JPH07201193A - 2行アドレス復号兼選択回路 - Google Patents

2行アドレス復号兼選択回路

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JPH07201193A
JPH07201193A JP31188894A JP31188894A JPH07201193A JP H07201193 A JPH07201193 A JP H07201193A JP 31188894 A JP31188894 A JP 31188894A JP 31188894 A JP31188894 A JP 31188894A JP H07201193 A JPH07201193 A JP H07201193A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 冗長を有する電気的に消去可能で書き込み可
能な不揮発性メモリ装置のための、2行アドレス復号兼
選択回路を提供する。 【構成】 回路ブロック(PG0−PG15)の各々
が、次段の回路ブロックのキャリイン入力端子(CI0
−CI15)に供給され、各々の選択信号(P0−P1
5)が活性化した場合に活性化するキャリアウト信号
(CO0−CO15)も発生し、第1回路ブロック(P
G0)が基準電位(GND)に接続されたキャリイン入
力端子(CI0)を有し、前記回路ブロックの各々が、
プリプログラミング動作中にメモリ装置の電気的な消去
に先行して不良行(WL0−WL15)がアドレスされ
た場合、メモリ装置の制御回路(6)によって活性化す
る制御信号(E)も供給し、キャリアウト信号(CO0
−CO15)が活性化している場合、各々の選択信号
(P0−P15)を活性化させ、2本の隣接した行(W
L0−WL15)を選択できるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的に消去可能で書
き込み可能な、冗長を有する不揮発性メモリ装置、特に
フラッシュEEPROM装置のための、2行アドレス復
号兼選択回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリの製造において、メモリマ
トリックス内の僅かな数のメモリ素子にしばしば欠陥が
生じる。このような欠陥が生ずる確率が高い理由は、半
導体メモリ装置において、チップ領域の大部分がメモリ
マトリックスによって占有されることにある。さらに欠
陥はメモリマトリックス内にあって周辺回路内にはな
く、製造工程の特性は通常制限される。
【0003】数百万個の内の僅かな数の不良メモリ素子
の存在によってチップ全体を廃棄しなければならなくな
るのを避けるために、したがって歩留りを増すために、
メモリ装置の試験中に欠陥が判明したこれらの素子の代
わりとして使用されるべき、一般に「冗長メモリ素子
(redundancy memory elements)」と呼ばれる、ある数
の追加のメモリ素子を設ける技術が知られている。やむ
を得ず集積された部品に設ける必要があり、不良メモリ
素子の冗長メモリ素子への上述した機能上の交換をさせ
る選択回路は、全体として「冗長回路(redundancy cir
cuitry)」の名前で示されており、冗長メモリ素子と回
路の組合せを略して「冗長(redundancy)」と定義づけ
る。
【0004】冗長回路は、書き込み可能不揮発性メモリ
レジスタを具え、これらのレジスタは、好適には不良メ
モリ素子に対応するこれらのアドレス配置を格納する。
これらのレジスタはメモリ装置試験の間に1回、全てに
対して書き込まれ、そこに格納された情報を電源がなく
ても保持しなければならない。
【0005】冗長を実際に行うにあたって、冗長メモリ
素子の行(ワードライン)および列(ビットライン)の
双方をメモリマトリックス中に設ける。各々の冗長ワー
ドラインまたはビットラインを不揮発性メモリレジスタ
にそれぞれ関連させ、これらのレジスタ内に不良のワー
ドラインまたはビットラインのアドレスを格納し、不良
のワードラインまたはビットラインがアドレスされたと
きはいつも、対応する冗長ワードラインまたはビットラ
インが選択されるようにする。
【0006】マトリックスワードラインに関係する限り
では、最も頻繁に起こる欠陥は、隣接するワードライン
間の短絡からなるということが確認されている。この状
