JPS63239692A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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Publication number
JPS63239692A
JPS63239692A JP62071505A JP7150587A JPS63239692A JP S63239692 A JPS63239692 A JP S63239692A JP 62071505 A JP62071505 A JP 62071505A JP 7150587 A JP7150587 A JP 7150587A JP S63239692 A JPS63239692 A JP S63239692A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rewriting
voltage
time
data
control means
Prior art date
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Pending
Application number
JP62071505A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidefumi Mukoda
向田 英史
Masaaki Terasawa
寺沢 正明
Taisuke Ikeda
泰典 池田
Yoshikazu Nagai
義和 永井
Nobuyuki Sato
信之 佐藤
Kazunori Furusawa
和則 古沢
Shinji Nabeya
鍋谷 慎二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi ULSI Engineering Corp, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi ULSI Engineering Corp
Priority to JP62071505A priority Critical patent/JPS63239692A/en
Publication of JPS63239692A publication Critical patent/JPS63239692A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To shorten a time required for a reliability test relating to rapid rewriting or data holding characteristics at the time of system operation by controlling the supplying time of a rewriting voltage in response to control data set in a timer control means. CONSTITUTION:The titled device is provided with the timer control means TMCONT for programmably controlling the supplying time of rewriting voltages Vwr, Ver outputted from a rewrite control means WEC for supplying a voltage required for data rewriting to an electrically rewritable semiconductor non- volatile memory element based on control data stored in a prescribed semiconductor non-volatile memory element or control data supplied from the external through an exclusive pad not bonded by a wire. Since the supplying time of the rewriting voltages Vwr, Ver is controlled in response to the control data set in the timer control means TMCONT, the time of a reliability test relating to the rapid rewriting or data holding characteristics at the time of system operation can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気的に書き換え可能な半導体不揮発性記憶装
置に関し、例えば、EEPROM (エレクトリカリ・
イレイザブル・アンド・プログラマブル・リード・オン
リ・メモリ)に適用して有効な技術に関゛するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electrically rewritable semiconductor non-volatile memory device, such as an EEPROM (electronically rewritable memory device).
It relates to technology that is effective when applied to (erasable and programmable read-only memory).

〔従来技術〕[Prior art]

メモリセルがMNOS (メタル・ナイトライド・オキ
サイド・セミコンダクタ)のような電気的に書き換え可
能な半導体不揮発性記憶素子から構成される+?:EI
’ROMにおいて、そのメモリセルは、昭和60年12
月25日オーム社発行の「マイクロコンピュータハンド
ブックJ P266などに記載されているように、*き
込み時には、そのゲートに正の高電圧を印加すると共に
基板側を接地すると、トンネル効果によって電子がゲー
ト絶縁膜のトラップ部分に注入されてそのしきい値電圧
が正の比較的大きな値とされる。一方、消去に際しては
、基板に正の電圧を印加すると共にゲートに接地電位を
供給して、上記とは逆にそのトラップ部分に正孔を注入
してしきい値電圧を小さな値にする。そのようにしてプ
ログラムされたメモリセルからデータを読み出すときは
、MNOSに直列接続されたデータ線に結合されている
選択用MO8FETをオン動作させると共に、MNOS
のゲートm極に接地電位を供給する。そうすると、書き
込みプログラムされているメモリ゛セルに対してはドレ
イン電流が流れず、また、消去プログラムされているメ
モリセルに対してはドレイン電流が流れ、そのドレイン
電流の有無に応じてメモリセルのプログラム状態が判別
される。
+?The memory cell is composed of an electrically rewritable semiconductor non-volatile memory element such as MNOS (Metal Nitride Oxide Semiconductor). :EI
'In ROM, the memory cell is
As described in Microcomputer Handbook J P266 published by Ohmsha on May 25th, *When writing, if a high positive voltage is applied to the gate and the substrate side is grounded, electrons will flow through the gate due to the tunnel effect. It is injected into the trap portion of the insulating film, and its threshold voltage becomes a relatively large positive value.On the other hand, during erasing, a positive voltage is applied to the substrate and a ground potential is supplied to the gate. On the contrary, holes are injected into the trap part to reduce the threshold voltage to a small value.When reading data from a memory cell programmed in this way, it is coupled to the data line connected in series to the MNOS. Turn on the selected MO8FET, and turn on the MNOS
A ground potential is supplied to the gate m-pole of. Then, drain current does not flow to memory cells that are programmed for writing, and drain current flows to memory cells that are programmed for erasure, and depending on the presence or absence of the drain current, the memory cell is programmed. The condition is determined.

