JP2009158051A - Nonvolatile semiconductor memory device and read test method - Google Patents
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Abstract
【課題】 読み出し経路にテスト回路を追加することなく、通常読み出しと同じ経路で読み出しテストが可能な不揮発性半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】 不揮発性半導体記憶装置は、電気的に書き換え可能な複数の不揮発性メモリセルを配列して構成されるメモリセルアレイと、外部から入力された入力データに基づき、エラー訂正に使用されるチェック符号を生成するパリティ生成回路と、前記入力データを前記メモリセルアレイに書き込む第1の書き込み制御回路と、前記チェック符号を前記メモリセルアレイに書き込む第2の書き込み制御回路と、前記第1の制御回路による書き込み動作を行うか否か、及び前記第2の書き込み制御回路による書き込み動作を行うか否かを制御する内部制御回路と、を有する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-volatile semiconductor memory device capable of performing a read test through the same path as a normal read without adding a test circuit to the read path.
A nonvolatile semiconductor memory device is used for error correction based on a memory cell array configured by arranging a plurality of electrically rewritable nonvolatile memory cells and input data input from the outside. A parity generation circuit that generates a check code, a first write control circuit that writes the input data to the memory cell array, a second write control circuit that writes the check code to the memory cell array, and the first control circuit And an internal control circuit for controlling whether or not to perform the write operation by the second write control circuit.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、不揮発性半導体記憶装置及びその読み出しテスト方法に係り、例えば、ECC機能を搭載したNOR型フラッシュメモリに関する。 The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a read test method thereof, for example, a NOR flash memory equipped with an ECC function.
コンピュータやLSI(Large Scale Integration)等の半導体製品が様々な分野に応用されるようになり、その信頼性に対する要求は高くなっている。半導体製品の高信頼化を実現するためには、それぞれの構成要素において信頼性の高い部品を使用し、構成を工夫する等の方式が採られる。この信頼性の高い部品としては、メモリも例外ではない。 Semiconductor products such as computers and LSI (Large Scale Integration) have been applied to various fields, and the demand for reliability has been increasing. In order to realize high reliability of semiconductor products, a method of using highly reliable parts in each component and devising the configuration is adopted. Memory is no exception as this highly reliable component.
メモリのデータに対しては、静的冗長による高信頼化技術が採用される。誤り検出と訂正能力とを持つ符号をECC(Error Checking and Correcting)と呼び、これによって読み出し時の誤データビットを訂正して読み出す高信頼化技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。 For memory data, high reliability technology using static redundancy is adopted. A code having error detection and correction capability is referred to as ECC (Error Checking and Correcting), and thereby a high-reliability technique for correcting and reading out erroneous data bits at the time of reading is disclosed (for example, see Patent Document 1). ).
このような仕組みをもつメモリにおいて、メモリデータが誤データの状態、或いは、読み出し経路において誤判定読み出しをした場合の、エラー訂正遅延を含めた読み出し能力の評価(リードアクセステスト)をする時に、読み出しセンスアンプの入力を加工、或いは、ECC回路の入力を加工できるようなテスト回路を追加することが考えられる。 In a memory having such a mechanism, when the memory data is in an erroneous data state or when an erroneous determination reading is performed in the reading path, reading is performed at the time of reading ability evaluation (read access test) including an error correction delay. It is conceivable to add a test circuit capable of processing the input of the sense amplifier or processing the input of the ECC circuit.
しかしながら、上記方法によりリードアクセステストを行う場合、誤りビットを生成するための回路コスト増となる、また、読み出し経路にロジック段が追加され、通常とは異なる動作(或いは経路)で評価することになる、という問題が生じ得る。
本発明は、読み出し経路にテスト回路を追加することなく、通常読み出しと同じ経路で読み出しテストが可能な不揮発性半導体記憶装置を提供する。 The present invention provides a non-volatile semiconductor memory device capable of performing a read test through the same path as a normal read without adding a test circuit to the read path.
本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置は、電気的に書き換え可能な複数の不揮発性メモリセルを配列して構成されるメモリセルアレイと、外部から入力された入力データに基づき、エラー訂正に使用されるチェック符号を生成するパリティ生成回路と、前記入力データを前記メモリセルアレイに書き込む第1の書き込み制御回路と、前記チェック符号を前記メモリセルアレイに書き込む第2の書き込み制御回路と、前記第1の制御回路による書き込み動作を行うか否か、及び前記第2の書き込み制御回路による書き込み動作を行うか否かを制御する内部制御回路と、を具備することを特徴とする。 A nonvolatile semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention performs error correction based on a memory cell array including a plurality of electrically rewritable nonvolatile memory cells and input data input from the outside. A parity generation circuit for generating a check code to be used; a first write control circuit for writing the input data to the memory cell array; a second write control circuit for writing the check code to the memory cell array; And an internal control circuit for controlling whether or not to perform a write operation by the control circuit and whether or not to perform a write operation by the second write control circuit.