況は、試験中に容易に検出できる。なぜなら、2本の短
絡したワードラインの一方の選択を試みた場合、このよ
うなワードラインの電位は隣接する選択されていないワ
ードラインの電位と短絡によって連絡しているので、予
定した値に上昇させることができないからである。試験
中にマトリックスワードラインが隣接するラインと短絡
しているのを発見した場合、2本の不良マトリックスワ
ードラインの双方を、2本の冗長ワードラインに置き換
えなければならない。2本の不良マトリックスワードラ
インは、書き込み中も読み出し中も選択されない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一括して電気的に消去
可能で書き込み可能なROM装置(フラッシュEEPR
OMと略す)においてワードライン冗長を行うには、い
くつかの問題がある。フラッシュEEPROM装置は、
電気的に書き込み可能というだけでなく、EPROM装
置のように電気的に消去可能という特性も有する。これ
らは、選択されたワードラインを高電圧(一般に12
V)に上昇させることにより、バイトを単位として書き
込まれる。消去は、代わりにバルク動作であり、全ての
メモリマトリックスか、少なくともそのセクタに、メモ
リマトリックスの共通ソースラインを高電圧に上昇させ
る一方、すべてのワードラインをグランドに保つことに
よって行う。すでに書き込まれていない状態にあるメモ
リ素子が過度に消去をされ、消去後にメモリ素子が負の
しきい値電圧を有するという許容できない結果が発生す
るのを防ぐために、メモリマトリックス内、または消去
すべきマトリックスセクタ内の全てのメモリ素子に予備
の書き込み処置を行う必要がある。この方法において、
全てのメモリ素子は共通の開始状態に置かれるので、消
去後に全てのメモリ素子がほぼ同じしきい値電圧を持つ
ようになる。このような予備の書き込みを、「プリプロ
グラミング(preprogramming)」または「プレコンディ
ショニング(preconditioning )」と呼ぶ。
【0008】プリプログラミングは、通常の書き込みと
同様に、バイトを単位として行われ、メモリマトリック
スのワードラインを逐次的にアクセスする。このように
すると、冗長ワードラインによって置き換えられた不良
ワードラインが存在する場合、このような不良ワードラ
インがアドレスされた時から、冗長回路が欠陥のワード
ラインが選択されるのを防止する非選択信号を生成する
ので、それに接続されたメモリ素子をプリプログラミン
グすることができないことになる。他方では、消去がワ
ードラインの選択を必要としないことから、不良ワード
ラインに接続されたメモリ素子は消去される。これは、
従来のワードライン冗長手段をフラッシュEEPROM
に使用すると、不良ワードラインに接続されたメモリ素
子が、次第に負のしきい値電圧を得るようなることを意
味する。
【0009】このような問題を克服するために、フラッ
シュEEPROMにおいて利用されているワードライン
冗長手段を、プリプログラミング中に不良ワードライン
がアドレスされた場合、冗長回路によって生成される不
良ワードライン非選択信号を抑制するために設ける。こ
のようにすると、プリプログラミング中に不良ワードラ
インがアドレスされた場合、それに接続されたメモリ素
子を有効にプリプログラミングすることができる。
【0010】しかしながらこの場合、現在アドレスされ
ている不良ワードラインが有効に選択されているだけで
なく、隣接したワードラインの選択も必要とする。よう
するに、不良ワードラインが隣接するワードラインと短
絡しているとすると、この隣接するワードラインが選択
されず、その電位がグランドに保たれている場合、アド
レスされた不良ワードラインの電位を、メモリ素子のプ
ログラミングに必要な予定した値(12V)に上昇させ
ることができない。すなわち、互いに短絡された2本の
隣接するワードラインを、プリプログラミング中に、同
時に選択する必要がある。
【0011】この条件は、ワードラインアドレス復号兼
選択回路の複雑さを大幅に増加させる原因となり、チッ
プ全体の寸法が増加してしまう。
【0012】本発明の目的は、プリプログラミング中に
2本の隣接する不良ワードラインを同時に選択する行ア
ドレス復号兼選択回路を、チップ全体の寸法を増加させ
