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JPH01113999A - 不揮発性メモリのストレステスト回路 - Google Patents

不揮発性メモリのストレステスト回路

Info

Publication number
JPH01113999A
JPH01113999A JP62272119A JP27211987A JPH01113999A JP H01113999 A JPH01113999 A JP H01113999A JP 62272119 A JP62272119 A JP 62272119A JP 27211987 A JP27211987 A JP 27211987A JP H01113999 A JPH01113999 A JP H01113999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit line
voltage
stress
stress test
transistor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP62272119A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuaki Otsuka
伸朗 大塚
Junichi Miyamoto
順一 宮本
Shigeru Atsumi
渥美 滋
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP62272119A priority Critical patent/JPH01113999A/ja
Priority to KR1019880014096A priority patent/KR910007438B1/ko
Priority to EP88118035A priority patent/EP0314180B1/en
Priority to DE88118035T priority patent/DE3882898T2/de
Priority to US07/341,287 priority patent/US4999813A/en
Publication of JPH01113999A publication Critical patent/JPH01113999A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/50Marginal testing, e.g. race, voltage or current testing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2201/00Indexing scheme relating to error detection, to error correction, and to monitoring
    • G06F2201/81Threshold
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS

Landscapes

  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は半導体メモリ、特に不揮発性メモリにおけるメ
モリセルトランジスタのドレインにストレス電圧を与え
てテストを行うためのストレステスト回路に関する。
(従来の技術) 不揮発性メモリ、たとえばEPROM (紫外線消去型
再書き込み可能な読み出し専用メモリ)のメモリセルは
、制御r−}と浮遊ゲートとが二層に形成された二属グ
ート構造のトランジスタからなる。メモリセルヘデータ
を書き込む場合には、制御ゲートに接続されているワー
ド線およびメモリセルトランジスタのドレインに接続さ
れているビ、ト線に高電圧の書き込み電圧VPPを印加
し、メモリセルトランジスタのソースは接地電位に固定
しておく。このとき、メモリセルは、ドレインヘの高電
圧印加によってチャネル領域のドレイン近傍に高電界を
加えられ、チャネルホットエレクトロンが発生し、この
エレクトロンは制御ゲートに印加された高電圧による電
界によって浮遊ゲートに注入される。このように浮遊y
−トにエレクトロンが注入されたメモリセルトランジス
タは、制御ゲートから見た閾値が上昇することになシ、
この閾値の変化によってデータを記憶することになる。
第4図は従来のEPROMの一部を示している。ここで
、ビット線選択用トランジスタによシ接続されている信
号線もビット線に含めるとする。BL。
〜BLbは各一端側が共通接続されたビット線、1〜2
