(57)【要約】【課題】記憶装置の不良部位を効果的にスクリーニングする方法及び装置を提供する。【解決手段】記憶装置のスクリーニング方法は、複数の記憶部位と、データ書き込み手段と、データ読み出し手段とを有する記憶装置について、少なくとも一つの環境条件の下で、その複数の記憶部位のうちの所定の記憶部位にデータの書き込みを複数回行ったときの、その複数回の書き込みの結果のばらつきを示す特性値を取得するステップと、その特性値と予め設定された第１設定値とを比較して、その所定の記憶部位が不良か否かを判定するステップとを具備する。【選択図】図６
2011187127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記憶部位と、データ書き込み手段と、データ読み出し手段とを有する記憶装置について、少なくとも一つの環境条件の下で、前記複数の記憶部位のうちの所定の記憶部位にデータの書き込みを複数回行ったときの、前記複数回の書き込みの結果のばらつきを示す特性値を取得するステップと、
前記特性値と予め設定された第１設定値とを比較して、前記所定の記憶部位が不良か否かを判定するステップと
を具備する
記憶装置のスクリーニング方法。
【請求項２】
前記特性値を取得するステップは、
前記複数回の書き込みのそれぞれにおいて、前記所定の記憶部位のデータの判別に用いる評価値を取得するステップと、
前記複数の評価値のばらつきを示す特性値を抽出するステップと
を備える
請求項１に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【請求項３】
前記複数の評価値を取得するステップは、
前記所定の記憶部位に書き込みを行う第１ステップと、前記書き込み後に、前記評価値を取得する第２ステップとを、前記複数回繰り返すステップと含む
請求項２に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【請求項４】
前記特性値は、前記複数の評価値の標準偏差である
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【請求項５】
前記特性値は、前記複数回の書き込みにおける正常に書き込みができる確率、又は書き込みに失敗する確率である
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【請求項６】
前記特性値を取得するステップは、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、予め設定された判別基準を用いて、前記所定の記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと、
前記複数の判定結果に基づいて、前記特性値を算出するステップと
を備える
請求項１乃至３、５のいずれか一項に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【請求項７】
前記特性値を取得するステップは、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、予め設定された第１判別基準を用いて、前記所定の記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと、
前記第１判別基準の場合の前記複数の判定結果に基づいて、書き込み確率が第１の設定確率以下に正常となる記憶部位を検出するステップと、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、前記第１の判別基準から所定の量だけ厳しい基準である第２の判別基準を用いて、前記検出された記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと
を備え、
前記不良か否かを判定するステップは、
前記第２判別基準の場合の前記複数の判定結果に基づいて、前記特性値としての書き込み確率が第２の設定確率以上に正常となる記憶部位を不良として検出するステップ
を備える
請求項１乃至３、５のいずれか一項に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【請求項８】
前記特性値を取得するステップは、
前記環境条件を決定する環境パラメータの異なる値に対して、前記特性値を取得するステップを備え、
前記不良か否かを判定するステップは、
取得された前記特性値の前記環境パラメータに対する依存性と予め設定された第２設定値とを比較して、前記所定の記憶部位が不良か否かを判定するステップと
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の記憶装置のスクリーニング方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
複数の記憶部位と、
前記複数の記憶部位にデータを書き込むデータ書き込み手段と、
前記複数の記憶部位の記憶されたデータを読み出すデータ読み出し手段と、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のスクリーニング方法を実行する制御回路と
を具備する
記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記憶装置のスクリーニング装置及び記憶装置のスクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
データを記憶する装置の一例として、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）があげられる。ＭＲＡＭは、高集積・高速動作の観点から有望な不揮発性記憶装置である。ＭＲＡＭにおいては、ＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ  ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）効果などの「磁気抵抗効果」を示す磁気抵抗素子が利用される。その磁気抵抗素子には、例えばトンネルバリヤ層が２層の強磁性体層で挟まれた磁気トンネル接合（ＭＴＪ；  Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）が形成される。その２層の強磁性体層は、磁化の向きが固定されたピン層（磁化固定層）と、磁化の向きが反転可能なフリー層（磁化自由層）から構成される（非特許文献１参照）。
【０００３】
ピン層とフリー層の磁化の向きが“反平行”である場合のＭＴＪの抵抗値（Ｒ＋ΔＲ）は、磁気抵抗効果により、それらが“平行”である場合の抵抗値（Ｒ）よりも大きくなることが知られている。ＭＲＡＭは、このＭＴＪを有する磁気抵抗素子をメモリセルとして用い、その抵抗値の変化を利用することによってデータを不揮発的に記憶する。メモリセルに対するデータの書き込みは、フリー層の磁化の向きを反転させることによって行われる。
【０００４】
ＭＲＡＭに対するデータの書き込み方法として、従来、アステロイド方式が知られている（非特許文献２参照）。図１は、ＭＲＡＭの構成の一例を示す模式図である。このＭＲＡＭは、不揮発性メモリであるＭＲＡＭのメモリセルとしてＴＭＲ素子を用いた一例である。この例ではアレイ状に配置されたＴＭＲ素子５０５の上下に、交差する１対の配線が設置される。上部配線５０６（Ｂ１、Ｂ２、…）はＴＭＲ素子５０５のフリー層と接続されている。ＴＭＲ素子５０５の反強磁性体層は第３の配線５０７を介して下層に形成されたトランジスタ５０８のドレインに接続されている。配線５０７の下方には、上部配線５０６と直交する方向に下部配線５０９（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…）が設けられている。２つの配線５０６、５０９に電流を流すことで、それらの交点近傍に合成磁場を発生させる。そのとき、電流の方向によりフリー層の磁化方向を設定することができる。これにより、ＴＭＲ素子５０５の抵抗値を変化させることができる。データの読み出しは、読み出すＴＭＲ素子５０５に接続されたトランジスタ５０８を配線５１０（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、…）によりオン状態にする。配線５０６よりＴＭＲ素子５０５に電圧を印加し、流れる電流でＴＭＲ素子の抵抗値を評価する。それにより、ＴＭＲ素子５０５のデータを読み出すことができる。アステロイド方式によれば、メモリセルサイズにほぼ反比例して、フリー層の磁化を反転させるために必要な反転磁界が大きくなる。つまり、メモリセルが微細化されるにつれて、書き込み電流が増加する傾向にある。
【０００５】
微細化に伴う書き込み電流の増加を抑制することができる書き込み方式として、「スピン注入方式（例えば、非特許文献３参照）」が提案されている。スピン注入（ｓｐｉｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）方式によれば、強磁性導体にスピン偏極電流（ｓｐｉｎ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  ｃｕｒｒｅｎｔ）が注入され、その電流を担う伝導電子のスピンと導体の磁気モーメントとの間の直接相互作用によって磁化が反転する（以下、「スピン注入磁化反転：Ｓｐｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ」と参照される）。
【０００６】
