JPH07272500A - 不揮発性メモリ・セル中の閾値電圧の分布を測定するための回路デバイス - Google Patents

不揮発性メモリ・セル中の閾値電圧の分布を測定するための回路デバイス

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JPH07272500A
JPH07272500A JP7071861A JP7186195A JPH07272500A JP H07272500 A JPH07272500 A JP H07272500A JP 7071861 A JP7071861 A JP 7071861A JP 7186195 A JP7186195 A JP 7186195A JP H07272500 A JPH07272500 A JP H07272500A
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terminal
transistor
circuit device
circuit
pair
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JP7071861A
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Silvia Padoan
シルヴィア・パドアン
Marco Maccarrone
マルコ・マッカロッネ
Marco Olivo
マルコ・オリーヴォ
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STMicroelectronics SRL
Original Assignee
STMicroelectronics SRL
SGS Thomson Microelectronics SRL
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  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不揮発性メモリ・セル中の閾値電圧分布の測
定を更に改善して容易にする。 【構成】 閾値電圧分布測定用回路デバイス(1)は、メ
モリ・セル(2)を含む回路脚及び基準回路脚(4)に接続さ
れた差動増幅器(3)と、各回路脚に流れる電流の値を不
平衡にさせる回路手段とを備え、この回路手段が前記基
準回路脚に関連付けられた可変電流発生器を含み、この
可変電流発生器が電源電圧(Vdd)基準点とグランド電圧
(GND)基準点との間に接続され、電源電圧(Vdd)の関数で
ある電流(I2)を前記基準回路脚(4)に生じる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電気的にプログラマ
ブルな不揮発性メモリ・セル中の閾値電圧の分布を測定
するための回路デバイスであって、少なくとも1個のメ
モリ・セルを含む第1の回路脚に接続された第1の入力
端子及び第2の回路脚即ち基準回路脚に接続された第2
の入力端子を有する差動増幅器と、前記第1及び第2の
回路脚の各々にそれぞれ流される電流の値を不平衡にさ
せるのに有効な回路手段とを備えた回路デバイスに関す
るものである。
【0002】不揮発性メモリ・セルは、基本的には、高
い直流インピーダンスを有する第1端子即ち浮遊ゲート
端子、及び制御電圧によって駆動される第2端子即ち制
御ゲート端子を有するMOS型トランジスタを備えるこ
とが知られている。
【0003】適当な値の電圧をセル端子に印加すること
により、浮遊ゲートに存在する電荷量を変えることがで
き、そしてトランジスタを2つの論理状態のどちらかに
もたらすことができる。従って、トランジスタは論理メ
モリ素子として働ける。
【0004】
【従来の技術】周知のように、現在の電子的メモリ回路
は、マトリクス状に並べられ且つ非常に高いパッケージ
率で半導体に集積された数千のセルを含む。このタイプ
の回路では、異なる回路部分がセルのそれぞれプログラ
ミング動作、消去動作及び読み出し動作を行うように構
成されている。例えばメモリ・セルを読み出すには、専
用回路が通常使用され、これはいわゆる“バージン”セ
ル即ち記憶サイクルを一度も経験したことのない基準セ
ルに接続される。
【0005】基準セルに加え、読み出し回路は特に敏感
な差動増幅器(センス・アンプとして知られる)を備