は上記ビット線BLll−BLbに直列に挿入されてい
るビット線選択用トランジスタ、BLl−BLmは前記
ビット線BLaの他端側に分岐接続されたm本のビット
線、3〜4は上記ビット線BLI −BLrnにそれぞ
れ直列に挿入されているビット線選択用トランジスタ、
(Ml 1 + ”・+ Mns )〜(MIm+ ”
” # Mnfn)は上記各ビット線BLI −BLm
の他端側にそれぞれn個づつ各ドレインが接続されてい
る浮遊r−)型トランジスタからなるメモリセルである
。このように、前記ビット線BL、〜BLbの各他端側
には、それぞれm本(m=8 、16など)のビット線
が分岐接続され、このm本のビット線には、それぞれ直
列にビット線選択用トランジスタが接続され、このm本
のビット線の各他端側には、それぞれn個づつメモリセ
ルの各ドレインが接続されている。
上記各メモリセルMl 1 = Mnmはマトリクス状
に配置されておシ、それぞれソースが接地されておシ、
同一行のメモリセルの各制御ゲートには共通のワード線
wL、l−wLnが接続されている。このワード線WL
、l−w′Lnはロウデコーダ6によシ選択され、前記
各ビット線選択用トランジスタ1〜2.3〜4はカラム
デコーダ5によシ選択されるようになっておシ、ビット
線選択用トランジスタ1〜2の一端側に共通に書き込み
用トランジスタ7が接続されている。上記カラムデコー
ダ5は、通常の書き込みモードおよび読み出しモード等
においては1つのビット線を選択する。
いま、たとえばメモリセルMlHに書き込みを行う場合
を考える。この場合、ビット線BLIとワード線WLI
がそれぞれ選択されて高電圧が印加される。このとき、
ドレインがビット線BLIに接続されている他の(n−
1)個のメモリセル(Mns 等)は非選択状態であり
、制御r−)は接地電位が与えられているが、ドレイン
には高電圧が印加された状態になる。このように、ドレ
インに電気的ストレスが加えられているメモリセルMn
1等は、ゲート酸化膜の膜質が悪い場合には浮遊ゲート
に注入されていたエレクトロンが抜は出すおそれがあり
、−度書き込まれたデータが消えてしまうおそれがある
そこで、上記メモリセルのドレイン側のデータ保持特性
を知るための信頼性試験(ストレステスト)が行われて
いる。この試験は、全てのメモリセルにデータを書き込
んだ後、ビット線に高電圧を加え、ワード線を非選択状
態にすることによシ行われるが、全てのメモリセルに対
して試験を行うためには、列アドレスがMビットの場合
にはび本のビット線に対して順次試験を行う必要があシ
、試験時間が極めて長くなる。
この試験時間を短縮するため、従来はEPROM内に内
部テスト機能を備えている。この内部テスト機能による
テストモードでは、カラムデコーダ5から出力される全
てのデコード信号を高電圧とし。
全てのビット線選択トランジスタ1〜4等を同時に導通
状態にし、さらに書き込み用トランジスタ7のドレイン
およびゲートにデータ書き込み時と同様に書き込み用高
電圧VPPを印加する。このとき、−例としてビット線
BLlの状態に注目してみると、第5図に示するよ々回
路となる。ここで、8は前記第4図では図示を省略した
がビット線電位クランプ用のフラング回路であり、前記
書き込み用トランジスタ7とビット線選択用トランジス
タ1〜2の一方端との接続点(ノードa)と接地端との
間に接続されている。このフラング回路8は、ストレス
試験時に動作して上記ノード1の電位をクランプし、ス
トレス試験時にビット線の電位を通常の書き込み状態に
おける電位に抑える役目を果たしている。このストレス
試験時に、ビット線BLIに接続されているメモリセル
Mll〜MnIは、各P−)が接地電位でちるので全て
非導通状態となっておシ、上記ビット線BLIの電荷を
放電する経路は存在しない。このため、クランプ回路8
によシフラングされたノードaと同じ電圧が全てのメモ
リセルMll〜Mnlのドレインに印加され、その信頼
性のチエツクが行われる。そして、他の全てのビット線
においても、上記ビット線BLIと同様なストレス試練
が同時に行われている。
ところで、第6図に示すように、あるピッド線(たとえ
ばBLrn)においてビット線と接地端との間で電流リ
ーク経路が生じるような不良が存在した場合を考える。
このリーク経路は、ビット線およびあるメモリセルのド
レインと、半導体基板あるいはワード線との短絡等、種
々の原因が考えられる。このような不良が存在するデバ
イスに前記ストレステストを行った場合、書き込み用ト
ランジスタ7のドレインに書き込み電圧VPPを与えて
いるノードから書き込み用トランジスタ7、ビット線選
択トランジスタ1,4(いずれも導通状態になりている