ところで、上記したようにMNOSから成るようなメモ
リセルに対するプログラム状態を変更する場合に、その
メモリセルに供給される書き込み又は消去電圧の供給時
間もしくは期間は、プログラムされたデータの保持特性
をEEPROMの機能上望ましい状態に維持することが
できるように決定されなければならない。そこで、従来
のEEPROMは、メモリセルに対するプログラム可能
な最大書き換え回数と、プログラムされたデータの最大
保持期間との関係から、書き込み及び消去のための電圧
供給時間は、内部のタイマ回路で一定時間に制御される
ように構成されていた。通常はデータの保持時間10年
を保証し得る一定の書き換え時間に制御されている。
By the way, as mentioned above, when changing the program state of a memory cell composed of MNOS, the supply time or period of the write or erase voltage supplied to the memory cell depends on the retention characteristics of the programmed data of the EEPROM. It must be determined so that it can be maintained in a functionally desirable state. Therefore, in conventional EEPROMs, the voltage supply time for writing and erasing is set to a fixed time by an internal timer circuit, due to the relationship between the maximum number of times a memory cell can be rewritten and the maximum retention period of programmed data. It was designed to be controlled. Normally, the rewrite time is controlled to a certain level that can guarantee data retention time of 10 years.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、E E P ROMが適用されるシステ
ム構成によっては、データの最大保持時間をそれ程必要
としない場合があり、そのような事情のもとでは本質的
にメモリセルの書き換え時間を短縮することができるに
も拘らず、書き込み及び消去のための電圧供給時間を内
部で一定に制御する従来のE E P ROMではデー
タの高速書き換えの要求を満足させることはできなかっ
た。また、データの保持特性試験等においては、従来の
EEPROMの書き換え時間が一定に制御されるように
なっていることから、書き換え時間をコントロールする
ことによる加速試験を行うことができず。
However, depending on the system configuration to which EEPROM is applied, the maximum data retention time may not be so necessary, and under such circumstances, it is essentially possible to shorten the rewriting time of memory cells. However, the conventional EEPROM, which internally controls the voltage supply time for writing and erasing to a constant value, cannot satisfy the demand for high-speed data rewriting. Furthermore, in data retention characteristic tests and the like, since the rewrite time of conventional EEPROMs is controlled to be constant, it is not possible to perform accelerated tests by controlling the rewrite time.

スクリーニングに時間がかかって、試験効率が悪いとい
う問題があった。
There was a problem that screening took a long time and test efficiency was low.

本発明の目的は、電気的に書き換え可能な半導体不揮発
性記憶素子に対するデータの書き換え時間をプログラマ
ブルに制御することができる半導体記憶装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can programmably control data rewrite time for an electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory element.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は1
本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention are as follows:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、電気的に書き換え可能な半導体不揮発性記憶
素子に対するデータの書き換えに必要な電圧を供給する
書き換え制御手段から出力されるべき書き換え電圧の供
給時間を、所定の半導体不揮発性記憶素子に格納された
制御データや、ワイヤーボンディングされていない専用
パッドを介して外部から供給される制御データに基づい
て、プログラマブルに制御するタイマ制御手段を設けた
ものである。
That is, the supply time of the rewriting voltage to be output from the rewriting control means that supplies the voltage necessary for rewriting data to the electrically rewritable semiconductor nonvolatile storage element is determined by the time period for which the rewriting voltage is stored in the predetermined semiconductor nonvolatile storage element. A timer control means is provided for programmable control based on control data and control data supplied from the outside via a dedicated pad that is not wire-bonded.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、タイマ制御手段に設定される制
御データに呼応して、書き換え電圧の供給時間が制御さ
れることにより、システム動作時の高速書き換えや、デ
ータ保持特性などに関する信頼性試験の時間短縮を達成
するものである。
According to the above means, the supply time of the rewriting voltage is controlled in response to the control data set in the timer control means, thereby enabling high-speed rewriting during system operation and reliability tests regarding data retention characteristics, etc. This achieves time savings.

〔実 施 例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例であるE E P ROMの
要部を示すブロック図である。同図に示されるEEPR
OMは、特に制限されないが、公知の半導体集積回路製
造技術によって1つの半導体基板に形成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the main parts of an EEPROM that is an embodiment of the present invention. EEPR shown in the figure
Although not particularly limited, the OM is formed on one semiconductor substrate by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

第1図には、EEPROMの書き換え回路WRC以外の
機能ブロックは1つの機能ブロックMで代表的に示され
ており、その機能ブロックMは、その詳細を特に図示は
しないが、MNOSなどの電気的に書き換え可能な半導
体不揮発性記憶素子が含まれて成るメモリセルがマトリ
クス配置されたメモリセルアレイ、メモリセルアレイの
中から所定のメモリセルを選択するための選択回路、選
択されたメモリセルから外部にデータを読みだすデータ
読み出し回路、外部制御信号を受けて内部タイミング信
号を形成するためのタイミングジェネレータなどが含ま
れている。
In FIG. 1, the functional blocks other than the EEPROM rewriting circuit WRC are representatively shown as one functional block M, and although the details are not particularly shown, the functional block M is an electrical A memory cell array in which memory cells including rewritable semiconductor non-volatile memory elements are arranged in a matrix, a selection circuit for selecting a predetermined memory cell from the memory cell array, and data externally transmitted from the selected memory cell. It includes a data readout circuit for reading data, a timing generator for receiving external control signals and forming internal timing signals, and the like.

ここで先ず、上記機能ブロックMに含まれているモリセ
ルの構成を第3図に基づいて説明する。
First, the structure of the Moricell included in the functional block M will be explained based on FIG. 3.