以下、メモリセルに用いる磁気抵抗素子のスピン注入磁化反転の概略について説明する。図２は、磁気抵抗素子におけるスピン注入磁化反転の一例を示す概略図である。図２において、磁気抵抗素子は、フリー層６０１と、ピン層６０３と、トンネルバリヤ層６０２とを備えている。フリー層６０１は、磁化の向きが反転可能である。ピン層６０３は、磁化の向きが固定されている。トンネルバリヤ層６０２は、フリー層６０１とピン層６０３とに挟まれた非磁性層である。ピン層６０３は、フリー層６０１よりも厚くなるように形成されており、スピン偏極電流を作る機構（スピンフィルター）としての役割を果たす。フリー層１０１とピン層１０３の磁化の向きが平行である状態はデータ“０”に対応付けられ、それらが反平行である状態はデータ“１”に対応付けられている。
【０００７】
図２に示されるスピン注入磁化反転は、ＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｔｏ  Ｐｌａｎｅ）方式により実現され、書き込み電流は膜面に垂直に注入される。具体的には、データ“０”からデータ“１”への遷移時、電流はピン層６０３からフリー層６０１へ流れる。この場合、スピンフィルターとしてのピン層６０３と同じスピン状態を有する電子が、フリー層６０１からピン層６０３に移動する。そして、スピントランスファー（スピン角運動量の授受）効果により、フリー層６０１の磁化が反転する。一方、データ“１”からデータ“０”への遷移時、電流の方向は逆転し、電流はフリー層６０１からピン層６０３へ流れる。この場合、スピンフィルターとしてのピン層６０３と同じスピン状態を有する電子が、ピン層６０３からフリー層６０１に移動する。スピントランスファー効果により、フリー層６０１の磁化が反転する。このように、スピン注入磁化反転では、スピン電子の移動によりデータの書き込みが行われる。膜面に垂直に注入されるスピン偏極電流の方向により、フリー層６０１の磁化の向きを規定することが可能である。
【０００８】
データを記憶する装置の他の例として、フラッシュメモリ（Ｆｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙ）があげられる。フラッシュメモリでは、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造を持つトランジスタをメモリセルに用いる。そのトランジスタのゲート絶縁体部分に電荷を蓄える機能を設け、ここに蓄える電荷の量によってソース・ドレイン間の抵抗をシフトさせることができる。データにより蓄える電荷の量を制御することで、ゲート電圧を印加してトランジスタをオン状態にしたときの抵抗を変化させ、この抵抗値の相違を判別することで、データを読み出す装置である。フラッシュメモリは電源を切っても電荷がなくならないことから、不揮発性記憶装置である。
【０００９】
データを記憶する装置の更に他の例として、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）があげられる。ＤＲＡＭでは、金属／絶縁体／金属構造の容量とトランジスタでメモリセルが構成され、容量に電荷を蓄え、トランジスタをオフ状態とすることで、データを記憶する。読み出すときには、トランジスタをオン状態にして容量から流れ出る電荷で変化する配線電位によりデータを判別する。ＤＲＡＭは電源を切ると容量の電荷がなくなってしまうことから、揮発性記憶装置である。更に他の例としては、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  ＲＡＭ）も考えられる。
【００１０】
データを記憶する装置の別の例として、ハードディスクドライブがあげられる。図３は、ハードディスクドライブの構成の一例を示す概略図である。ハードディスクドライブは、磁気ディスク７１０と、磁気ヘッド７０４と、磁気ヘッド位置移動装置７０２とを有する。磁気ディスク７１０は、磁性体が形成されている。磁気ヘッド７０４は、微小領域に磁場を発生させて磁気ディスク７１０の磁化状態を変化させてデータを書き込む。磁気ヘッド位置制御装置７０２は、磁気ヘッド７０４を動かす機構、及び、この機構を制御して磁気ヘッド７０４を正確に所望の位置に移動する制御機構を含む。磁気ディスク７１０は、高速で回転している。磁気ディスク７１０では、磁性体膜面が、物理的又は磁気的なマークにより、円周に沿ったトラック７１２と呼ばれるドーナツ状の領域に分割されている。トラック７１２は、円周方向に細かく分割されてデータ１つ１つに割り振られた記憶領域７１４を有している。データはその磁性体の磁化方向７２０により記憶されている。磁気ヘッド７０４は、磁気ディスク７１０から漏れてくる磁場を検出し、電気信号に変換する機能も備える。これを処理することにより、磁気ディスク７１０に記録されたデータを再生する。
【００１１】
関連する技術として、特開２００８−２９００号公報に半導体装置のスクリーニング方法と装置並びにプログラムが開示されている。このスクリーニング装置は、テスト装置による、被試験デバイスに関する予め定められた所定の物理量の測定結果から、被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布を導出する第１の手段と、前記被試験デバイスの集合に関する前記物理量の分布から、物理量が予め定められた所定の判定基準に該当する被試験デバイスを選別対象として特定する第２の手段と、を備えている。
【００１２】
特開２００８−１８１５７７号公報に強誘電体メモリ装置および強誘電体メモリ装置のスクリーニング方法が開示されている。この強誘電体メモリ装置のスクリーニング方法は、強誘電体メモリセルにデータを書込む書込ステップと、動作モードを前記検査モードとして強誘電体メモリセルに出力電流容量が増大された読出電圧を供給してデータの読出しを行う読出ステップと、読出ステップにおいて読出されたデータと書込ステップにおいて書き込まれたデータが一致するか否かを判定する判定ステップと、を含んでいる。
【００１３】
特開２００８−２６９７８４号公報に半導体記憶装置が開示されている。この半導体記憶装置は、互いに交差する多数のワード線及び多数のビット線対と、前記多数のワード線及び多数のビット線対の各交差部に行列状に設けられた多数のメモリセルからなるメモリセルアレイと、行アドレス信号を受け、受けた行アドレス信号に基づいて前記多数のワード線を選択的に駆動するワード線駆動回路と、前記多数のビット線対ごとに設けられ、各ビット線対の電位差を増幅するセンスアンプ回路と、列アドレス信号を受け、受けた列アドレス信号に基づいて前記多数のビット線対のうちのいずれかを選択し、外部とのデータの入出力を行なう列選択回路と、複数の動作モードを有し、前記複数動作モードのうちの第１の動作モード時において、前記ビット線対の電位差を増幅する増幅電圧の振幅を、第２の動作モード時における前記増幅電圧の振幅よりも大きく設定するセンスアンプ駆動回路と、前記第１の動作モード時に、前記ワード線駆動回路が前記多数のワード線に対して所定本数おきに且つ一の動作サイクルで複数のワード線を駆動できるように前記ワード線を選択する複数ワード線選択手段と、前記第１の動作モード時に、前記多数のビット線対のうちの複数のビット線対を一の動作サイクルで選択し、選択した複数のビット線対に対してデータの入出力を行なう複数ビット線選択手段を備えている。前記多数のワード線は予備のワード線を含む。前記メモリセルアレイは前記予備のワード線に駆動される予備のメモリセルを有する。前記第１の動作モード時に前記複数ワード線選択手段により駆動される前記複数のワード線には、所定本数おきに選択される前記予備のワード線が含まれている。
【００１４】
特開２００４−５９７３号公報（対応米国特許ＵＳ６９０１０１４（Ｂ２））に半導体メモリ装置及びその不良セルをスクリーニングする方法並びに半導体メモリ装置の配置方法が開示されている。このスクリーニングする方法は、クロック及びテスト信号により発生されるセルパワー制御信号に応答してメモリセルの不良の有無をスクリーニングする。メモリセルにデータを書き込む段階と、所定のクロックサイクル間の期間中において、第１ロジックレベルのセルパワー制御信号に応答してメモリセルへの電源電圧の供給を遮断する段階と、所定の前記クロックサイクル間の期間中において、第２ロジックレベルの前記セルパワー制御信号に応答してメモリセルに電源電圧を供給し、メモリセルのデータを読み出す段階と、クロックの一サイクル毎に、第１ロジックレベルと第２ロジックレベルのセルパワー制御信号が交代で印加され、セルパワー制御信号が第１ロジックレベルである時に電源電圧を遮断した状態でメモリセルにデータを書き込み、セルパワー制御信号が第２ロジックレベルである時に電源電圧を供給した状態で前記メモリセルのデータを読み出す段階と、を含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−００２９００号公報
【特許文献２】特開２００８−１８１５７７号公報
【特許文献３】特開２００８−２６９７８４号公報
【特許文献４】特開２００４−００５９７３号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】Ｒｏｙ  Ｓｃｈｅｕｅｒｌｅｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，“Ａ  １０ｎｓ  Ｒｅａｄ  ａｎｄ  Ｗｒｉｔｅ  Ｎｏｎ−Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｒｒａｙ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ＦＥＴ  Ｓｗｉｔｃｈ  ｉｎ  ｅａｃｈ  Ｃｅｌｌ”，２０００  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ＤＩＧＥＳＴ  ＯＦ  ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ  ＰＡＰＥＲＳ，ｐｐ．１２８−１２９．
