JP2005310303A - Semiconductor memory device and its test method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体記憶装置及びそのテスト方法に関する。例えば、フローティングゲートとコントロールゲートとを有するMOSトランジスタを含む不揮発性半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device and a test method thereof. For example, the present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device including a MOS transistor having a floating gate and a control gate.
従来から、不揮発性半導体メモリとして、NOR型フラッシュメモリやNAND型フラッシュメモリが知られており、広く使用されている。 Conventionally, NOR flash memories and NAND flash memories are known and widely used as nonvolatile semiconductor memories.
近年では、NOR型フラッシュメモリとNAND型フラッシュメモリの両者の長所を兼ね備えたフラッシュメモリが提案されている(例えば非特許文献1参照)。このフラッシュメモリは、2つのMOSトランジスタを含むメモリセルを備えている(以下2Trフラッシュメモリと呼ぶことにする)。このようなメモリセルにおいては、不揮発性記憶部として機能する一方のMOSトランジスタが、コントロールゲートとフローティングゲートとを備えた構造を有し、ビット線に接続されている。他方のMOSトランジスタは、ソース線に接続され、メモリセルの選択用として用いられる。 In recent years, there has been proposed a flash memory that combines the advantages of both a NOR flash memory and a NAND flash memory (see, for example, Non-Patent Document 1). This flash memory includes a memory cell including two MOS transistors (hereinafter referred to as a 2Tr flash memory). In such a memory cell, one MOS transistor functioning as a nonvolatile memory portion has a structure including a control gate and a floating gate, and is connected to a bit line. The other MOS transistor is connected to the source line and is used for selecting a memory cell.
またフラッシュメモリでは、対象メモリセルを動作させているときはもとより、非動作時においても、メモリセルは何らかのストレスを受ける。従って、このストレスに対する耐性試験を行うことが必要である。この場合、複数のメモリセルに対して一括してストレステストを行う方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。 Further, in the flash memory, the memory cell is subjected to some stress not only when the target memory cell is operated but also when not operating. Therefore, it is necessary to conduct a resistance test against this stress. In this case, a method of performing a stress test on a plurality of memory cells at once has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1記載の方法であると、テストの為に必要となる回路が多く、回路面積が増大するという問題があった。更に特許文献1記載の方法をそのまま2Trフラッシュメモリに適用することは困難であり、2Trフラッシュメモリではストレステストに時間がかかるという問題があった。
この発明の目的は、ストレステストを簡略化出来る半導体記憶装置及びそのテスト方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device and a test method thereof that can simplify a stress test.
この発明の第1の態様に係る半導体記憶装置は、電荷蓄積層と制御ゲートとを備える第1MOSトランジスタを含み、FNトンネリングによる前記電荷蓄積層への電子の授受によってデータの書き込みを行う複数のメモリセルと、それぞれに複数の前記第1MOSトランジスタの電流経路の一端が電気的に接続された複数のビット線と、前記ビット線に対応して設けられ、前記メモリセルへの書き込みデータを保持する書き込み回路と、書き込み動作時において書き込み禁止電圧を発生し、前記メモリセルのストレステスト時においてストレス電圧を発生する禁止電圧供給回路と、前記書き込み動作時においては、接続された全てのメモリセルが書き込み非選択とされた前記ビット線に前記書き込み禁止電圧を印加するように前記禁止電圧供給回路を制御し、前記ストレステスト時においては、複数の前記ビット線に前記ストレス電圧を印加させるように前記禁止電圧供給回路を制御する制御回路とを具備する。 A semiconductor memory device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of memories including a first MOS transistor including a charge storage layer and a control gate, and writing data by transferring electrons to the charge storage layer by FN tunneling. A cell, a plurality of bit lines each connected to one end of a current path of each of the plurality of first MOS transistors, and a write that is provided corresponding to the bit line and holds write data to the memory cell A circuit, a forbidden voltage supply circuit that generates a write inhibit voltage during a write operation and generates a stress voltage during a stress test of the memory cell, and all the connected memory cells are not programmed during the write operation. The inhibit voltage supply is applied so that the write inhibit voltage is applied to the selected bit line. Control circuitry, said in times of stress tests, and a control circuit for controlling the inhibit voltage supply circuit so as to apply the stress voltage to the plurality of the bit lines.
また、この発明の第2の態様に係る半導体記憶装置は、電荷蓄積層と制御ゲートとを備える第1MOSトランジスタを含み、FNトンネリングによる前記電荷蓄積層への電子の授受によってデータの書き込みを行う複数のメモリセルと、それぞれに複数の前記第1MOSトランジスタの電流経路の一端が電気的に接続された複数のビット線と、前記ビット線に対応して設けられ、書き込み動作時において前記メモリセルへの書き込みデータを保持し、前記メモリセルのストレステスト時において複数の前記ビット線にストレス電圧を印加する書き込み回路と、書き込み動作時において、書き込み禁止電圧を発生する禁止電圧供給回路と、前記書き込み動作時において、接続された全てのメモリセルが書き込み非選択とされた前記ビット線に前記書き込み禁止電圧を印加するように前記禁止電圧供給回路を制御し、前記ストレステスト時においては、複数の前記ビット線と電気的に非接続となるように前記禁止電圧供給回路を制御する制御回路とを具備する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device including a first MOS transistor having a charge storage layer and a control gate, and writing data by transferring electrons to the charge storage layer by FN tunneling. Memory cells, a plurality of bit lines electrically connected to one ends of the current paths of the plurality of first MOS transistors, and corresponding to the bit lines, and are connected to the memory cells during a write operation. A write circuit that holds write data and applies a stress voltage to the plurality of bit lines during a stress test of the memory cell, a inhibit voltage supply circuit that generates a write inhibit voltage during a write operation, and a write operation , All the connected memory cells are previously connected to the bit line which is not selected for writing. A control circuit that controls the prohibit voltage supply circuit so as to apply a write prohibit voltage, and controls the prohibit voltage supply circuit so as to be electrically disconnected from the plurality of bit lines during the stress test; It comprises.
更に、この発明の一態様に係る半導体記憶装置のテスト方法は、電荷蓄積層と制御ゲートとを備える第1MOSトランジスタを含み、FNトンネリングによる前記電荷蓄積層への電子の授受によってデータの書き込みを行う複数のメモリセルを備えた半導体記憶装置のテスト方法であって、複数の前記第1MOSトランジスタの電流経路の一端を共通接続するビット線と、書き込みデータを保持する書き込み回路と書き込み禁止電圧を供給する禁止電圧供給回路とのいずれか一方とを接続するステップと、前記ビット線と、前記書き込み回路と前記禁止電圧供給回路とのいずれか他方とを非接続とするステップと、前記書き込み回路と前記禁止電圧供給回路のうち、前記ビット線に接続されたいずれかから、前記ビット線にストレス電圧を印加するステップとを具備する。 Furthermore, a test method for a semiconductor memory device according to an aspect of the present invention includes a first MOS transistor including a charge storage layer and a control gate, and writes data by transferring electrons to the charge storage layer by FN tunneling. A test method for a semiconductor memory device including a plurality of memory cells, wherein a bit line that commonly connects one ends of current paths of the plurality of first MOS transistors, a write circuit that holds write data, and a write inhibit voltage are supplied. Connecting one of the forbidden voltage supply circuit, the step of disconnecting the other of the bit line, the write circuit and the forbidden voltage supply circuit, and the write circuit and the forbidden. A stress voltage is applied to the bit line from any one of the voltage supply circuits connected to the bit line. And a step of.
この発明によれば、ストレステストを簡略化出来る半導体記憶装置及びそのテスト方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device and a test method thereof that can simplify the stress test.
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description, common parts are denoted by common reference symbols throughout the drawings.
この発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置について図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る2Trフラッシュメモリのブロック図である。 A nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a 2Tr flash memory according to this embodiment.
この発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置及びそのテスト方法について図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係るフラッシュメモリのブロック図である。 A nonvolatile semiconductor memory device and a test method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a flash memory according to the present embodiment.
図示するように、フラッシュメモリ10は、メモリセルアレイ20、書き込み用セレクタ30、書き込み禁止用セレクタ40、読み出し用セレクタ50、書き込み用デコーダ60、セレクトゲートデコーダ70、セレクタ制御回路80、カラムデコーダ90、書き込み回路100、センスアンプ110、ソース線ドライバ120、アドレスバッファ130、書き込み禁止電圧供給回路140、制御回路150、及び昇圧回路160、170を備えている。
As shown, the
メモリセルアレイ20、書き込み用セレクタ30、書き込み禁止用セレクタ40、読み出し用セレクタ50、及び書き込み回路100について、図2を用いて説明する。
The
メモリセルアレイ20は、((m+1)×(n+1)、但しm、nは自然数)個のメモリセルMCを有している。メモリセルMCは、互いに電流経路が直列接続されたメモリセルトランジスタMTと選択トランジスタSTとを有している。メモリセルトランジスタMTは、半導体基板上にゲート絶縁膜を介在して形成されたフローティングゲートと、フローティングゲート上にゲート間絶縁膜を介在して形成されたコントロールゲートとを有する積層ゲート構造を備えている。メモリセルトランジスタMTのソースは、選択トランジスタSTのドレインに接続されている。そして、4列のメモリセル列のメモリセルトランジスタMTのドレイン領域が、4本のローカルビット線LBL0〜LBL3にそれぞれ接続されている。この4列に並んだメモリセル列と、それぞれのメモリセル列に接続されたローカルビット線LBL0〜LBL3が、メモリセルアレイ20内に複数含まれている。ローカルビット線LBL0〜LBL3の一端は、書き込み用セレクタ30及び読み出し用セレクタ50に接続され、他端は書き込み禁止用セレクタ40に接続されている。更に、メモリセルアレイ20内においては、同一行のメモリセルトランジスタMTのコントロールゲートが、それぞれワード線WL0〜WLmのいずれかに共通接続されている。また同一行の選択トランジスタSTのゲートは、それぞれセレクトゲート線SG0〜SGmのいずれかに共通接続されている。そして、ワード線WL0〜WLmは書き込み用デコーダ60に接続され、セレクトゲート線SG0〜SGmはセレクトゲートデコーダ70に接続されている。また、選択トランジスタSTのソース領域は、ソース線SLに共通接続されて、ソース線ドライバ120に接続されている。
The
書き込み用セレクタ30は、個々のローカルビット線LBL0〜LBL3毎に設けられた複数のMOSトランジスタ31〜34を備えている。MOSトランジスタ31〜34の電流経路の一端は、それぞれローカルビット線LBL0〜LBL3に接続されている。また、MOSトランジスタ31、32の電流経路の他端同士、及びMOSトランジスタ33、34の電流経路の他端同士は、書き込み用グローバルビット線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2)−1)に接続されている。更に、MOSトランジスタ31、33のゲート、及びMOSトランジスタ32、34のゲートは、それぞれ書き込み用カラム選択線WCSL0、WCSL1に共通接続されている。
The
すなわち、書き込み用セレクタ30においては、4本のローカルビット線LBL0〜LBL3の一組に対して、4個のMOSトランジスタ31〜34が設けられている。そして、ローカルビット線LBL0、LBL1は、それぞれMOSトランジスタ31、32を介して同一の書き込み用グローバルビット線に接続され、ローカルビット線LBL2、LBL3は、それぞれMOSトランジスタ33、34を介して、また別の同一書き込み用グローバルビット線に接続されている。更に、MOSトランジスタ31〜34のうち、異なるグローバルビット線に接続されるMOSトランジスタ31、33同士、及びMOSトランジスタ32、34同士が、ゲートを共通の書き込み用カラム選択線に接続されている。
That is, in the
読み出し用セレクタ50は、個々のローカルビット線LBL0〜LBL3毎に設けられた複数のMOSトランジスタ51〜54を備えている。MOSトランジスタ51〜54の電流経路の一端は、それぞれローカルビット線LBL0〜LBL3に接続されている。また、MOSトランジスタ51〜54の電流経路の他端は、読み出し用グローバルビット線RGBL0〜RGBL(((n+1)/4)−1)に接続されている。更に、MOSトランジスタ51〜54のゲートは、それぞれ読み出し用カラム選択線RCSL0〜RCSL3に接続されている。
The
すなわち、読み出し用セレクタ50においては、4本のローカルビット線LBL0〜LBL3の一組に対して、4個のMOSトランジスタ51〜54が設けられている。そして、ローカルビット線LBL0〜LBL3は、それぞれMOSトランジスタ51〜54を介して同一の読み出し用グローバルビット線に接続されている。更に、同一の読み出し用グローバルビット線に接続されるMOSトランジスタ51〜54のゲートは、それぞれ異なる読み出し用カラム選択線に接続されている。
That is, in the
書き込み禁止用セレクタ40は、個々のローカルビット線LBL0〜LBL3毎に設けられた複数のMOSトランジスタ41〜44を備えている。MOSトランジスタ41〜44の電流経路の一端は、それぞれローカルビット線LBL0〜LBL3に接続されている。また、MOSトランジスタ41〜44の電流経路の他端は、共通接続されて書き込み禁止電圧供給回路140に接続されている。そして、MOSトランジスタ41、43のゲート、及びMOSトランジスタ42、44のゲートは、それぞれ書き込み禁止用カラム選択線ICSL0、ICSL1に共通接続されている。
The write inhibit
すなわち、書き込み禁止用セレクタ40においては、4本のローカルビット線LBL0〜LBL3の一組に対して、4個のMOSトランジスタ41〜44が設けられている。そして、ローカルビット線LBL0〜LBL3は、それぞれMOSトランジスタ41〜44を介して書き込み禁止電圧供給回路140に接続されている。更に、MOSトランジスタ41〜44のうち、異なるグローバルビット線に電気的に接続されるMOSトランジスタ41、43同士、及びMOSトランジスタ42、44同士が、ゲートを共通の書き込み禁止用カラム選択線に接続されている。
That is, in the write inhibit
以上のように、書き込み用グローバルビット線は2本のローカルビット線毎に1本設けられ、読み出し用グローバルビット線は4本のローカルビット線毎に1本設けられている。 As described above, one write global bit line is provided for every two local bit lines, and one read global bit line is provided for every four local bit lines.