当該メモリセルMCは、特に制限されないが、Nチャン
ネル型の選択MO8FETQI、電気的に書き換え可能
にプログラムされるNチャンネル型MNoSトランジス
タQ2.及び、Nチャンネル型分離用MO8FE”TQ
3が順次直列接続されて構成され、その選択MO8FE
TQIのドレインitt極は代表的に示されているデー
タ線DALに結合され、また1分離用MO8FETQ3
のソース電極は回路の接地端子に結合されている。選択
MO3FETQIのゲート電極は代表的に示されている
ワード線WOLに結合され、上記MNOSトランジスタ
Q2のゲート電極は代表的に示されている書き込み線W
RLに結合され、また、上記分離用MO5FETQ3の
ゲート電極は代表的に示されている制御mcOLに結合
されている。尚。
The memory cell MC includes, but is not particularly limited to, an N-channel type selection MO8FET QI, an electrically rewritably programmed N-channel type MNoS transistor Q2 . And MO8FE”TQ for N-channel type separation
3 are sequentially connected in series, and the selected MO8FE
The drain itt pole of TQI is coupled to the representatively shown data line DAL, and is also connected to one isolation MO8FETQ3.
The source electrode of is coupled to the circuit ground terminal. The gate electrode of the selected MO3FET QI is coupled to the representatively shown word line WOL, and the gate electrode of the MNOS transistor Q2 is coupled to the representatively shown write line W.
RL, and the gate electrode of the isolation MO5FET Q3 is coupled to the representatively shown control mcOL. still.

実際には上記データ線は列方向に複数本設けられ、メモ
リセルアレイにおける同一列のメモリセルが当該列のデ
ータ線に共通接続され、また、上記ワード線、書き込み
線、及び制御線は1行方向に複数本設けられていて、メ
モリセルアレイにおける同一行のメモリセルが当該行の
各線に共通接続されている。
In reality, a plurality of the data lines are provided in the column direction, memory cells in the same column in the memory cell array are commonly connected to the data line in the column, and the word line, write line, and control line are connected in the row direction. A plurality of lines are provided in the memory cell array, and memory cells in the same row in the memory cell array are commonly connected to each line in the row.

メモリセルに対するプログラム(データの書き換え)又
はデータ読み出し時におけるメモリセルの選択は上記機
能ブロックMに含まれている選択回路に外部から供給さ
れるアドレス信号に基づいて行われるが、そのようにし
て選択されたメモリセルに対するプログラム動作はlM
NOSトランジスタQ2に対する論理「1」の書き込み
状態と、論理「0」の消去状態との2通り状態を選択的
にプログラムする動作である。プログラム動作時におい
て、上記選択MO5FETQIはオン状態にされると共
に、分離用MO8FETQ3はオフ状態にされる。基本
的に、書き込み時には1選択されたMNOS トランジ
スタQ2のゲート電極に正の高電圧(書き込み電圧)が
印加されて、そのしきい値電圧が正の比較的大きな値に
プログラムされる。一方、消去動作時には、選択された
MNOSトランジスタQ2のゲート電極に低電圧(消去
電圧)が印加されて、そのしきい値電圧が小さな値にプ
ログラムされる。また、そのようにしてプログラムされ
たメモリセルからデータを読み出す時は、選択されたメ
モリセルの選択MO8FETQ1及び分離用MO8FE
TQ3は共にオン状態にされ、特に制限されないが、選
択されたMNOSトランジスタQ2のゲート電極には接
地電位が供給される。そうすると、書き込みプログラム
されているメモリセルに対してはドレイン電流が流れず
、また、消去プログラムされているメモリセルに対して
はドレイン電流が流れ、そのドレイン電流の有無が図示
しないセンスアンプによって検出されることによって、
選択されたメモリセルのプログラム状態に応じたデータ
が読み出される。
Selection of a memory cell when programming (rewriting data) or reading data from a memory cell is performed based on an address signal supplied from the outside to the selection circuit included in the functional block M. The program operation for the memory cell that has been
This is an operation for selectively programming the NOS transistor Q2 into two states: a write state of logic "1" and an erase state of logic "0". During the program operation, the selection MO5FETQI is turned on, and the isolation MO8FETQ3 is turned off. Basically, during writing, a high positive voltage (write voltage) is applied to the gate electrode of one selected MNOS transistor Q2, and its threshold voltage is programmed to a relatively large positive value. On the other hand, during the erase operation, a low voltage (erase voltage) is applied to the gate electrode of the selected MNOS transistor Q2, and its threshold voltage is programmed to a small value. In addition, when reading data from a memory cell programmed in this way, the selection MO8FETQ1 of the selected memory cell and the isolation MO8FE
Both transistors TQ3 are turned on, and although not particularly limited, the ground potential is supplied to the gate electrode of the selected MNOS transistor Q2. In this case, no drain current flows to memory cells that are programmed for writing, and drain current flows to memory cells that are programmed for erasure, and the presence or absence of this drain current is detected by a sense amplifier (not shown). By doing so,
Data is read according to the program state of the selected memory cell.