【非特許文献２】Ｍ．Ｄｕｒｌａｍ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ  ＲＡＭ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ”，２０００  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，ＤＩＧＥＳＴ  ＯＦ  ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ  ＰＡＰＥＲＳ，ｐｐ．１３０−１３１．
【非特許文献３】Ｙａｇａｍｉ  ａｎｄ  Ｓｕｚｕｋｉ，  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｓｐｉｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  （スピン注入磁化反転の研究動向），日本応用磁気学会誌，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．９，２００４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
前述のようなデータの書き込みを行う記憶装置では、記憶部位（例示：メモリセル、記憶領域）の特性のばらつきや装置形成中にゴミが混入するなどの異常により、書き込み特性にばらつきが生じてしまう場合がある。特に、ある程度は正常に書き込めるが、間欠的に書き込みエラーが発生するような特性になっている場合であっても、これを適切に検出して記憶部として使用しないよう処理する必要がある。従来は、高温や低温、高電圧や低電圧で書き込み試験を行い書き込みができなくなる部分を検出してから出荷する方法や、フラッシュメモリのように使用時に書き込むたびに所望のデータが書き込めているか確認して書き込めていなければ再書き込みを行う方法がとられていた。後者の場合には書き込み処理に時間がかかってしまうので好ましくない。そのため、前者の場合のように製造後に不良部分が検出できることが望ましい。しかし、前者の方法では発生確率が低い場合、検出できないことがあり、十分なスクリーニングができず、高信頼性の記憶装置を得ることが困難という問題があった。
【００１８】
従って、本発明の目的は、記憶装置の不良部位を効果的にスクリーニングする方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の記憶装置のスクリーニング方法は、複数の記憶部位と、データ書き込み手段と、データ読み出し手段とを有する記憶装置について、少なくとも一つの環境条件の下で、その複数の記憶部位のうちの所定の記憶部位にデータの書き込みを複数回行ったときの、その複数回の書き込みの結果のばらつきを示す特性値を取得するステップと、その特性値と予め設定された第１設定値とを比較して、その所定の記憶部位が不良か否かを判定するステップとを具備する。
【００２０】
本発明のプログラムは、上記の記憶装置のスクリーニング方法をスクリーニング装置としてのコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２１】
本発明の記憶装置のスクリーニング装置は、特性値取得部と、判定部とを具備する。特性値取得部は、複数の記憶部位と、データ書き込み手段と、データ読み出し手段とを有する記憶装置について、少なくとも一つの環境条件の下で、前記複数の記憶部位のうちの所定の記憶部位にデータの書き込みを複数回行ったときの、前記複数回の書き込みの結果のばらつきを示す特性値を取得する。判定部は、前記特性値と予め設定された第１設定値とを比較して、前記所定の記憶部位が不良か否かを判定する。
【００２２】
本発明の記憶装置は、複数の記憶部位と、データ書き込み手段と、データ読み出し手段と、制御回路とを具備する。データ書き込み手段は、複数の記憶部位にデータを書き込む。データ読み出し手段は、複数の記憶部位の記憶されたデータを読み出す。制御回路は、上記のスクリーニング方法を実行する。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、記憶装置の不良部位を効果的にスクリーニングする方法及び装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、ＭＲＡＭの構成の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、磁気抵抗素子におけるスピン注入磁化反転の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、ハードディスクドライブの構成の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るスクリーニング装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係るスクリーニング装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第１、３の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作を示すフロー図である。
【図７】図７は、図６のステップＳ２で得られる各記憶部位の評価値の一例を示すグラフである。
【図８】図８は、ステップＳ４での判定方法の一例を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作を示すフロー図である。
【図１０】図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作を示すフロー図である。
【図１１】図１１は、記憶部位の性質と読み出し判定基準と書き込み不良確率との関係の一例を示すグラフである。
【図１２】図１２は、記憶部位の性質と読み出し判定基準と書き込み不良確率との関係の他の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の記憶装置のスクリーニング装置及び記憶装置のスクリーニング方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る記憶装置のスクリーニング装置及び記憶装置のスクリーニング方法について説明する。
【００２７】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るスクリーニング装置の構成について説明する。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るスクリーニング装置の構成を示すブロック図である。このスクリーニング装置１は、コンピュータに例示される情報処理装置であり、図示されていないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、内蔵記憶装置と、入力装置と、出力装置と、インターフェースとを備えている。ＣＰＵ、内蔵記憶装置、入力装置、出力装置、及びインターフェースは、バスやケーブルにより互いに情報の送受信が可能に接続されている。内蔵記憶装置は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ、及びＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）ドライブに例示される。入力装置は、キーボード、及びマウスに例示される。出力装置は、ディスプレイやプリンタに例示される。インターフェースは、評価対象２０としての記憶装置（例示：ＭＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、メモリ内蔵マイクロコンピュータ、ＨＤＤ）に双方向通信可能に接続されている。インターフェースは、評価対象２０をテストするためのテスタやプローバを含んでいても良い。例えば、評価対象２０がＭＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、メモリ内蔵マイクロコンピュータなどの半導体装置の場合、ＬＳＩテスタ及びそのプローバである。
【００２８】
ＣＰＵは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体やネットワークを介して内蔵記憶装置（例示：ＨＤＤ）にインストールされたコンピュータプログラムをＲＡＭに展開する。そのコンピュータプログラムは、評価対象２０を評価（スクリーニング）するためのコンピュータプログラムを含んでいる。ＣＰＵは、展開されたコンピュータプログラムを実行して、必要に応じて内蔵記憶装置や入力装置や出力装置のようなハードウエアを制御しながら、当該コンピュータプログラムの情報処理を実現する。すなわち、ＣＰＵは、テスタやプローバを制御しながら、評価対象２０に対する測定を実施し、測定結果を評価し、評価結果から評価対象２０のスクリーニングを実施する。なお、ＣＰＵは、テスタ内のＣＰＵに、当該情報処理を実施させても良い。内蔵記憶装置は、コンピュータプログラムを記録し、ＣＰＵが利用する情報や生成する情報を記録する。入力装置は、ユーザに操作されることにより生成される情報をＣＰＵや記憶装置に出力する。出力装置は、ＣＰＵにより生成された情報や記憶装置の情報をユーザに認識可能に出力する。