え、この差動増幅器は2入力比較器に接続される。この
比較器の第1の入力端子は読み出されるべきセルを含む
第1の回路脚に接続されるが、第2の入力端子は基準セ
ルを含む第2の回路脚に接続されている。比較器の出力
端子に得られる電圧は、セルの論理状態に相当する。従
って、セルの読み出しは、読み出されるべきセルの回路
脚に存在する電流と、基準セルの回路脚に存在する電流
との相違による比較器の不平衡状態に基づく。
【0006】セルの読み出しに専用の回路部分を使って
試験動作を行っても良く、この試験動作はセル・マトリ
クスの適正動作をチェックさせる。詳しく云うと、試験
ステップ中、メモリ・マトリクスを形成するセル中の閾
値電圧VTの分布をチェックできることが重要である。
【0007】このチェックを行うのに、所定のゲート電
圧Vgateにて差動増幅器に切り換えを行わせるセルの数
の分布を得ることは現在の常習行為である。試験は、実
際にはセル・マトリクスのゲート電圧Vgateを調節する
ことで実行される。このゲート電圧Vgateは、電源電圧
Vdd端子以外の外部端子(ピン)を通して上記試験中
供給される。メモリ回路では、この外部端子は、適切な
値の電圧を印加した時にプログラミング電圧Vppを受
けるための端子で良い。
【0008】その後、電源電圧Vddを固定したまゝ、
差動増幅器と関連した基準セルを含む第2の回路脚を通
って流れる電流Irifの値が設定される。最後に、外部
端子へ印加される電圧の値が変えられ、そしてマトリク
ス出力端子に現れる電流値が同時に注目され、この電流
値は閾値電圧の分布である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、この特定
応用分野に関し且つこの閾値電圧分布の測定を更に改善
して容易にすることに向けられる。この発明の基礎をな
す技術的問題は、個別に信頼できる不揮発性メモリ・マ
トリクスを構成するセル中の閾値電圧の分布を測定でき
る回路デバイスを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明が立脚する解決
策は、差動増幅器の一方の回路脚に供給されるべき基準
電流(セル・マトリクスに印加される電源電圧Vddの
関数である)を発生するための回路を持つことである。
この電流は、基準セルの代わりの、差動増幅器の基準回
路脚のための比較条件として使用される。この解決策に
基づき、技術的問題は、上述し且つ特許請求の範囲の特
徴部分に定めた回路デバイスによって解決される。
【0011】
【実施例】この発明の回路デバイスの特徴や利点は、添
付図面に例示されて限定ではない一実施例についての以
下の詳しい説明から明らかであろう。図面において、符
号1はこの発明を具体化し、不揮発性メモリ・セル(図
示しない)中の閾値電圧Vgの分布を測定するための回
路デバイスである。
【0012】各メモリ・セルは、同じタイプの他のメモ
リ・セルと同様に、制御ゲートも設けられた浮遊ゲート
式MOS型トランジスタによって形成される。その上、
メモリ・セルは複数の行及び列を有するマトリクスに配
列される。メモリ・セルのそれぞれのソース端子は行に
並べられ且つ全部が信号グランドGNDのような共通電
圧基準点に接続されている。他方、それぞれのドレイン
端子は列に並べられ且ついわゆるビット・ラインに一緒
に接続されている。
【0013】回路デバイス1は、特に敏感な差動増幅器
3と関連付けられるようになっている。この差動増幅器
3は、その第1の入力端子が少なくとも1個のメモリ・
セル2(図示しない)を含む第1の回路脚に接続され、
且つその第2の入力端子が従来技術によれば少なくとも
1個のいわゆる基準メモリ・セル5を含む第2の回路脚
4に接続されている。基準メモリ・セル5は、原則とし
てバージン・セルであり且つゲート端子に動作可能信号
ENを受ける選択トランジスタ6と直列に接続されてい
る。
【0014】試験ステップ中、回路デバイス1は、差動
増幅器3に接続された第2の回路脚4中の基準メモリ・
セルを取って代わらせる。回路デバイス1は、第1の電
源電圧Vdd基準点と、信号グランドGNDのような第
2の電圧基準点との間に接続されている。図3には、電
源電圧Vddの時間に対するパターンが示されている。
【0015】回路デバイス従って可変電流発生器1の中
心部は、普通のPチャネルMOS型であるトランジスタ