尚、EEPROMのスタンバイ時にもMNOSトランジ
スタQ2のゲート電極は、データ破壊の観点から接地レ
ベルとされるが、そのようにMNOSトランジスタQ2
のゲート電極に接地電位を選択的に供給可能とするため
、各書き込み線WRLは、第4図に示されるようなNチ
ャンネル型MO8FETQ4を介して回路の接地端子に
接続されている。仮りに、MO8FETQ4の代わりに
Pチャンネル型MO8FETを用いた場合には、そのゲ
ート電極に接地電位を供給しただけでは基板効果によっ
て書き込み線wRLを接地レベルに強制することができ
ず、負電圧発生回路を介して当該Pチャンネル型MO3
FETのゲート電極に負電圧を印加することで、MNO
SトランジスタQ2におけるデータ破壊やリテンション
不良を防止しなければならない。本実施例のようにNチ
ャンネル型MO8FETQ4によって構成した場合には
、当該MO3FETQ4のゲート電極に相対的にレベル
の高い方の電源電圧を供給すればMNOSトランジスタ
Q2のゲート電極に接地電位を供給することができるか
ら、負電圧発生回路が必要とされることはなく、それに
よって、スタンバイ時における消費電力を低減すること
ができる。
Note that even during EEPROM standby, the gate electrode of the MNOS transistor Q2 is set to the ground level from the viewpoint of data destruction;
In order to make it possible to selectively supply a ground potential to the gate electrode of the circuit, each write line WRL is connected to the ground terminal of the circuit via an N-channel MO8FETQ4 as shown in FIG. If a P-channel MO8FET is used instead of MO8FETQ4, the write line wRL cannot be forced to the ground level due to the substrate effect simply by supplying the ground potential to its gate electrode, and the negative voltage generation circuit through the P-channel type MO3
By applying a negative voltage to the gate electrode of the FET, the MNO
Data destruction and retention failure in the S transistor Q2 must be prevented. When configured with an N-channel MO8FETQ4 as in this embodiment, if a relatively higher power supply voltage is supplied to the gate electrode of the MO3FETQ4, a ground potential can be supplied to the gate electrode of the MNOS transistor Q2. Therefore, a negative voltage generating circuit is not required, and thereby power consumption during standby can be reduced.

上記書き換え回路WRCは、第1図に示されるように、
電源電圧を昇圧して所定の書き込み用高電圧VPPを形
成する電圧形成回路V P Gを有する。この電圧形成
回路vPGは、それに内蔵されているツェナーダイオー
ドなどにより電源電圧を一定のレベルまで昇圧して書き
込み用高電圧Vppを形成するが、本実施例の電圧形成
回路VPGは、ワイヤーボンディングされていないよう
なテスト専用の外部端子vPPから所望レベルの電圧を
受けることにより、書き込み用高電圧VPPのレベルを
任意に制御し得るようになっている。したがって、テス
トモード時などにおいて、外部端子vPPに所望の電圧
を供給して書き込み電圧をコントロールすることによっ
て、メモリセルに対する書き込み深さを任意に制御する
ことができる。
As shown in FIG. 1, the rewriting circuit WRC has the following features:
It has a voltage forming circuit V PG that boosts the power supply voltage to form a predetermined write high voltage VPP. This voltage forming circuit vPG boosts the power supply voltage to a certain level using a built-in Zener diode or the like to form a high voltage Vpp for writing, but the voltage forming circuit VPG of this embodiment is not wire-bonded. By receiving a voltage at a desired level from an external terminal vPP dedicated to testing, which is not available, the level of the high voltage VPP for writing can be arbitrarily controlled. Therefore, in the test mode or the like, by supplying a desired voltage to the external terminal vPP and controlling the write voltage, it is possible to arbitrarily control the write depth to the memory cell.

その結果、データ保持特性の1つのパラメータである書
き込み電圧が任意になり、データ保持特性試験の信頼性
を向上させることができる。
As a result, the write voltage, which is one parameter of the data retention characteristic, can be set arbitrarily, and the reliability of the data retention characteristic test can be improved.

第1図においてWECは、データの書き換えに必要な書
き込み電圧Vwr又は消去電圧Verを、所定のメモリ
セルに供給制御する書き換え制御回路である。書き換え
制御回路WECには、特に制限されないが、上記電圧形
成回路VPGで形成された書き込み用高電圧VPP、外
部制御信号としル信号WE、アウトプットイネーブル信
号OE、機能ブロックMにおいて書き込みデータに呼応
して検出される書き込み消去指示信号W/E、及び、タ
イマ回路TMから供給される書き換え電圧供給タイミン
グ信号(書き換え時間を決定する)φWeが供給される
6書き換え制御回路WECは、特に制限されないが、チ
ップイネーブル信号GEがチップ選択レベルであるロウ
レベルにされると共に、アウトプットイネーブル信号O
Eがデータの入力指示レベルであるハイレベルにされ、
更にライトイネーブル信号WEが所定周期のクロックと
されるときに、書き換え動作が指示される。このとき、
書き込み消去指示信号W/Eによって書き込み動作が指
示されている場合には、書き換え電圧供給タイミング信
号φweによって決定される時間によって書き込み電圧
Vwrが機能ブロックMに供給される。また、書き込み
消去指示信号W/Eによって消去動作が指示されている
場合には、書き換え電圧供給タイミング信号φweによ
って決定される時間によって消去電圧Verが機能ブロ
ックMに供給される。尚、このとき所定周期のクロック
とされるライトイネーブル信号WEは。
In FIG. 1, WEC is a rewrite control circuit that controls supply of a write voltage Vwr or erase voltage Ver necessary for rewriting data to a predetermined memory cell. The rewriting control circuit WEC includes, but is not particularly limited to, a high voltage for writing VPP formed by the voltage forming circuit VPG, an external control signal and a signal WE, an output enable signal OE, and a function block M that responds to write data. The six rewrite control circuits WEC to which the write/erase instruction signal W/E detected by the timer circuit TM and the rewrite voltage supply timing signal (determining the rewrite time) φWe supplied from the timer circuit TM are not particularly limited; The chip enable signal GE is set to low level, which is the chip selection level, and the output enable signal O
E is set to high level, which is the data input instruction level,
Furthermore, when the write enable signal WE is set as a clock of a predetermined period, a rewrite operation is instructed. At this time,
When a write operation is instructed by the write/erase instruction signal W/E, the write voltage Vwr is supplied to the functional block M at a time determined by the rewrite voltage supply timing signal φwe. Further, when an erase operation is instructed by the write/erase instruction signal W/E, the erase voltage Ver is supplied to the functional block M at a time determined by the rewrite voltage supply timing signal φwe. Note that the write enable signal WE, which is a clock with a predetermined period at this time, is as follows.