【００２９】
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るスクリーニング装置１の構成を示す機能ブロック図である。スクリーニング装置１は、評価対象２０である記憶装置について、その性能を評価してスクリーニングを実行する。スクリーニング装置１は、コンピュータに例示される情報処理装置に、本発明の実施の形態に係るスクリーニングプログラム（スクリーニング方法）をインストールすることでその機能を実現している。スクリーニング装置１は、その機能として、書き込み部１１、評価値測定部１２、特性値算出部１３、及び判定部１４を備えている。
【００３０】
書き込み部１１は、評価対象２０の記憶装置における各記憶部位に所望のデータを書き込む。評価値測定部１２は、データが書き込まれた各記憶部位について、そのデータの判別（データの読み出し）に用いられる評価値（例示：抵抗値、電圧値、電流値、電荷量）を測定する。ただし、評価値としては、アナログ値、又は離散的な値を用いることができる。特性値算出部１３は、書き込み部１１及び評価値測定部１２による複数回の書き込み及びそれに対応する複数回の測定により得られた各記憶部位の複数の評価値について、記憶部位毎に、ばらつきを示す特性値（例示：標準偏差、最大値と最小値との差）を算出する。判定部１４は、算出された特性値を所望の範囲と比較して、各記憶部位が異常かどうか判定する。
【００３１】
評価対象２０の記憶装置は、複数の記憶部位（図示されず）と、少なくとも一つのデータ書き込み手段（図示されず）と、少なくとも一つのデータ読み出し手段（図示されず）とを有している。記憶部位は、データを記憶する。データ書き込み手段は、記憶部位にデータを書き込む。データ読み出し手段は、記憶部位のデータを読み出す。
【００３２】
記憶装置は、評価値測定部１２による測定が可能なように、データが書き込まれた各記憶部位について、そのデータの判別に用いられる評価値（例示：抵抗値、電圧値、電流値、電荷量）を測定できる構成を有していることが好ましい。例えば、データの判別に用いられる評価値が、ビット線の電位の場合、センスアンプのようにビット線の電位をハイレベル又はローレベルのいずれかで出力するのではなく、ビット線の電位そのもの又はそれに対応する値を出力できる構成である。そのような構成としては、例えば、ビット線の電位を複数の基準電位との比較により評価するような回路が考えられる。データ読み出し手段が、そのような評価値を測定できる構成を兼ね備えていても良い。スクリーニング装置１は、そのような構成により測定された評価値を用いる。また、評価対象２０の記憶装置がそのような構成を有していない場合、データの判別に用いられる評価値をそのままスクリーニング装置１へ出力可能な構成としてもよい。上記の例でいえば、ビット線の電位をそのままスクリーニング装置１へ出力可能な構成としてもよい。
【００３３】
あるいは、記憶装置の内部に、スクリーニング装置１の書き込み部１１、評価値測定部１２、特性値算出部１３、及び判定部１４に相当する各機能を実行する制御回路（図示されず）を有していても良い。そのような制御回路としては、例えばＣＰＵコア及びそのＣＰＵコアに実行させるプログラムを格納したＲＯＭに例示される。
【００３４】
次に、本発明の第１の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作について説明する。
図６は、本発明の第１の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作（スクリーニング方法）を示すフロー図である。
【００３５】
書き込み部１１は、評価対象２０の記憶装置における複数の記憶部位にそれぞれ所望のデータを書き込む（ステップＳ１）。評価値測定部１２は、データが書き込まれた各記憶部位について、そのデータの判別（データの読み出し）に用いられる評価値（例示：抵抗値、電圧値、電流値、電荷量）を測定する（ステップＳ２）。その後、書き込んだデータを消去した後、再び、ステップＳ１及びステップＳ２を実施する。すなわち、ステップＳ１及びステップＳ２は、複数回実施される。その結果、各記憶部位において複数の評価値が得られる。
【００３６】
図７は、ステップＳ２で得られる各記憶部位の評価値の一例を示すグラフである。横軸は記憶部位の評価値を示し、縦軸はある評価値の発生する頻度である。このグラフは、複数の記憶部位のうち、ある記憶部位１の場合（実線）と、ある記憶部位２の場合（破線）を例示している。記憶部位に同じ値（例示：“１”）を毎回書き込めば、理想的には、評価値は毎回同じ値のみを示すはずであり、したがって棒状のグラフになるはずである。しかし、製造ばらつき等が存在するため、評価値は、平均値を中心として釣鐘型の分布（例示：ガウス分布）を示す場合が多い。このグラフの例では、記憶部位１では、その評価値は評価値ｖ１を中心とした釣鐘型の分布であるが、中心に概ね集中している。一方、記憶部位２では、その評価値は評価値ｖ２を中心とした釣鐘型の分布であるが、記憶部位１の場合と比較してばらつきが大きくなっている。
【００３７】
特性値算出部１３は、複数回の書き込み（Ｓ１）及びそれに対応する複数回の測定（Ｓ２）により得られた各記憶部位の複数の評価値（例示：図７のグラフ）について、記憶部位毎に、ばらつきを示す特性値（例示：標準偏差、最大値と最小値との差）を算出／抽出する（ステップＳ３）。
【００３８】
判定部１４は、算出された特性値を、予め設定された所望の範囲と比較して、各記憶部位が異常かどうか判定する（ステップＳ４）。そして、特性値が所望の範囲外の場合、当該記憶部位は不良記憶部位であると判定する。また、特性値が所望の範囲内の場合、当該記憶部位は正常記憶部位であると判定する。不良記憶部位と判定された記憶部位は、必要であればその記憶部位を使用しないように処理／設定される。
【００３９】
図８は、ステップＳ４での判定方法の一例を示すグラフである。横軸は各記憶部位のばらつきを示す特性値を示す。この図の例では、予め設定された所望の範囲として、「判定基準値Ｒ０以下」が設定されているものとする。この場合、記憶部位１の特性値Ｒ１は判定基準値Ｒ０以下なので、記憶部位１は範囲内、すなわち正常記憶部位と判定される。一方、記憶部位２の特性値Ｒ２は判定基準値Ｒ０より大きいので、記憶部位２は範囲外、すなわち不良記憶部位と判定される。
【００４０】
また、書き込みと読み出しを繰り返し、複数のデータ判別基準（読み出し時に評価値が正常に書き込めた値か否かを判別する基準）における書き込み不良確率（正常書き込み確率）を特性値として評価し、この特性値が変化する範囲が評価値のばらつきを示すことを利用してもよい。
【００４１】
データ判定に用いられる評価値に異常が発生する原因として次の例が考えられる。一般的にデータの書き込みは、所望の記憶部位にエネルギーを与え、初期状態であるエネルギーの谷からエネルギーバリアを超えさせて別のエネルギーの谷に変化させることで行う。このときエネルギーの谷が一つの場合は書き込み後、エネルギーが最も小さい状態に一義的になる。しかし、いくつかのエネルギーの谷がある場合では、データ書き込み後の状態が書き込み毎に異なる可能性がある。エネルギーの谷が複数ある場合、所望の状態まで変化せずに途中で止まり、データ判定に用いる評価値の変化が不十分になり、書き込み不良となる場合がある。本発明により書き込み後の記憶部位の状態の繰り返し安定性を評価することで、書き込み不良となる可能性を持つ異常記憶部位を検出できる。このような原因の場合、エネルギーの谷の存在を効率的に検出するには、エネルギーの谷に落ちやすく、また熱擾乱により谷から出難い条件で評価することが望ましい。このため、書き込み手段をゆっくり変化させる方法や、低温（たとえば１０℃〜−２７３℃）で評価する方法が有効である。
【００４２】
上記第１の実施の形態に依れば、データ判別に用いる評価値の書き込み毎のばらつきを示す特性値に異常がある記憶部位を検出できるようになる。このため、書き込み異常となる可能性のある不良記憶部位を効果的に検出することが可能となり、高信頼性の記憶装置が得られる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る記憶装置のスクリーニング装置及び記憶装置のスクリーニング方法について説明する。
【００４４】
本実施の形態は、第１の実施の形態と比較すると、スクリーニング方法において、環境パラメータ（例示：温度、外部印加磁場、光照射、書き込み時間、書き込みの急峻性、書き込み強度）が異なる複数の条件で、評価値の測定や特性値の算出／抽出を行う点が相違している。以下、相違点について、説明する。
【００４５】
スクリーニング装置の構成は図４及び図５に示すとおりである。
ただし、書き込み部１１、評価値測定部１２、及び特性値算出部１３は、環境パラメータが異なる複数の条件で、それぞれデータの書き込み、評価値の測定、及び特性値の算出／抽出を行う。複数の条件は、例えば予めスクリーニング装置１の内蔵記憶装置（図示されず）に格納されている。スクリーニング時における、複数の条件における環境パラメータの設定／変更は、例えば特性値算出部１３が、評価対象２０をテストするテスタを介して実施する。特性値算出部１３は、環境パラメータが異なる複数の条件により算出された複数の特性値に基づいて、環境パラメータ依存性を示す第２の特性値を算出／抽出する。判定部１４は、その第２の特性値を、予め設定された所望の範囲と比較して、各記憶部位が異常かどうか判定する。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作について説明する。