書き込み回路100は、書き込み用グローバルビット線線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2)−1)毎に設けられたラッチ回路101を備えている。ラッチ回路の各々は、書き込み時において、書き込み用グローバルビット線線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2)−1)のそれぞれに接続されたメモリセルに書き込むべきデータを保持する。図示するように、ラッチ回路101の各々は2つのインバータ102、103を備えている。インバータ102の入力端は、インバータ103の出力端に接続され、インバータ102の出力端は、インバータ103の入力端に接続されている。そして、インバータ102の入力端とインバータ103の出力端との接続ノードが、書き込み用グローバルビット線に接続されている。
The
図3は、ラッチ回路101の一構成例を示す回路図である。図示するように、インバータ102、103はそれぞれ、電流経路が直列接続されたnチャネルMOSトランジスタ104及びpチャネルMOSトランジスタ105を備えている。nチャネルMOSトランジスタ104のソースは負電位VBB1(例えば−6V)に接続され、pチャネルMOSトランジスタ105のソースはGNDに接続されている。すなわちインバータ102、103は、VBB1及びGNDを電源電圧として動作する。nチャネルMOSトランジスタ104のゲートとpチャネルMOSトランジスタ105のゲートとは、共通接続されている。そして、インバータ103のpチャネルMOSトランジスタ105のドレインとnチャネルMOSトランジスタ104のドレインとの接続ノードが、インバータ102のpチャネルMOSトランジスタ105のゲートとnチャネルMOSトランジスタ104のゲートとの接続ノードに接続され、更に書き込み用グローバルビット線に接続されている。また、インバータ102のpチャネルMOSトランジスタ105のドレインとnチャネルMOSトランジスタ104のドレインとの接続ノードが、インバータ103のpチャネルMOSトランジスタ105のゲートとnチャネルMOSトランジスタ104のゲートとの接続ノードに接続され、この接続ノードに書き込みデータが入力される。なお、インバータの電源電圧の高電圧側は、Vcc2(例えば3V)とGNDとの間でスイッチング可能であっても良い。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the
次に図1に戻って説明を続ける。
書き込み用デコーダ60は、書き込み時において、ワード線WL0〜WLmのいずれかを選択し、選択したワード線に電圧を供給する。また、書き込み時において、全セレクトゲート線SG0〜SGmに対して負電圧を印加する。また、メモリセルアレイ20が形成されるウェル領域に電圧を印加する。
Next, returning to FIG.
The
セレクトゲートデコーダ70は、読み出し時において、セレクトゲート線SG0〜SGmのいずれかを選択し、選択したセレクトゲート線に電圧を供給する。
The
セレクタ制御回路80は、書き込み用セレクタ30及び書き込み禁止用セレクタ40を制御する。すなわち、書き込み時及びストレステスト時に、書き込み用カラム選択線WCSL0、WCSL1、書き込み禁止用カラム選択線ICSL0、ICSL1のいずれかを選択し、選択したカラム選択線に電圧を印加する。
The
カラムデコーダ90は、読み出し用セレクタを制御する。すなわち、読み出し時において、読み出し用カラム選択線RCSL0〜RCSL3のいずれかを選択して、選択したカラム選択線に電圧を印加する。
The
センスアンプ110は、メモリセルアレイ20から読み出したデータを増幅する。
The
ソース線ドライバ120は、ソース線に電圧を供給する。
The
アドレスバッファ130は、アドレス信号を保持する。そして、カラムアドレス信号CAをカラムデコーダ90に供給し、ロウアドレス信号RAを書き込み用デコーダ60及びセレクトゲートデコーダ70に供給する。
The
書き込み禁止電圧供給回路140は、書き込み時において、非選択のローカルビット線に書き込み禁止電圧Vinhibitを供給し、ストレステスト時において、全てのローカルビット線にストレス電圧Vstressを印加する。
The write inhibit
制御回路150は、セレクタ制御回路80及び書き込み禁止電圧供給回路140の動作を制御する。
The
昇圧回路160は、正の電位を生成する。すなわち、外部から入力される電圧Vcc1(1.25〜1.65V)を、内部電圧Vcc2(2.5〜3.6V)に昇圧する。そして、内部電圧Vcc2を、セレクトゲートデコーダ70、カラムデコーダ90、及び書き込み禁止電圧供給回路140に供給する。更に昇圧回路160は、Vcc1を、内部電圧VPP(例えば10V)に昇圧する。そして、内部電圧VPPを書き込み用デコーダ60に供給する。
The
昇圧回路170は、負の電位を生成する。すなわち、外部から入力される電圧Vcc1に基づいて、内部電圧VBB1を生成する。内部電圧VBB1は、例えば−6Vである。そして、内部電圧VBB1を書き込み用デコーダ60及び書き込み回路100に供給する。
The
次に、図2に示すフラッシュメモリが備えるメモリセルアレイの平面パターンについて説明する。図4は、図2において、書き込み用グローバルビット線WGBL0及びワード線WL0〜WL3に接続されたメモリセルを含む領域の平面図である。 Next, a planar pattern of the memory cell array included in the flash memory shown in FIG. 2 will be described. FIG. 4 is a plan view of a region including memory cells connected to write global bit line WGBL0 and word lines WL0 to WL3 in FIG.
図示するように、半導体基板200中に、第1方向に沿ったストライプ形状の素子領域AAが、第1方向に直交する第2方向に複数形成されている。そして、複数の素子領域AAを跨ぐようにして、第2方向に沿ったストライプ形状のワード線WL0〜WL3及びセレクトゲート線SG0〜SG3が形成されている。そして、ワード線WL0〜WL3と素子領域AAとが交差する領域には、メモリセルトランジスタMT(図示せず)が形成され、セレクトゲート線SG0〜SG3と素子領域AAとが交差する領域には、選択トランジスタST(図示せず)が形成されている。また、ワード線WL0〜WL3と素子領域AAとが交差する領域には、メモリセルトランジスタMT毎に分離されたフローティングゲート(図示せず)が形成されている。
As shown in the figure, a plurality of stripe-shaped element regions AA along the first direction are formed in the
そして、隣接する2本のセレクトゲート線SG0、SG1、及びSG2、SG3上には、第2方向に沿ったストライプ形状のソース線SLが形成されている。ソース線SLと、選択トランジスタSTのソース領域とは、コンタクトプラグCP1によって電気的に接続されている。また、素子領域AAとほぼオーバーラップするようにして、第1方向に沿ったストライプ形状のローカルビット線LBL0、LBL1が形成されている。ローカルビット線LBL0、LBL1の一端は、書き込み用セレクタ30に接続され、他端は書き込み禁止用セレクタ40に接続されている。そして、各メモリセルトランジスタMTのドレイン領域とコンタクトプラグCP2を介して接続されている。また、各セレクトゲート線SG0〜SG3の直上の領域には、第2方向に沿ったストライプ形状の金属配線層210が形成されている。この金属配線層210は、セレクトゲート線SG0〜SG3のシャント配線として機能するものであり、図示せぬ領域でセレクトゲート線SG0〜SG3とコンタクトプラグによって接続されている。更に、上記の配線よりも上層のレベルに、第1の方向に沿ったストライプ形状の金属配線層が形成されている。この金属配線層は、書き込み用グローバルビット線WGBL0として機能する。
A stripe-shaped source line SL along the second direction is formed on the two adjacent select gate lines SG0, SG1, SG2, and SG3. The source line SL and the source region of the selection transistor ST are electrically connected by a contact plug CP1. In addition, stripe-shaped local bit lines LBL0 and LBL1 are formed along the first direction so as to substantially overlap the element region AA. One end of each of the local bit lines LBL0 and LBL1 is connected to the
次に、上記メモリセルアレイの断面構造について、図5、図6を用いて説明する。図5は図4におけるX1−X1’線方向、図6は図4におけるY1−Y1’線方向に沿った断面図である。 Next, a cross-sectional structure of the memory cell array will be described with reference to FIGS. 5 is a cross-sectional view along the line X1-X1 'in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view along the line Y1-Y1' in FIG.
図示するように、半導体基板200の表面領域内には、p型ウェル領域220が形成されている。p型ウェル領域220中には、素子分離領域STIが形成されている。そして、素子分離領域STIによって周囲を取り囲まれた領域が、素子領域AAとなっている。半導体基板200の素子領域AA上には、ゲート絶縁膜240が形成され、ゲート絶縁膜240上に、メモリセルトランジスタMT及び選択トランジスタSTのゲート電極が形成されている。メモリセルトランジスタMT及び選択トランジスタSTのゲート電極は、ゲート絶縁膜240上に形成された多結晶シリコン層250、多結晶シリコン層250上に形成されたゲート間絶縁膜260、及びゲート間絶縁膜260上に形成された多結晶シリコン層270を有している。ゲート間絶縁膜260は、例えばシリコン酸化膜、またはシリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層構造であるON膜、NO膜、またはONO膜で形成される。なお図5に示すように、メモリセルトランジスタMTにおいては、多結晶シリコン層250は隣接する素子領域AA間で互いに分離されており、フローティングゲートとして機能する。また、多結晶シリコン層270はコントロールゲートとして機能し、ワード線WLに接続される。そして、隣接する素子領域AA間で共通接続されている。選択トランジスタSTにおいては、多結晶シリコン層250は、隣接する素子領域AA間で共通接続されている。またゲート間絶縁膜260の一部が除去されており、多結晶シリコン層250、270は電気的に接続されている。そして、多結晶シリコン層250、270が、セレクトゲート線SGに接続される。選択トランジスタSTにおいても、多結晶シリコン層270は、隣接する素子領域AA間で共通接続されている。そして、隣接するゲート電極間に位置する半導体基板200表面内には、不純物拡散層280が形成されている。不純物拡散層280は、隣接するトランジスタ同士で共用されている。
As shown in the figure, a p-
なお、メモリセルトランジスタMTと選択トランジスタSTとを含むメモリセルMCは、次のような関係を有して形成されている。すなわち、隣接するメモリセルMC、MCは、互いに選択トランジスタST同士、またはメモリセルトランジスタMT同士が隣り合っている。そして、隣り合ったもの同士は不純物拡散層を共有している。従って、隣接する2つのメモリセルMC、MCは、選択トランジスタST同士が隣り合う場合には、2つの選択トランジスタST、STが共有する不純物拡散層280を中心にして、対称に配置されている。逆に、メモリセルトランジスタMT同士が隣り合う場合には、2つのメモリセルトランジスタMT、MTが共有する不純物拡散層280を中心にして、対称に配置されている。
Note that the memory cell MC including the memory cell transistor MT and the select transistor ST is formed to have the following relationship. That is, in the adjacent memory cells MC and MC, the select transistors ST or the memory cell transistors MT are adjacent to each other. Adjacent ones share an impurity diffusion layer. Accordingly, when the two select transistors ST are adjacent to each other, the two adjacent memory cells MC and MC are arranged symmetrically around the
そして、半導体基板200上には、上記メモリセルトランジスタMT、及び選択トランジスタSTを被覆するようにして、層間絶縁膜290が形成されている。層間絶縁膜290中には、2つの選択トランジスタST、STが共有する不純物拡散層(ソース領域)280に達するコンタクトプラグCP1が形成されている。そして層間絶縁膜290上には、コンタクトプラグCP1に接続される金属配線層300が形成されている。金属配線層300は、ソース線SLとして機能する。
An interlayer insulating
層間絶縁膜290上には、金属配線層300を被覆するようにして、層間絶縁膜310が形成されている。そして、層間絶縁膜310表面から層間絶縁膜290を貫通して、メモリセルトランジスタMTの不純物拡散層(ドレイン領域)280に達するコンタクトプラグCP2が形成されている。そして、層間絶縁膜310上には、複数のコンタクトプラグCP2に共通に接続された金属配線層320が形成されている。金属配線層320は、ローカルビット線LBL0、LBL1として機能する。
An interlayer insulating
層間絶縁膜310上には、金属配線層320を被覆するようにして、層間絶縁膜330が形成されている。そして、層間絶縁膜330上には金属配線層210が形成されている。金属配線層210は、選択トランジスタSTのゲートのシャント配線として機能するものである。従って、図示せぬ領域に、層間絶縁膜330表面から、選択トランジスタSTのゲート電極270に達するコンタクトプラグが形成されている。そして、このコンタクトプラグを介して、選択トランジスタSTのゲート電極270と金属配線層210とが電気的に接続されている。
An interlayer insulating
層間絶縁膜330上には、金属配線層210を被覆するようにして、層間絶縁膜340が形成されている。そして、層間絶縁膜340上には金属配線層350が形成されている。金属配線層350は、書き込み用グローバルビット線WGBL0として機能するものである。そして、層間絶縁膜340上に、金属配線層350を被覆するようにして層間絶縁膜360が形成されている。
An interlayer insulating
次に、上記構成のフラッシュメモリの動作について説明する。
<書き込み動作>
データの書き込みは、いずれかのワード線に接続された複数のメモリセルに対して一括して行われる。そして、メモリセルトランジスタMTのフローティングゲートに電子を注入するか否かで“0”データ、“1”データを書き分ける。電子のフローティングゲートへの注入は、Fowler-Nordheim(FN) tunnelingによって行われる。より具体的には、いずれかのワード線に接続されたメモリセルのうち、ローカルビット線LBL0とLBL1のいずれかに接続されたメモリセル、及びローカルビット線LBL2とLBL3のいずれかに接続されたメモリセルに対して同時にデータが書き込まれる。
Next, the operation of the flash memory configured as described above will be described.
