[发明专利]半导体存储装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备了可从外部直接测定通过电气操作来可写入及 擦除数据的EEPROM或ROM等非易失存储单元的特性的电气测定功 能的半导体存储装置。

背景技术

一直以来，在EEPROM进行等非易失半导体存储装置中的存储 单元的特性评价过程中，直接从外部测定半导体存储装置内的各存储 单元。

例如，在EEPROM的场合、擦除了存储单元M中数据的场合、 且存储单元M的数据写入的场合，在各种状态下评价存储单元M的 阈值电压Vth等的电气特性时，如图10(数据擦除)或图11(数据 写入)所示，设定为从外部端子100经由字线W1可任意改变存储单 元M的栅极(例如，参照专利文献1：特开平11-16399号公报)。

在图10所示的擦除数据后进行存储单元M的特性评价的场合， 通过从外部输入的地址数据，X解码器101及Y解码器102控制X开 关电压切换控制电路105和Y开关103，从而选择存储单元M。

X开关电压切换控制电路105在没有被输入测试信号T1的正常 模式下，将X解码器101的信号输出到字线W1，而在被输入测试信 号T1的测试模式下，从外部端子100向字线W1输出固定电源500 的电压。

然后，一旦被输入测试信号T2，开关SW1以及开关SW2就被切 换成使位线B1(即，已选择的存储单元M的漏极)直接连接到外部 端子106。

从而，用电流计201来测定从外部电源300流过存储单元M的电 流量，比较测定的电流量与预定的电流期望值，进行存储单元M的特 性评价。

另一方面，通过数据的写入，存储单元的阈值电压Vth成为正电 位的场合，如图11所示，与图10同样地设定成从外部端子100经由 字线W1可任意改变存储单元M的栅极。

另外，在图11中也与图10同样地，通过从外部输入的地址数据， X解码器101以及Y解码器102控制X开关电压切换控制电路105 和Y开关103，从而选择存储单元M。

另外，虽然被输入测试信号T1，且来自外部端子100的可变电源 200的电压施加到存储单元M的栅极，但由于没有被输入测试信号 T2，开关SW1将位线B1连接到比较器107的+侧端子，开关SW2 将比较器107的输出端子和外部端子106连接。从而存储单元M的漏 极从恒流电路104被供给参考电流Iref。

结果，比较器107比较存储单元M的漏极电压(参考电流Iref 及流过存储单元M的电流值之差的电流/电压变换结果)与恒压电路 108输出的参考电压Vref，当漏极电压超过参考电压Vref时，输出“高 (H)”电平的信号，而当漏极电压在参考电压Vref以下时，输出“低 (L)”电平的信号。

由此，通过使存储单元M的栅极电压变化，并输出到外部端子 106的输出逻辑检测出变化，来进行存储单元的特性评价。

如上所述，在专利文献1中，当存储单元M的阈值电压Vth为负 电位时，输入测试信号T1及T2这两个信号，并从外部控制栅极电压， 在外部端子106测定流过漏极的电流，另一方面，当存储单元M的阈 值电压Vth为正电位时，仅输入测试信号T1，并从外部控制栅极电压， 通过使用与正常模式同样的比较器的电压比较进行特性评价的判定。

但是，专利文献1所示的存储单元的特性评价方法，在存储单元 M的阈值电压Vth为正电位时，进行流过存储单元M的电流与参考 电流Iref的电流差的电流/电压变换，并通过内部电路的比较器来进行 该变换结果的电压与参考电压Vref的比较，因此可高速地进行存储单 元M的特性评价。另一方面，在存储单元M的阈值电压Vth为负电 位时，通过外部的电流计201的电流测定来进行评价，因此电流值达 到稳定需要时间。

因此，在阈值电压Vth为负电位时，所需的测试时间为正电位时 的10倍左右，存储单元的容量越大，制造成本就会越增加。

因此，考虑了即使在阈值电压Vth为负电位的场合，也应用与正 电位时同样的测试方法，但这时需要从外部端子100向存储单元M的 栅极供给负电压。

但是，在进行测试时，对于各处形成寄生二极管的半导体装置， 不能施加Vss(Vss＝0的场合，0V)以下的电压，因此在阈值电压 Vth为负电位的场合，对于传统电路结构是不可能采用与正电位时同 样的测试方法的。

发明内容