて
いる。このMO5FETQI Oは、次の理由によって
設けられている。すなわち、メモリセル、例えばQlに
データを書き込む場合には、ワード線W1に書き込みレ
ベルの高電圧が与えられ、データ線Diに書き込むべき
データに従った高電圧が与えられる。この場合、選択デ
ータ線D1に結合された非選択とされるべきメモリセル
Q4のフローティングゲートは、それとデータ線D1と
の不所望な静電結合によって、データ線DIが高電位に
されると、それに応じてその電位が不所望に上昇されて
しまう。その結果、非選択であることによってオフ状態
に維持されるべきメモリセルQ4が不所望に導通してし
まう。すなわち、非選択であるべきメモリセルにリーク
電流が流れてしまい、選択されるべきメモリセルQ1に
流れるべき書き込み電流が減少されてしまう。図示のM
O3FETQI Oは、書き込み時の上記内部制御信号
マτのロウレベルによってそのコンダクタンスが比較的
小さくされる。これにより、書き込み時に流される書き
込み電流によって生ずる共通ソース線C3の電位は、M
O5FETQI Oのコンダクタンスが比較的小さくさ
れることによって比較的高い電位にされる。この共通ソ
ース線C8の電位が比較的高くされるとFAMOSI−
ランジスタは、基板効果によってそのしきい値電圧は比
較的高くされる。このように、非選択とされるべきFA
MOSI−ランジスタの実効的なしきい値電圧が高くさ
れる結果としてその非選択とされるべきFAMO5)ラ
ンジスタに流れるリーク電流を小さくできる。これによ
って、書き込み高電圧によって形成された書き込み電流
が効率よく選択されたFAMOSI−ランジスタに供給
されるので、効率的な書き込み動作を行うことができる
なお、読み出し動作時には、上記制御信号;1−のハイ
レベルによってMO3FETQI Oのコンダクタンス
は、比較的大きくされる。これにより、論理″1”書き
込みのFAMOSトランジスタに流れる電流を太き(で
きるから、読み出し速度を速くすることができる。
この実施例のEFROM装置は、図示しない外部端子を
介して供給されるX、Yアドレス信号を受けるアドレス
バッファXADB、YADBを含む。アドレスバッファ
XADB、YADBによって形成された相補アドレス信
号は、アドレスデコーダXDCR,YDCHに供給され
る。同図においては、上記XアドレスバッファXADB
とXアドレスデコーダXDCRを合わせて回路ブロック
XADB −DCRとして示し、上記Yアドレスバッフ
IYADBとYアドレスデコーダYDCRを合わせて回
路ブロックYADB −DCRとして示している。
特に制限されないが、上記アドレスバッファXADBと
YADBは、制御回路CoNTによって形成されるチッ
プ選択信号Ceによって活性化されることによって、外
部端子からのアドレス信号を取り込み、外部端子から供
給されたアドレス信号と同相の内部アドレス信号と逆相
のアドレス信号とからなる相補アドレス信号を形成する
XアドレスデコーダXDCRは、それに供給される相補
アドレス信号に従い、メモリアレイメモリアレイM−A
RY (図示しない他のメモリアレイに対しても同様)
のワード線に供給されるべき選択信号を形成する。Xア
ドレスデコーダXDCRは、特に制限されないが、+5
Vの電源電圧によって動作される。それ故に、ロウアド
レスデコーダXDCRは、5ボルト系の選択信号を形成
する。これに対して、メモリアレイM−ARYによって
必要とされる選択信号のレベルは、読み出し動作におい
て、例えばはソ”5■のハイレベルとはsp OVのロ
ウレベルであり、書き込み動作の時においてほり書き込
み電圧Vf)PレベルのハイレベルとはりOvのロウレ
ベルである。XアドレスデコーダXDCRから出力され
る5■系の選択信号に応答してメモリアレイM−ARY
のワード線をそれぞれ必要とされるレベルにさせるため
に、XアドレスデコーダXDCRの出力端子とメモリア
レイの各ワード線との間にディプレッション型MO5F
ETQIIないしQl2が設けられており、また、各ワ
ード線と書き込み電圧端子VPPとの間には書き込み高
電圧負荷回路XRが設けられている。書き込み高電圧負
荷回路XRは、その詳細を図示しないが、端子vppと
各ワード線との間にそれぞれ設けられた高抵抗ポリシリ
コン層からなるような複数の高抵抗素子からなる。
上記ディブレフシ3ン型MO5FETQI 1ないしQ
12は、そのゲートに制御回路C0NTから出力される
5v系の内部書き込み制御信号宜が供給される。
読み出し動作なら、内部暑き込み制御信号71ははW’
 5 Vのハイレベルにされる。この場合、MO5FE
TQI 1ないしQ12のすべては、Xアドレスデコー
ダXDCRから出力される5■系の選択信号に対してオ
ン状態にされる。それ故に、XアドレスデコーダXDC
Rの出力がそのまま各ワード線に伝達される。
書き込み動作なら、内部書き込み制御信号iは、はソO
■のロウレベルにされる。この場合、例えば、Xアドレ
スデコーダXDCRから出力される信号のうち、ワード
線W1に対応される信号がはV5Vのハイレベル(選択