<Write operation>
Data writing is performed collectively for a plurality of memory cells connected to one of the word lines. Then, “0” data and “1” data are written depending on whether electrons are injected into the floating gate of the memory cell transistor MT. The injection of electrons into the floating gate is performed by Fowler-Nordheim (FN) tunneling. More specifically, among the memory cells connected to one of the word lines, the memory cell connected to one of the local bit lines LBL0 and LBL1, and one of the local bit lines LBL2 and LBL3. Data is simultaneously written into the memory cell.
以下では、ワード線WL0、及びローカルビット線LBL0、LBL2に接続されたメモリセルMCに対してデータを書き込む場合を例に挙げて説明する。図7は書き込み動作のフローチャートであり、図8は書き込み時のメモリセルアレイ20の様子を示す回路図である。
Hereinafter, a case where data is written to the memory cells MC connected to the word line WL0 and the local bit lines LBL0 and LBL2 will be described as an example. FIG. 7 is a flowchart of the write operation, and FIG. 8 is a circuit diagram showing the state of the
まず図1において、制御回路150が、セレクタ制御回路80及び書き込み禁止電圧供給回路140を書き込みモードとなるよう指示する(ステップS10)。
First, in FIG. 1, the
次に図1において図示せぬI/O端子から書き込みデータ(“1”、“0”)が入力され、該書き込みデータが、書き込み回路100ラッチ回路101のそれぞれに入力される(ステップS11)。ラッチ回路101に“1”データが格納されると、ラッチ回路101の出力は高電圧側、すなわち0Vとなる。逆に“0”データが格納されると、ラッチ回路101の出力は低電圧側、すなわちVBB1(−6V)となる。これらの電圧が、対応する書き込み用グローバルビット線WGBLに与えられる。
Next, write data (“1”, “0”) is input from an I / O terminal not shown in FIG. 1, and the write data is input to each of the
また、書き込み禁止電圧供給回路140は、制御回路150の指示に基づき、書き込み禁止電圧Vinhibit(0V)を出力する(ステップS12)。従って、書き込み禁止用セレクタ40内のMOSトランジスタ41〜44のソースには0Vが印加される。
Further, the write inhibit
次にセレクタ制御回路80は、書き込み禁止用セレクタ40内において、非選択とすべきローカルビット線に接続されているMOSトランジスタをオン状態とさせる(ステップS13)。すなわちセレクタ制御回路80は、書き込み禁止用カラム選択線ICSL1を選択し、書き込み禁止用カラム選択線ICSL0を非選択とする。よって、書き込み禁止用カラム選択線ICSL0には“L”レベル(0V)が印加され、書き込み禁止用カラム選択線ICSL1に“H”レベル(Vcc2=3V)が印加される。その結果、MOSトランジスタ42、44がオン状態、MOSトランジスタ41、43がオフ状態とされる。従って、非選択とすべきローカルビット線LBL1、LBL3には、書き込み禁止電圧供給回路140から供給される書き込み禁止電圧Vinhibitが印加される。
Next, the
またセレクタ制御回路80は、書き込み用セレクタ30内において、選択すべきローカルビット線に接続されているMOSトランジスタをオン状態とさせる(ステップS14)。すなわちセレクタ制御回路80は、書き込み用カラム選択線WCSL0を選択し、書き込み用カラム選択線WCSL1を非選択とする。よって、書き込み用カラム選択線WCSL0には“H”レベル(Vcc2=3V)が印加され、書き込み用カラム選択線WCSL1に“L”レベル(0V)が印加される。その結果、MOSトランジスタ31、33がオン状態、MOSトランジスタ32、34がオフ状態とされる。従って、選択すべきローカルビット線LBL0、LBL1には、ラッチ回路101から、書き込みデータに応じた電圧(0VまたはVBB1)が印加される。
The
そして、書き込み用デコーダ60が、アドレスバッファ130から入力されるロウアドレス信号に基づいて、ワード線WL0〜WLmのいずれかを選択する(ステップS15)。図8の例であると、ワード線WL0を選択する。そして書き込み用デコーダ60は、選択ワード線WL0にVPP(例えば10V)を印加する。また書き込み用デコーダ60は、全てのセレクトゲート線SG0〜SGmを非選択とする(ステップS16)。すなわち書き込み用デコーダ60は、全てのセレクトゲート線SG0〜SGmに対して、負電圧VBB1を印加する。従って、全ての選択トランジスタSTはオフ状態となる。なおこの際、セレクトゲート線SG0〜SGmは、セレクトゲートデコーダ70とは電気的に分離されている。
Then, the
更に書き込み用デコーダ60は、メモリセルアレイ20が形成されているp型ウェル領域220に負電位VBB1を印加する(ステップS17)。
Further, the
以上の結果、書き込み用セレクタ30内のMOSトランジスタ31、33を介して、書き込み用グローバルビット線から、選択メモリセルが接続されるローカルビット線LBL0、LBL2に、“1”データまたは“0”データに対応する電位が与えられる。この電位は、コンタクトプラグCP2を介してメモリセルトランジスタMTのドレイン領域に与えられる。すると、選択ワード線WLにはVpp(10V)が印加され、“1”データを書き込むべきメモリセルMCのドレイン領域には0Vが印加され、“0”データを書き込むべきメモリセルMCのドレイン領域にはVBB1(−6V)が印加される。従って、“1”データを書き込むべきメモリセルMCではゲート・ドレイン間の電位差(10V)が十分ではないので、フローティングゲートに電子は注入されず、メモリセルMCは負の閾値を保持する。他方、“0”データを書き込むべきメモリセルMCでは、ゲート・ドレイン間の電位差(16V)が大きいため、フローティングゲートに電子がFN tunnelingによって注入される。その結果、メモリセルの閾値は正に変化する。
As a result, “1” data or “0” data is transferred from the write global bit line to the local bit lines LBL 0 and
また、選択メモリセルが接続されないローカルビット線LBL1、LBL3には、書き込み禁止用セレクタ40のMOSトランジスタ42、44を介して、書き込み禁止電圧供給回路140から書き込み禁止電圧Vinhibitが供給される。従って、ローカルビット線LBL1、LBL3に接続されるメモリセルに対して誤書き込みが抑制される。
Further, the write inhibit voltage Vinhibit is supplied from the write inhibit
以上のようにして、メモリセルへの書き込み動作が行われる。 As described above, the write operation to the memory cell is performed.
なお書き込み時においては、読み出し用カラム選択線RCSL0〜RCSL3は非選択とされ、読み出し用セレクタ50内のMOSトランジスタ51〜54の全てはオフ状態とされる。従って、ローカルビット線LBL0〜LBL3は、読み出し用グローバルビット線RGBLと電気的に分離された状態にある。
At the time of writing, the read column select lines RCSL0 to RCSL3 are not selected, and all the
<消去動作>
データの消去は、ウェル領域を共用する全てのメモリセルについて一括して行われる。従って、図2の例であると、メモリセルアレイ20に含まれる全てのメモリセルが同時に消去される。図9は、消去動作時におけるメモリセルアレイ20の回路図である。
<Erase operation>
Data is erased collectively for all memory cells sharing the well region. Therefore, in the example of FIG. 2, all the memory cells included in the
消去動作にあたっては、書き込み用セレクタ30内のMOSトランジスタ31〜34、書き込み禁止用セレクタ41〜44、及び読み出し用セレクタ60内のMOSトランジスタ51〜54がオフ状態とされる。従って、メモリセルアレイ20内のローカルビット線LBL0〜LBL3の全てはフローティング状態とされる。
In the erase operation, the
そして、書き込み用デコーダ60は、全てのワード線WL0〜WLmの電位をVBB1とする。また、ウェル領域220の電位はVPPとされる。その結果、メモリセルMCのメモリセルトランジスタのフローティングゲートから電子がFN tunnelingによってウェル領域220に引き抜かれる。その結果、全てのメモリセルMCの閾値電圧が負となり、データが消去される。
Then, the
なお、セレクトゲート線SG0〜SGmは、フローティングとされるか、または書き込み用デコーダからVPPが印加される。フローティングとされた場合、その電位はウェル領域とのカップリングにより、VPP近くまで上昇する。 Note that the select gate lines SG0 to SGm are floated, or VPP is applied from the write decoder. When floating, the potential rises to near VPP by coupling with the well region.
<読み出し動作>
データの読み出しにおいては、いずれかのワード線に接続された複数のメモリセルから一括してデータが読み出されることが可能である。より具体的には、いずれかのワード線に接続されたメモリセルのうち、ローカルビット線LBL0〜LBL3のいずれかに接続されたメモリセルから同時にデータを読み出すことが出来る。
<Read operation>
In data reading, data can be read from a plurality of memory cells connected to any one of the word lines at a time. More specifically, data can be simultaneously read from memory cells connected to any of the local bit lines LBL0 to LBL3 among the memory cells connected to any of the word lines.
以下では、ワード線WL0、及びローカルビット線LBL0に接続されたメモリセルMCからデータを読み出す場合を例に挙げて説明する。図10は読み出し時のメモリセルアレイの様子を示す回路図である。 Hereinafter, a case where data is read from the memory cell MC connected to the word line WL0 and the local bit line LBL0 will be described as an example. FIG. 10 is a circuit diagram showing a state of the memory cell array at the time of reading.
