JPH0756759B2 - スタティック型半導体記憶装置 - Google Patents
スタティック型半導体記憶装置Info
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- JPH0756759B2 JPH0756759B2 JP2418776A JP41877690A JPH0756759B2 JP H0756759 B2 JPH0756759 B2 JP H0756759B2 JP 2418776 A JP2418776 A JP 2418776A JP 41877690 A JP41877690 A JP 41877690A JP H0756759 B2 JPH0756759 B2 JP H0756759B2
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- G11C29/04—Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
- G11C29/50—Marginal testing, e.g. race, voltage or current testing
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- G11C8/12—Group selection circuits, e.g. for memory block selection, chip selection, array selection
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- G11C11/21—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
- G11C11/34—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
- G11C11/40—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
- G11C11/41—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming static cells with positive feedback, i.e. cells not needing refreshing or charge regeneration, e.g. bistable multivibrator or Schmitt trigger
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタティック型半導体
記憶装置に係り、特に、電圧加速による初期故障モード
のスクリーニング試験(いわゆるバーンイン試験)を効
率良く短時間で行うための電圧ストレス試験回路を備え
たMOS型(絶縁ゲート型)のスタティック型ランダム
アクセスメモリ(以下、SRAMと記す)に関する。
記憶装置に係り、特に、電圧加速による初期故障モード
のスクリーニング試験(いわゆるバーンイン試験)を効
率良く短時間で行うための電圧ストレス試験回路を備え
たMOS型(絶縁ゲート型)のスタティック型ランダム
アクセスメモリ(以下、SRAMと記す)に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体デバイスを製造出荷する
場合、その信頼性を確保するために、良品デバイスを劣
化させたり不良品としないようにデバイスの潜在的な不
良を露呈させ、欠陥デバイスを除去するスクリーニング
を行う。このスクリーニングの方法として、電界加速と
温度加速を同時に実現できるバーンインが多用されてい
る。このバーンインは、電圧を実使用電圧より高く、温
度を実使用温度より高くしてデバイスを動作させること
により、実使用条件での初期故障期間以上のストレスを
短時間でデバイスに経験させてしまい、初期動作不良を
起こすおそれのあるデバイスを出荷前に予め選別してス
クリーニングする。これにより、初期動作不良を起こす
おそれのあるデバイスを効率的に取り除き、製品の信頼
性を高くすることができる。
場合、その信頼性を確保するために、良品デバイスを劣
化させたり不良品としないようにデバイスの潜在的な不
良を露呈させ、欠陥デバイスを除去するスクリーニング
を行う。このスクリーニングの方法として、電界加速と
温度加速を同時に実現できるバーンインが多用されてい
る。このバーンインは、電圧を実使用電圧より高く、温
度を実使用温度より高くしてデバイスを動作させること
により、実使用条件での初期故障期間以上のストレスを
短時間でデバイスに経験させてしまい、初期動作不良を
起こすおそれのあるデバイスを出荷前に予め選別してス
クリーニングする。これにより、初期動作不良を起こす
おそれのあるデバイスを効率的に取り除き、製品の信頼
性を高くすることができる。
【0003】一般に、SRAMに限らず、半導体メモリ
の初期故障の原因は、大部分がメモリセル単体に起因す
る。これは、メモリ上の素子数のほぼ全てをメモリセル
が占めることと、メモリセル内の加工が最も微細である
ので欠陥などに最も敏感であるから当然である。特に、
メモリセル内の故障頻度が比較的高いMOS FET