本発明によれば、読み出し経路にテスト回路を追加することなく、通常読み出しと同じ経路で読み出しテストが可能な不揮発性半導体記憶装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a non-volatile semiconductor memory device that can perform a read test through the same path as a normal read without adding a test circuit to the read path.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置、例えば、NOR型フラッシュメモリ100の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a nonvolatile semiconductor memory device, for example, a
NOR型フラッシュメモリ100は、アドレスバッファ101、入出力バッファ102、パリティ生成回路103、メモリセルアレイ104、第1の書き込み制御回路105、第2の書き込み制御回路106、センスアンプ回路107、センスアンプ回路108、パリティ生成回路109、シンドローム生成回路110、デコード回路111、データ訂正回路112、内部制御回路113、及びフリップフロップ回路114、115、116を有する。
The
アドレスバッファ101は、外部ホストシステムから、NOR型フラッシュメモリ100に入力されたアドレスを一時的に保持し、入出力バッファ102、内部制御回路113に転送する。
The
入出力バッファ102は、外部ホストシステムから、NOR型フラッシュメモリ100に入力されたデータを一時的に保持し、第1の書き込み制御回路105、及びパリティ生成回路103に転送する。また、NOR型フラッシュメモリ100から外部ホストシステムにデータを出力する際に、データ訂正回路112を介して読み出したデータを一時的に保持する。
The input /
外部ホストシステムと入出力バッファ102との間で、例えば16個のIO端子(IO[0]、IO[1]・・・IO[15])を介して、16ビット(1ワード)単位でデータの入出力が行われる。また、16個のIO端子から、入出力バッファ102を経由することなく、マルチプレクサ117にデータを入力することが可能な経路が設けられている。
Data between the external host system and the input /
パリティ生成回路103は、入出力バッファ102から転送されるデータに基づき、パリティビット(チェック符号)を生成する。パリティ生成回路は、例えば、入出力バッファ102に保持されるデータの一部であるnビットの入力データに対して、mビットのチェック符号を生成する。パリティ生成回路103は、例えば、nビットの入力データ及びmビットのチェック符号からなる(n+m)ビットのデータ中に発生する1ビットの誤りを訂正可能な機能を有する。
The
尚、パリティ生成回路103の訂正能力は、メモリセルの物理的な特性に起因する誤りビットの発生率等を考慮して適宜定められるものであり、求める訂正能力(訂正可能な誤りビット数)に応じて、ハミング符号、リードソロモン符号、BCH(Bose-Chaudhuri-Hocqenghen)符号等の復号方式を選択すれば良い。
The correction capability of the
メモリセルアレイ104は、電気的に書き換え可能な複数のメモリセルから構成される、独立して消去可能な最小単位としてのブロックを複数配列して構成される。メモリセルアレイ104は、入出力バッファ102から転送される入力データを格納する本体データ格納領域と、パリティ生成回路103から転送されるチェック符号を格納するECC領域とを有する。nビットの入力データとmビットのチェック符号とは、例えば、同一のワード線に接続される複数のメモリセルに記憶することが可能である。
The
尚、図1で示す本体データ領域とECC領域の割付は一例であり、必ずしも物理的に2つの領域に分割されていることを意味しない。即ち、nビットの入力データと、このnビットの入力データに基づき生成されるmビットのチェック符号とを対応付けて、メモリセルアレイ104に格納できるのであればどの様なデータ配置であっても構わない。
The allocation of the main body data area and the ECC area shown in FIG. 1 is an example, and does not necessarily mean that the area is physically divided into two areas. That is, any data arrangement may be used as long as n-bit input data can be stored in the
メモリセルは、浮遊ゲート電極及び制御ゲート電極からなる2層ゲート構造を有し、浮遊ゲート電極に注入された電子の多寡によるトランジスタの閾値電圧の変化に対応して、不揮発にデータを保持することが可能である。 The memory cell has a two-layer gate structure including a floating gate electrode and a control gate electrode, and retains data in a nonvolatile manner in response to a change in the threshold voltage of the transistor due to the amount of electrons injected into the floating gate electrode. Is possible.
メモリセルは、例えば、閾値電圧の順にデータ“1”(消去状態)、或いはデータ“0”の2値データの記憶を行っても良いし、また、閾値電圧の順にデータ“11”(消去状態)、データ“10”、データ“01”、データ“00”の4値データの記憶を行っても良い。 The memory cell may store, for example, data “1” (erased state) in the order of threshold voltage or binary data of data “0”, or data “11” (erased state) in order of threshold voltage. ), 4-value data of data “10”, data “01”, and data “00” may be stored.