まずセレクタ制御回路80は、書き込み禁止用カラム選択線ICSL0、ICSL1、及び書き込み用カラム選択線WCSL0、WCSL1を非選択とする。すなわち、書き込み禁止用カラム選択線ICSL0、ICSL1、及び書き込み用カラム選択線WCSL0、WCSL1には“L”レベル(0V)が印加される。従って、書き込み禁止用セレクタ40内のMOSトランジスタ41〜44、及び書き込み用セレクタ30内のMOSトランジスタ31〜34の全てがオフ状態とされる。その結果、ローカルビット線LBL0〜LBL3は、書き込み禁止電圧供給回路140及び書き込み用グローバルビット線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2)−1)から電気的に分離される。
First, the
またカラムデコーダ90は、アドレスバッファ130から入力されるカラムアドレス信号に基づいて、読み出し用カラム選択線RCSL0〜RCSL3のいずれかを選択する。図10の例では、読み出し用カラム選択線RCSL0を選択する。すなわちカラムデコーダ90は、読み出し用カラム選択線RCSL0に“H”レベル(Vcc2)を印加し、読み出し用カラム選択線RCSL1〜RCSL3に“L”レベル(0V)を印加する。従って、読み出し用セレクタ50内のMOSトランジスタ51がオン状態となる。その結果、ローカルビット線LBL0は、読み出し用グローバルビット線RGBL0〜RGBL(((n+1)/4)−1)に接続される。他方、ローカルビット線LBL1〜LBL3は読み出し用グローバルビット線RGBL0〜RGBL(((n+1)/4)−1)から電気的に分離されている。
The
書き込み用デコーダ60は、全てのワード線WL0〜WLmに0Vを印加し、ソース線ドライバ120は、ソース線の電位を0Vとする。またセレクトゲートデコーダ70は、セレクトゲート線SG0〜SGmのいずれかを選択する。図10の例では、セレクトゲートデコーダ70はセレクトゲート線SG0を選択し、セレクトゲート線SG0にVcc2を印加する。その他のセレクトゲート線SG1〜SGmには0Vが与えられる。従って、選択セレクトゲート線SG0に接続された選択トランジスタSTはオン状態となり、非選択セレクトゲート線に接続された選択トランジスタSTはオフ状態となる。なおこの際、セレクトゲート線SG0〜SGmは、書き込み用デコーダ60とは電気的に分離されている。
The
上記の結果、読み出し用セレクタ50内のMOSトランジスタ51、及び読み出し用グローバルビット線RGBL0〜RGBL(((n+1)/4)−1)を介して、ローカルビット線LBL0がセンスアンプ110に接続される。
As a result, the local bit line LBL0 is connected to the
そして、読み出し用グローバルビット線RGBL0〜RGBL(((n+1)/4)−1)に、例えば1〜3V程度が与えられる。すると、“1”データが書き込まれているメモリセルMCのメモリセルトランジスタMTは、閾値電圧が負であるから、オン状態となる。従って、選択セレクトゲート線SG0に接続されているメモリセルMCでは、読み出し用グローバルビット線RGBL0〜RGBL(((n+1)/4)−1)から、ローカルビット線LBL0、メモリセルトランジスタMT、及び選択トランジスタSTを介して、ソース線SLに向かって電流が流れる。他方、“0”データが書き込まれているメモリセルMCのメモリセルトランジスタMTは、閾値電圧が正であるから、オフ状態である。従って、読み出し用グローバルビット線RGBL0〜RGBL(((n+1)/4)−1)には電流は流れない。 Then, for example, about 1 to 3 V is applied to the read global bit lines RGBL0 to RGBL (((n + 1) / 4) -1). Then, the memory cell transistor MT of the memory cell MC in which “1” data is written is turned on because the threshold voltage is negative. Therefore, in the memory cell MC connected to the selected select gate line SG0, the local bit line LBL0, the memory cell transistor MT, and the selection from the read global bit lines RGBL0 to RGBL (((n + 1) / 4) -1) are selected. A current flows toward the source line SL through the transistor ST. On the other hand, the memory cell transistor MT of the memory cell MC in which “0” data is written is in the off state because the threshold voltage is positive. Therefore, no current flows through the read global bit lines RGBL0 to RGBL (((n + 1) / 4) -1).
以上のようにして、読み出し用グローバルビット線RGBL0〜RGBL(((n+1)/4)−1)の電位が変化し、その変化量をセンスアンプ110が増幅することによって読み出し動作が行われる。
As described above, the potential of the read global bit lines RGBL0 to RGBL (((n + 1) / 4) -1) changes, and the read operation is performed by the
なお、図面ではセンスアンプ110は1つのブロックとして示されているが、その内部には読み出し用グローバルビット線毎に設けられたセンスアンプを含み、それぞれの読み出し用グローバルビット線毎に読み出しデータを増幅する。
Although the
<ストレステスト動作>
ストレステストは、メモリセルアレイ20に含まれる全てのメモリセルMCに対して、一括して行われる。ストレステスト動作について、図11及び図12を用いて説明する。図11はストレステスト動作のフローチャートであり、図12はストレステスト時のメモリセルアレイ20の様子を示す回路図である。
<Stress test operation>
The stress test is performed collectively for all the memory cells MC included in the
まず制御回路150は、セレクタ制御回路80及び書き込み禁止電圧供給回路に対して、ストレステストモードとなるべく指令を出す(ステップS20)。
First, the
また、書き込み禁止電圧供給回路140は、制御回路150の指示に基づき、ストレス電圧Vstress(=Vcc2=2〜3V)を出力する(ステップS21)。従って、書き込み禁止用セレクタ40内のMOSトランジスタ41〜44のソースにはVcc2が印加される。
Further, the write inhibit
次にセレクタ制御回路80は、書き込み禁止用セレクタ40内において、全てのMOSトランジスタ41〜44をオン状態とさせる(ステップS22)。すなわちセレクタ制御回路80は、書き込み禁止用カラム選択線ICSL0、ICSL1を選択し、両者に“H”レベル(Vcc2)を印加する。従って、ローカルビット線LBL1〜LBL4には、書き込み禁止電圧供給回路140から供給されるストレス電圧Vstressが印加される。
Next, the
またセレクタ制御回路80は、書き込み用セレクタ30内において、全てのMOSトランジスタ31〜34をオフ状態とさせる(ステップS23)。すなわちセレクタ制御回路80は、書き込み用カラム選択線WCSL0、WCSL1を非選択として、両者に“L”レベル(0V)を印加する。従って、ローカルビット線LBL0〜LBL3は、書き込み用グローバルビット線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2)−1)と電気的に分離される。
The
なおカラムデコーダ90は、読み出し用カラム選択線RCSL0〜RCSL3を非選択とし、読み出し用セレクタ50内のMOSトランジスタ51〜54の全てをオフ状態とさせる。従って、ローカルビット線LBL0〜LBL3は、読み出し用グローバルビット線RGBL(((n+1)/4)−1)と電気的に分離された状態にある。
The
また、書き込み用デコーダ60及びセレクトゲートデコーダ70は、全てのワード線WL0〜WLm及びセレクトゲート線SG0〜SGmを非選択とする(ステップS24)。
Further, the
以上の結果、書き込み禁止用セレクタ40内のMOSトランジスタ41〜44及びローカルビット線LBL0〜LBL3を介して、メモリセルアレイ20内の全てのメモリセルトランジスタMTのドレインに、ストレス電圧Vstressが印加される。
As a result, the stress voltage Vstress is applied to the drains of all the memory cell transistors MT in the
なお、ステップS21〜S24の順序は適宜入れ替えることが可能である。 Note that the order of steps S21 to S24 can be changed as appropriate.
上記のように、この発明の第1の実施形態に係るフラッシュメモリであると、以下の効果が得られる。 As described above, the flash memory according to the first embodiment of the present invention provides the following effects.
(1)ストレステストを簡略化出来る(その1)。
本実施形態に係る構成であると、セレクタ制御回路80及び書き込み禁止電圧供給回路140は、書き込み動作モードの他にストレステスト動作モードを有している。そしてセレクタ制御回路は、ストレステスト動作モードにおいては、全てのローカルビット線を書き込み用グローバルビット線から切り離し、且つ全てのローカルビット線を書き込み禁止電圧供給回路に接続している。更に書き込み禁止電圧供給回路140は、ストレステスト動作モード時においては、書き込み禁止電圧Vinhibitの代わりにストレス電圧Vstressを発生する。従って、メモリセルアレイ20内の全てのメモリセルトランジスタに、一括してストレス電圧が印加される。すなわち、従来のように、アドレス信号を入力することにより個々のメモリセル毎にストレステストを行う必要が無く、全てのメモリセルに対して同時にストレステストを行うことが出来る。よって、ストレステスト方法が簡略化され、テスト時間を短縮化でき、ひいてはフラッシュメモリの製造コストを削減できる。
(1) The stress test can be simplified (part 1).
In the configuration according to this embodiment, the
(2)書き込み動作の信頼性を向上できる。
本実施形態に係るフラッシュメモリであると、書き込み動作時において、書き込み禁止電圧供給回路140が供給する書き込み禁止電圧Vinhibtが、選択メモリセルの接続されていないローカルビット線、すなわち、接続されたメモリセルが全て書き込み非選択であるローカルビット線に与えられる。従って、非選択メモリセルへの誤書き込みを効果的に抑制できる。
(2) The reliability of the write operation can be improved.
In the flash memory according to the present embodiment, the write inhibit voltage Vinhibt supplied by the write inhibit
また、ビット線が、ローカルビット線とグローバルビット線とに階層化されていおり、1本の書き込み用グローバルビット線に複数のローカルビット線が接続されている。そして、書き込み時においては、選択メモリセルを含む1本のローカルビット線だけが書き込み用グローバルビット線に電気的に接続され、その他のローカルビット線は書き込み用グローバルビット線から電気的に分離される。従って、選択メモリセルが接続されないローカルビット線には、ラッチ回路からの書き込みデータに応じた電圧は印加されない。従って、これらのローカルビット線に接続されているメモリセルへの誤書き込みの発生を効果的に防止出来る。以上の結果、書き込み動作の信頼性を向上できる。 The bit lines are hierarchized into local bit lines and global bit lines, and a plurality of local bit lines are connected to one write global bit line. At the time of writing, only one local bit line including the selected memory cell is electrically connected to the write global bit line, and the other local bit lines are electrically isolated from the write global bit line. . Therefore, a voltage corresponding to the write data from the latch circuit is not applied to the local bit line to which the selected memory cell is not connected. Therefore, it is possible to effectively prevent erroneous writing to the memory cells connected to these local bit lines. As a result, the reliability of the write operation can be improved.