特に制限されないが、そのロウレベルへの変化が書き換
えアドレスの入力タイミングを指示し、また、そのハイ
レベルへの変化が書き換えデータの入力タイミングを指
示するものであり、書き込み電圧Vwr及び消去電圧V
erの供給開始タイミングは、斯るクロック周期に呼応
した所定のタイミングとされる。
Although not particularly limited, a change to the low level indicates the input timing of the rewrite address, and a change to the high level indicates the input timing of the rewrite data, and the write voltage Vwr and the erase voltage V
The supply start timing of er is set to a predetermined timing corresponding to this clock cycle.

」二記タイマ回路TMは、書き換え制御回路WECから
出力されるべき書き換え電圧(Vwr、Ver)の供給
時間を決定する書き換え電圧供給タイミング信号φwe
を形成するものであり、その書き換え電圧供給時間は、
タイマ制御回路TMCONTの動作によって制御される
The timer circuit TM receives a rewrite voltage supply timing signal φwe that determines the supply time of the rewrite voltage (Vwr, Ver) to be output from the rewrite control circuit WEC.
The rewriting voltage supply time is
It is controlled by the operation of the timer control circuit TMCONT.

上記タイマ回路TMは、特に制限されないが、第2図に
示されるように、リングオシレータのような発振回路0
5C1及びその発振周波数を分周するカウンタCUNT
によって構成される。カウンタCUNTの出力は、夫々
発振周波数に対して異なる分周比を採り得るようにスイ
ッチ素子Qa乃至Qnを介して選択可能に構成されてい
る。スイッチ素子Qa乃至Qnは、デコーダ回路DEC
の出力信号に基づいてその内の1個がオン状態に制御さ
れるようになっている。したがって、スイッチ素子Qa
乃至Qnの何れをオン状態に制御するかによって所望の
分周比、即ち所望の書き換え時間を設定することができ
る。
The timer circuit TM may be an oscillation circuit such as a ring oscillator, but not limited to it, as shown in FIG.
5C1 and a counter CUNT that divides its oscillation frequency
Consisted of. The output of the counter CUNT is configured to be selectable via switch elements Qa to Qn so that different division ratios can be obtained for each oscillation frequency. Switch elements Qa to Qn are connected to a decoder circuit DEC.
One of them is controlled to be on based on the output signal of the. Therefore, switch element Qa
A desired frequency division ratio, that is, a desired rewriting time can be set by controlling which of Qn to Qn is turned on.

上記デコーダ回路DECに供給されるデータ、即ち、書
き換え電圧供給時間を制御する制御データDcontは
、特に制限されないが、上記機能ブロックに含まれる図
示しないメモリセルと同様の半導体不揮発性記憶素子(
MNOS)を含む記憶領域Econtに所定ビット数で
プログラマブルに格納されている。斯る記憶領域Eco
ntに対するデータの書き換えは図示しないメモリセル
アレイに対する処理と同様に実行され、その際に通常の
アドレス信号入力端子及びデータ入出力端子をマルチプ
レクスして必要なアドレス信号及び書き換えデータが供
給され得るように構成することができる。
The data supplied to the decoder circuit DEC, that is, the control data Dcont that controls the rewrite voltage supply time, is not particularly limited, but may be a semiconductor nonvolatile memory element (not shown) similar to a memory cell included in the functional block (not shown).
A predetermined number of bits is programmably stored in a storage area Econt including MNOS). Such storage area Eco
Data rewriting for nt is performed in the same way as processing for a memory cell array (not shown), and at that time, normal address signal input terminals and data input/output terminals are multiplexed so that necessary address signals and rewriting data can be supplied. Can be configured.

特に1本実施例において、制御データDcontは、ワ
イヤーボンディングされていない専用パッドPを介して
直接外部から供給され得るようになっている。斯る専用
パッドPは、特に制限されないが、EET”ROMを所
定のシステム上で動作させるときには利用することがで
きないため、データの保持特性などの信頼性試験を行う
ためのテスタに専ら接続されて利用され、そのような試
験だけを目的に制御データDcontを必要とする位置
付けのE E P ROMの場合に、当該制御データD
contの入力方式は、他の半導体記憶装置との間で外
部端子のコンパチビリティ−を図るような場合に極めて
効果的である。
In particular, in this embodiment, the control data Dcont can be directly supplied from the outside via a dedicated pad P that is not wire-bonded. Such a dedicated pad P, although not particularly limited, cannot be used when operating the EET"ROM on a predetermined system, so it is connected exclusively to a tester for performing reliability tests such as data retention characteristics. In the case of an EEPROM that is used and positioned as requiring control data Dcont solely for such test purposes, the control data Dcont
The cont input method is extremely effective in cases where external terminal compatibility is to be achieved with other semiconductor memory devices.