ることなく実現することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、このよ
うな目的を、列と行との交点にメモリ素子が配置された
メモリ素子のマトリックスを具え冗長を有し電気的に消
去可能で書き込み可能な不揮発性メモリ装置のための2
行アドレス復号兼選択回路であって、アドレス信号が供
給される複数の同一の回路ブロックを具え、各々が前記
アドレス信号の個々の論理状態によって活性化され、マ
トリックスの個々の行を選択する選択信号をそれぞれ生
成する2行アドレス復号兼選択回路において、前記回路
ブロックの各々が、次段の回路ブロックのキャリイン入
力端子に供給され、各々の選択信号が活性化した場合に
活性化するキャリアウト信号も発生し、前記複数の回路
ブロックの第1回路ブロックが基準電位に接続されたキ
ャリイン入力端子を有し、前記回路ブロックの各々が、
プリプログラミング動作中にメモリ装置の電気的な消去
に先行して不良行がアドレスされた場合、メモリ装置の
制御回路によって活性化する制御信号も供給し、各々の
キャリイン入力端子に供給しているキャリアウト信号が
活性化している場合、各々の選択信号を活性化させ、2
本の隣接した行を選択できるように構成したことを特徴
とする、2行アドレス復号兼選択回路によって達成する
ことができる。
【0014】本発明による2行アドレス復号兼選択回路
は、プリプログラミング段階中に2本の隣接した不良行
(ワードライン)を同時に選択することができる。さら
に、複数の同一の回路ブロックで構成しているので、と
ても簡単であり、物理的に小型の配置にすることができ
る。したがってチップ寸法を小さくすることができる。
【0015】本発明の実施例によれば、前記マトリック
スの行をパケット毎にグループ化した、前記2行アドレ
ス復号兼選択回路において、前記複数の回路ブロック
が、第1レベル行アドレス信号を供給され、各パケット
内で個々の行を選択するために第1レベル選択手段を駆
動する、第1レベル行アドレス復号化回路を構成し、第
2レベル行アドレス信号を供給され、個々のパケットを
選択するために第2レベル選択信号を生成する、第2レ
ベル行アドレス復号兼選択回路をさらに具える。
【0016】
【実施例】図1に示すように、電気的に消去可能で書き
込み可能な半導体メモリ装置、例えばフラッシュEEP
ROM型の半導体メモリ装置は、制御ゲートおよびフロ
ーティングゲートを有する積層ゲートMOS型トランジ
スタの複数のメモリ素子TFを具え、これらのメモリ素
子は、列すなわちビットラインBL0、BL1、等と、
行すなわちワードラインWL0−WL15との交点に位
置し、メモリ素子TFのマトリックスを形成する。メモ
リ素子TFの各々は、そのドレインをビットラインBL
0、BL1、等の各々に接続し、その制御ゲートをワー
ドラインWL0−WL15の各々に接続する。全てのメ
モリ素子TFのソースを、共通ソースライン2に接続す
る。
【0017】それ自体は既知の、図1に示す行アドレス
復号兼選択アーキテクチャは、等しい数の行(以後「ワ
ードライン」と呼ぶ)のグループすなわち「パケット」
WLP0−WLP15を構成し、図示した例において
は、各々16本のワードラインWL0−WL15からな
る16本のパケットWLP0−WLP15で、全体で合
計256ワードラインを構成する。各パケットWLP0
−WLP15の各ワードラインWL0−WL15を、駆
動インバータ1に接続する。
【0018】第2レベル選択信号L0−L15は全ての
パケットWLP0−WLP15のなかからあるパケット
を選択する。このような信号L0−L15を、それ自体
は既知の行アドレス復号兼選択回路8(図2)から発生
する。この行アドレス復号兼選択回路8には、アドレス
バスADDによって図中に示される、アドレス信号の全
てのセットの最初のサブセットを供給する。図示した例
において、16本の信号L0−L15を発生させるため
に4本のアドレス信号を必要とする。ワードラインの所
定のパケットWLP0−WLP15を選択するために、
例えばWLP0を選択する場合、各々の第2レベル選択
信号L0をロウ論理レベルに駆動し、一方他の全ての信
号L1−L15をハイに保つ。
【0019】第一レベル選択信号P0−P15は、駆動
インバータ1の入力端子に接続された各々の選択トラン
ジスタTSを駆動し、所定のパケットWLP0−WLP