第1の書き込み回路105は、入出力バッファ102から転送されるnビット(nは正の整数)入力データを受けて、メモリセルアレイ104の本体データ格納領域にこの入力データを書き込む。第1の書き込み回路105は、フリップフロップ回路114から入力される制御信号enableAにより制御され、例えば、enableA=“0”で書き込み許可、enableA=“1”で書き込み不許可とされる。
The
第2の書き込み回路106は、パリティ生成回路103からマルチプレクサ117を介して転送されるmビット(mは正の整数)のチェック符号を受けて、メモリセルアレイ104のECC領域にこのチェック符号を書き込む。また、入出力バッファ102及びパリティ生成回路103を経由することなく、マルチプレクサ117を介して外部から入力されるチェック符号を受けて、メモリセルアレイ104のECC領域にこのチェック符号を書き込む。
The
パリティ生成回路103を経由せずに第2の書き込み制御回路106に入力されるチェック符号は、後述する読み出しテストで使用される入力データパタンに応じて、予め計算されたmビットの値を使用すれば良い。
The check code input to the second
第2の書き込み回路106は、第1の書き込み回路105と同様に、フリップフロップ回路115から入力される制御信号enableBにより制御され、例えば、enableB=“0”で書き込み許可、enableB=“1”で書き込み不許可とされる。
Similar to the
センスアンプ回路107は、複数のセンスアンプ及びデータラッチ回路を備える。メモリセルアレイ104の各ビット線に接続されたセンスアンプは、ビット線へデータをロードし、また、ビット線の電位を検出してデータラッチ回路で保持する。また、センスアンプ回路107によりメモリセルアレイ104の本体データ領域から読み出されたデータは、第1の書き込み制御回路105、パリティ生成回路109、及びデータ訂正回路112に転送される。
The
センスアンプ回路108は、複数のセンスアンプ及びデータラッチ回路を備える。メモリセルアレイ104の各ビット線に接続されたセンスアンプは、ビット線へデータをロードし、また、ビット線の電位を検出してデータラッチ回路で保持する。また、センスアンプ回路107によりメモリセルアレイ104のECC領域から読み出されたチェック符号は、第2の書き込み制御回路106、及びシンドローム生成回路110に転送される。
The
パリティ生成回路109は、上述したパリティ生成回路103と実質的に同様の構成を有している。即ち、メモリセアレイ104の本体データ領域からセンスアンプ回路107により読み出されたnビットのデータに対して、mビットのチェック符号を生成する。
The
シンドローム生成回路110は、メモリセアレイ104の本体データ領域から読み出されたデータに基づいてパリティ生成回路109が生成したチェック符号と、メモリセルアレイ104のECC領域に書き込まれたチェック符号との排他的論理和を生成する。即ち、2つのチェックビットの排他的論理和が“0”であれば正しいデータ、“1”であれば誤りデータであると判定する。
The
デコード回路111は、シンドローム生成回路110により生成された各チェック符号間の排他的論理和から、訂正ビット位置を示す信号にデコードする。この訂正ビット位置を示す信号は、データ訂正回路112に転送される。
The
データ訂正回路112は、デコード回路111から入力される訂正ビット位置と、センスアンプ回路107から転送される読み出しデータとの排他的論理和を計算する。これにより、誤りの生じたビットを訂正し、入出力バッファ102を介して外部に出力することが可能となる。
The
内部制御回路113は、第1の書き込み制御回路105、第2の書き込み制御回路106、メモリセルアレイ104を制御し、NOR型フラッシュメモリ100の各種自動動作(書き込み動作、読み出し動作、消去動作)を管理する。また、IO端子、アドレス端子から入力される特殊なテストモード設定コマンドに基づき、テストモード信号を生成する。テストモード信号は、フリップフロップ回路114、115、116に入力される。
The
フリップフロップ回路114は、内部制御回路113の発生するクロック信号CLK、及びテストモード信号により状態が設定され、リセット時は“0”データを保持している。フリップフロップ回路114は、テストモード信号により、“1”データに状態を反転させることが可能とされており、保持するデータ状態を制御信号enableAとして第1の書き込み制御回路105に転送する。
The state of the flip-
フリップフロップ回路115は、内部制御回路113の発生するクロック信号CLK、及びテストモード信号により状態が設定され、リセット時は“0”データを保持している。フリップフロップ回路115は、テストモード信号の入力により、“1”データに状態を反転させることが可能とされており、保持するデータ状態を制御信号enableBとして第2の書き込み制御回路106に転送する。
The state of the flip-
フリップフロップ回路116は、内部制御回路113の発生するクロック信号CLK、及びテストモード信号により状態が設定され、リセット時は“0”データを保持している。フリップフロップ回路116は、テストモード信号の入力により、“1”データに状態を反転させることが可能とされており、そのデータ状態に応じてマルチプレクサ117が選択するデータ信号を設定する。
The state of the flip-
例えば、フリップフロップ回路116が“0”データを保持している場合は、パリティ生成回路103から転送される入力データを選択し、第2の書き込み制御回路106に転送する。一方、フリップフロップ回路116が“1”データを保持している場合は、IO端子から、入出力バッファ102及びパリティ生成回路103を経由することなく入力されたデータ(チェック符号)を選択し、第2の書き込み制御回路106へ転送する。
For example, when the flip-
マルチプレクサ117は、フリップフロップ回路116により制御され、パリティ生成回路103から入力されるチェック符号、或いは、入出力バッファ102及びパリティ生成回路103を経由することなく、IO端子から直接入力されるチェック符号のいずれか一方を、第2の書き込み制御回路106に転送する。
The
図2は、第1の書き込み制御回路105の内部における、1ビット分の書き込み回路200の構成を示す等価回路図である。尚、第2の書き込み制御回路106についても同様の回路構成を有する。第1の書き込み制御回路105は、n個の書き込み回路200を有する。また、第2の書き込み回路106は、m個の書き込み回路200を有する。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing the configuration of the
各々の書き込み回路200は、EXORゲート201、ANDゲート202、RS型フリップフロップ回路203、NORゲート204、ORゲート205、ANDゲート206、及びインバータ207、208を有する。
Each
EXORゲート201は、入力データ(書き込み元データ)、及びセンスアンプから読み出されたデータ(S/Aリードデータ)が入力され、両データの排他的論理和を出力する。書き込み元データは、“0”データであれば書き込み対象データ、“1”データであれば書き込み非対象データを意味する。S/Aリードデータは、“1”データであれば書き込み済みデータ、“0”データであれば未書き込みデータ(消去状態)を意味する。
The