)を経てビット線BLIT1および不良リーク箇所9を
通じて接地端までの電流リーク経路が形成される。これ
によシ、前記書き込み用トランジスタ7、ビット線選択
トランジスタ1,4およびこれらを接続する配線の寄生
抵抗等による電圧降下が生じ、前記ノードaの電圧Va
/は電流+7−りが存在しない場合の電圧V&よりも低
くなシ、さらにビット線選択トランジスタ1とビット線
選択トランジスタ3〜4との接続点(ノードb)の電位
vbは上記ノードaの電圧Va’よりも低くなる。
しかし、この場合、前記ノードaの電圧Vaは、通常の
書き込み状態において非選択状態のメモリセルのドレイ
ンに印加される電位と等しくなるようにクランプ回路8
により設定しているので、ストレステスト時には全ての
ビット線に前記ノードaの電圧Vaと等しい電圧が印加
されることが必要である。第6図に示したように不良リ
ーク箇所9が存在すると、この不良リーク箇所9のある
ビット線BLn1の電位は勿論であるが、このビット線
BLmに共通接続されている他の正常なビット線BLI
等にも前記ノード1の電圧Va’と同じ電圧しか印加さ
れないことになシ、この正常なビット線に接続されてい
るメモリセルに対しては十分なストレステストが行われ
ないことになってしまう。また、不良リーク箇所9の存
在によって前記ノードaの電位Va’が正常時の電位V
aよりも低くなることにより、上記ノードaに接続され
ているビット線BL、以外のビット線BLb等について
もストレステスト時の印加電圧が不十分なレベルとなっ
てしまう。つまり、前記1個の書き込み用トランジスタ
2により書き込み電圧が供給される全てのビット線のう
ち1本でも接地端への不良リーク経路を持うたビット線
が存在すると、上記全てのビット線の印加ストレス電圧
が不十分なレベルとなり、これによってメモ・リセルの
データ保存の4g頼性が不十分であシながらストレステ
ストを合格してしまうメモリセルを検出できなくなるお
それがある。
なお、不良の存在するビット線は、ストレステスト以外
のテストで検出されてリダンダンシ等によって正常なカ
ラムに置換されて救済される可能性はあるが、前記した
ようにデータ保持特性が不十分でアシながらストレステ
スト時の印加ストレス電圧が不十分なために、ストレス
テストを合格してしまった前記不良の存在するビット線
以外にドレインが接続された不良メモリセルが存在した
としても、それは検出されないままとなりてしまう。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記したように浮遊ゲート型トランジスタか
らなるメモリセルのデータ保持特性信頼性チエツクのた
めのストレステストに際して不良リーク箇所のある不良
ビット線が存在すると、それ以外の正常なビット線には
正規のストレス電圧が印加されなくなることに起因する
問題点を解決すべくなされたもので、上記のような不良
ビット線が存在しても全てのビット線に正規のストレス
電圧を印加することが可能になり、メモリセルのストレ
ステストを正確に行うことが可能な不揮発性メモリのス
トレステスト回路を提供すること金目的とする。   
゛ [発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 本発明の不揮発性メモリのストレステスト回路は、不揮
発性メモリの各ビット線にそれぞれ直列にビット線選択
トランジスタに比べて相互コンダクタンスの低いMOS
トランジスタの各一端を接続し、ストレステスト時に上
記各MOSトランジスタの他端をストレス電圧供給ノー
ドに接続すると共に上記各MOSトランジスタが導通状
態になるようにゲート制御を行うようにしてなることを
特徴とする。
(作用) ストレステスト時には、相互コンダクタンスの低いトラ
ンジスタを介してビット線にストレス電圧が印加される
。したがって、不良リーク箇所のあるビット線が存在し
、電流リークパスが形成されても、その14ス内での電
圧降下はビット線ごとに直列接続された前記相互コンダ
クタンスの小さなトランジスタにおける降下が大きくな
り、不良の存在するビット線のストレス電圧は大きく降
下するが、正常なビット線に印加されるストレス電圧は
十分なレベルが確保され、メモリセルのデータ保持特性
の信頼性を正確にチエツクすることが可能になる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第1図はEPROMの一部を示しておυ、第4図および
第5図を参照して前述した従来のEFROMに比べて、
各ビット線(BLI −BLm等)の各一端側にそれぞ
れ直列にストレステストのオン/オフ制御用のMOS 