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作（スクリーニング方法）を示すフロー図である。
【００４７】
書き込み部１１は、まず、設定された環境パラメータの状態において、評価対象２０の記憶装置における複数の記憶部位にそれぞれ所望のデータを書き込む（ステップＳ１１）。評価値測定部１２は、データが書き込まれた各記憶部位について、そのデータの判別（データの読み出し）に用いられる評価値（例示：抵抗値、電圧値、電流値、電荷量）を測定する（ステップＳ１２）。その後、書き込んだデータを消去した後、再び、ステップＳ１１及びステップＳ１２を実施する。すなわち、ステップＳ１１及びステップＳ１２は、複数回実施される。その結果、第１の環境パラメータについて、各記憶部位において、複数の評価値が得られる。その後、特性値算出部１３は、複数回の書き込み（Ｓ１）及びそれに対応する複数回の測定（Ｓ２）により得られた各記憶部位の複数の評価値について、記憶部位毎に、ばらつきを示す特性値を算出／抽出する（ステップＳ１３）。
【００４８】
特性値算出部１３は、予め設定された全ての環境パラメータについて、データの書き込み（Ｓ１１）／評価値の測定（Ｓ１２）／特性値の算出（Ｓ１３）を実施したか否かを判定する（ステップＳ１４）。全ての環境パラメータについて実施していない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、特性値算出部１３は、の環境パラメータを変更して、テスタに対して設定する（ステップＳ１５）。その後、プロセスはステップＳ１１へ戻る。全ての環境パラメータについて実施している場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、プロセスはステップＳ１６へ進む。
【００４９】
特性値算出部１３は、更に、複数の環境パラメータに対応して得られた複数の特性値に基づいて、それら複数の特性値の環境パラメータ依存性である第２の特性値を算出／抽出する（ステップＳ１６）。例えば、ばらつきの特性値が標準偏差で、環境パラメータが温度である場合、第２の特性値としては標準偏差に関する温度変化率が考えられる。
【００５０】
判定部１４は、算出された第２の特性値を、予め設定された所望の範囲と比較して、各記憶部位が異常かどうか判定する（ステップＳ１７）。そして、特性値が所望の範囲外の場合、当該記憶部位は不良記憶部位であると判定する。また、特性値が所望の範囲内の場合、当該記憶部位は正常記憶部位であると判定する。不良記憶部位と判定された記憶部位は、必要であればその記憶部位を使用しないように処理／設定される。
【００５１】
なお、ステップＳ１３の後であって、ステップＳ１６の前に、図６のステップＳ４を実行して、ステップＳ１７の前段階で、そのステップＳ４で不良となった記憶部位を不良記憶部位として検出していても良い。それにより、不良記憶部位をより確実に検出できる。
【００５２】
上記第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、特性値に加え、少なくとも一つの環境パラメータの特性値への影響を異常判定に用いるため、書き込み特性に異常を持つ記憶部位の検出力を向上することができる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る記憶装置のスクリーニング装置及び記憶装置のスクリーニング方法について説明する。
【００５４】
本実施の形態では、評価対象２０である記憶装置は、複数の記憶部位（図示されず）と、少なくとも一つのデータ書き込み手段（図示されず）と、少なくとも一つのデータ読み出し手段（図示されず）とを有する。データ書き込み手段により各記憶部位の評価値（例示：抵抗値、電圧値、電流値、電荷量）が制御され、書き込まれる。データ読み出し手段によって各記憶部位の評価値が測定され、書き込まれていたデータが判別される。データ読み出し手段は、記憶部位の評価値のばらつきを把握する機能（回路）も有する。各記憶部位では２値、もしくは多値のデータに相当する評価値の制御が行われる。
【００５５】
すなわち、書き込み部１１は、データ書き込み手段を制御して、評価対象２０の記憶装置における各記憶部位に所望のデータを書き込む。評価値測定部１２は、データ読み出し手段を制御して、データが書き込まれた各記憶部位について、そのデータの判別（データの読み出し）に用いられる評価値（例示：抵抗値、電圧値、電流値）を測定する。特性値算出部１３は、データ読み出し手段を制御して、書き込み部１１及び評価値測定部１２による複数回の書き込み及びそれに対応する複数回の測定により得られた各記憶部位の複数の評価値について、記憶部位毎に、ばらつきを示す特性値（例示：標準偏差、最大値と最小値との差）を算出する。判定部１４は、算出された特性値を所望の範囲と比較して、各記憶部位が異常かどうか判定する。このとき、既述のように、記憶装置の内部に、書き込み部１１、評価値測定部１２、特性値算出部１３、及び判定部１４に相当する各機能を実行する制御回路を有していても良い。
【００５６】
書き込み手段としては、電圧、電流、電荷量、磁場、光照射などで書き込みを行う手段があげられる。データ判別に用いる記憶部位の評価値としては、抵抗値、電流値、電位、電荷量、磁場量などがあげられる。評価値のばらつきを示す特性値としては、最大値と最小値の差や、標準偏差などを用いることができる。
【００５７】
不良記憶部位と判定する範囲は、予め別の記憶装置の特性値の分布を評価してその値から範囲を決定したり、評価している記憶装置自体の特性値の分布から範囲を決定したりしてもよい。不良記憶部位は、不良記憶部位や不良記憶部位を含む記憶部位群を別の記憶部位群と置き換えて記憶領域として使用しないようにする。不良記憶部位を使用しない処理は記憶装置内で行っても、記憶装置に接続した別装置で処理をしてもよい。また、不良の発生位置や数、発生確率によっては通常記憶部位と同様に利用し、データ補正回路を用いてデータを補正することも可能であるため、必ずしも不良記憶部位を使用しない処理を行わなくてもよい。これらの第３の実施の形態の手順は、記憶装置とは別の評価装置を用いて行ってもよいし、手順のすべて、もしくは一部を行う機能を半導体集積回路などで実現して記憶装置に装備してもよい。
【００５８】
なお、本発明の第１の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作については、上述のように一部機能が記憶装置内の機能で実行される場合を除いて、第１の実施の形態と同様である（図６）のでその説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、評価対象２０としての記憶装置にテスト機能が備わっているので、スクリーニング装置１の構成を簡略化することができる。
【００６０】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る記憶装置のスクリーニング装置及び記憶装置のスクリーニング方法について説明する。
【００６１】
本実施の形態では、第３の実施の形態の記憶装置と同様に、評価対象２０である記憶装置が複数の記憶部位と、少なくとも一つのデータ書き込み手段と、少なくとも一つのデータ読み出し手段とを有している。そして、第３の実施の形態のと異なり、スクリーニング方法において、正常に書き込みが行われたか否かの読み出しの判別基準が異なる複数の条件における、特性値として書き込み不良確率（書き込み成功確率）を用いて、各記憶部位の不良判定を行っている。以下、相違点について、説明する。
【００６２】
スクリーニング装置の構成は図４及び図５に示すとおりである。
ただし、書き込み部１１、評価値測定部１２、及び特性値算出部１３は、正常に書き込みが行われたか否かの読み出し判別基準が異なる複数の条件で、それぞれデータ書き込み手段を用いたデータ書き込み、データ読み出し手段を用いたデータ読み出しと書き込みの成否の判定、及び記憶部位毎の書き込み不良確率（書き込み成功確率）の算出と書き込み不良（書き込み成功）の記憶部位の検出を行う。スクリーニング時における、複数の条件における読み出し判別基準の設定／変更は、例えば特性値算出部１３が、評価対象２０をテストするテスタを介して実施する。判定部１４は、その複数の読み出し判別基準に基づいて検出された書き込み不良（書き込み成功）の記憶部位により、各記憶部位が異常かどうか判定する。
【００６３】
次に、本発明の第４の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作について説明する。
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るスクリーニング装置の動作（スクリーニング方法）を示すフロー図である。
【００６４】
書き込み部１１は、設定された第１の読み出し判別基準Ｃ１の状態において、データ書き込み手段を制御して、評価対象２０の記憶装置における複数の記憶部位にそれぞれ所望のデータを書き込む（ステップＳ２１）。評価値測定部１２は、データ読み出し手段を制御して、データが書き込まれた各記憶部位について、そのデータの読み出しを行い、第１の読み出し判別基準（例示：抵抗値、電圧値、電流値）を基準として正常に書き込めたか否か（例示：第１の読み出し判別基準以上か否か）を判別する（ステップＳ２２）。その後、書き込んだデータを消去した後、再び、ステップＳ２１及びステップＳ２２を実施する。すなわち、ステップＳ２１及びステップＳ２２は、複数回実施される。その結果、第１の読み出し判別基準１について、各記憶部位において、正常に書き込めたか否かの複数の判別結果が得られる。その後、特性値算出部１３は、複数回の書き込み（Ｓ２１）及びそれに対応する複数回の判別結果（Ｓ２２）により得られた各記憶部位の複数の判別結果について、記憶部位毎に、特性値としての書き込み不良確率（書き込み成功確率）を算出／抽出する（ステップＳ２３）。特性値算出部１３は、算出された書き込み不良確率（書き込み成功確率）が所望の確率以下もしくは以上の条件を満たす記憶部位を検出する（ステップＳ２４）。