15の全てのワードラインWL0−WL15のなかから
所定のワードラインを選択する。例えばパケットWLP
0内のワードラインWL0を選択しようとする場合、L
0をロウに駆動し、P0をハイに駆動して、各々の駆動
インバータ1の入力端子に論理「0」が供給されるよう
にする。したがってワードラインWL0の電位は、イン
バータ1の電圧供給値に上昇する。この電圧は、通常の
5V電圧(読み出し状態)と12V程度の書き込み高電
圧(書き込み状態)とで切り換えることができる。他の
全ての信号P1−P15をロウに保つので、各々の選択
トランジスタTSはオフに保たれる。駆動インバータ1
の入力端子は、したがってフローティング状態に維持さ
れる。しかしながら、駆動インバータ1は、内部におい
て電源電圧までプルアップされるので、選択されないワ
ードラインWL1−WL15の電位はロウに保たれる。
【0020】図2に示すように、第1レベル選択信号P
0−P15を第1レベル行アドレス復号回路によって発
生させ、この回路は各々がそれぞれ信号P0−P15を
発生する多数の同一のブロックPG0−PG15を具え
る。第1レベル行アドレス復号回路は、全てのアドレス
信号ADDの第2のサブセットの復号化を行う。各ブロ
ックPG0−PG15にアドレスバスADDから取り出
した異なった信号の組合せを供給し、ここで各信号は1
個のアドレス信号A0−A3またはその論理の補数A0
N−A3Nを表す。各ブロックPG1−PG15には、
キャリイン信号CI1−CI15も供給し、これらのキ
ャリイン信号は前段ブロックのキャリアウト信号CO0
−CO14とする。PG0には、接地電位ラインGND
を接続する。第16ブロックPG15のキャリアウト信
号CO15は、その代わりにフローティング状態のまま
である。全てのブロックPG0−PG15に、メモリ装
置内の制御回路6によって発生する共通信号Eをさらに
供給する。
【0021】図3に示すように、各ブロックPG0−P
G15は、アドレス信号A0,A0N−A3,A3Nの
異なった組合せが供給される、4つの入力ノアゲート3
を具える。ノアゲート3の出力信号は、ブロックのキャ
リアウト信号CO0−CO15と、2入力オアゲート5
の第1入力信号との双方を構成し、このオアゲートの第
2入力端子に各々のキャリイン信号CI0−CI15を
供給する。オアゲート5は、信号P0−P15の一つを
発生する。
【0022】このメモリ装置に、不良ワードラインの代
用となる冗長ワードラインを選択する、冗長回路7(図
2)も設ける。冗長回路7は、第2レベル行アドレス復
号兼選択回路8に、メモリ装置が通常の読み出しおよび
書き込み状態で、不良ワードラインがアドレスされた場
合、活性化する信号DISを供給する。制御回路6から
冗長回路7に、信号Eをさらに供給する。
【0023】例えば、試験中にパケットWLP1のワー
ドラインWL0が同じパケットWLP1の隣接したワー
ドラインWL1と短絡していることが発見された場合、
パケットWLP1の2本のワードラインWL0およびW
L1を2本の冗長ワードライン(図示せず)と交換し、
2本の短絡したワードラインのアドレス配置を、冗長回
路7に含まれ、前記2本の冗長ワードラインに関連する
2つの不揮発性メモリレジスタ内に書き込む。メモリ装
置が通常の読み出しまたは書き込み状態のどちらかで動
作しているならば、パケットWLP1の2本の短絡した
ワードラインWL0またはWL1のどちらかをアドレス
するいかなる試みも、冗長回路7によって認識される。
このように構成することにより、第2レベル行アドレス
復号兼選択回路8に供給される信号DISが活性化し、
第2レベル選択信号L0−L15が活性化されるのが防
がれ、対応する冗長ワードラインが代わりに選択される
ことによって、アドレスされている不良ワードラインが
選択されるのが防がれる。このようにすると、データは
不良ワードラインWL0、WL1のメモリ素子TFから
読み出されも、そこに書き込まれもされず、その代わり
に対応する冗長ワードラインのメモリ素子TFから読み
出され、そこに書き込まれる。
【0024】これとは異なって、メモリ装置を消去しな
ければならない場合、パケットWLP1の不良ワードラ
インWL0およびWL1に属するメモリ素子TFを含む
全てのメモリ素子TFをプリプログラミングしなければ
ならない。この動作を、マイクロコントローラによって