なお、上記実施形態では、ストレス電圧VstressとしてVcc2(=2〜3V)の場合について説明した。すなわち、ストレステストは、読み出し動作時のストレスをメモリセルに与えることによって行われる。しかし、書き込み禁止電圧供給回路140が、ストレステスト時に昇圧回路170が生成する負電圧を供給するように構成すれば、ストレステストを、書き込み動作時のストレスをメモリセルに与えることによって行うことが出来る。
In the above-described embodiment, the case where the stress voltage Vstress is Vcc2 (= 2 to 3 V) has been described. That is, the stress test is performed by applying stress to the memory cell during the read operation. However, if the write inhibit
次に、この発明の第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置及びそのテスト方法について説明する。本実施形態は、上記第1の実施形態において、ストレス電圧を、書き込み禁止電圧供給回路140ではなく書き込み回路100から与えるものである。従って、フラッシュメモリの基本的な構成は図1乃至図6と同様であるので、以下では第1の実施形態と異なる点だけ説明する。図13は、本実施形態に係るフラッシュメモリの備える昇圧回路170、及び書き込み回路100に含まれるラッチ回路101の回路図である。
Next explained is a nonvolatile semiconductor memory device and a test method therefor according to the second embodiment of the invention. In this embodiment, the stress voltage is applied from the
図示するように、昇圧回路170は2種類の負電圧を発生する。一方は、書き込み時に使用されるVBB1(=−6V)であり、他方はストレステスト時に使用されるVBB2(=−7〜−8V<VBB1)である。そして、ラッチ回路101内のインバータ102、103の低電圧側の電源電圧ノードは、昇圧回路170におけるVBB1出力ノード及びVBB2出力ノードと、スイッチ素子180によって接続されている。
As shown in the figure, the
スイッチ素子180は、制御回路150によって制御される。そして、通常動作モードにおいては、インバータ102、103の電源電位ノードをVBB1ノードに接続し、ストレステスト時においては、インバータ102、103の電源電位ノードをVBB2ノードに接続する。
The
次に、上記構成のフラッシュメモリの動作について説明する。書き込み動作、消去動作、及び読み出し動作は上記第1の実施形態と同様であるので説明は省略し、以下ではストレステストについて説明する。図14はストレステスト動作のフローチャートであり、図15はストレステスト時のメモリセルアレイ20の様子を示す回路図である。本実施形態では、ストレス電圧Vstressは、書き込み禁止電圧供給回路140ではなく書き込み回路110が供給する。そのために、ストレステスト時には、ローカルビット線LBL0〜LBL3は書き込み用グローバルビット線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2)−1)に接続され、書き込み禁止電圧供給回路140とは非接続とされる。以下詳細に説明する。
Next, the operation of the flash memory configured as described above will be described. Since the write operation, the erase operation, and the read operation are the same as those in the first embodiment, the description thereof will be omitted, and the stress test will be described below. FIG. 14 is a flowchart of the stress test operation, and FIG. 15 is a circuit diagram showing the state of the
まず制御回路150は、セレクタ制御回路80及び書き込み禁止電圧供給回路に対して、ストレステストモードとなるべく指令を出す(ステップS20)。
First, the
また、書き込み回路110がストレス電圧Vstress(=VBB2=−7〜−8V)を出力する(ステップS21)。すなわち図13に示した構成において、ステップS20での制御回路150の指令に基づいて、スイッチ素子180はインバータ102、103の低電圧側の電源電圧をVBB1からVBB2に切り替える。その結果、ラッチ回路101の出力はVBB2に切り替わる。従って、書き込み用グローバルビット線WGBL0〜WGBL3には、ストレス電圧Vstress(=VBB2)が印加される。
Further, the
次にセレクタ制御回路80は、書き込み禁止用セレクタ40内において、全てのMOSトランジスタ41〜44をオフ状態とする(ステップS26)。すなわちセレクタ制御回路80は、書き込み禁止用カラム選択線ICSL0、ICSL1を非選択とし、両者に“L”レベル(0V)を印加する。従って、ローカルビット線LBL1〜LBL4は、書き込み禁止電圧供給回路140と電気的に分離される。
Next, the
またセレクタ制御回路80は、書き込み用セレクタ30内において、全てのMOSトランジスタ31〜34をオン状態とする(ステップS27)。すなわちセレクタ制御回路80は、書き込み用カラム選択線WCSL0、WCSL1を選択して、両者に“H”レベル(Vcc2)を印加する。従って、ローカルビット線LBL0〜LBL3は、書き込み用グローバルビット線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2)−1)と電気的に接続される。
The
なおカラムデコーダ90は、読み出し用カラム選択線RCSL0〜RCSL3を非選択とし、読み出し用セレクタ50内のMOSトランジスタ51〜54の全てをオフ状態とする。従って、ローカルビット線LBL0〜LBL3は、読み出し用グローバルビット線RGBL(((n+1)/4)−1)と電気的に分離された状態にある。
The
また、書き込み用デコーダ60及びセレクトゲートデコーダ70は、全てのワード線WL0〜WLm及びセレクトゲート線SG0〜SGmを非選択とする(ステップS24)。
Further, the
以上の結果、書き込み用セレクタ30内のMOSトランジスタ31〜34及びローカルビット線LBL0〜LBL3を介して、書き込み回路100から、メモリセルアレイ20内の全てのメモリセルトランジスタMTのドレインに、ストレス電圧Vstressが印加される。なお、ステップS21〜S24の順序は、適宜入れ替えることが可能である。
As a result, the stress voltage Vstress is applied from the
上記のように、本実施形態に係る構成及び方法であってもストレステストを行うことが出来、上記第1の実施形態で説明した(2)の効果に加えて、下記(3)の効果が得られる。 As described above, even with the configuration and method according to the present embodiment, a stress test can be performed. In addition to the effect (2) described in the first embodiment, the following effect (3) is obtained. can get.
(3)ストレステストを簡略化出来る(その2)。
本実施形態に係る構成であると、セレクタ制御回路80は、書き込み動作モードの他にストレステスト動作モードを有している。そしてセレクタ制御回路は、ストレステスト動作モードにおいては、全てのローカルビット線を書き込み用グローバルビット線に接続し、且つ全てのローカルビット線を書き込み禁止電圧供給回路から電気的に分離している。また、ラッチ回路101は、ストレステスト時においては、書き込みデータに応じた電圧の代わりにストレス電圧Vstressを発生する。従って、メモリセルアレイ20内の全てのメモリセルトランジスタに、一括してストレス電圧が印加される。すなわち、従来のように、アドレス信号を入力することにより個々のメモリセル毎にストレステストを行う必要が無く、全てのメモリセルに対して同時にストレステストを行うことが出来る。よって、ストレステスト方法が簡略化され、テスト時間を短縮化でき、ひいてはフラッシュメモリの製造コストを削減できる。
(3) The stress test can be simplified (part 2).
In the configuration according to this embodiment, the
なお、上記実施形態では、ストレス電圧VstressとしてVBB2(=−7V〜−8V)の場合について説明した。すなわち、ストレステストは、書き込み動作時のストレスをメモリセルに与えることによって行われる。しかし、書き込み回路100が、ストレステスト時に昇圧回路160が生成する正電圧Vcc2を供給するように構成すれば、ストレステストを、読み出し時のストレスをメモリセルに与えることによって行うことが出来る。
In the above-described embodiment, the case where the stress voltage Vstress is VBB2 (= −7 V to −8 V) has been described. That is, the stress test is performed by applying stress to the memory cell during the write operation. However, if the
次にこの発明の第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置及びそのテスト方法について説明する。本実施形態は、上記第1の実施形態において、ストレス電圧Vstressを、昇圧回路170によって与えるのではなく、外部から与えるものである。図16は、本実施形態に係るフラッシュメモリを備えたLSIのブロック図である。
Next explained is a non-volatile semiconductor memory device and its test method according to a third embodiment of the invention. In the present embodiment, the stress voltage Vstress is applied not from the
図示するように、本実施形態に係るLSIは、上記第1の実施形態で説明した図1に示す構成において、書き込み禁止電圧供給回路140に対して、ピン190を介してLSIの外部からストレス電圧Vstressを与えている。
As shown in the figure, the LSI according to the present embodiment has a stress voltage from the outside of the LSI via a
本実施形態に係るフラッシュメモリの動作は、上記第1の実施形態と同様である。但し、ストレステスト時には、書き込み禁止電圧供給回路140は、LSI外部から入力された電圧をストレス電圧Vstressとしてローカルビット線に与える。
The operation of the flash memory according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. However, during the stress test, the write inhibit
本実施形態に係る構成であると、上記第1の実施形態で説明した(1)、(2)の効果に加えて、以下の効果が得られる。 In addition to the effects (1) and (2) described in the first embodiment, the following effects can be obtained with the configuration according to the present embodiment.
(4)ストレステストの自由度が向上する。
本実施形態に係る構成であると、ストレス電圧Vstressを外部から任意に与えることが出来る。従って、ストレス電圧Vstressの電圧値は、LSIに組み込まれている昇圧回路の能力によることなく、負電圧〜正電圧まで任意に与えることが出来る。すなわち、さまざまな電圧によってストレステストを行うことが出来、ストレステストの自由度を向上できる。
(4) The degree of freedom of stress test is improved.
With the configuration according to the present embodiment, the stress voltage Vstress can be arbitrarily applied from the outside. Therefore, the voltage value of the stress voltage Vstress can be arbitrarily given from a negative voltage to a positive voltage without depending on the capability of the booster circuit incorporated in the LSI. That is, the stress test can be performed with various voltages, and the degree of freedom of the stress test can be improved.
次にこの発明の第4の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置及びそのテスト方法について説明する。本実施形態は、上記第2の実施形態において、ストレス電圧Vstressを、昇圧回路170によって与えるのではなく、外部から与えるものである。図17は、本実施形態に係るフラッシュメモリを備えたLSIのブロック図である。
Next explained is a non-volatile semiconductor memory device and its test method according to a fourth embodiment of the invention. In the present embodiment, the stress voltage Vstress is applied not from the
図示するように、本実施形態に係るLSIは、上記第2の実施形態で説明した構成において、書き込み回路100に対して、ピン190を介してLSIの外部からストレス電圧Vstressを与えている。
As shown in the drawing, the LSI according to the present embodiment applies a stress voltage Vstress to the
図18は、本実施形態に係るフラッシュメモリの備える昇圧回路170、及び書き込み回路100に含まれるラッチ回路101の回路図である。
18 is a circuit diagram of the
図示するように、第2の実施形態で説明した図13の構成において、スイッチ素子180は、通常動作モードにおいては、インバータ102、103の電源電位ノードを、昇圧回路170のVBB1ノードに接続し、ストレステスト時においては、インバータ102、103の電源電位ノードを外部端子190に接続する。そして外部端子からストレス電圧Vstressが与えられる。
As shown in the figure, in the configuration of FIG. 13 described in the second embodiment, the
本実施形態に係るフラッシュメモリの動作は、上記第2の実施形態と同様である。但し、ストレステスト時には、書き込み回路100は、LSI外部から入力された電圧をストレス電圧Vstressとしてローカルビット線に与える。
The operation of the flash memory according to the present embodiment is the same as that of the second embodiment. However, during the stress test, the
本実施形態に係る構成であると、上記第2の実施形態で説明した(2)、(3)の効果に加えて、第3の実施形態で説明した(4)の効果を併せて得られる。 With the configuration according to the present embodiment, in addition to the effects (2) and (3) described in the second embodiment, the effect (4) described in the third embodiment is also obtained. .
次に、この発明の第5の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置について、図19を用いて説明する。本実施形態は、上記第1乃至第4の実施形態に係るフラッシュメモリを備えたシステムLSIに関するものである。図19は、本実施形態に係るシステムLSIのブロック図である。 Next, a nonvolatile semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the invention is described with reference to FIG. The present embodiment relates to a system LSI including the flash memory according to the first to fourth embodiments. FIG. 19 is a block diagram of a system LSI according to this embodiment.