M1及びM2の第1対から成る。これらトランジスタの
それぞれのゲート端子G1、G2及びドレイン端子D
1,D2は全て一緒に接続されている。PチャネルMO
S型のトランジスタM3及びM4の第2対は、これらト
ランジスタのそれぞれのドレイン端子D3,D4を第1
対のトランジスタのソース端子S1,S2に接続するこ
とにより、第1対に接続されている。このような第2対
のトランジスタM3,M4は、それぞれのゲート端子G
3,G4が一緒に接続され且つソース端子S3,S4が
電源電圧Vdd基準点に接続されている。
【0016】Pチャネル型の別な普通のトランジスタM
5は、そのソース端子S5及び本体端子が第1対のトラ
ンジスタM1及びM2のドレイン端子D1及びD2に接
続され、そしてそのゲート端子G5とドレイン端子D5
が一緒に接続された上で、NチャネルMOS型のトラン
ジスタM7のドレイン端子D7に接続されている。この
トランジスタM7のソース端子S7はグランド電圧基準
点GNDに接続されている。トランジスタM7のゲート
端子G7並びに第2対を形成するトランジスタM3及び
M4のゲート端子G3及びG4には、信号RIVRNが
印加される。この信号RIVRNは、その論理値が低い
時に回路デバイス1を動作可能にするが、逆に論理値が
高い時に回路デバイス1を動作不能にするので、その出
力値はゼロまで引き下げられる。
【0017】トランジスタM5と密接に関連している別
なPチャネルMOSトランジスタM6は、そのソース端
子S6及び本体端子が第1対のトランジスタのドレイン
端子D1及びD2に接続されている。このトランジスタ
M6のゲート端子G6は、トランジスタM5のドレイン
端子D5に接続され、このドレイン端子D5と共に回路
デバイス1の出力端子Uを形成する。この出力端子Uに
は電圧MVPrefが発生される。
【0018】トランジスタM6のドレイン端子D6は、
NチャネルMOS型のトランジスタM10を介してグラ
ンドGNDに至る。このトランジスタM10のソース端
子S10はグランドGNDに接続されている。このトラ
ンジスタM10のゲート端子G10、ドレイン端子D1
0は、出力端子Uに接続されたドレイン端子D8を有す
る普通のNチャネルMOS型のトランジスタM8のそれ
ぞれソース端子S8、ゲート端子G8に接続されてい
る。
【0019】トランジスタM8は、グランドGNDの方
へNチャネルMOS型の他のトランジスタM9と直列に
接続されている。このトランジスタM9のゲート端子G
9はトランジスタM7のドレイン端子D7に接続されて
いる。最後に、NチャネルMOS型のトランジスタM1
1は、そのソース端子S11、ゲート端子G11がそれ
ぞれゲート端子G10、ドレイン端子D10に接続され
ている。トランジスタM11のドレイン端子D11はP
チャネルMOS型のトランジスタM12のドレイン端子
D12に接続されている。このトランジスタM12は、
そのゲート端子G12、ソース端子S12がそれぞれグ
ランドGND、電源電圧Vdd基準点に接続されてい
る。ゲート端子12が信号RIVRNを受けても良い。
【0020】回路デバイス1の出力端子UはNチャネル
MOS型のトランジスタ5のゲート端子に接続され、電
源電圧Vddで変調され得る電流I2を第2の回路脚4
に流す。特に、電源電圧Vddに比例する電圧MVPre
f(図4)は出力端子Uに発生される。この電圧MVPr
efをトランジスタ5のゲート印加することにより、電流
I2=f(Vdd)が生じられ、図5に示したのと同様
なパターンで第2の回路脚4を通って流れる。
【0021】この電流I2は、通常、基準メモリ・セル
の列に流される電流の事実上複製物であり、第2の回路
脚4に接続された差動増幅器3の入力のための新しい比
較条件になる。こんなふうに、基準枝路に流れ且つ所定
のゲート電圧Vgateでメモリ・セルをバージンとして読
み出させる最大電流I2を評価することも可能になり、
そのような電流はそのゲートのバージン・セルに流れる
電流に相当する。
【0022】回路デバイス1の出力端子Uでの電圧MV
Prefは、電源電圧Vddが6V〜3.5Vの範囲内で変
わるにつれて変わるので、これは全てトランジスタM9
に流れる電流I1(図6)の値に反映する。この電流I
1は第2の回路脚4に反映され、そしてこれは電流I2
の値を電源電圧Vddでの変調に適させる。