【００６５】
図１１は、記憶部位の性質と読み出し判別基準と書き込み成功確率との関係の一例を示すグラフである。横軸は読み出し判別基準（例示：抵抗値、電圧値、電流値）を示し、縦軸は書き込み成功確率を示す。このグラフは、記憶部位１（実線）及び記憶部位２（破線）に固有な特徴を示している。すなわち、ある読み出し判別基準で読み出しを行ったときの成功確率を示している。図１１では、横軸の右側で成功確率が減少し、読み出しが厳しい条件となる様子を示している。
【００６６】
判定値１は、記憶部位が不良記憶部位か否かを判定する所望の不良確率又は成功確率である。このグラフの例では判定値１として不良確率１％（成功確率９９％）が設定されている。第１の読み出し判別基準Ｃ１は図の矢印で示す値とする。ただし、この第１の読み出し判定基準Ｃ１は、記憶装置の通常の読み出し基準そのものの値ではなく、ばらつきの分布における裾の範囲に設定された値である。従って、この読み出し判定基準Ｃ１で不良である（書き込みができていない）と検出された記憶部位は、製品の基準としては必ずしも不良記憶部位とは言えない。ここでは、判定値１以下（成功確率９９％以下もしくは不良確率１％以上）の記憶部位が検出される。従って、記憶部位１の場合（実線）、書き込み成功確率が判定値１よりも低いので、所定条件を満たす記憶部位として検出される。同様に、記憶部位２の場合（破線）、書き込み成功確率が判定値１よりも低いので、所定条件を満たす記憶部位として検出される。
【００６７】
特性値算出部１３は、予め設定された次の読み出し判別基準があるか否かを判定する（ステップＳ２５）。次の読み出し判別基準がある場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、この場合、第２の読み出し判別基準Ｃ２が設定されている。特性値算出部１３は、読み出し判別基準を第２の読み出し判別基準Ｃ２に変更して、例えばテスタに対して設定する（ステップＳ２６）。プロセスはステップＳ２１へ戻る。その後、所定条件を満たす記憶部位として検出された記憶部位（図１１の記憶部位１、２など）に関して、変更された読み出し判別基準基づいて、データの書き込み（Ｓ２１）／判別（Ｓ２２）／書き込み不良確率の算出（Ｓ２３）／所定条件を満たす記憶部位の検出（ステップＳ２４）を実施する。
【００６８】
なお、第２の読み出し判別基準Ｃ２を用いたデータの書き込み等（Ｓ２１〜Ｓ２４）は、全ての記憶部位で行っても良い。その場合、Ｓ２７では、全ての読み出し判別基準での検出結果のＡＮＤを取ることで、不良記憶部位を検出できる。
【００６９】
ただし、第２の読み出し判別基準Ｃ２は、第１の読み出し判別基準Ｃ１（図１１）より所望の量だけ厳しい（成功確率が低くなる）条件である。すなわち、この第２の読み出し判定基準Ｃ２は、第１の読み出し判断基準Ｃ１と比較して、ばらつきの分布における、より裾の範囲（中心からより遠い範囲）に設定された値である。この読み出し判定基準Ｃ２で正常である（書き込みができている）と検出された記憶部位は、不良記憶部位と言える。なぜなら、第１の読み出し判別基準Ｃ１で読み出しができなかったのにもかかわらず、より厳しい条件である第２の読み出し判別基準Ｃ２で読み出しが可能だからである。すなわち、書き込みのたびに評価値が変化するが、不良記憶部位においてはそのばらつきが特に大きいことを意味している。
【００７０】
図１２は、図１１と同じグラフである。ただし、所定条件を満たす記憶部位の検出（ステップＳ２４）において、記憶部位が不良記憶部位か否かを判定する所望の不良確率又は成功確率として判定値２を用いる。このグラフの例では判定値２として成功確率１％（不良確率９９％）が設定されている。第２の読み出し判別基準Ｃ２は図の矢印で示す値とする。ここでは、判定値２以上（成功確率１％以上もしくは不良確率９９％以下）の記憶部位が検出される。従って、記憶部位１の場合（実線）、書き込み成功確率が判定値２よりも低いので、所定条件を満たす記憶部位としては検出されない（すなわち、正常記憶部位として検出される）。一方、記憶部位２の場合（破線）、書き込み成功確率が判定値２よりも高いので、所定条件を満たす記憶部位として検出される。次の読み出し判別基準がない場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、プロセスはステップＳ２７へ進む。このように、読み出し判別基準Ｃ２は成功確率が低くなる条件としているため、判定値１の不良確率をＸ％（成功確率は１００−Ｘ％）とすると、判定値２の不良確率はＸ％より大（成功確率は１００−Ｘ％未満）の値を用いることになる。
【００７１】
判定部１４は、最終的に所定条件を満たす記録部位として検出された記憶部位を、不良記憶部位と判定する（ステップＳ２７）。不良記憶部位と判定された記憶部位は、必要であればその記憶部位を使用しないように処理／設定される。
【００７２】
必要であれば検出された記憶部位を使用しない処理を行う。本手順によると、第１の読み出し判別基準（図１１）では書き込み後の特性のばらつきの範囲内に判別基準がある記憶部位が選択できる。これらの記憶部位のうち、厳しい第２の読み出し判別基準（図１２）で書き込みが成功する確率があれば、記憶部位の特性が大きくばらついていることになり、このような異常な記憶部位を検出することができる。
【００７３】
別の方法として、前述の２つの判別基準による判定の順番を逆にしてもよい。すなわち、まず第１読み出し判別基準において所望の成功確率以上の記憶部位を検出し、次に第１読み出し判別基準から所望の量だけ緩い条件である第２読み出し判別基準で書き込みと読み出しを複数回行い、それぞれの書き込みで書き込みが成功したか失敗したかを判別し、その後、書き込み不良回数と書き込み試行回数から各記憶部位の書き込み不良確率を算出し、所望の不良確率以上となる記憶部位を検出し、不良記憶部位としてもよい。
【００７４】
第２の読み出し判別基準は、予め別の記憶装置で書き込み確率の判別基準依存性の分布を評価し決定するか、評価している記憶装置自体の分布から決めてもよい。第１の判別基準の試験範囲内で検出されなかった記憶部位は不良として処理するとよい。測定手順において、所望の複数の判別基準下での書き込み成功（不良）確率をすべての記憶部位について評価し、測定完了後に第１の読み出し判別基準と第２の読み出し判別基準に相当するデータを処理して不良記憶部位を検出してもよい。第２の読み出し判別基準を第１の読み出し判別基準のみの関数で決めるのではなく、第１の読み出し判別基準での書き込み成功（不良）率と第１の読み出し判別基準との関数としてもよい。たとえば第１の読み出し判別基準で書き込み成功率が１％の記憶部位については第２の読み出し判別基準を１０ずらすとすると、第１の読み出し判別基準で書き込み成功率が５０％の記憶部位は第２の読み出し判別基準を５ずらすなどの方法である。
【００７５】
不良記憶部位は、不良記憶部位や不良記憶部位を含む記憶部位群を別の記憶部位群と置き換えて記憶領域として使用しないようにする。不良記憶部位を使用しない処理は装置内で行っても、装置に接続した別装置で処理をしてもよい。また、不良の発生位置や数、発生確率によっては通常記憶部位と同様に利用し、データ補正回路によりデータを補正することも可能であるため、必ずしも不良記憶部位を使用しない処理を行わなくてもよい。
【００７６】
これらの第４の実施の形態の手順は、記憶装置とは別の評価装置を用いて行ってもよいし、手順のすべて、もしくは一部を行う機能を半導体集積回路などで実現して記憶装置に装備してもよい。
【００７７】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、個々の書き込みパラメータ依存性の値（例示：ばらつきを示す特性値）を求めず所望の範囲内かどうかだけ判定しているため、判定に要する時間が短くてすむという効果がある。
【００７８】
以下、上記各実施の形態を具体的に実施する実施例について説明する。
【００７９】
（第１実施例）
第１実施例では、評価対象２０を図３に示すようなハードディスクドライブとした場合のスクリーニング方法について説明する。このハードディスクドライブでは、書き込み磁気ヘッドに＋０．５ｍＡ流すとデータ［１］が、−０．５ｍＡ流すとデータ［０］がそれぞれ正常な磁気ディスクの書き込み領域に書き込むことができるとする。また、読み出し磁気ヘッドは感知される記憶媒体の磁場をアナログ電流値、又はデジタル電流値として出力する機能を有するとする。
【００８０】
スクリーニング方法（図６）を実施する場合、ある一連の書き込み領域に対し、（１）書き込み磁気ヘッドによりデータ［０１０１…］を書き込み（ステップＳ１に対応）、（２）読み出し磁気ヘッドにより読み出し信号強度を観測する（ステップＳ２に対応）。更に、（３）書き込み磁気ヘッドによりデータ［１０１０…］を書き込み（ステップＳ１に対応）、（４）読み出し磁気ヘッドにより読み出し信号強度を観測する（ステップＳ２に対応）。これにより、着目する書き込み領域及び隣接する書き込み領域が［０１］の場合と［１０］の場合をそれぞれ評価することができる。この４ステップを１００回繰り返すことで、着目する書き込み領域について、［０］を書き込んだ場合の１００回分のデータ、［１］を書き込んだ場合の１００回分のデータがそれぞれ得られる。それと同時に、隣接する書き込み領域についても、［０］を書き込んだ場合の１００回分のデータ、［１］を書き込んだ場合の１００回分のデータがそれぞれ得られる。