レベル)なう、MO3FETQI 1は、そのゲートに
加わる電圧がそのソースに加わる電圧に対して相対的に
負レベルにされるので自動的にオフ状態にされる。これ
に応じて、ワード線W1は、回路XRによってはソ゛書
き込み電圧VPJ)のレベルのハイレベルにされる。こ
れに対し、例えば、XアドレスデコーダX0CRのワー
ド線W2に対応される信号かはVQ■のロウレベルなら
、MO3FETQI 2はオン状態のままにされる。そ
れ故に、ワード線W2は、ロウアドレスデコーダXDC
RによってはソOvのロウレベルにされる。
第1図においては、メモリアレイM−ARYに対して共
通データ線CDが設けられている。メモリアレイM−A
RYのデータ線とそのメモリアレイに対応される共通デ
ータ線CDとの間には、カラムスイッチ回路を構成する
MO5FETQ7〜Q9が設けられている。
YアドレスデコーダYDCRは、それに供給される相補
アドレス信号に従い、メモリアレイM−ARYのデータ
線を選択するための選択信号を形成する。Yアドレスデ
コーダYDCRは、XアドレスデコーダXDCRと同様
に5v系の電源電圧によって動作される。Yアドレスデ
コーダYDCRから出力される選択信号は、カラムスイ
ッチ回路の制御のために利用される。ここで、カラムス
イッチ回路は、書き込み動作において、書き込み電圧レ
ベルの書き込み信号を伝送できる能力が必要とされる。
カラムスイッチMO3FETを十分にオンオフさせるこ
とができるようにするため、Yアドレスデコーダ’!’
 D CHの出力端子とカラムスイッチMOSFETの
ゲート、すなわち、カラム選択線との間には、ディプレ
ッション型MO3FETQ13〜Q15が配置されてい
る。これらMO3FETQI 3ないしQ15のゲート
には、前記MOSF已TQIIないしQ12と同様に、
内部書き込み制御信号;1が供給される。カラム選択線
のそれぞれ高電圧端子VPI)との間には、書き込み高
電圧負荷回路YRが設けられている。
上記共通データ線CDは、外部端子I10から入力され
る書き込み信号を受けるデータ入力回路DIBの出力端
子に結合されている。データ入力回路DIBにおける出
力回路は、書き込み信号によって制御される書き込みM
OS F ETを介して書き込み電圧VPGIを送出す
る。この出力回路は、書き込みバルスマτがはゾ5vの
ようなハイレベル(読み出し動作)なら、その出力イン
ピーダンスが高インピーダンス状態となるようにされる
データ出力回路DOBの入力端子は、共通データ線CD
に結合される。データ出力回路DOBは、センスアンプ
と、その出力を受ける出カバソファから構成される。セ
ンスアンプは、特に制限されないが、共通データ線CD
にバイアス電流を供給するためのバイアス回路を持つ、
バイアス回路は、制御回路C0NTから供給される読み
出し制御信号Oeによって動作状態にされ、その動作状
態においてバイアス電流を出力する。バイアス回路は、
適当なレベル検出機能を持つようにされる。これによっ
て、データ出力回路DOBの入力レベルが所定電位以下
の時にバイアス電流が形成され、入力レベルが所定電位
に達するとバイアス回路が実質的にOになるようにされ
る。
選択されたメモリセルは、予めそれに書き込まれたデー
タに従って読み出し時のワード線選択レベルに対して高
いしきい値電圧か又は低いしきい値電圧を持つ。
メモリアレイM−ARY内の;Z沢されたメモリセルが
高いしきい値電圧(°0”)をもっている場合、共通デ
ータ線CDと回路の接地点との間に直流電流通路が形成
されない。この場合、共通データ線CDは、センスアン
プからの電流供給によって比較的ハイレベルにされる。
センスアンプにおけるバイアス回路からのバイアス電流
の供給は、共通データJJit CDが所定電位に達す
ると実質的に停止される。それ故に、共通データ線のハ
イレベルは、比較的低い電位に制限される。
これに対して、メモリアレイM−ARY内の選択された
メモリセルか低いしきい値電圧をもっている場合、共通
データ線CDと回路の接地点との間にカラムスイッチM
O3FET、データ線、選択されたメモリセル及びMO
SFETQ10を介する直流電流経路が形成される。そ
れ故に、共通データ線CDは、バイアス回路から供給さ
れるバイアス電流にかかわらずにロウレベルにされる。
このようなバイアス回路による共通データ線CDのハイ
レベルとロウレベルとの振幅制限は、次の利点をもたら
す。すなわち、共通データ線CD等に信号変化速度を制
限する浮遊容量等の容量が存在するにかかわらずに、読
み出しの高速化を図ることができる。言い換えると、複
数の、メモリセルからのデータを次々に読み出すような
場合において共通データ線CDの一方のレベルが他方の
レベルへ変化させられるまでの時間を短くすることがで
きる。
データ出力回路DOBにおける出カバソファは、その動
作が読み出し制御信号oeによって制御されるように構
成される。出力バッファは、制御信号OeがはL’ 5
 Vのようなハイレベルなら、センスアンプから供給さ
れる信号と対応するレベルのデータ信号を外部端子I1