ANDゲート202は、EXORゲート201の出力信号、及び内部制御回路113から入力されるベリファイ結果更新信号を受けて、両データの論理積を出力する。ベリファイ結果更新信号は、センスアンプ回路107、またはセンスアンプ回路108内部のセンスアンプが読み出しデータを確定し、このデータがデータラッチに保持された際に出力される。
The AND
RS型フリップフロップ回路203は、セット(S)入力としてANDゲート202の出力信号が入力され、また、リセット入力(R)として内部制御回路113からベリファイ結果クリア信号が入力される。
The RS flip-
NORゲート204は、RS型フリップフロップ回路203の保持するデータ状態、及びフリップフロップ回路114から入力される制御信号enableAを受けて、両データの否定論理和を出力する。
The NOR
ORゲート205は、NORゲート204の出力信号をインバータ207により反転した信号、及び制御信号enableAを受けて、両データの論理積を一致フラグ生成信号として出力する。一致フラグ生成信号は、第1の書き込み制御回路105及び第2の書き込み制御回路106内部で(n+m)ビット分が束ねられ、これらの論理積をとることで、一致フラグが生成される。
The OR
ANDゲート206は、NORゲート204の出力信号、及び書き込み元データをインバータ208により反転した信号を受けて、両データの論理積を書き込みデータとして出力する。書き込みデータは、“1”データであれば書き込み対象データ、“0”データであれば書き込み非対象データを意味する。書き込みデータが“1”であるビットに対応するメモリセルに対して、書き込み動作が行われる。
The AND
以下、本実施形態に係るNOR型フラッシュメモリ100の書き込み動作について説明する。
Hereinafter, the write operation of the NOR
(1)通常書き込み動作
ユーザが行う通常の書き込み動作時は、内部制御回路113によりテストモード信号が生成されることはないので、フリップフロップ回路114、115、116は全てリセット状態である。従って、第1の書き込み制御回路105、第2の書き込み制御回路106による書き込みは両方とも許可されている。また、パリティ生成回路103により生成されたチェック符号が第2の書き込み制御回路106に入力可能な状態とされている。
(1) Normal Write Operation During a normal write operation performed by the user, no test mode signal is generated by the
先ず、IO端子から1ワード単位でデータが入力され、入出力バッファ102に格納される。入出力バッファ102にnビット分のデータが格納された後、パリティ生成回路103により、mビットのチェック符号が生成される。
First, data is input from the IO terminal in units of one word and stored in the input /
nビットの入力データ、及びmビットのチェック符号を対応付けて、それぞれ第1の書き込み回路105、第2の書き込み回路106により、メモリセルアレイ104に書き込みが行われる。以下、図2を参照して、具体的な書き込み動作について詳述する。
The n-bit input data and the m-bit check code are associated with each other, and writing to the
NOR型フラッシュメモリのようなフラッシュメモリでは一般に、メモリセルの閾値電圧が所定の値に到達したか否かを、メモリチップ内部で自動的に検証(ベリファイ動作)し、書き込み動作を保証している。 In a flash memory such as a NOR type flash memory, generally, whether or not the threshold voltage of a memory cell has reached a predetermined value is automatically verified (verify operation) inside the memory chip to guarantee a write operation. .
先ず、書き込み動作開始前に、制御回路113がベリファイ結果クリア信号を出力し、RS型フリップフロップ回路203を“0”データ状態にリセットする。次に、例えば、書き込み元データとして“0”データ、即ち書き込み対象データがEXORゲート201に入力される。S/Aリードデータは確定しておらず、EXORゲート201の出力信号は不定であるが、ベリファイ結果出力信号が出力されないため、ANDゲート202の出力は“0”となる。
First, before the write operation starts, the
この時、RS型フリップフロップ回路203の出力信号は“0”を維持する。制御信号enableA(enableB)は、書き込みが許可されているため“0”であるから、NORゲート204の出力は“1”となる。よって、ANDゲート206の出力は“1”(書き込み対象データ)となり、メモリセルへの書き込み(電子の注入)が行われる。
At this time, the output signal of the RS flip-
次に、メモリセルの閾値電圧が所定の値に到達したか否かを検証するため、メモリセルに保持されたデータの読み出しを行う。読み出しデータがセンスアンプ回路107、またはセンスアンプ回路108内部のデータラッチに保持されることで、ベリファイ結果更新信号が出力される。メモリセルの閾値電圧が所定の値に到達していない場合、S/Aリードデータは“0”であるから、EXORゲート201の出力は“0”となる。よって、ANDゲート202の出力は“0”であるから、再度書き込みが行われる。
Next, in order to verify whether or not the threshold voltage of the memory cell has reached a predetermined value, data held in the memory cell is read. When the read data is held in the
一方、メモリセルの閾値電圧が所定の値に到達した場合、S/Aリードデータは“1”であるから、EXORゲート201の出力は“1”となる。よって、ANDゲート202の出力が“1”となり、RS型フリップフロップ回路203の出力信号は“1”に遷移する。よって、ANDゲート206の出力は“0”(書き込み非対象データ)となり、以降、メモリセルへの書き込みは行われない。
On the other hand, when the threshold voltage of the memory cell reaches a predetermined value, since the S / A read data is “1”, the output of the
以上のように、ビット毎に書き込みが終了したか否かを判定し、全ビット(n+mビット)の一致フラグ生成信号が“1”となった場合に、書き込み動作が終了したと判定され、書き込み動作を終了する。 As described above, it is determined whether or not writing is completed for each bit, and when the match flag generation signal of all bits (n + m bits) is “1”, it is determined that the writing operation is completed, and writing is performed. End the operation.