トランジスタ10・・・を接続し、このMOS トラン
ジスタ10・・・の各他端側をストレス電圧印加回路1
1の出力ノードCに共通に接続し、前記クランプ回路8
を省略している点が異なり、その他は第4図中と同一符
号を付している。
上記ストレス電圧印加回路11は、書き込み電圧ノード
と接地端との間に、MOS トランジスタ12およびク
ランプ回路13が直列に接続されている。
上記MOSトランジスタ12は、前記書き込み用トラン
ジスタ2と同じサイズであり、そのゲートには書き込み
電圧VPpが印加されている。上記クランプ回路13は
、前記クランプ回路8と同じ構成であり、MOS トラ
ンジスタ14とダミー用メモリセルトランジスタ15と
が直列に接続されておシ、これらのゲートはストレステ
ストモードのときに書き込み電圧VpI)が与えられる
。上記ダミー用メモリセルトランジスタ15は、メモリ
セルトランジスタMl 1 = Mnm等と同じ特性の
ものである。したがって、上記ストレス゛電圧印加回路
11の出力ノードCの電圧Vcは、ストレステストモー
ド時に前記第4図に示したノードaと同じレベルの電圧
Va、つまり書き込み状態において非選択状態にあるメ
モリセルのドレインに印加されるのと同電圧になる。
また、前記MOSトランジスタ10・・・の各y−トに
共通に信号線16が接続されておシ、この信号線16は
通常は接地電圧であるがストレステストモードのときに
は書き込み電圧VpPに設定される。
したがって、ストレステストモードのときには上記MO
Sトランジスタ10・・・は導通状態になる。ここで、
このMOS トランジスタ10・・・は、ビット線選択
トランジスタ1〜4等に比べて相互コンダクタンス(−
)が非常に低い、つまりチャネル幅Wとチャネル長りと
の比−が非常に小さく設定されており、導通状態におけ
る等価抵抗が前記クランプ回路13に比べて非常に大き
くなりている。
上記EPROMにおいて、通常の書き込み、読み出し動
作時にはMOS トランジスタ10・・・が非導通状態
になっておシ、従来と同様の動作が可能である。
これに対して、ストレステストモードのときには、スト
レス電圧印加回路11は出力ノードCにストレス電圧V
cが発生し、MOS トランジスタ10・・・は導通状
態になっている。このとき、ビット線選択トランジスタ
1〜4等のf−)には接”地電位を与え、このトランジ
スタ1〜4等を非導通状態にする◎また、全てのワード
線WL 1 = WL、を接地電位にし、全てのメモリ
セルトランジスタMl 1 ”= Mnm等を非導通状
態にする。このように、全てのピ。
ト線選択トランジスタ1〜4等およびメモリセルトラン
ジスタMll〜Mnm等が非導通状態であると、ビット
線の電荷を放電する電流経路は存在しないので、MOS
 トランジスタ10・・・の等価抵抗が非常に大きくて
も、ストレス電圧印加回路11の出力ノードCの電圧V
cが各ビット線に与えられることになる。即ち、全ての
ビット線に正規のストレス電圧が印加されることになシ
、ストレステストが行われることになる。
ところで、前記ストレス電圧印加回路11は、ストレス
テスト時に出力ノードCの電圧がストレス電圧Vcにな
るようにトランジスタ12およびクランプ回路13の設
定が行われておシ、この電圧は第2図に示すように上記
トランジスタ12の負荷特性12にとクランプ回路13
の電流特性13にとによシ決定されている。ここで、ス
トレステスト時に、第3図に示すようにあるビット線B
L、に接地端への電流リーク経路9が存在する場合を考
える。この場合、前記出力ノードCからMOS トラン
ジスタ10、上記不良ビット線BL2および上記不良箇
所(電流リーク経路9)を通じて電荷が放電されること
になる。しかし、前述したように、上記MOSトランジ
スタ10のqmを非常に小さく、つまり等価抵抗をクラ
ンプ回路13に比べて非常に大きく設定しているので、
第2図に示した電流特性13Aは上側へ僅かにシフトし
た電流特性13A′になるだけであシ、電流リークによ
る前記出力ノードCの′電圧Vc’の降下(= Vc 
−Vc’ )は十分に/JSさイレペルに抑えられる。
したがって、従来とは異なυ、あるビット線にリーク不
良が存在しても、他の正常なビット線および上記不良ビ
ット線に印加されるストレス電圧は十分なレベルが確保
され、メモリセルのデータ保持特性の(K頼性チエツク
が正確に行われることになる。
なお、前記MOSトランジスタ10・・・はqmが小さ
く、サイズ的にも小さいので、全ビット線にそれぞれ1
個づつ接続することはノeターン的に因難で−はなく、
またビット線容量の増大も極小であシ、問題はない。
さらに、通常、書き込みモードからベリファイモードへ