0に出力する。これに対し、出カバソファは、制御信号
Oeがはゾovのロウレベルなら、高出力インピーダン
ス状態となるようにされる。これによって、出カバソフ
ァは、書き込み動作時にデータ入出力端子I10に供給
される書き込みデータ信号のレベルを制限しないように
される。
制御回路C0NTは、4[電圧Vccによって動作状態
にされ、外部端子から供給される書き込み高電圧VfJ
I)、チアブイネーブル信号CE、出力イネーブル信号
OE及びプログラム信号PGMに応じて各種の制御信号
を形成寸°る。
この実施例では、上記アドレスバッファに後述するよう
な出力切り換え機能を持たせることによって、全てのワ
ード線及びデータ′線を同時に選択/非選択状態にさせ
るものである。このようなテストモードば、特に制限さ
れないが、高電圧端子VPI)に書き込み高電圧を供給
した状態において、通常の動作状態では有り得ない制御
iQ号PGM。
OE及びCEの組み合ね一已によって制御回路C0NT
により形成された2つのナス1−モード(Fj Q ・
Jtl及びdL2により実行される。
第2図には、上記アドレスバッファを構成する単位回路
の一実施例の回路図が示されている。
外部端子から供給されたアドレス信号Aiは、(NAN
D)ゲート回路G1の一方の入力に供給される。このナ
ントゲート回路Glの他方の入力には、内部チップ選択
信号ceが供給される。上記信号ceがハイレベルのチ
ップ選択状態のとき、上記ナントゲート回路Glを通し
て外部端子から供給されたアドレス信号Aiに対して逆
相の内DBチアレス信号atが形成される。
上記ナントゲート回路G1の出力信号は、テスト信号d
tlにより制御されるアンド(AND)ゲート回路G2
と、テスト信号dt2により制御されるノア(NOR)
ゲート回路G3とを通して上記アドレス信号Atと同相
の内部アドレス信号aiとして取り込まれる。    
            1□ 通常の動作状態、言い換えるならば、書込み/:又は読
み出し動作にあっては、上記テスト信号d      
:tlはハイレベルに、テスト信号dt2はロウレベル
にされる。これにより、上記ノアゲート回路G3の出力
から、上記外部アドレス信号Atと同相の内部アドレス
信号aiが形成される。これにより、外部アドレス信号
と同相と逆相の相補アドレス信号を各アドレスデコーダ
が解読するので、1つのワード線及びデータ線の選択信
号を形成するものとなる。
この実施例においては、ディスク−ブチストは、次のよ
うにして行われる。
全てのFAMOS )ランジスタを消去状態にしておい
て、全ワード線及び全データ線を選択状態として、ワー
ド線には高電圧vppを供給して、データ線には外部端
子I10を通して回路の接地電位を供給する。上記のよ
うな全選択状態を作り出すため、例えば、アドレスデコ
ーダ回路がアンドゲート(又はナンド)構成なら外部ア
ドレス信号を全てロウレベルにして、逆相の内部アドレ
ス信号をハイレベル(論理“1”)にする、また、テス
ト信号dtlをロウレベルに、テスト信%dt2をロウ
レベルにする。これにより、同相の内部アドレス信号a
t等は、外部アドレス信号Atとは無関係にハイレベル
にさせられる。したがって、内部アドレス信号Ti、a
tが全でハイレベルにされる結果、それを受けてデコー
ド(解読)する各論理ゲート回路(アンド構成)は、ハ
イレベルの選択信号を形成するものとなる。
次に、全てのワード線を非選択状態にして、全データ線
に外部端子I10から高電圧VpPを供給する。上記全
ワード線を非選択状態(OV)に切り換えるため、Xア
ドレスバッファに供給される外部アドレス信号は、全て
ロウレベルからハイレベルに切り換えられる。これによ
り、逆相の内部アドレス信号子1等がロウレベル(論理
“0”)にされる、また、テスト信号at2がロウレベ
ルからハイレベルにされる。これによって、同相のアド
レス信号ai等もロウレベルにされる。したがって、上
記の場合とは逆に、それを受けてデコードする各アンド
構成の論理ゲート回路は、ロウレベルの非選択信号を形
成する。
次に、FAMOS)ランジスタを書込み状態にして、上
記動作を繰り返すことによりディスターブテストが終了
される。この実施例では、合計4回のテトスサイクルに
よって全てのFAMOSトランジスタに対するディスタ
ーブテストを同時に行うことができるものとなる。
なお、アドレスデコーダがオア(ノア)ゲート構成なら
、全ての内部アドレス信号をロウレベルにすることによ
り全選択状態を、全ての内部アドレス信号をハイレベル
にすることにより全非選択状態を作り出すことができる
ものである。この場合には、上記アドレスバッファの構
成もそれに応じて変更される。
〔効 果〕
(1)テストモード信号により全てのワード線及び/又
はデータ線を同時選択/非選択状態とすることにより全
ての不揮発性記憶素子の同時テストが可能になるため、
ディスターブテストの大幅な短縮化を実現できるという
効果が得られる。
(2)アドレスバッファから出力される相補アドレス信
号をテスト信号により選択的に同じレベルとするという