【0023】特許請求の範囲の保護範囲内でこの発明の
回路デバイスに種々の変更や変形をなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を具体化した回路デバイスの回路図で
ある。
【図2】この発明の回路デバイスを不揮発性メモリ・セ
ルの読み出し回路に適用した回路図である。
【図3】電源電圧Vddを示すグラフである。
【図4】出力電圧MVPrefを示すグラフである。
【図5】電流I2を示すグラフである。
【図6】電流I1を示すグラフである。
【符号の説明】
1 回路デバイス 2 メモリ・セル 3 差動増幅器 4 基準回路脚 5 基準メモリ・セル 6 選択トランジスタ M1,M2 第1対を構成するトランジスタ M3,M4 第2対を構成するトランジスタ M5 別な普通のトランジスタ M6 別なトランジスタ M7,M9,M10,M11,M12 トランジスタ M8 普通のトランジスタ Vdd 電源電圧 GND グランド電圧 MVPref 出力電圧 U 出力端子 I1,I2 電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルコ・マッカロッネ イタリア国、27030 パレストロ、ヴィ ア・フォルナーチェ 8 (72)発明者 マルコ・オリーヴォ イタリア国、24100 ベルガモ、ヴィア・ トレマーナ 13ディ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気的にプログラマブルな不揮発性メモ
    リ・セル中の閾値電圧の分布を測定するための回路デバ
    イス(1)であって、少なくとも1個のメモリ・セル(2)を
    含む第1の回路脚に接続された第1の入力端子及び第2
    の回路脚即ち基準回路脚(4)に接続された第2の入力端
    子を有する差動増幅器(3)と、前記第1及び第2の回路
    脚の各々にそれぞれ流される電流の値を不平衡にさせる
    のに有効な回路手段とを備えた前記回路デバイスにおい
    て、前記回路手段が前記基準回路脚(4)に関連付けられ
    た可変電流発生器を含むことを特徴とする回路デバイ
    ス。
  2. 【請求項2】 前記可変電流発生器は、電源の一極(Vd
    d)に接続され且つ前記電源電圧(Vdd)の関数である電流
    (I2)を前記基準回路脚(4)に生じることを特徴とする請
    求項1の回路デバイス。
  3. 【請求項3】 前記基準回路脚(4)に接続された少なく
    とも1個のトランジスタと、このトランジスタの制御端
    子に接続された出力端子(U)を有する電圧発生器(MVPre
    f)とを備えたことを特徴とする請求項1の回路デバイ
    ス。
  4. 【請求項4】 前記可変電流発生器は、 普通のトランジスタ(M1及びM2)の第1対であって、これ
    らトランジスタのそれぞれのゲート端子(G1,G2)及びド
    レイン端子(D1,D2)が全て一緒に接続された前記第1対
    と、 PチャネルMOS型のトランジスタ(M3及びM4)の第2対
    であって、これらトランジスタのそれぞれのドレイン端
    子(D3,D4)を前記第1対のトランジスタのソース端子(S
    1,S2)に接続することにより、前記第1対に接続され、
    前記第2対のトランジスタ(M3,M4)は、それぞれのゲー
    ト端子(G3,G4)が一緒に接続され且つソース端子(S3,S4)
    が電源電圧(Vdd)基準点に接続された前記第2対と、 PチャネルMOS型の別な普通のトランジスタ(M5)であ
    って、そのソース端子(S5)及び本体端子が前記第1対の
    トランジスタ(M1及びM2)のドレイン端子(D1及びD2)に接
    続され、そしてそのドレイン端子(D5)が前記回路デバイ
    ス(1)の出力端子(U)として働いて所定の電圧(MVPref)を
    発生する前記別な普通のトランジスタ(M5)と、を含むこ
    とを特徴とする請求項1の回路デバイス。
  5. 【請求項5】 前記別な普通のトランジスタ(M5)のゲー
    ト端子(G5)とドレイン端子(D5)が一緒に接続された上
    で、NチャネルMOS型のトランジスタ(M7)のドレイン
    端子(D7)に接続され、前記トランジスタ(M7)のソース端
    子(S7)がグランド電圧基準点(GND)に接続され、前記ト