図示するように、システムLSI400は、同一半導体基板上に形成されたNAND型フラッシュメモリ500、3Tr−NAND型フラッシュメモリ600、2Trフラッシュメモリ10、MCU700、及びI/O回路800を備えている。
As illustrated, the
NAND型フラッシュメモリ500は、画像データや映像データを保存するストレージ用のメモリとして用いられる。
The
3Tr−NAND型フラッシュメモリ600は、LSI400へアクセスするためのIDコードやセキュリティコードを保持する。
The 3Tr-
2Trフラッシュメモリ10は、MCU700が動作するためのプログラムデータを保持する。
The
MCU700は、外部から入力される各種のコマンドに応答して、2Trフラッシュメモリ10から読み出したプログラムに基づいた処理を行う。この際、MCU700は、SRAM(Static Random Access Memory)などを介することなく、直接2Trフラッシュメモリ10にアクセスする。MCU700の行う処理の例としては、NAND型フラッシュメモリ500に対して入力されるデータの圧縮や解凍、または外部装置の制御などがある。更に、MCU700は、NAND型フラッシュメモリ500に保持されるデータに外部からアクセスされた場合、3Tr−NAND型フラッシュメモリ600から所定のデータを読み出す。そしてMCU700は、読み出したデータと、外部から入力されるIDコードやセキュリティコードと照合し、一致した場合にNAND型フラッシュメモリ500へのアクセスを許可する。NAND型フラッシュメモリ500へのアクセスが許可されると、外部(ホスト)からNAND型フラッシュメモリ500内のデータへのアクセスが行われる。すなわち、MCU700は、外部から受け取ったコマンドに応答してNAND型フラッシュメモリ500へトリガをかけ、データの読み出し(書き込み)を行う。
The
I/O回路800は、LSI1と外部との信号の授受を制御する。
The I /
次に、上記LSI400に含まれる2つの半導体メモリ500、600の構成について、以下詳細に説明する。2Trフラッシュメモリ10は、上記第1乃至第4の実施形態で説明したとおりである。
Next, the configuration of the two
<NAND型フラッシュメモリ>
まず、NAND型フラッシュメモリ500の構成について図20を用いて説明する。図20はNAND型フラッシュメモリのブロック図である。
<NAND flash memory>
First, the configuration of the
図示するように、NAND型フラッシュメモリ500は、メモリセルアレイ510、カラムデコーダ520、ロウデコーダ530、センスアンプ540、書き込み回路550、及びソース線ドライバ560を備えている。
As illustrated, the
メモリセルアレイ510は、マトリクス状に配置された複数個のNANDセルを有している。NANDセルの各々は、8個のメモリセルトランジスタMTと、選択トランジスタST1、ST2とを含んでいる。メモリセルトランジスタMTは、半導体基板上にゲート絶縁膜を介在して形成されたフローティングゲートと、フローティングゲート上にゲート間絶縁膜を介在して形成されたコントロールゲートとを有する積層ゲート構造を備えている。なお、メモリセルトランジスタMTの個数は8個に限られず、16個や32個であってもよく、その数は限定されるものではない。メモリセルトランジスタMTは、隣接するもの同士でソース、ドレインを共有している。そして、選択トランジスタST1、ST2間に、その電流経路が直列接続されるようにして配置されている。そして、直列接続されたメモリセルトランジスタMTの一端側のドレイン領域が選択トランジスタST1のソース領域に接続され、他端側のソース領域が選択トランジスタST2のドレイン領域に接続されている。
The
同一行にあるメモリセルトランジスタMTの制御ゲートは、ワード線WL0〜WLmのいずれかに共通接続され、同一行にあるメモリセルの選択トランジスタST1、ST2のゲートは、それぞれセレクトゲート線SGD、SGSに接続されている。また、同一列にある選択トランジスタST1のドレインは、ビット線BL0〜BLnのいずれかに共通接続されている。そして、選択トランジスタST2のソースはソース線SLに共通接続され、ソース線ドライバ15に接続されている。なお、選択トランジスタST1、ST2は必ずしも両方必要ではない。NANDセルを選択出来るのであれば、いずれか一方のみが設けられていても良い。
The control gates of the memory cell transistors MT in the same row are commonly connected to any of the word lines WL0 to WLm, and the gates of the select transistors ST1 and ST2 of the memory cells in the same row are connected to the select gate lines SGD and SGS, respectively. It is connected. The drains of the select transistors ST1 in the same column are commonly connected to any of the bit lines BL0 to BLn. The sources of the select transistors ST2 are commonly connected to the source line SL and connected to the
カラムデコーダ520は、カラムアドレス信号をデコードして、カラムアドレスデコード信号を得る。そして、カラムアドレスデコード信号に基づいて、ビット線BL0〜BLnのいずれかを選択する。
The
ロウデコーダ530は、ロウアドレス信号をデコードして、ロウアドレスデコード信号を得る。そして、ロウデコーダ530は、ワード線WL0〜WL8、及びセレクトゲート線SGD、SGSのいずれかを選択する。
The
センスアンプ540は、ロウデコーダ530及びカラムデコーダ520によって選択されたメモリセルMCから読み出したデータを増幅する。
The
書き込み回路550は、書き込みデータをラッチする。
The
ソース線ドライバ560は、ソース線SLに電圧を供給する。
The
<3Tr−NAND型フラッシュメモリ>
次に、3Tr−NAND型フラッシュメモリ600の構成について、図21を用いて説明する。図21は、3Tr−NAND型フラッシュメモリ600のブロック図である。
<3Tr-NAND flash memory>
Next, the configuration of the 3Tr-
図示するように、3Tr−NAND型フラッシュメモリ600は、メモリセルアレイ610、カラムデコーダ620、ロウデコーダ630、センスアンプ640、書き込み回路650、及びソース線ドライバ660を備えている。
As illustrated, the 3Tr-
メモリセルアレイ610は、マトリクス状に配置された複数個((m+1)×(n+1)個、但しm、nは自然数)のメモリセルMCを有している。メモリセルMCの各々は、互いに電流経路が直列接続されたメモリセルトランジスタMTと選択トランジスタST1、ST2とを有している。そして、メモリセルトランジスタMTの電流経路は、選択トランジスタST1、ST2の電流経路間に接続されている。すなわち、NAND型フラッシュメモリ500に含まれるNANDセルにおいて、メモリセルトランジスタMTを1個にしたものに等しい。メモリセルトランジスタMTは、半導体基板上にゲート絶縁膜を介在して形成されたフローティングゲートと、フローティングゲート上にゲート間絶縁膜を介在して形成されたコントロールゲートとを有する積層ゲート構造を備えている。そして、選択トランジスタST1のソース領域がメモリセルトランジスタMTのドレイン領域に接続され、メモリセルトランジスタMTのソース領域が、選択トランジスタST2のドレイン領域に接続されている。また、列方向で隣接するメモリセルMC同士は、選択トランジスタST1のドレイン領域、または選択トランジスタST2のソース領域を共有している。
The
同一行にあるメモリセルMCのメモリセルトランジスタMTの制御ゲートは、ワード線WL0〜WLmのいずれかに共通接続され、同一行にあるメモリセルの選択トランジスタST1のゲートは、セレクトゲート線SGD0〜SGDmのいずれかに接続され、選択トランジスタST2のゲートは、セレクトゲート線SGS0〜SGSmのいずれかに接続されている。また、同一列にあるメモリセルMCの選択トランジスタST1のドレイン領域は、ビット線BL0〜BLnのいずれかに共通接続されている。そして、メモリセルMCの選択トランジスタST2のソース領域はソース線SLに共通接続され、ソース線ドライバ260に接続されている。
The control gates of the memory cell transistors MT of the memory cells MC in the same row are commonly connected to any of the word lines WL0 to WLm, and the gates of the select transistors ST1 of the memory cells in the same row are select gate lines SGD0 to SGDm. And the gate of the select transistor ST2 is connected to one of the select gate lines SGS0 to SGSm. The drain region of the select transistor ST1 of the memory cells MC in the same column is commonly connected to one of the bit lines BL0 to BLn. The source region of the select transistor ST2 of the memory cell MC is commonly connected to the source line SL and connected to the
カラムデコーダ620は、カラムアドレス信号をデコードして、カラムアドレスデコード信号を得る。そして、カラムアドレスデコード信号に基づいて、ビット線BL0〜BLnのいずれかを選択する。
The
ロウデコーダ630は、ロウアドレス信号をデコードして、ロウアドレスデコード信号を得る。そして、ロウデコーダ230は、ワード線WL0〜WLm、及びセレクトゲート線SG0〜SGmのいずれかを選択する。
The
センスアンプ640は、ロウデコーダ630及びカラムデコーダ620によって選択されたメモリセルMCから読み出したデータを増幅する。
The
書き込み回路650は、書き込みデータをラッチする。
The
ソース線ドライバ660は、ソース線SLに電圧を供給する。
The
上記本実施形態に係るLSIによれば、上記(1)乃至(4)の効果に加えて以下の効果が得られる。
(5)製造コストを抑えつつ、複数種のフラッシュメモリを同一チップ上に搭載できる。
According to the LSI of the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (4).
(5) A plurality of types of flash memories can be mounted on the same chip while reducing manufacturing costs.
NAND型フラッシュメモリ500、3Tr−NAND型フラッシュメモリ600、及び2Trフラッシュメモリ10が備えるメモリセルトランジスタMT及び選択トランジスタST1、ST2、STは、同一の工程で形成することが出来る。すなわち、同一の酸化工程、成膜工程、不純物注入工程、フォトリソグラフィ・エッチング工程によって、各MOSトランジスタが形成される。その結果、ゲート絶縁膜240、ゲート間絶縁膜260、メモリセルトランジスタMTのフローティングゲート250及びコントロールゲート270、並びに選択トランジスタのセレクトゲート250、270は、3つのフラッシュメモリ10、500、600間で同一となる。このような製造方法であると、1つのフラッシュメモリを形成するのに必要な工程数によって、3つのフラッシュメモリのメモリセルアレイを形成出来る。従って、3種類の半導体メモリを搭載したシステムLSIの製造コストを低減できる。
The memory cell transistors MT and select transistors ST1, ST2, and ST included in the
(6)システムLSIを高性能化出来る。 (6) The system LSI can be improved in performance.
本実施形態に係るシステムLSIは、上記第1乃至第4の実施形態で説明した2Trフラッシュメモリ10の他、NAND型フラッシュメモリ500及び3Tr−NAND型フラッシュメモリ600を有している。
The system LSI according to this embodiment includes a
2Trフラッシュメモリ10は、NAND型フラッシュメモリ500や3Tr−NAND型フラッシュメモリ600と異なり、書き込み及び消去時に正電圧(10V)と負電圧(−6V)を用いている。そして、コントロールゲートとチャネルとの間に16Vの電位差を与えている。従って、書き込み禁止電圧を10Vと−6Vの中間付近の0Vに設定することが出来、ビット線から書き込み禁止電圧を印加することが容易となる。また、正電圧と負電圧とを用いることで、デコーダ60、70に用いられるMOSトランジスタのゲート絶縁膜に印加される電位差は、10V若しくは−6Vである。従って、2Trフラッシュメモリ10が有するロウデコーダ60、70に使用されるMOSトランジスタは、NAND型フラッシュメモリ500や3Tr−NAND型フラッシュメモリ600が有するロウデコーダ530、630に使用されるMOSトランジスタよりもゲート絶縁膜の薄いものが使用できる。このため、デコーダ60、70を小型化出来ると共に、デコーダ60、70の動作速度をロウデコーダ530、630に比べて高速化出来る。従って、2Trフラッシュメモリの動作速度を向上出来、ランダムアクセスの高速化を図ることができる。
Unlike the
そして本実施形態では、上記2Trフラッシュメモリ10に、MCU700が動作するためのプログラムデータを格納している。すると、上記説明したように2Trフラッシュメモリは高速動作が可能である。従って、MCU700がRAMなどを介さずにデータを2Trフラッシュメモリ10から直接読み出すことが出来る。その結果、RAMなどが不要となり、システムLSIの構成を簡略化出来ると共に、動作速度を向上できる。
In the present embodiment, program data for operating the
また、3Tr−NAND型フラッシュメモリ600は、IDコードやセキュリティコードを保持する。これらのコードデータは、データ量自体はそれ程大きくないが、頻繁に変更/更新されることが多い。従って、これらのコードデータを保持するメモリには、ある程度の高速動作が求められる。この点、3Tr−NAND型フラッシュメモリ600は、消去単位がNAND型フラッシュメモリ100ほど大きくなく、ページ単位でのデータの書き換えが可能である。従って、3Tr−NAND型フラッシュメモリ600は、上記コードデータを保持するのに最適な半導体メモリであると言うことが出来る。
The 3Tr-
また、従来、NAND型フラッシュメモリを有するLSIであると、書き換えが特定のブロックに集中することを防ぐために、次のようなコントローラが必要であった。すなわち、ウェアレベリングや論理で入力されたアドレスを物理アドレスに変換したり、ブロックに不良があった場合に、当該ブロックを不良ブロックとして以後使用しないように制御を行ったりするコントローラである。しかし本実施形態ではこのようなコントローラは不要である。なぜなら、NAND型フラッシュメモリ500内のブロックを制御するファームウェアプログラムを2Trフラッシュメモリ10に保持させ、MCU700によって上記制御を行わせれば良いからである。MCU700は、本来行う作業(外部装置の制御やNAND型フラッシュメモリ500に入力されるデータの計算処理など)の間の時間を使って、上記制御を行えば良い。勿論、MCU700の能力と、本来MCU700が処理しなければならない処理量の大小を見極めて、処理量が多い場合には、ハードウェアシーケンサ等を設けてNAND型フラッシュメモリ500の制御を行っても良い。
Conventionally, in the case of an LSI having a NAND flash memory, the following controller is required to prevent rewriting from being concentrated on a specific block. That is, it is a controller that converts an address input in wear leveling or logic into a physical address or performs control so that the block is not used as a defective block when the block is defective. However, in this embodiment, such a controller is not necessary. This is because the firmware program for controlling the blocks in the
次に、この発明の第6の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置について図22を用いて説明する。本実施形態は、上記第1乃至第5の実施形態で説明したフラッシュメモリ10において、読み出し時に書き込み用グローバルビット線を接地するものである。図22は、本実施形態に係るフラッシュメモリ10の一部領域の回路図であり、読み出し動作時の様子を示している。
Next, a nonvolatile semiconductor memory device according to a sixth embodiment of the invention is described with reference to FIG. In the present embodiment, in the
図示するように、本実施形態に係るフラッシュメモリ10は、上記第1の実施形態で説明した図2の構成において、更に電圧生成回路900を備えている。電圧生成回路900は、スイッチ素子910を介在して書き込み用グローバルビット線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2−1)に接続されている。スイッチ素子910は、読み出し動作時において、書き込み用グローバルビット線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2−1)と電圧生成回路900とを接続し、それ以外の期間には非接続とする。そして電圧生成回路900は、読み出し時において、スイッチ素子910を介して書き込み用グローバルビット線WGBL0〜WGBL(((n+1)/2−1)に対して0Vを印加する。
As shown in the figure, the
本実施形態に係る構成によれば、上記(1)乃至(6)の効果に加えて、下記(7)の効果を併せて得ることが出来る。 According to the structure which concerns on this embodiment, in addition to the effect of said (1) thru | or (6), the effect of following (7) can be acquired collectively.
(7)読み出し動作信頼性を向上できる。
本実施形態に係る構成であると、読み出し時において、書き込み用グローバルビット線の電位を接地電位にしている。このことは、読み出し用グローバルビット線に対するノイズ対策となり、読み出し動作を更に安定させることが出来る。従って、フラッシュメモリの読み出し動作信頼性を向上できる。
(7) Read operation reliability can be improved.
In the configuration according to the present embodiment, the potential of the write global bit line is set to the ground potential at the time of reading. This is a noise countermeasure for the read global bit line, and the read operation can be further stabilized. Therefore, the read operation reliability of the flash memory can be improved.