外部から、またはメモリ装置の制御回路6によって内部
から制御することができる。外部から制御する場合、マ
イクロコントローラがメモリ装置を消去モードにする必
要があり、次にメモリ装置に全ての可能なアドレス配置
を逐次的に供給しなければならない。内部から制御する
場合、マイクロコントローラは、メモリ装置を消去モー
ドにしなければならないだけである。内部制御回路6
は、全ての可能なアドレス配置を内部で発生することに
よって、プリプログラミング動作を行う。
【0025】双方の場合において、非不良ワードライン
がアドレスされている間は、内部制御回路6は信号Eを
ロウに保つので、各ブロックPG0−PG15におい
て、NORゲート5の第2入力端子を各々のキャリイン
信号CI0−CI15の論理状態とは独立にロウに保つ
ようになる。このように構成すると、各ブロックPG0
−PG15によって生成された信号P0−P15の内の
ただ1つが、アドレス信号A0,A0N−A3,A3N
の正確な配置が各々のブロックに供給される時刻におい
て活性化する。
【0026】しかしながら、第1の不良ワードライン、
本例ではWLP1内のWL0がアドレスされた場合、信
号Eは制御回路6によって活性化し、冗長回路7によっ
て発生する信号DISが活性化するのを防ぐ。このよう
にして、第2レベル選択信号L1をロウに駆動すること
ができる。信号Eの活性化によって、各ブロックPG0
−PG15において、信号P0−P15の論理レベル
は、メモリ装置に現在供給されているアドレス配置に依
存するだけでなく、ブロックに供給されるキャリイン信
号CI0−CI15の論理状態、すなわち、前のブロッ
クのキャリアウト信号CO0−CO15の論理状態にも
依存する。本例において、ワードラインパケットWLP
1がアドレスされ、A0=A1=A2=A3=0の場
合、ブロックPG1内のNORゲート3の出力信号CO
0は論理「1」であり、P0はハイに駆動され、L1上
に存在する論理「0」を駆動インバータ1の入力端子に
伝送する。この結果、選択されたワードラインWL0上
に書き込み高電圧が交互に印加される。信号CO0が次
のブロックPG1のキャリイン信号CI1も表し、信号
Eが活性化していることから、例えアドレスビットA0
N,A1−A3の現在の配置がPG1のNORゲート3
の出力端子を活性化しないとしても、ブロックPG1の
ORゲート5の一方の入力端子は論理「1」である。こ
のようにして、P1もハイに駆動され、WLP1の不良
ワードラインWL1も書き込み高電圧に接続される。そ
の結果、WLP1内の不良ワードラインWL0のをアド
レスすることにより、短絡されたワードラインWL1が
同時に選択される。
【0027】本発明のこの実施例による2行アドレス復
号兼選択回路は、所定のパケットWLP0−WLP15
内の最終ワードラインWL15が次の隣接したパケット
内の第1ワードラインWL0と短絡しているメモリ装置
チップの修復を行うことはできないことに注意された
い。これはしかしながら、このような2本のワードライ
ンが短絡している確率が、各パケットWLP0−WLP
15内のワードラインの総数の逆数によって与えられ、
それは従ってそれほど高くないことから、重大な欠点と
はならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】電気的に消去可能で書き込み可能な半導体メモ
リ装置の一部の回路ブロック図である。
【図2】本発明の実施例による、2行アドレス復号兼選
択回路の回路ブロック図である。
【図3】図2の回路の一つのブロックの回路図である。
【符号の説明】
1 駆動インバータ 2 共通ソースライン 3 4入力NORゲート 4 ANDゲート 5 2入力ORゲート 6 制御回路 7 冗長回路 8 第2レベル行アドレス復号兼選択回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルコ オリヴォ イタリア国 24100 ベルガモ ヴィア トレマーナ 130

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】列(BL0,BL1)と行(WL0−WL
    15)との交点にメモリ素子(TF)が配置されたメモ
    リ素子のマトリックスを具え冗長を有し電気的に消去可
    能で書き込み可能な不揮発性メモリ装置のための2行ア