    ランジスタ(M7)のゲート端子(G7)並びに前記第2対を形
    成するトランジスタ(M3及びM4)のゲート端子(G3及びG4)
    には、前記回路デバイス(1)を動作可能/動作不可能に
    する信号(RIVRN)が印加されることを特徴とする請求項
    4の回路デバイス。
  6. 【請求項6】 前記別な普通のトランジスタ(M5)と密接
    に関連してPチャネルMOS型の別なトランジスタ(M6)
    が設けられ、そのソース端子(S6)及び本体端子が前記第
    1対のトランジスタ(M1及びM2)のドレイン端子(D1及びD
    2)に接続され、そしてそのゲート端子(G6)が前記出力端
    子(U)に接続されることを特徴とする請求項4の回路デ
    バイス。
  7. 【請求項7】 前記別なトランジスタ(M6)のドレイン端
    子(D6)がNチャネルMOS型のトランジスタ(M10)を介
    してグランドの方へ導かれ、このトランジスタ(M10)の
    ソース端子(S10)がグランドに接続され、このトランジ
    スタ(M10)のゲート端子(G10)、ドレイン端子(D10)が、
    出力端子(U)に接続されたドレイン端子(D8)を有するN
    チャネルMOS型の普通のトランジスタ(M8)のそれぞれ
    ソース端子(S8)、ゲート端子(G8)に接続されたことを特
    徴とする請求項6の回路デバイス。
  8. 【請求項8】 前記普通のトランジスタ(M8)がグランド
    の方へNチャネルMOS型のトランジスタ(M9)と直列に
    接続され、このトランジスタ(M9)のゲート端子(G9)が前
    記別な普通のトランジスタ(G5)のゲート端子(G5)に接続
    されたことを特徴とする請求項7の回路デバイス。
  9. 【請求項9】 NチャネルMOS型のトランジスタ(M1
    1)を更に含み、そのソース端子(S11)、ゲート端子(G11)
    が前記トランジスタ(M10)のそれぞれゲート端子(G10)、
    ドレイン端子(D10)に接続され、そしてそのドレイン端
    子(D11)がPチャネルMOS型のトランジスタ(M12)のド
    レイン端子(D12)と一緒に接続され、このトランジスタ
    (M12)のソース端子(S12)が前記電源電圧(Vdd)極に接続
    されたことを特徴とする請求項7の回路デバイス。
JP7071861A 1994-03-31 1995-03-29 不揮発性メモリ・セル中の閾値電圧の分布を測定するための回路デバイス Pending JPH07272500A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT94830156.9 1994-03-31
EP94830156A EP0675504B1 (en) 1994-03-31 1994-03-31 Circuit device for measuring the threshold voltage distribution of non-volatile memory cells

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JPH07272500A true JPH07272500A (ja) 1995-10-20

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ID=8218415

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7071861A Pending JPH07272500A (ja) 1994-03-31 1995-03-29 不揮発性メモリ・セル中の閾値電圧の分布を測定するための回路デバイス

Country Status (4)

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US (1) US5600594A (ja)
EP (1) EP0675504B1 (ja)
JP (1) JPH07272500A (ja)
DE (1) DE69427686T2 (ja)

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