上記のように、この発明の第1乃至第6の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置によれば、ストレステスト時において、メモリセルアレイに含まれる全てのローカルビット線を、書き込み禁止電圧供給回路または書き込み回路に接続している。そして、書き込み禁止電圧供給回路または書き込み回路がストレス電圧を発生し、ローカルビット線を介してメモリセルトランジスタのドレインにストレス電圧を印加している。従って、メモリセルアレイに含まれる複数の(全ての)メモリセルに対して一括してストレスを印加することが出来る。よって、ストレステスト時間を極めて短縮化することが出来る。 As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory device according to the first to sixth embodiments of the present invention, during the stress test, all the local bit lines included in the memory cell array are connected to the write inhibit voltage supply circuit or Connected to writing circuit. The write inhibit voltage supply circuit or the write circuit generates a stress voltage and applies the stress voltage to the drain of the memory cell transistor via the local bit line. Therefore, it is possible to apply stress to a plurality of (all) memory cells included in the memory cell array at once. Therefore, the stress test time can be greatly shortened.
なお、上記実施形態では、書き込み禁止電圧供給回路及び書き込み回路からストレス電圧を発生する場合について、それぞれ別個の構成として説明した。しかし、1つのフラッシュメモリが、両回路からストレス電圧を印加出来る構成としても良い。図23は、このようなフラッシュメモリ10のブロック図であり、第1、第2の実施形態とを組み合わせた構成に相当する。
In the above embodiment, the case where the stress voltage is generated from the write inhibit voltage supply circuit and the write circuit has been described as separate configurations. However, one flash memory may be configured to apply a stress voltage from both circuits. FIG. 23 is a block diagram of such a
図示するように、書き込み禁止電圧供給回路140には昇圧回路160からストレス電圧Vstressとして正電圧Vcc2が与えられ、書き込み回路100には昇圧回路170からストレス電圧Vstressとして負電圧VBB2が与えられる。
As shown in the drawing, the write prohibition
図24は、図23に示す構成を有するフラッシュメモリのストレステスト時のフローチャートである。すなわち、ストレステストモードを選択した後(ステップS20)、読み出しテストを行う場合(ステップS28)には、書き込み禁止電圧供給回路140がストレス電圧Vstress=Vcc2を出力する(ステップS29)。そして、このストレス電圧Vstressを、書き込み禁止用セレクタを介してローカルビット線に与えて、上記第1の実施形態で説明した方法によりストレステストを行う。他方、書き込みテストを行う場合(ステップS28)には、ラッチ回路101がストレス電圧Vstress=VBB2を出力する(ステップS30)。そして、このストレス電圧Vstressを、書き込み用グローバルビット線、書き込み用セレクタを介してローカルビット線に与えて、上記第2の実施形態で説明した方法によりストレステストを行う。勿論、ステップS29、S22、S23の順序は適宜入れ替えることが可能である。またステップS30、S26、S27の順序も入れ替えることが可能である。
FIG. 24 is a flowchart at the time of a stress test of the flash memory having the configuration shown in FIG. That is, after the stress test mode is selected (step S20), when a read test is performed (step S28), the write inhibit
また、上記第1の実施形態に係る構成において、書き込み禁止電圧供給回路140が、読み出し用及び書き込み用テストに用いるストレス電圧を与えても良い。図25はそのような場合のフラッシュメモリのブロック図である。
In the configuration according to the first embodiment, the write inhibit
図示するように、書き込み禁止電圧供給回路140には、ストレス電圧Vstressとして、昇圧回路160からVcc2が与えられ、昇圧回路170からVBB2が与えられる。動作は図24とほぼ同様であり、ステップS30において、ストレス電圧Vstress=VBB2を書き込み禁止電圧供給回路140が与える意外は同じである。
As shown in the figure, the write inhibit
勿論、上記第2の実施形態に係る構成において、書き込み回路100が、読み出し用及び書き込み用テストに用いるストレス電圧を与えても良い。図26はそのような場合のフラッシュメモリのブロック図である。
Of course, in the configuration according to the second embodiment, the
図示するように、書き込み回路100には、ストレス電圧Vstressとして、昇圧回路160からVcc2が与えられ、昇圧回路170からVBB2が与えられる。動作は図24とほぼ同様であり、ステップS29において、ストレス電圧Vstress=Vcc2を書き込み回路100が与える意外は同じである。また、図27は、図26に示す書き込み回路100が備えるラッチ回路101と、昇圧回路160、170との接続関係を示す図である。
As shown in the drawing, the
図示するように、インバータ102、103は、その高電圧側の電源電圧ノードが、スイッチ素子181によって、GNDと昇圧回路160とでスイッチングされる。また低電圧側の電源電圧ノードが、スイッチ素子180によってVBB1ノードとVBB2ノードとでスイッチングされる。そして、読み出しストレステスト時には、高電圧側の電源電位ノードが昇圧回路160に接続され、ラッチ回路101の出力がVcc2となり、書き込みストレステスト時には、低電圧側の電源電位ノードがVBB2ノードに接続され、ラッチ回路101の出力がVBB2となる。
As shown in the figure, the
また、上記実施形態では、メモリセルアレイ20に含まれる全てのメモリセルに対して、一括してストレステストが行われると説明してきた。しかし、図28に示すように、フラッシュメモリが複数のメモリセルアレイ20−1、20−2を含み、それぞれが、それぞれに対応して設けられたデコーダ回路等によって制御される場合がある。このような場合には、メモリセルアレイ20−1に含まれる全てのメモリセルについてストレステストを行い、メモリセルアレイ20−2に含まれるメモリセルに対してはストレステストを行わないことも可能である。
Further, in the above-described embodiment, it has been described that the stress test is collectively performed on all the memory cells included in the
更に上記実施形態では、ストレス電圧Vstressの値をVBB2(−7〜−8V)、Vcc2(2〜3V)として説明してきたが、この値は勿論可変であり、昇圧回路160、170の構成や設定によって、任意に変化させることが出来る。更に、書き込み禁止電圧供給回路140がストレス電圧Vstressを与える場合、ストレス電圧Vstressは書き込み禁止電圧Vinhibitと同じでも異なっていてもいずれでも良い。書き込み回路の場合でも同様であり、ストレス電圧Vstressは、書き込み時にビット線与える電圧と同じでも異なっていても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the values of the stress voltage Vstress have been described as VBB2 (−7 to −8 V) and Vcc2 (2 to 3 V). Can be changed arbitrarily. Further, when the write inhibit
更に上記実施形態では、ビット線が階層化されている場合について説明した。すなわち、2本のローカルビット線毎に1本の書き込み用グローバルビット線が設けられ、4本のローカルビット線毎に1本の読み出し用グローバルビット線が設けられている。しかし、書き込み用及び読み出し用グローバルビット線に対してローカルビット線を何本割り当てるかは任意であり、特に限定されるものではない。更に、ビット線が階層化されておらず、ビット線毎にラッチ回路101が設けられているような場合であっても、本実施形態は適用可能である。
Further, in the above embodiment, the case where the bit lines are hierarchized has been described. That is, one write global bit line is provided for every two local bit lines, and one read global bit line is provided for every four local bit lines. However, the number of local bit lines assigned to the write and read global bit lines is arbitrary and is not particularly limited. Furthermore, the present embodiment can be applied even when the bit lines are not hierarchized and the
すなわち、この発明の第1乃至第6の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、
1.電荷蓄積層と制御ゲートとを備える第1MOSトランジスタを含み、FNトンネリングによる前記電荷蓄積層への電子の授受によってデータの書き込みを行う複数のメモリセルと、
それぞれに複数の前記第1MOSトランジスタの電流経路の一端が電気的に接続された複数のビット線と、
前記ビット線に対応して設けられ、前記メモリセルへの書き込みデータを保持する書き込み回路と、
書き込み動作時において書き込み禁止電圧を発生し、前記メモリセルのストレステスト時においてストレス電圧を発生する禁止電圧供給回路と、
前記書き込み動作時においては、接続された全てのメモリセルが書き込み非選択とされた前記ビット線に前記書き込み禁止電圧を印加するように前記禁止電圧供給回路を制御し、前記ストレステスト時においては、複数の前記ビット線に前記ストレス電圧を印加させるように前記禁止電圧供給回路を制御する制御回路とを具備する。
That is, the nonvolatile semiconductor memory devices according to the first to sixth embodiments of the present invention are:
1. A plurality of memory cells including a first MOS transistor including a charge storage layer and a control gate, and writing data by transferring electrons to the charge storage layer by FN tunneling;
A plurality of bit lines each having one end of a current path of the plurality of first MOS transistors electrically connected thereto;
A write circuit provided corresponding to the bit line and holding write data to the memory cell;
A prohibit voltage supply circuit that generates a write prohibit voltage during a write operation and generates a stress voltage during a stress test of the memory cell;
At the time of the write operation, the inhibit voltage supply circuit is controlled so as to apply the write inhibit voltage to the bit line where all the connected memory cells are not selected for writing, and at the time of the stress test, A control circuit that controls the prohibit voltage supply circuit so as to apply the stress voltage to the plurality of bit lines.
2.電荷蓄積層と制御ゲートとを備える第1MOSトランジスタを含み、FNトンネリングによる前記電荷蓄積層への電子の授受によってデータの書き込みを行う複数のメモリセルと、
それぞれに複数の前記第1MOSトランジスタの電流経路の一端が電気的に接続された複数のビット線と、
前記ビット線に対応して設けられ、書き込み動作時において前記メモリセルへの書き込みデータを保持し、前記メモリセルのストレステスト時において複数の前記ビット線にストレス電圧を印加する書き込み回路と、
書き込み動作時において、書き込み禁止電圧を発生する禁止電圧供給回路と、
前記書き込み動作時において、接続された全てのメモリセルが書き込み非選択とされた前記ビット線に前記書き込み禁止電圧を印加するように前記禁止電圧供給回路を制御し、前記ストレステスト時においては、複数の前記ビット線と電気的に非接続となるように前記禁止電圧供給回路を制御する制御回路とを具備する。
2. A plurality of memory cells including a first MOS transistor including a charge storage layer and a control gate, and writing data by transferring electrons to the charge storage layer by FN tunneling;
A plurality of bit lines each having one end of a current path of the plurality of first MOS transistors electrically connected thereto;
A write circuit provided corresponding to the bit line, holding write data to the memory cell during a write operation, and applying a stress voltage to the plurality of bit lines during a stress test of the memory cell;
A inhibit voltage supply circuit for generating a write inhibit voltage during a write operation;
In the write operation, the inhibit voltage supply circuit is controlled to apply the write inhibit voltage to the bit line in which all the connected memory cells are not selected for writing. And a control circuit for controlling the forbidden voltage supply circuit so as to be electrically disconnected from the bit line.
3.上記1または2において、前記メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイと、
それぞれが、同一行に位置する前記メモリセルの前記第1MOSトランジスタのゲートを共通接続する複数のワード線と、
いずれかの前記ワード線を選択するロウデコーダと、
いずれかの前記ビット線を選択するカラムデコーダとを更に備え、前記ストレステスト時において、前記ロウデコーダ及びカラムデコーダは、前記メモリセルアレイに含まれる全ての前記ワード線及び前記ビット線を非選択とし、前記禁止電圧供給回路または前記書き込み回路は、前記メモリセルアレイに含まれる全ての前記ビット線に対して前記ストレス電圧を印加する。
3. In the above 1 or 2, a memory cell array in which the memory cells are arranged in a matrix,
A plurality of word lines each commonly connecting the gates of the first MOS transistors of the memory cells located in the same row;
A row decoder for selecting any one of the word lines;
A column decoder for selecting any one of the bit lines, and in the stress test, the row decoder and the column decoder deselect all the word lines and the bit lines included in the memory cell array, The prohibit voltage supply circuit or the write circuit applies the stress voltage to all the bit lines included in the memory cell array.
4.上記1乃至3いずれかにおいて、前記禁止電圧供給回路または前記書き込み回路は、前記ストレス電圧の電圧値を任意の値に可変であり、前記ストレス電圧は、前記書き込み禁止電圧及び、書き込み時に前記書き込み回路が前記ビット線に印加する電圧と異なる値である。 4). In any one of 1 to 3, the prohibit voltage supply circuit or the write circuit can change the voltage value of the stress voltage to an arbitrary value, and the stress voltage includes the write inhibit voltage and the write circuit at the time of writing. Is different from the voltage applied to the bit line.