本実施形態に係るNOR型フラッシュメモリ100においては、第1の書き込み制御回路105及び第2の制御回路106の書き込み動作を、リセット状態で許可する設定としているため、ユーザは通常と同様の方法で書き込み動作を行うことが可能である。
In the NOR
(2)読み出しテスト時の書き込み動作
(2−1)先ず、本体データの任意のビットに誤りを付加し、データが正しく訂正されるか否かをテストする場合について、図3を参照して説明する。
(2) Write operation during read test (2-1) First, a case where an error is added to an arbitrary bit of the main data to test whether or not the data is correctly corrected will be described with reference to FIG. To do.
IO端子、アドレス端子から入力される特殊なテストモード設定コマンドに基づき、内部制御回路113がテストモード信号を生成する。テストモード信号は、フリップフロップ回路114、115、116に入力され、フリップフロップ回路114は“1”データ、フリップフロップ回路115は“0”データ、フリップフロップ回路116は“0”データに設定される。
The
これにより、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は不許可とされる。また、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は許可される。また、パリティ生成回路103の生成したチェック符号を、マルチプレクサ117を介して第2の書き込み制御回路106に転送することが可能となる。
As a result, the write operation by the first
この状態で、外部からnビットの書き込みデータ(正しい入力データ)を入力する。このnビットの入力データに基づき、パリティ生成回路103でmビットのチェック符号(正しいパリティデータ)が生成される。
In this state, n-bit write data (correct input data) is input from the outside. Based on the n-bit input data, the
この時、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は不許可であるから、入力データがメモリセルアレイ104の本体データ領域に書き込まれることは無い。一方、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は許可であるから、メモリセルアレイ104のECC領域にチェック符号が書き込まれる(図3上段の斜線領域)。
At this time, since the write operation by the first
次に、内部制御回路113は、テストモード信号を切り替え、フリップフロップ回路114は“0”データ、フリップフロップ回路115は“1”データに設定される。これにより、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は許可され、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は不許可とされる。フリップフロップ回路116は、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作が不許可とされているので、“0”データ、“1”データの何れに設定されていても良い。
Next, the
この状態で、外部から、先に入力したnビットの正しい入力データ中の、例えば1ビットを反転させたデータ(誤りを含む入力データ)を入力する。この誤りを含むnビットの入力データに基づき、パリティ生成回路103でmビットのチェック符号(誤りを含むパリティデータ)が生成される。
In this state, for example, data (input data including an error) obtained by inverting one bit in n-bit correct input data input earlier is input. Based on the n-bit input data including the error, the
この時、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は許可であるから、誤りを含む入力データがメモリセルアレイ104の本体データ領域に書き込まれる(図3下段の斜線領域)。一方、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は不許可であるから、メモリセルアレイ104のECC領域にチェック符号が書き込まれることは無い。
At this time, since the write operation by the first
上述した読み出しテスト時の書き込み動作においては、書き込みが許可されているデータのみがベリファイ動作の対象となるように制御される。例えば、第1の書き込み制御回路105が書き込み不許可とされている場合、制御信号enableAは“1”であるから、第1の書き込み制御回路105内部のnビット分の書き込み回路200は、一致フラグとして常に“1”を出力する。よって、第2の書き込み制御回路106の書き込み動作に影響を与えることは無い。
In the above-described write operation during the read test, control is performed so that only data for which writing is permitted is subjected to the verify operation. For example, when the first
同様に、例えば、第2の書き込み制御回路106が書き込み不許可とされている場合、制御信号enableBは“1”であるから、第2の書き込み制御回路106内部のmビット分の書き込み回路200は、一致フラグとして常に“1”を出力する。よって、第1の書き込み制御回路105の書き込み動作に影響を与えることは無い。
Similarly, for example, when the second
以上の工程により、メモリセルアレイ104は、本体データ領域に1ビットの誤りを含むnビットのデータが格納され、ECC領域にmビットの正しいチェック符号が格納された状態となる。即ち、入力データ及びチェック符号の書き込み終了後に、例えばメモリセルのリテンション特性の劣化により、本体データ領域中のビットが反転したという不良モデルを簡易に実現することができる。
Through the above steps, the
(2−2)次に、パリティデータの任意のビットに誤りを付加し、データが正しく訂正されるか否かをテストする場合について、図4を参照して説明する。 (2-2) Next, a case where an error is added to an arbitrary bit of parity data to test whether the data is correctly corrected will be described with reference to FIG.