移行する際、書き込みモードのときに高電圧になってい
たビット線を通常読み出し時のビット線電圧にリセット
するためのリセット用トランジスタを設けるが、このリ
セット用トランジスタと前記各ビット線に直列に挿入さ
れているMOSトランジスタ10・・・と全共用すれば
、従来と同じパターンを使用できる。この場合、上記M
OSトランジスタ10・・・のゲート電位、ソース電位
をモードに応じて切り換える必要がある。
また、EPROMのカラムの本数によって前記書き込み
用トランジスタ7t−複数設ける場合が考えられるが、
その場合、従来は第5図に示したストレス電圧クランプ
回路8も書き込み用トランジスタの数だけ設ける必要が
あった。しかし、本発明のストレステスト回路によれば
、前記1個のストレス電圧印加回路1ノを書き込み用ト
ランジスタ7の数に拘らず全てのカラムに共通に使用す
ることができる。
[発明の効果コ 上述したように本発明の不揮発性メモリのストレステス
ト回路によれば、不良リーク箇所のある不良ビット線が
存在しても、他の正常なビット線には正規のストレス電
圧を印加することが可能になシ、メモリセルのデータ保
持特性の信頼性チエツクを正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るEPROMの一部を示
す回路図、第2図は第1図中のストレス電圧印加回路の
特性を示す図、第3図は第1図中に不良リーク箇所が存
在する場合における関連部分を取り出して示す回路図、
第4図は従来のKFROMの一部を示す回路図、!@5
図は第4図中の一部を取シ出して示す回路図、第6図は
第4図のEFROMに不良リーク箇所が存在する場合に
おける一部を取り出して示す回路図である。 1〜4・・・ビット線選択用トランジスタ、5・・・カ
ラムデコーダ、6・・・ロウデコーダ、7・・・書き込
み用トランジスタ、9・・・不良リーク箇所、10・・
・テスト制御スイッチ用トランジスタ、1)・・・スト
レス電圧印加回路、BL、〜BLb、 BLl−BLm
−・・ビット線、WL 1 = W−1・・ワード線、
M11〜Mnm・・・メモリセル。 出願人代理人  弁理士  鈴 江 武 彦第2図 第3図 第4 図 第 5 ロ Vpp 第6rM

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)不揮発性メモリの各ビット線にそれぞれ直列に、
    ビット線選択トランジスタに比べて相互コンダクタンス
    の低いMOSトランジスタの各一端を接続し、ストレス
    テスト時に上記各MOSトランジスタの他端をストレス
    電圧供給ノードに接続すると共に上記各MOSトランジ
    スタが導通状態になるようにゲート制御を行うようにし
    てなることを特徴とする不揮発性メモリのストレステス
    ト回路。
  2. (2)前記MOSトランジスタは、不揮発性メモリがプ
    ログラムモードからベリファイモードへ移行するために
    ビット線電圧を接地電圧にリセットするためのリセット
    用トランジスタを共用しておりこのMOSトランジスタ
    の他端を前記ストレステスト時およびベリファイモード
    への移行時に応じて前記ストレス電圧供給ノードおよび
    接地端へ切換接続するようにしてなることを特徴とする
    前記特許請求の範囲第1項記載の不揮発性メモリのスト
    レステスト回路。
JP62272119A 1987-10-28 1987-10-28 不揮発性メモリのストレステスト回路 Pending JPH01113999A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62272119A JPH01113999A (ja) 1987-10-28 1987-10-28 不揮発性メモリのストレステスト回路
KR1019880014096A KR910007438B1 (ko) 1987-10-28 1988-10-28 불휘발성기억장치
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JP62272119A JPH01113999A (ja) 1987-10-28 1987-10-28 不揮発性メモリのストレステスト回路

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EP (1) EP0314180B1 (ja)
JP (1) JPH01113999A (ja)
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