次に上記実施例の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

例えば、第2図に示されるスイッチ素子Qaがオン状態
にされたときの書き換え電圧供給タイミング信号φWC
によって得られる書き換え時間は、特に制限されないが
、10年のデータ保持が可能な標準書き換え時間に呼応
する。それに対して、スイ゛ツチ素子Qb乃至Qnの何
れかがオン状態にされたときは、書き換え時間は順次標
準書き換え時間よりも短くされる。
For example, the rewrite voltage supply timing signal φWC when the switch element Qa shown in FIG. 2 is turned on
The rewrite time obtained by this is not particularly limited, but corresponds to a standard rewrite time that allows data retention for 10 years. On the other hand, when any of the switch elements Qb to Qn is turned on, the rewriting time is sequentially made shorter than the standard rewriting time.

例えば、長期に亘るデータ保持が必要とされる場合には
、スイッチ素子Qaのオン動作を選択し得る制御データ
Dcontが半導体不揮発性記憶領域Econtに所定
ビット数で設定される。当該設定データは、常時若しく
は書き換え時にデコーダ回路DECに供給されることに
よって、標準書き換え時間に呼応する書き換え電圧供給
タイミング信号φweが書き換え制御回路WECに供給
される。その状態で図示しない所定のメモリセルにプロ
グラムされたデータは、E E P ROMが保証する
最長時間保持可能とされる。
For example, when long-term data retention is required, control data Dcont that can select the ON operation of the switch element Qa is set in the semiconductor nonvolatile storage area Econt with a predetermined number of bits. By supplying the setting data to the decoder circuit DEC at all times or during rewriting, the rewriting voltage supply timing signal φwe corresponding to the standard rewriting time is supplied to the rewriting control circuit WEC. In this state, data programmed into a predetermined memory cell (not shown) can be retained for the longest time guaranteed by the EEPROM.

長期データ保持を必要としない場合には、必要なデータ
保持時間に呼応した短い書き換え時間を選択するための
制御データDcontを半導体不揮発性記憶領域Eco
ntに所定ビット数で設定する。当該設定データは、常
時若しくは書き換え時にデコーダ回路DECに供給され
ることによって、標準書き換え時間よりも短い時間に呼
応する書き換え電圧供給タイミング信号φweが書き換
え制御回路WECに供給される。その状態で図示しない
所定のメモリセルをプログラムする場合、書き換えに必
要とされる時間が短縮された分だけ高速書き換えが可能
とされ、プログラムされたデータは、書き換え時間が短
縮された分に呼応して、EEPROMが保証する最長時
間よりも短い期間だけ保持可能とされる。
When long-term data retention is not required, control data Dcont for selecting a short rewriting time corresponding to the required data retention time is stored in the semiconductor non-volatile storage area Eco.
Set a predetermined number of bits to nt. By supplying the setting data to the decoder circuit DEC at all times or during rewriting, a rewriting voltage supply timing signal φwe corresponding to a time shorter than the standard rewriting time is supplied to the rewriting control circuit WEC. When programming a predetermined memory cell (not shown) in this state, high-speed rewriting is possible as the time required for rewriting is shortened, and the programmed data is changed according to the shortened rewriting time. Therefore, the data can be retained for a period shorter than the maximum time guaranteed by the EEPROM.

上記書き換え時間の制御は専用パッドPを介して直接外
部から供給される制御データDcontに基づいて実行
することもできる。特に、専用パッドPは、外部端子に
ボンディングされていないから、半導体不揮発性記憶領
域Econtを用いる場合とは相違し、所定のシステム
上でEEPROMを動作させるときの書き換え時間制御
には利用することはできない。したがって、専ら、らデ
ータの保持特性などの信頼性試験を行うためのテスタに
接続された場合に利用される。
The above rewriting time control can also be executed based on control data Dcont directly supplied from the outside via the dedicated pad P. In particular, since the dedicated pad P is not bonded to an external terminal, unlike when using the semiconductor non-volatile storage area Econt, it cannot be used for rewriting time control when operating an EEPROM on a predetermined system. Can not. Therefore, it is used exclusively when connected to a tester for performing reliability tests such as data retention characteristics.

上記実施例によれば以下の作用効果を得るものである。According to the above embodiment, the following effects can be obtained.

(1)MNOS トランジスタに対するデータの書き換
えに必要な電圧を供給する書き換え制御回路WECら出
力されるべき書き換え電圧(Vwr。
(1) Rewrite voltage (Vwr) to be output from the rewrite control circuit WEC that supplies the voltage necessary to rewrite data to the MNOS transistor.

Ver)の供給時間を、半導体不揮発性記憶領域Eco
ntに格納された制御データDcontに基づいて、プ
ログラマブルに制御するタイマ制御回路TMCONTを
設けたから、タイマ制御回路TMCONTに設定される
制御データDcontに呼応して、書き換え電圧の供給
時間が制御されることにより、所定のシステム上におい
て、長期に亘るデータの保持性能を必要としない場合に
は。
The supply time of the semiconductor non-volatile storage area Eco
Since the timer control circuit TMCONT is provided which performs programmable control based on the control data Dcont stored in the timer control circuit TMCONT, the supply time of the rewriting voltage can be controlled in response to the control data Dcont set in the timer control circuit TMCONT. Therefore, if long-term data retention performance is not required on a given system.

書き換え時間を標準書き換え時間よりも短縮して高速書
き換えの要求を満足させることができる。
The rewrite time can be made shorter than the standard rewrite time to satisfy the requirement for high-speed rewriting.