IO端子、アドレス端子から入力される特殊なテストモード設定コマンドに基づき、内部制御回路113がテストモード信号を生成する。テストモード信号は、フリップフロップ回路114、115、116に入力され、フリップフロップ回路114は“1”データ、フリップフロップ回路115は“0”データ、フリップフロップ回路116は“0”データに設定される。
The
これにより、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は不許可とされる。また、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は許可される。また、パリティ生成回路103の生成したチェック符号を、マルチプレクサ117を介して第2の書き込み制御回路106に入力することが可能となる。
As a result, the write operation by the first
この状態で、外部からnビットの書き込みデータ(誤りを含む入力データ)を入力する。誤りを含む入力データとしては、(2−1)と同様、nビットの正しい入力データ中の、例えば1ビットを反転させたデータを用いれば良い。このnビットの入力データに基づき、パリティ生成回路103でmビットのチェック符号(誤りを含むパリティデータ)が生成される。
In this state, n-bit write data (input data including an error) is input from the outside. As input data including an error, as in (2-1), for example, data obtained by inverting one bit in correct input data of n bits may be used. Based on the n-bit input data, the
この時、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は不許可であるから、入力データがメモリセルアレイ104の本体データ領域に書き込まれることは無い。一方、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は許可であるから、メモリセルアレイ104のECC領域にチェック符号が書き込まれる(図4上段の斜線領域)。
At this time, since the write operation by the first
次に、内部制御回路113は、テストモード信号を切り替え、フリップフロップ回路114は“0”データ、フリップフロップ回路115は“1”データに設定される。これにより、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は許可され、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は不許可とされる。フリップフロップ回路116は、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作が不許可とされているので、“0”データ、“1”データの何れに設定されていても良い。
Next, the
この状態で、外部から、先に入力したnビットの入力データ中の誤りビットを反転させたデータ(正しい入力データ)を入力する。このnビットの正しい入力データに基づき、パリティ生成回路103でmビットのチェック符号(正しいパリティデータ)が生成される。
In this state, data (correct input data) obtained by inverting the error bit in the n-bit input data previously input is input from the outside. Based on this n-bit correct input data, the
この時、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は許可であるから、正しい入力データがメモリセルアレイ104の本体データ領域に書き込まれる(図4下段の斜線領域)。一方、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は不許可であるから、メモリセルアレイ104のECC領域にチェック符号が書き込まれることは無い。
At this time, since the write operation by the first
上述した読み出しテスト時の書き込み動作においては、書き込みが許可されているデータのみがベリファイ動作の対象となるように制御される。例えば、第1の書き込み制御回路105が書き込み不許可とされている場合、制御信号enableAは“1”であるから、第1の書き込み制御回路105内部のnビット分の書き込み回路200は、一致フラグとして常に“1”を出力する。よって、第2の書き込み制御回路106の書き込み動作に影響を与えることは無い。
In the above-described write operation during the read test, control is performed so that only data for which writing is permitted is subjected to the verify operation. For example, when the first
同様に、例えば、第2の書き込み制御回路106が書き込み不許可とされている場合、制御信号enableBは“1”であるから、第2の書き込み制御回路106内部のmビット分の書き込み回路200は、一致フラグとして常に“1”を出力する。よって、第1の書き込み制御回路105の書き込み動作に影響を与えることは無い。
Similarly, for example, when the second
以上の工程により、メモリセルアレイ104は、本体データ領域にnビットの正しいデータが格納され、ECC領域に1ビットの誤りを含むmビットのチェック符号が格納された状態となる。即ち、入力データ及びチェック符号の書き込み終了後に、例えばメモリセルのリテンション特性の劣化により、ECC領域中のビットが反転したという不良モデルを簡易に実現することができる。
Through the above steps, the
(2−3)次に、パリティデータの任意のビットに誤りを付加し、データが正しく訂正されるか否かをテストする場合の別の例について、図5を参照して説明する。 (2-3) Next, another example in which an error is added to an arbitrary bit of parity data to test whether the data is correctly corrected will be described with reference to FIG.
IO端子、アドレス端子から入力される特殊なテストモード設定コマンドに基づき、内部制御回路113がテストモード信号を生成する。テストモード信号は、フリップフロップ回路114、115、116に入力され、フリップフロップ回路114は“1”データ、フリップフロップ回路115は“0”データ、フリップフロップ回路116は“1”データに設定される。
The
これにより、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は不許可とされる。また、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は許可される。また、入出力バッファ102及びパリティ生成回路103を経由すること無く、外部から直接入力されるチェック符号を、マルチプレクサ117を介して第2の書き込み制御回路106に入力することが可能となる。
As a result, the write operation by the first
この状態で、外部からmビットのチェック符号(誤りを含むパリティデータ)を入力する。ここで入力されるチェック符号は、予め入力データパタンに基づいて計算されたチェック符号中の任意の1ビットを反転させて、強制的に誤りビットを実現したものである。 In this state, an m-bit check code (parity data including an error) is input from the outside. The check code input here is an error bit forcibly realized by inverting any one bit in the check code calculated in advance based on the input data pattern.