【００８１】
次に、それぞれの書き込み領域において、観測された信号強度とその頻度との関係に基づいて、隣接書き込み領域との間で発生する読み出し信号強度のばらつきを示す指標である標準偏差（特性値）を算出する（ステップＳ３に対応）。すべての書き込み領域について、その特性値を求める。そして、予め設定された判定基準（設定範囲）と各書き込み領域の特性値とを比較し、特性値が設定範囲外になる不良書き込み領域を検出する（ステップＳ４に対応）。不良書き込み領域が検出された場合、その不良書き込み領域があるトラックを使用しないように、ハードディスクドライブの制御機構に用意された不揮発性メモリに記憶する。
【００８２】
特性値としては、読み出し信号強度の最大値と最小値の差を用いてもよい。特性値の選択範囲は、評価しているハードディスクドライブの測定結果を用いて、その平均値や分散から設定してもよい。読み出し信号を評価する機能や、特性値の抽出、設定範囲との比較、不良書き込み領域の利用回避手順などを半導体集積回路で実現し、ハードディスクドライブに装備してもよい。
【００８３】
本第１実施例では、書き込み毎に読み出し信号強度が大きくばらつくような異常な書き込み領域を検出することで、書き込み不良が起こる可能性がある領域を検出できるようになる。
【００８４】
（第２実施例）
第２実施例では、評価対象２０を図１に示すようなＭＲＡＭとした場合のスクリーニング方法について説明する。本ＭＲＡＭでは、室温で２つの書き込み配線（例示：Ｂ１とＤ１）にそれぞれ１０ｎｓの間、＋５ｍＡ流すとデータ［１］が、−５ｍＡ流すとデータ［０］が正常なメモリセルに書き込むことができるとする。また本ＭＲＡＭは、読み出し時にセルに流れる電流値からセルの抵抗を計算し出力する機能を有するとする。
【００８５】
スクリーニング方法（図９）を実施する場合、室温において、あるメモリセルに対し、（１）−５ｍＡ、１０ｎｓでデータ［０］を書き込み、（２）データ［０］に初期化されているか読み出して確認し、（３）初期化が成功していた場合、５ｍＡ、１０ｎｓでデータ［１］を書き込み（ステップＳ１１に対応）、（４）抵抗評価機能を用いた読み出しを行うことで書き込んだセルの抵抗値を評価する（ステップＳ１２に対応）。この４ステップを１０００回繰り返し、５ｍＡで［１］を書いたときの各セルでの抵抗値のばらつきを評価する（ステップＳ１３に対応）。
【００８６】
同様にして、この評価（１）〜（４）を、上記（３）で流す電流値を５ｍＡから１ｍＡまで、０．１ｍＡステップで実施することで、いろいろな書き込み電流を用いたときのセルが取る抵抗値の分布が得られる。
【００８７】
書き込み電流が不足するとデータ［１］を書き込んでも［０］のままとなる。この抵抗値は［０］での抵抗値のばらつき評価データとして使用する。すなわち小さな［１］書き込み電流刺激があったとき、［０］のはずの抵抗値が変動しないか確認することになる。どちらに分類してよいかわからないような中間的な抵抗値が発生した場合や、初期化できない場合があったセルについては、不良セルとして分類する。
【００８８】
上記の［０］初期化後［１］書き込みの評価（図６のスクリーニング方法）と同様に、［１］初期化後［０］書き込みの評価（図６のスクリーニング方法）についても行う。
【００８９】
以上により、すべてのセルについて、繰り返し書き込みにより発生する各セルの抵抗のばらつきを示す特性値として、［０］及び［１］それぞれの抵抗値の最大値と最小値の差を求める（ステップＳ１３）。
【００９０】
次に、温度を低温（例示：−２０℃）として（ステップＳ１５に対応）、前述の評価を行い（ステップＳ１１〜Ｓ１３に対応）、低温での各メモリセルの特性値（抵抗値の最大値と最小値の差）を測定する（ステップＳ１３に対応）。それぞれの温度での特性値を前もって設定した値と比較して不良セルを検出する（図９に組み入れられた図６のステップＳ４に対応）。それとともに、各温度での特性値に基づいて、それら特性値の温度依存性を算出する（ステップＳ１６に対応）。そして、予め設定した温度依存性と各メモリセルの特性値の温度依存性を比較し、設定範囲外となるメモリセルを検出する（ステップＳ１７に対応）。検出されたメモリセルを使用しないようにするため、アドレスとメモリセルの関係を制御する制御用ＭＲＡＭを用意し、アクセス時にアドレスをシフトさせる処理を行う。
【００９１】
ここでは、環境パラメータとして温度を用いる例を示している。しかし、本発明はその例に限定されるものではなく、書き込み時間や外部印加磁場を用いることもできる。書き込み電流を徐々に変化させることで、立ち上がり、立ち下がりを傾斜させて評価してもよい。
【００９２】
本第２実施例では、１つの条件の繰り返しによりセル抵抗のばらつきを評価するだけでなく、環境パラメータ依存性も確認できるため、異常を持つ不良セルをより検出できるようになる。
【００９３】
（第３実施例）
第３実施例では、評価対象２０を図１に示すようなＭＲＡＭとした場合のスクリーニング方法について説明する。本ＭＲＡＭでは、室温で２つの書き込み配線にそれぞれ１０ｎｓの間、＋５ｍＡ流すとデータ［１］が、−５ｍＡ流すとデータ［０］が正常なメモリセルに書き込むことができるとする。本ＭＲＡＭでは、［０］でのセル抵抗が１０ｋΩ、［１］が１５ｋΩ、セルに接続されたパストランジスタのオン抵抗が１ｋΩ、読み出し時にセルに印加される電圧が０．４Ｖである。そのため、読み出し電流が３６μＡと２５μＡとなる。このため［０］と［１］の判別基準を３０μＡとしたデータ判定を行うことで、［０］と［１］の判別が可能となる。
【００９４】
スクリーニング方法（図１０）を実施する場合、室温において、（１）すべてのセルに対し５ｍＡ、１０ｎｓでデータ［１］を書き込み（ステップＳ２１に対応）、（２）読み出し時の判別基準を基準１、たとえば３２μＡに設定して読み出しを行い、（３）判別基準との比較によりデータ［１］と判定されなかったセルを調べる（ステップＳ２２に対応）。（４）以上の評価を１００回繰り返し、一度でもデータ［１］が書けなかったセルを検出することで不良率１％以上のセルを調査する（ステップＳ２３、Ｓ２４に対応）。（５）判別基準を６μＡ減らして（ステップＳ２６に対応）、上記（１）から（４）の評価を行い、（４）で検出されたセルのうち、［１］と判定されることがあるセル、すなわち成功率１％以上のセルを不良セルとして記憶する（ステップＳ２７に対応）。（６）上記（１）から（５）の手順を（３）で使用した電流値を３０μＡから１８μＡまで０．５μＡずつ減らしながら行う。（７）以上の処理をデータ［０］に対しても行う（［０］についてステップＳ２１〜Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２７に対応）。このとき、判定基準は３０μＡから４２μＡにして行い、（５）では判定基準を５．５μＡ増やす。これらデータ［１］及び［０］の両方に関する処理において、少なくとも一方の処理で不良セルと認定されたものを、最終的に不良セルとして検出・決定する（ステップＳ２７に対応）。
【００９５】
別の方法として、複数回書き込みを行い、そのそれぞれにおいて１８〜４２μＡの範囲で０．５μＡ毎に各セルの判定を行う。その後データ処理においてある読み出し判別基準での不良確率が所望の値より大きなセルの検出と、これらのセルのうち第２の読み出し判別基準で成功確率が所望の値より大きいセルを調査することで、不良セルを抽出してもよい。また、ある読み出し判別基準での不良確率によって、第２の読み出し判定基準や良不良を判定する確率値を変更してもよい。たとえばある読み出し判別基準で［１］の不良確率が１０％であるとき、６μＡ大きい第２の読み出し判別基準での成功率の判定値を０．１％に変更したり、５μＡ大きい判別基準で１％で判定するなどである。
【００９６】
本第３実施例では、複数のセルを一度に処理するため、効率的なスクリーニングが可能となる。
本手法はＤＲＡＭや多値記憶に対応したフラッシュメモリなどの記憶装置に対しても、実施例と同様に適用することができる。
【００９７】
以上説明したように、本発明によれば、スクリーニング処理において、書き込み後の記憶部位の特性のばらつき、もしくはその環境パラメータによる変化の異常を検出することで異常な記憶部位を検出することが可能となり、信頼性の高い記憶装置が実現できる。
【００９８】
上記の実施の形態の一部または全部は、以下の付記のように記載することもできるが、以下には限られない。
【００９９】
（付記１）
複数の記憶部位と、データ書き込み手段と、データ読み出し手段とを有する記憶装置について、少なくとも一つの環境条件の下で、前記複数の記憶部位のうちの所定の記憶部位にデータの書き込みを複数回行ったときの、前記複数回の書き込みの結果のばらつきを示す特性値を取得するステップと、
前記特性値と予め設定された第１設定値とを比較して、前記所定の記憶部位が不良か否かを判定するステップと
を具備する
記憶装置のスクリーニング方法。
【０１００】
（付記２）
前記特性値を取得するステップは、
前記複数回の書き込みのそれぞれにおいて、前記所定の記憶部位のデータの判別に用いる評価値を取得するステップと、
前記複数の評価値のばらつきを示す特性値を抽出するステップと
を備える
付記１に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１０１】
（付記３）
前記複数の評価値を取得するステップは、
前記所定の記憶部位に書き込みを行う第１ステップと、前記書き込み後に、前記評価値を取得する第２ステップとを、前記複数回繰り返すステップと含む