簡単な構成により、上記全ワード線及び全データ線の同
時選択又は非選択状態を作りだすことができるという効
果が得られる。
以上本発明者にメっでなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではな(、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、ワード線又は
データ線の選択信号       )は、5v系の信号
を高電圧系の信号に変換するし       :ベル変
換回路により形成するものであってもよい。
′−0場合・上記パ″変換1路0人”信号を形成   
    1tAni6B!’y’ −t−uiie=、
z h(8%G4JklIhL−(+        
の信号に従つてアドレス信号とは無関係に複数のゲート
回路の出力信号を選択レベル(ハイレベル)ゝさ′t″
も′あ°7も1パ・0″′うゝ全ワ        i
−ド線及び全データ線を選択状態にさせる構成は、  
    i種々の実施形態を採ることができるものであ
る。       jまた、テスト信号が外部端子から
供給するもので       1あってもよい。上記E
FROM装置は、1チツプのマイクロコンピュータに内
蔵されるものであっ       lてもよい。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本願発明者によってなされた発
明をその背景となった技術分野であるEPROM装置に
通用した場合について説明したが、これに限定されるも
のではなく、MNOS (メタル・ナイトライド・オキ
サイド・セミコンダクタ)のような記憶素子を用いて電
気的な消去を行うことができるEEPROM等の半導体
記憶装置等にも広く利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明が適用されたEPROM装置の一実
施例を示す回路図、 第2図は、そのアドレスバッファを構成する単位回路の
一実施例を示す回路図である。 XADB −DCR・・Xアドレスバッファ・デコーダ
、YADB −DCR・・Yアドレスバッファ・デコー
ダ、M−ARY・・メモリアレイ、DOB・・データ信
号回路、DIB・・データ入力回路、C0NT・・制御
回路 第1図 Vr+r+ 第2図 dtl  dt2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、コントロールゲートとフローティングゲートとを有
    し、フローティングゲートに電荷を取り込むことにより
    情報記憶を行う不揮発性半導体記憶素子がマトリックス
    状に配置されて構成されたメモリアレイと、テストモー
    ド信号に従って上記不揮発性半導体記憶素子のコントロ
    ールゲートが結合された複数のワード線及び/又はその
    ドレインが結合された複数のデータ線を同時に選択状態
    又は非選択状態に切り換える機能を持つようにされたア
    ドレス選択回路とを含むことを特徴とする半導体記憶装
    置。 2、上記不揮発性半導体記憶素子のコントロールゲート
    が結合された複数のワード線及び/又はそのドレインが
    結合された複数のワード線を同時に選択状態又は非選択
    状態に切り換える機能は、テストモード信号により選択
    的にアドレスバッファ回路から送出される非反転のアド
    レス信号と反転のアドレス信号のうちの一方のレベルを
    選択的に他方のレベルと等しくさせるゲート回路により
    実現されるものであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の半導体集積回路装置。
JP60184206A 1985-08-23 1985-08-23 半導体集積回路装置 Pending JPS6246499A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483488A (en) * 1993-09-24 1996-01-09 Nec Corporation Semiconductor static random access memory device capable of simultaneously carrying disturb test in a plurality of memory cell blocks

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483488A (en) * 1993-09-24 1996-01-09 Nec Corporation Semiconductor static random access memory device capable of simultaneously carrying disturb test in a plurality of memory cell blocks

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