この時、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は不許可であるから、入力データがメモリセルアレイ104の本体データ領域に書き込まれることは無い。一方、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は許可であるから、メモリセルアレイ104のECC領域にチェック符号が書き込まれる(図5上段の斜線領域)。
At this time, since the write operation by the first
次に、内部制御回路113は、テストモード信号を切り替え、フリップフロップ回路114は“0”データ、フリップフロップ回路115は“1”データに設定される。これにより、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は許可され、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は不許可とされる。フリップフロップ回路116は、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作が不許可とされているので、“0”データ、“1”データの何れに設定されていても良い。
Next, the
この状態で、外部からnビットの入力データ(正しい入力データ)を入力する。このnビットの正しい入力データに基づき、パリティ生成回路103でmビットのチェック符号(正しいパリティデータ)が生成される。
In this state, n-bit input data (correct input data) is input from the outside. Based on this n-bit correct input data, the
この時、第1の書き込み制御回路105による書き込み動作は許可であるから、正しい入力データがメモリセルアレイ104の本体データ領域に書き込まれる(図5下段の斜線領域)。一方、第2の書き込み制御回路106による書き込み動作は不許可であるから、メモリセルアレイ104のECC領域にチェック符号が書き込まれることは無い。
At this time, since the write operation by the first
上述した読み出しテスト時の書き込み動作においては、書き込みが許可されているデータのみがベリファイ動作の対象となるように制御される。例えば、第1の書き込み制御回路105が書き込み不許可とされている場合、制御信号enableAは“1”であるから、第1の書き込み制御回路105内部のnビット分の書き込み回路200は、一致フラグとして常に“1”を出力する。よって、第2の書き込み制御回路106の書き込み動作に影響を与えることは無い。
In the above-described write operation during the read test, control is performed so that only data for which writing is permitted is subjected to the verify operation. For example, when the first
同様に、例えば、第2の書き込み制御回路106が書き込み不許可とされている場合、制御信号enableBは“1”であるから、第2の書き込み制御回路106内部のmビット分の書き込み回路200は、一致フラグとして常に“1”を出力する。よって、第1の書き込み制御回路105の書き込み動作に影響を与えることは無い。
Similarly, for example, when the second
以上の工程により、メモリセルアレイ104は、本体データ領域にnビットの正しいデータが格納され、ECC領域に1ビットの誤りを含むmビットのチェック符号が格納された状態となる。即ち、入力データ及びチェック符号の書き込み終了後に、例えばメモリセルのリテンション特性の劣化により、ECC領域中のビットが反転したという不良モデルを簡易に実現することができる。
Through the above steps, the
また、(2−2)で述べた方法に比べ、誤りを含むチェック符号を生成するために入出力バッファ102にnビット分の入力データを格納する必要が無いこと、また、パリティ生成回路103でチェック符号を生成する必要が無いことにより、テスト時間を短縮することが可能である。
Compared with the method described in (2-2), it is not necessary to store n bits of input data in the input /
上述した(2−1)、(2−2)、及び(2−3)による書き込み動作を行うことによりメモリセルアレイ104に格納されたデータは、通常の読み出し動作と同様の方法で読み出すことが可能である。従って、センスアンプ回路107、108、パリティ生成回路109、シンドローム生成回路110、デコード回路111、データ訂正回路112によるエラー訂正が正しく行われているか否かの判定、或いは、エラー訂正が行われる場合の読み出し動作に要する時間の測定等の各種読み出しテストを行うことが可能である。
Data stored in the
尚、本実施形態では、1ビットの誤りを訂正可能な機能を有するNOR型フラッシュメモリを想定したため、(n+m)ビット中に1ビットの誤りが発生するという不良モデルを考慮したが、2ビット以上の誤りビットが訂正可能な不揮発性半導体記憶装置において、2ビット以上のビットが反転した場合についても当然適用可能である。 In this embodiment, since a NOR flash memory having a function capable of correcting a 1-bit error is assumed, a failure model in which a 1-bit error occurs in (n + m) bits is considered. Of course, the present invention can also be applied to a case where two or more bits are inverted in a nonvolatile semiconductor memory device capable of correcting these error bits.
以上のように、本実施形態に係るNOR型フラッシュメモリ100は、本体データ領域とECC領域とに対応して、それぞれ別個の書き込み制御回路を設け、これらを独立して制御することにより、従来と比較して次のような効果が得られる。
As described above, the NOR
(1)チップ面積の削減が可能である。 (1) The chip area can be reduced.
本実施形態に係るNOR型フラッシュメモリ100においては、2つの書き込み制御回路を用いて、本体データ領域とECC領域とに対する書き込み動作を独立して制御している。これにより、読み出し経路に余分なテスト回路の実装を行う必要が無くなるため、チップ面積の削減が可能である。
In the NOR
(2)読み出し時間の増大を防止できる。 (2) An increase in reading time can be prevented.