また、この発明の第1乃至第6の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置のテスト方法は、
5.電荷蓄積層と制御ゲートとを備える第1MOSトランジスタを含み、FNトンネリングによる前記電荷蓄積層への電子の授受によってデータの書き込みを行う複数のメモリセルを備えた半導体記憶装置のテスト方法であって、
複数の前記第1MOSトランジスタの電流経路の一端を共通接続するビット線と、書き込みデータを保持する書き込み回路と書き込み禁止電圧を供給する禁止電圧供給回路とのいずれか一方とを接続するステップと、
前記ビット線と、前記書き込み回路と前記禁止電圧供給回路とのいずれか他方とを非接続とするステップと、
前記書き込み回路と前記禁止電圧供給回路のうち、前記ビット線に接続されたいずれかから、前記ビット線にストレス電圧を印加するステップとを具備する。
In addition, a test method for a nonvolatile semiconductor memory device according to the first to sixth embodiments of the present invention includes:
5). A test method for a semiconductor memory device including a first MOS transistor including a charge storage layer and a control gate, and including a plurality of memory cells for writing data by transferring electrons to the charge storage layer by FN tunneling,
Connecting a bit line that commonly connects one ends of current paths of the plurality of first MOS transistors, a write circuit that holds write data, and a inhibit voltage supply circuit that supplies a write inhibit voltage;
Disconnecting the bit line from the other of the write circuit and the forbidden voltage supply circuit;
Applying a stress voltage to the bit line from any one of the write circuit and the forbidden voltage supply circuit connected to the bit line.
6.上記1乃至4いずれかにおいて、前記禁止電圧供給回路と前記書き込み回路とのいずれかが前記ビット線に印加すべき前記ストレス電圧は、前記禁止電圧回路と前記書き込み回路とのいずれかに対して外部から印加可能である。 6). In any one of 1 to 4, the stress voltage to be applied to the bit line by either the prohibit voltage supply circuit or the write circuit is external to either the prohibit voltage circuit or the write circuit. Can be applied.
7.上記1において、前記ビット線と前記書き込み回路とを接続する第1スイッチ素子と、
前記ビット線と前記禁止電圧供給回路とを接続する第2スイッチ素子と、を更に備え、前記第1スイッチ素子は、前記書き込み時において選択メモリセルが接続された前記ビット線と前記書き込み回路とを接続し、前記ストレステスト時において複数の前記ビット線と前記書き込み回路とを非接続とし、
前記第2スイッチ素子は、前記書き込み時において非選択メモリセルが接続された前記ビット線と前記禁止電圧供給回路とを接続し、前記ストレステスト時において複数の前記ビット線と前記禁止電圧供給回路とを接続する。
7). In the above 1, the first switch element that connects the bit line and the write circuit;
A second switch element that connects the bit line and the forbidden voltage supply circuit; and the first switch element includes the bit line to which the selected memory cell is connected during the write operation and the write circuit. And connecting the plurality of bit lines and the write circuit during the stress test,
The second switch element connects the bit line to which the unselected memory cell is connected at the time of writing and the prohibit voltage supply circuit, and a plurality of the bit lines and the prohibit voltage supply circuit at the time of the stress test. Connect.
8.上記2において、前記ビット線と前記書き込み回路とを接続する第1スイッチ素子と、
前記ビット線と前記禁止電圧供給回路とを接続する第2スイッチ素子とを更に備え、前記第1スイッチ素子は、前記書き込み時において選択メモリセルが接続された前記ビット線と前記書き込み回路とを接続し、前記ストレステスト時において複数の前記ビット線と前記書き込み回路とを接続し、
前記第2スイッチ素子は、前記書き込み時において非選択メモリセルが接続された前記ビット線と前記禁止電圧供給回路とを接続し、前記ストレステスト時において複数の前記ビット線と前記禁止電圧供給回路とを非接続とする。
8). In the
A second switch element for connecting the bit line and the forbidden voltage supply circuit; and the first switch element connects the bit line to which the selected memory cell is connected during the writing and the write circuit. And connecting the plurality of bit lines and the write circuit during the stress test,
The second switch element connects the bit line to which the unselected memory cell is connected at the time of writing and the prohibit voltage supply circuit, and a plurality of the bit lines and the prohibit voltage supply circuit at the time of the stress test. Is disconnected.
9.上記1または2において、それぞれに複数の前記メモリセルの第1MOSトランジスタの電流経路の一端が接続された複数のローカルビット線と、
複数の前記ローカルビット線を共通接続するグローバルビット線と
前記ローカルビット線と前記グローバルビット線とを接続する第3スイッチ素子とを具備し、前記書き込み回路は、前記グローバルビット線毎に設けられる。
9. In the above 1 or 2, a plurality of local bit lines each connected to one end of a current path of a first MOS transistor of a plurality of the memory cells;
A global bit line commonly connecting a plurality of the local bit lines;
A third switch element that connects the local bit line and the global bit line; and the write circuit is provided for each global bit line.
10.上記9において、前記グローバルビット線は、書き込み用グローバルビット線と読み出し用グローバルビット線とを含み、
前記第3スイッチ素子は、前記書き込み用グローバルビット線と前記ローカルビット線とを接続する第4スイッチ素子と、前記読み出し用グローバルビット線と前記ローカルビット線とを接続する第5スイッチ素子とを含み、
前記書き込み回路は、前記書き込み用グローバルビット線に接続され、
前記読み出し用グローバルビット線に接続され、読み出しデータを増幅するセンスアンプを更に備える。
10. 9. In the above 9, the global bit line includes a write global bit line and a read global bit line,
The third switch element includes a fourth switch element that connects the write global bit line and the local bit line, and a fifth switch element that connects the read global bit line and the local bit line. ,
The write circuit is connected to the write global bit line;
A sense amplifier that is connected to the read global bit line and amplifies read data is further provided.
11.上記1または2において、前記メモリセルは、前記第1MOSトランジスタの電流経路の他端に接続された電流経路の一端を有する第2MOSトランジスタを更に備え、
前記ビット線は前記第1MOSトランジスタの前記電流経路の一端に接続され、
前記第2MOSトランジスタの前記電流経路の他端は、互いに共通接続されている。
11. In the above 1 or 2, the memory cell further includes a second MOS transistor having one end of a current path connected to the other end of the current path of the first MOS transistor,
The bit line is connected to one end of the current path of the first MOS transistor;
The other ends of the current paths of the second MOS transistors are commonly connected to each other.
12.上記1において、書き込み動作時においては、前記ビット線には負電圧が与えられ、消去動作時においては、前記第1MOSトランジスタの制御ゲートに負電圧が与えられる。 12 In 1 above, a negative voltage is applied to the bit line during the write operation, and a negative voltage is applied to the control gate of the first MOS transistor during the erase operation.
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Furthermore, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be extracted as an invention.
10、500、600…フラッシュメモリ、20…メモリセルアレイ、30…書き込み用セレクタ、31〜34、41〜44、51〜54…MOSトランジスタ、40…書き込み禁止用セレクタ、50…読み出し用セレクタ、60…書き込み用デコーダ、70…セレクトゲートデコーダ、80…セレクタ制御回路、90…カラムデコーダ、100…書き込み回路、101…ラッチ回路、102、103…インバータ、110…センスアンプ、120…ソース線ドライバ、130…アドレスバッファ、140…書き込み禁止電圧供給回路、150…制御回路、160、170…昇圧回路、180、181…スイッチ素子、190…外部入力ピン、700…MCU
DESCRIPTION OF
Claims (5)
それぞれに複数の前記第1MOSトランジスタの電流経路の一端が電気的に接続された複数のビット線と、
前記ビット線に対応して設けられ、前記メモリセルへの書き込みデータを保持する書き込み回路と、
書き込み動作時において書き込み禁止電圧を発生し、前記メモリセルのストレステスト時においてストレス電圧を発生する禁止電圧供給回路と、
前記書き込み動作時においては、接続された全てのメモリセルが書き込み非選択とされた前記ビット線に前記書き込み禁止電圧を印加するように前記禁止電圧供給回路を制御し、前記ストレステスト時においては、複数の前記ビット線に前記ストレス電圧を印加させるように前記禁止電圧供給回路を制御する制御回路と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。 A plurality of memory cells including a first MOS transistor including a charge storage layer and a control gate, and writing data by transferring electrons to the charge storage layer by FN tunneling;
A plurality of bit lines each having one end of a current path of the plurality of first MOS transistors electrically connected thereto;
A write circuit provided corresponding to the bit line and holding write data to the memory cell;
A prohibit voltage supply circuit that generates a write inhibit voltage during a write operation and generates a stress voltage during a stress test of the memory cell;
At the time of the write operation, the inhibit voltage supply circuit is controlled so as to apply the write inhibit voltage to the bit line where all the connected memory cells are not selected for writing, and at the time of the stress test, And a control circuit that controls the forbidden voltage supply circuit to apply the stress voltage to a plurality of the bit lines.
それぞれに複数の前記第1MOSトランジスタの電流経路の一端が電気的に接続された複数のビット線と、
前記ビット線に対応して設けられ、書き込み動作時において前記メモリセルへの書き込みデータを保持し、前記メモリセルのストレステスト時において複数の前記ビット線にストレス電圧を印加する書き込み回路と、
書き込み動作時において、書き込み禁止電圧を発生する禁止電圧供給回路と、
前記書き込み動作時において、接続された全てのメモリセルが書き込み非選択とされた前記ビット線に前記書き込み禁止電圧を印加するように前記禁止電圧供給回路を制御し、前記ストレステスト時においては、複数の前記ビット線と電気的に非接続となるように前記禁止電圧供給回路を制御する制御回路と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置。 A plurality of memory cells including a first MOS transistor including a charge storage layer and a control gate, and writing data by transferring electrons to the charge storage layer by FN tunneling;
A plurality of bit lines each having one end of a current path of the plurality of first MOS transistors electrically connected thereto;
A write circuit provided corresponding to the bit line, holding write data to the memory cell during a write operation, and applying a stress voltage to the plurality of bit lines during a stress test of the memory cell;
A inhibit voltage supply circuit for generating a write inhibit voltage during a write operation;
In the write operation, the inhibit voltage supply circuit is controlled to apply the write inhibit voltage to the bit line in which all the connected memory cells are not selected for writing. And a control circuit for controlling the forbidden voltage supply circuit so as to be electrically disconnected from the bit line.
それぞれが、同一行に位置する前記メモリセルの前記第1MOSトランジスタのゲートを共通接続する複数のワード線と、
いずれかの前記ワード線を選択するロウデコーダと
を更に備え、前記ストレステスト時において、前記ロウデコーダは、前記メモリセルアレイに含まれる全ての前記ワード線を非選択とし、前記禁止電圧供給回路または前記書き込み回路は、前記メモリセルアレイに含まれる全ての前記ビット線に対して前記ストレス電圧を印加する
ことを特徴とする請求項1または2記載の半導体記憶装置。 A memory cell array in which the memory cells are arranged in a matrix;
A plurality of word lines each commonly connecting the gates of the first MOS transistors of the memory cells located in the same row;
A row decoder that selects any one of the word lines, and in the stress test, the row decoder deselects all the word lines included in the memory cell array, and The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the write circuit applies the stress voltage to all the bit lines included in the memory cell array.
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の半導体記憶装置。 The forbidden voltage supply circuit or the write circuit can change the voltage value of the stress voltage to an arbitrary value, and the stress voltage includes the write inhibit voltage and a voltage that the write circuit applies to the bit line at the time of writing. 4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is a value different from
複数の前記第1MOSトランジスタの電流経路の一端を共通接続するビット線と、書き込みデータを保持する書き込み回路と書き込み禁止電圧を供給する禁止電圧供給回路とのいずれか一方とを接続するステップと、
前記ビット線と、前記書き込み回路と前記禁止電圧供給回路とのいずれか他方とを非接続とするステップと、
前記書き込み回路と前記禁止電圧供給回路のうち、前記ビット線に接続されたいずれかから、前記ビット線にストレス電圧を印加するステップと
を具備することを特徴とする半導体記憶装置のテスト方法。 A test method for a semiconductor memory device including a first MOS transistor including a charge storage layer and a control gate, and including a plurality of memory cells for writing data by transferring electrons to the charge storage layer by FN tunneling,
Connecting a bit line that commonly connects one ends of current paths of the plurality of first MOS transistors, a write circuit that holds write data, and a inhibit voltage supply circuit that supplies a write inhibit voltage;
Disconnecting the bit line from the other of the write circuit and the forbidden voltage supply circuit;
Applying a stress voltage to the bit line from any one of the write circuit and the forbidden voltage supply circuit connected to the bit line. A test method for a semiconductor memory device, comprising:
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