(2)上記作用効果より、データの保持特性試験等にお
いては、書き換え時間をコントロールすることによる加
速試験を行うことができ、スクリーニングに必要とされ
る時間の短縮、更には全体的な試験効率の向上を達成す
ることができる。
(2) From the above effects, it is possible to perform accelerated tests by controlling the rewriting time in data retention characteristics tests, etc., which reduces the time required for screening and further improves overall test efficiency. improvement can be achieved.

(3)データの書き換え時間は、ワイヤーボンディング
されていない専用パッドPを介して外部から供給される
制御データDcontに基づいて制御することも可能で
あるから、特に、データの保持特性などの信頼性試験を
行うためのテスタに専ら接続されて利用されだけの目的
で制御データDcontを必要とする位置付けのFEP
ROMの場合には、当該制御データの入力方式は、他の
半導体記憶装置との間で外部端子のコンパチビリティ−
を図るような場合に極めて効果的であり、また、特別に
半導体不揮発性記憶領域Econtを設けなくても済む
(3) Since the data rewriting time can also be controlled based on the control data Dcont supplied from the outside via the dedicated pad P that is not wire-bonded, reliability such as data retention characteristics is particularly important. An FEP that requires control data Dcont for the sole purpose of being connected to a tester for testing.
In the case of ROM, the input method of the control data depends on the compatibility of external terminals with other semiconductor storage devices.
This is extremely effective in cases where a semiconductor nonvolatile storage area Econt is specifically provided.

(4)本実施例の電圧形成回路VPGは、外部端子■P
Pから所望レベルの電圧を受けることにより、書き込み
用高電圧VPPのレベルを任意に制御し得るようになっ
ているから、テストモード時などにおいて、外部端子v
PPに所望の電圧を供給して書き込み電圧をコントロー
ルすることによって、メモリセルに対する書き込み深さ
を任意に制御することができる。したがって、データ保
持特性を決定するパラメータの1つである書き込み電圧
に対しても任意設定して試験を行うことができることに
より、データ保持特性試験の信頼性を更に向上させるこ
とができる。
(4) The voltage forming circuit VPG of this embodiment has an external terminal ■P
By receiving a desired level of voltage from P, the level of high voltage VPP for writing can be arbitrarily controlled.
By controlling the write voltage by supplying a desired voltage to PP, it is possible to arbitrarily control the write depth to the memory cell. Therefore, the reliability of the data retention characteristic test can be further improved by making it possible to perform the test by arbitrarily setting the write voltage, which is one of the parameters that determine the data retention characteristic.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々
変更することができる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on Examples, the present invention is not limited to the above-mentioned Examples, and various changes can be made without departing from the gist thereof.

例えば、上記実施例では発振回路の発振周波数を分周す
るカウンタによって構成されるタイマ手段において、カ
ウンタの出力が夫々発振周波数に対して異なる分周比を
採り得るようにしたスイッチ素子を選択することで書き
換え時間を制御する場合について説明したが1本発明は
それに限定されるものではなく、発振回路における発振
周波数を制御することによって書き換え時間を制御して
もよい、その場合には、発振回路の発振周波数を決定す
る抵抗値や容量を制御するように構成することができる
For example, in the above embodiment, in the timer means constituted by a counter that divides the oscillation frequency of the oscillation circuit, switch elements are selected so that the outputs of the counters can each take a different division ratio with respect to the oscillation frequency. Although the case where the rewrite time is controlled is explained in 1, the present invention is not limited to this, and the rewrite time may be controlled by controlling the oscillation frequency in the oscillation circuit. It can be configured to control the resistance value and capacitance that determine the oscillation frequency.

また、上記実施例では、書き換え時間を制御するための
制御データをMNOSのような半導体不揮発性記憶領域
に持つ場合、ワイヤボンディングされていない専用のパ
ッドを介して外部から直接受ける場合について説明した
が、本発明はそれに限定されるものではなく、その他の
データ格納手段に制御データをもつ構成、更には、外部
端子を介して直接制御データを得る構成などに変更する
ことができる。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the control data for controlling the rewriting time is stored in a semiconductor non-volatile storage area such as MNOS, and the case where it is directly received from the outside via a dedicated pad that is not wire-bonded, was explained. However, the present invention is not limited thereto, and may be modified to a configuration in which control data is stored in other data storage means, or a configuration in which control data is directly obtained via an external terminal.

また、EEPROMにおけるメモリセルは上記実施例の
ようにMNOSから成るものに限定されず、シリコンゲ
ートNチャンネル型の5NO8(シリコン・ナイトライ
ド・オキサイド・セミコンダクタ)やフローティングゲ
ート型のものなど種々の形式に変更すること・ができる
Furthermore, the memory cells in EEPROM are not limited to those made of MNOS as in the above embodiment, but can be of various types such as silicon gate N-channel type 5NO8 (silicon nitride oxide semiconductor) and floating gate type. Can be changed.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるEEPROMに適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、EFROM (イレイザブル・アンド・プログ
ラマブル・リード・オンリ・メモリ)又はスタティック
メモリセルとMNOSのような不揮発性メモリセルとが
結合されて成るメモリセルを有するNVRAM (ノン
・ボ2ラタイル・ランダム・アクセス・メモリ)のよう
な不揮発性半導体記憶装置や、それらを含むマイクロコ
ンピュータなどに適用することができる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to EEPROM, which is the background field of application, but the invention is not limited thereto. non-volatile semiconductor storage devices such as NVRAM (non-volatile random access memory), which has memory cells formed by combining static memory cells and non-volatile memory cells such as MNOS; , and can be applied to microcomputers that include them.