本実施形態に係るNOR型フラッシュメモリ100においては、2つの書き込み制御回路を用いて、本体データ領域とECC領域とに対する書き込み動作を独立して制御している。これにより、本体データ領域、或いはECC領域の任意のビットに誤りが生じた状態を実現することが可能であるため、読み出し経路にテスト用の特別なロジック回路を付加する必要が無い。従って、ユーザが行う通常の読み出し動作への影響(読み出し遅延等)は発生し得ない。
In the NOR
(3)通常の読み出し動作と同じ経路でテストを行うことが可能である。 (3) It is possible to perform a test along the same path as a normal read operation.
本実施形態に係るNOR型フラッシュメモリ100においては、読み出し経路にテスト用の特別なロジック回路を付加する必要が無い。従って、ユーザの実際の使用状況に即した読み出しテストが可能である。
In the NOR
以上、本実施形態を用いて本願発明の説明を行ったが、本願発明は上記各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変形することが可能である。また、本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の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、本実施形態に示される全構成要件から幾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の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つ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得る。 Although the present invention has been described using the present embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. . Further, the present embodiment includes 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 elements are deleted from all the constituent elements shown in the present embodiment, at least one of the problems described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and described in the column of the effect of the invention. In a case where at least one of the obtained effects can be obtained, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
100 NOR型フラッシュメモリ
101 アドレスバッファ
102 入出力バッファ
103 パリティ生成回路
104 メモリセルアレイ
105 第1の書き込み制御回路
106 第2の書き込み制御回路
107 センスアンプ回路
108 センスアンプ回路
109 パリティ生成回路
110 シンドローム生成回路
111 デコード回路
112 データ訂正回路
113 内部制御回路
114 フリップフロップ回路
115 フリップフロップ回路
116 フリップフロップ回路
117 マルチプレクサ
200 書き込み回路
201 EXORゲート
202 ANDゲート
203 RS型フリップフロップ回路
204 NORゲート
205 ORゲート
206 ANDゲート
207 インバータ
208 インバータ
100 NOR
Claims (5)
外部から入力された入力データに基づき、エラー訂正に使用されるチェック符号を生成するパリティ生成回路と、
前記入力データを前記メモリセルアレイに書き込む第1の書き込み制御回路と、
前記チェック符号を前記メモリセルアレイに書き込む第2の書き込み制御回路と、
前記第1の制御回路による書き込み動作を行うか否か、及び前記第2の書き込み制御回路による書き込み動作を行うか否かを制御する内部制御回路と、
を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 A memory cell array configured by arranging a plurality of electrically rewritable nonvolatile memory cells;
A parity generation circuit that generates a check code used for error correction based on externally input data;
A first write control circuit for writing the input data to the memory cell array;
A second write control circuit for writing the check code to the memory cell array;
An internal control circuit for controlling whether to perform a write operation by the first control circuit and whether to perform a write operation by the second write control circuit;
A non-volatile semiconductor memory device comprising:
外部から前記不揮発性半導体記憶装置に第1の入力データを入力するステップと、
前記パリティ生成回路により、前記第1の入力データに基づき第1のチェック符号を生成するステップと、
前記第2の書き込み制御回路により、前記第1のチェック符号を前記メモリセルアレイに書き込むステップと、
外部から前記不揮発性半導体記憶装置に、前記第1の入力データ中の少なくとも1ビットを反転させた第2の入力データを入力するステップと、
前記第1の書き込み制御回路により、前記第2の入力データを前記メモリセルアレイに書き込むステップと、
前記メモリセルアレイに書き込まれた前記第2の入力データ及び前記第1のチェック符号を読み出すステップと、
を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の読み出しテスト方法。 A read test method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2,
Inputting first input data to the nonvolatile semiconductor memory device from the outside;
Generating a first check code based on the first input data by the parity generation circuit;
Writing the first check code into the memory cell array by the second write control circuit;
Inputting second input data obtained by inverting at least one bit in the first input data to the nonvolatile semiconductor memory device from the outside;
Writing the second input data into the memory cell array by the first write control circuit;
Reading the second input data and the first check code written in the memory cell array;
A read test method for a non-volatile semiconductor memory device.
外部から前記不揮発性半導体記憶装置に前記チェック符号を入力するステップと、
前記前記第2の書き込み制御回路により、前記チェック符号を前記メモリセルアレイに書き込むステップと、
外部から前記不揮発性半導体記憶装置に前記入力データを入力するステップと、
前記第1の書き込み制御回路により、前記メモリセルアレイに前記入力データを書き込むステップと、
前記メモリセルアレイに書き込まれた前記入力データ及び前記チェック符号を読み出すステップと、
を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の読み出しテスト方法。 A read test method for a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3,
Inputting the check code to the nonvolatile semiconductor memory device from the outside;
Writing the check code into the memory cell array by the second write control circuit;
Inputting the input data to the nonvolatile semiconductor memory device from the outside;
Writing the input data into the memory cell array by the first write control circuit;
Reading the input data and the check code written to the memory cell array;
A read test method for a non-volatile semiconductor memory device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007338050A JP2009158051A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Nonvolatile semiconductor memory device and read test method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007338050A JP2009158051A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Nonvolatile semiconductor memory device and read test method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007338050A Pending JP2009158051A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Nonvolatile semiconductor memory device and read test method |
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| Country | Link |
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-
2007
- 2007-12-27 JP JP2007338050A patent/JP2009158051A/en active Pending
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