付記２に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１０２】
（付記４）
前記特性値は、前記複数の評価値の標準偏差である
付記１乃至３のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１０３】
（付記５）
前記特性値は、前記複数の評価値の内の最大値と最小値の差である
付記１乃至３のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１０４】
（付記６）
前記特性値は、前記複数回の書き込みにおける正常に書き込みができる確率、又は書き込みに失敗する確率である
付記１乃至３のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１０５】
（付記７）
前記複数回の書き込みの各々で前記評価値の値をアナログ値、又は離散的な値で評価し、前記複数回の書き込みと書き込み毎の特性評価で得られるデータから前記特性値を算出する
付記１乃至５のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１０６】
（付記８）
前記特性値を取得するステップは、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、予め設定された判別基準を用いて、前記所定の記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと、
前記複数の判定結果に基づいて、前記特性値を算出するステップと
を備える
付記１乃至３、６のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１０７】
（付記９）
前記特性値を取得するステップは、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、予め設定された第１判別基準を用いて、前記所定の記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと、
前記第１判別基準の場合の前記複数の判定結果に基づいて、書き込み確率が第１の設定確率以上に不良となる記憶部位を検出するステップと、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、前記第１の判別基準から所定の量だけ厳しい基準である第２の判別基準を用いて、前記検出された記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと
を備え、
前記不良か否かを判定するステップは、
前記第２判別基準の場合の前記複数の判定結果に基づいて、前記特性値としての書き込み確率が第２の設定確率以上に正常となる記憶部位を不良として検出するステップ
を備える
付記１乃至３、６のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１０８】
（付記１０）
前記特性値を取得するステップは、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、予め設定された第１判別基準を用いて、前記所定の記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと、
前記第１判別基準の場合の前記複数の判定結果に基づいて、書き込み確率が第１の設定確率以上に正常となる記憶部位を検出するステップと、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、前記第１の判別基準から所定の量だけ緩い基準である第２の判別基準を用いて、前記検出された記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと
を備え、
前記不良か否かを判定するステップは、
前記第２判別基準の場合の前記複数の判定結果に基づいて、前記特性値としての書き込み確率が第２の設定確率以下に正常となる記憶部位を不良として検出するステップ
を備える
付記１乃至３、６のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１０９】
（付記１１）
前記第１の設定確率が不良確率Ｘ％（成功確率１００−Ｘ％）のとき、前記第２の設定確率が不良確率Ｘ％より大（成功確率１００−Ｘ％未満）の値である
付記９に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１１０】
（付記１２）
前記第１の設定確率が不良確率で０％より大きく５０％以下の値であり、第２の設定確率が不良確率で５０％以上１００％未満である
付記１０に記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１１１】
（付記１３）
前記特性値を取得するステップは、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、予め設定された第１判別基準を用いて、前記所定の記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと、
前記複数回の書き込みの各々ごとに、前記第１の判別基準から所定の量だけ厳しい又は緩い基準である第２の判別基準を用いて、前記所定の記憶部位が正常に書き込まれたか否かを判定するステップと、
前記第１判別基準の場合の前記複数の判定結果に基づいて、前記特性値として第１の書き込み確率を算出するステップと、
前記第２判別基準の場合の前記複数の判定結果に基づいて、前記特性値として第２の書き込み確率を算出するステップと
を備え、
前記不良か否かを判定するステップは、
前記第１の書き込み確率及び前記第２の書き込み確率に基づいて、前記記憶部位が不良か否かを検出するステップ
を備える
付記１乃至３、６のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１１２】
（付記１４）
前記第２の判別基準が、前記第１の判別基準と前記第１の判別基準による正常書き込み確率とを用いて決定される
付記１乃至３、６、及び８乃至１３のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１１３】
（付記１５）
前記特性値を取得するステップは、
前記環境条件を決定する環境パラメータの異なる値に対して、前記特性値を取得するステップを備え、
前記不良か否かを判定するステップは、
取得された前記特性値の前記環境パラメータに対する依存性と予め設定された第２設定値とを比較して、前記所定の記憶部位が不良か否かを判定するステップと
付記１乃至１４のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１１４】
（付記１６）
前記環境パラメータは、温度、磁場、光照射、書き込み時間、書き込みの急峻性、書き込み強度である
付記１乃至１５のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法。
【０１１５】
（付記１７）
付記１乃至１６のいずれかに記載の記憶装置のスクリーニング方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【０１１６】
（付記１８）
複数の記憶部位と、データ書き込み手段と、データ読み出し手段とを有する記憶装置について、少なくとも一つの環境条件の下で、前記複数の記憶部位のうちの所定の記憶部位にデータの書き込みを複数回行ったときの、前記複数回の書き込みの結果のばらつきを示す特性値を取得する特性値取得部と、
前記特性値と予め設定された第１設定値とを比較して、前記所定の記憶部位が不良か否かを判定する判定部と
を具備する
記憶装置のスクリーニング装置。
【０１１７】
（付記１９）
複数の記憶部位と、
前記複数の記憶部位にデータを書き込むデータ書き込み手段と、
前記複数の記憶部位の記憶されたデータを読み出すデータ読み出し手段と、
付記１乃至１６のいずれかに記載のスクリーニング方法を実行する制御回路と
を具備する
記憶装置。
【０１１８】
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態や実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施の形態や実施例に記載の技術は、技術的な矛盾の発生しない限り、相互に及び組み合わせて適用が可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１    スクリーニング装置
１１    書き込み部
１２    評価値測定部
１３    特性値算出部
１４    判定部
２０    評価対象
【図１】
2011187127.tif 000003
【図２】
2011187127.tif 000004
【図３】
2011187127.tif 000005
【図４】
2011187127.tif 000006
【図５】
2011187127.tif 000007
【図６】
2011187127.tif 000008
【図７】
2011187127.tif 000009
【図８】
2011187127.tif 000010
【図９】
2011187127.tif 000011
【図１０】
2011187127.tif 000012
【図１１】
2011187127.tif 000013
【図１２】
2011187127.tif 000014