(発明の効果〕 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
(Effects of the Invention) The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are briefly explained below.

すなわち、電気的に書き換え可能な半導体不揮発性記憶
素子に対するデータの書き換えに必要な電圧を供給する
書き換え制御手段から出力されるべき書き換え電圧の供
給時間を、所定の半導体不揮発性記憶素子に格納された
制御データや、ワイヤーボンディングされていない専用
パッドを介して外部から供給される制御データに基づい
て、プログラマブルに制御するタイマ制御手段を設けた
から、そのタイマ制御手段に設定される制御データに呼
応して、書き換え電圧の供給時間が制御されることによ
り、システム動作時の高速書き換えや、データ保持特性
などに関する信頼性試験の時間短縮及び信頼性向上を達
成することができる。
That is, the supply time of the rewriting voltage to be output from the rewriting control means that supplies the voltage necessary for rewriting data to the electrically rewritable semiconductor nonvolatile storage element is determined by the time period for which the rewriting voltage is stored in the predetermined semiconductor nonvolatile storage element. Since we have provided a timer control means that performs programmable control based on control data and control data supplied from the outside via a dedicated pad that is not wire-bonded, the timer control means can be controlled in a programmable manner in response to the control data set in the timer control means. By controlling the supply time of the rewriting voltage, it is possible to achieve high-speed rewriting during system operation, shortening the time for reliability tests regarding data retention characteristics, etc., and improving reliability.

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

第1図は本発明の一実施例であるEEPROMの要部を
示すブロック図、 第2図はタイマ回路及びタイマ制御回路の詳細な一例を
示すブロック図、 第3図はEEFROMにおけるメモリセルの一例を示す
回路図、 第4図はEEPOMのメモリゲートを接地レベルに強制
するための回路素子としてNチャンネル型MO8FET
を用いた場合の説明図である6M・・・E E P R
OMの主要部が含まれる機ブロック、WRC・・・書き
換え回路、Econt・・・半導体不揮発性記憶領域、
Dcont・・・制御データ、TMCONT・・・タイ
マ制御回路、TM・・・タイマ回路、WEC・・・書き
換え制御回路、OSC・・・発振回路、CUNT・・・
カウンタ、DEC・・・デコーダ回路、Qa乃至Qn・
・・スイッチ素子、P・・・専用パッド、Q2・・・M
NOSトランジスタ。 第  4v!J 第  3  図
FIG. 1 is a block diagram showing the main parts of an EEPROM that is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a detailed example of a timer circuit and a timer control circuit. FIG. 3 is an example of a memory cell in an EEFROM. Figure 4 shows an N-channel MO8FET as a circuit element to force the EEPOM memory gate to ground level.
This is an explanatory diagram when using 6M...E E P R
Machine block containing the main parts of OM, WRC... Rewriting circuit, Econt... Semiconductor non-volatile storage area,
Dcont...Control data, TMCONT...Timer control circuit, TM...Timer circuit, WEC...Rewrite control circuit, OSC...Oscillation circuit, CUNT...
Counter, DEC...decoder circuit, Qa to Qn.
...Switch element, P...dedicated pad, Q2...M
NOS transistor. 4th v! J Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電気的に書き換え可能な半導体不揮発性記憶素子と
、上記半導体不揮発性記憶素子に対するデータの書き換
えに必要な電圧を供給する書き換え制御手段と、書き換
え制御手段から出力されるべき書き換え電圧の供給時間
を決定するタイマ手段と、タイマ手段で決定される書き
換え電圧供給時間をプログラマブルに制御するタイマ制
御手段とを備えることを特徴とする半導体記憶装置。 2、上記タイマ制御手段は、所定の半導体不揮発性記憶
素子に格納された制御データに基づいて書き換え電圧供
給時間を制御するものであることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の半導体記憶装置。 3、上記タイマ制御手段は、ワイヤーボンディングされ
ていない専用パッドを介して外部から供給される制御デ
ータに基づいて書き換え電圧供給時間を制御するもので
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
体記憶装置。 4、上記書き換え制御手段は、ワイヤーボンディングさ
れていない専用パッドを介して外部から供給される電圧
に基づいて書き換え電圧を任意に制御するものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体記憶
装置。
[Claims] 1. An electrically rewritable semiconductor non-volatile memory element, a rewrite control means for supplying a voltage necessary for rewriting data to the semiconductor non-volatile memory element, and an output from the rewrite control means. 1. A semiconductor memory device comprising: timer means for determining the supply time of the rewrite voltage to be applied; and timer control means for programmably controlling the rewrite voltage supply time determined by the timer means. 2. The semiconductor memory according to claim 1, wherein the timer control means controls the rewriting voltage supply time based on control data stored in a predetermined semiconductor nonvolatile memory element. Device. 3. Claim 1, characterized in that the timer control means controls the rewriting voltage supply time based on control data supplied from the outside via a dedicated pad that is not wire-bonded. The semiconductor storage device described above. 4. The rewriting control means arbitrarily controls the rewriting voltage based on a voltage supplied from the outside via a dedicated pad that is not wire-bonded, as set forth in claim 1. semiconductor storage device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08221993A (en) * 1994-03-25 1996-08-30 Seiko Instr Inc Semiconductor integrated circuit device, its manufacture and its driving method
JPH10222994A (en) * 1997-02-06 1998-08-21 Mitsubishi Electric Corp Device for controlling reading voltage of semiconductor storage

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