    ドレス復号兼選択回路であって、アドレス信号(A0−
    A3,A0N−A3N)が供給される複数の同一の回路
    ブロック(PG0−PG15)を具え、各々が前記アド
    レス信号(A0−A3,A0N−A3N)の個々の論理
    状態によって活性化され、マトリックスの個々の行(W
    L0−WL15)を選択する選択信号(P0−P15)
    をそれぞれ生成する2行アドレス復号兼選択回路におい
    て、前記回路ブロック(PG0−PG15)の各々が、
    次段の回路ブロックのキャリイン入力端子(CI0−C
    I15)に供給され、各々の選択信号(P0−P15)
    が活性化した場合に活性化するキャリアウト信号(CO
    0−CO15)も発生し、前記複数の回路ブロック(P
    G0−PG15)の第1回路ブロック(PG0)が基準
    電位(GND)に接続されたキャリイン入力端子(CI
    0)を有し、前記回路ブロック(PG0−PG15)の
    各々が、プリプログラミング動作中にメモリ装置の電気
    的な消去に先行して不良行(WL0−WL15)がアド
    レスされた場合、メモリ装置の制御回路(6)によって
    活性化する制御信号(E)も供給し、各々のキャリイン
    入力端子(CI0−CI15)に供給しているキャリア
    ウト信号(CO0−CO15)が活性化している場合、
    各々の選択信号(P0−P15)を活性化させ、2本の
    隣接した行(WL0−WL15)を選択できるように構
    成したことを特徴とする、2行アドレス復号兼選択回
    路。
  2. 【請求項2】前記マトリックスの行(WL0−WL1
    5)をパケット(WLP0−WLP15)毎にグループ
    化した、請求項1に記載の2行アドレス復号兼選択回路
    において、前記複数の回路ブロック(PG0−PG1
    5)が、第1レベル行アドレス信号(A0−A3,A0
    N−A3N)を供給され、各パケット(WLP0−WL
    P15)内で個々の行(WL0−WL15)を選択する
    ために第1レベル選択手段(TS)を駆動する、第1レ
    ベル行アドレス復号化回路を構成し、第2レベル行アド
    レス信号を供給され、個々のパケット(WLP0−WL
    P15)を選択するために第2レベル選択信号を生成す
    る、第2レベル行アドレス復号兼選択回路(8)をさら
    に具えることを特徴とする、2行アドレス復号兼選択回
    路。
  3. 【請求項3】請求項2に記載の2行アドレス復号兼選択
    回路において、前記回路ブロックの各々が、前記第1レ
    ベル行アドレス信号(A0−A3,A0N−A3N)の
    各々の組合せが供給される第1論理ゲート(3)を具
    え、第1論理ゲートの出力信号を、前記信号の組合せが
    ある論理状態である場合に活性化し、制御信号(E)お
    よび個々のキャリイン信号(CI0−CI15)の双方
    が活性化した場合に活性化される第3論理ゲート(4)
    の出力信号を供給される第2入力端子を有する第2論理
    ゲート(5)の第1入力端子に供給し、第2論理ゲート
    (5)の出力信号が回路ブロック(PG0−PG15)
    の選択信号(P0−P15)を構成し、第1論理ゲート
    (3)の出力信号が前記回路ブロック(PG0−PG1
    5)のキャリアウト信号(CO0−CO15)を意味す
    るように構成したことを特徴とする2行アドレス復号兼
    選択回路。
  4. 【請求項4】請求項2に記載の2行アドレス復号兼選択
    回路において、前記第2レベル行アドレス復号兼選択回
    路(8)が、不良行が現在アドレスされている場合メモ
    リ装置の冗長回路(7)によって活性化される禁止信号
    (DIS)を供給され、前記第2レベル選択信号(L0
    −L15)の活性化を防止し、冗長回路(7)が、前記
    禁止信号(DIS)が活性化している場合にそれを止め
    る前記制御信号(E)を供給されるように構成したこと
    を特徴とする、2行アドレス復号兼選択回路。
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