(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)のゲート酸化膜
の長期劣化、あるいは、メモリセル内の不純物拡散層の
欠陥性リーク電流などをスクリーニングするためには、
前者の場合にはゲート酸化膜の両端間に高電圧ストレス
をかけること、後者の場合には拡散層と半導体基板との
間の逆バイアスされたpn接合の間に高電圧ストレスを
かけることが必要である。
の初期故障の原因は、大部分がメモリセル単体に起因す
る。これは、メモリ上の素子数のほぼ全てをメモリセル
が占めることと、メモリセル内の加工が最も微細である
ので欠陥などに最も敏感であるから当然である。特に、
メモリセル内の故障頻度が比較的高いMOS FET
(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)のゲート酸化膜
の長期劣化、あるいは、メモリセル内の不純物拡散層の
欠陥性リーク電流などをスクリーニングするためには、
前者の場合にはゲート酸化膜の両端間に高電圧ストレス
をかけること、後者の場合には拡散層と半導体基板との
間の逆バイアスされたpn接合の間に高電圧ストレスを
かけることが必要である。
【0004】ここで、上記したようなバーンインを、例
えば図9に示すような構成のスタティック型メモリセル
(SRAMセル)を用いたSRAMに対して行う場合を
考える。ここで、駆動用のNMOSトランジスタ(Q
1、Q2)および負荷用の高抵抗(R1、R2)はフリ
ップフロップを構成しており、(Q3、Q4)はトラン
スファゲート用のNMOSトランジスタであり、その各
一端はビット線対(BL、/BL)に接続され、その各
ゲートはワード線WLに接続されている。このメモリセ
ルのトランスファゲート(Q3、Q4)に電圧ストレス
がかかるのは、ワード線WLが選択されている時間だけ
である。また、メモリセルの記憶データ保持用の内部ノ
ード(N1、N2)を構成する拡散層および前記駆動用
トランジスタ(Q1、Q2)のゲート酸化膜に電圧スト
レスがかかるのは、上記内部ノード(N1、N2)が高
抵抗(R1、R2)を通して高電位側電源電位Vccに
接続されているので、全試験時間の1/2(つまり、
“1”データまたは“0”データの時しかストレスがか
からない。)のように思える。しかし、近年のSRAM
セルは、待機時消費電流を数μA程度に下げるために1
T(テラ)Ω程度の高抵抗(R1、R2)を用いている
ので、このような高抵抗(R1、R2)を通して前記内
部ノード(N1、N2)に電圧ストレスをかけた時に少
しでもリーク電流が流れ始めると、内部ノード(N1、
N2)の電圧が下がってしまい、十分なストレスがかか
らなくなってしまうものと思われる。このことから、実
際には、上記内部ノード(N1、N2)に電圧ストレス
がかかるのは、ワード線WLが選択されている時間だけ
と考える必要がある。
えば図9に示すような構成のスタティック型メモリセル
(SRAMセル)を用いたSRAMに対して行う場合を
考える。ここで、駆動用のNMOSトランジスタ(Q
1、Q2)および負荷用の高抵抗(R1、R2)はフリ
ップフロップを構成しており、(Q3、Q4)はトラン
スファゲート用のNMOSトランジスタであり、その各
一端はビット線対(BL、/BL)に接続され、その各
ゲートはワード線WLに接続されている。このメモリセ
ルのトランスファゲート(Q3、Q4)に電圧ストレス
がかかるのは、ワード線WLが選択されている時間だけ
である。また、メモリセルの記憶データ保持用の内部ノ
ード(N1、N2)を構成する拡散層および前記駆動用
トランジスタ(Q1、Q2)のゲート酸化膜に電圧スト
レスがかかるのは、上記内部ノード(N1、N2)が高
抵抗(R1、R2)を通して高電位側電源電位Vccに
接続されているので、全試験時間の1/2(つまり、
“1”データまたは“0”データの時しかストレスがか
からない。)のように思える。しかし、近年のSRAM
セルは、待機時消費電流を数μA程度に下げるために1
T(テラ)Ω程度の高抵抗(R1、R2)を用いている
ので、このような高抵抗(R1、R2)を通して前記内
部ノード(N1、N2)に電圧ストレスをかけた時に少
しでもリーク電流が流れ始めると、内部ノード(N1、
N2)の電圧が下がってしまい、十分なストレスがかか
らなくなってしまうものと思われる。このことから、実
際には、上記内部ノード(N1、N2)に電圧ストレス
がかかるのは、ワード線WLが選択されている時間だけ
と考える必要がある。
【0005】一方、従来、SRAMのバーンインに際し
ては、アドレス順にスキャンしてワード線を順々にアク
セスする方法が用いられている。この場合、SRAMセ
ルには周辺回路のトランジスタよりずっと少ない頻度で
しか電圧ストレスが印加されないことになる。例えば、
1MビットのSRAMについてみると、1つのワード線
には64個程度のセルが接続されているので、前記した
ように1つのメモリセルに実際にストレスがかかるのは
ワード線が選択されている時間と考えると、例えば10
0時間のバーンインの間に1つのセルにストレスがかか
る時間は、100×60×60×(25/220)×
(1/2) で約6秒に過ぎない。この時間は、トラン
スファゲート(Q3、Q4)に対するストレス印加時間
であり、駆動用トランジスタに対しては上記時間の半分
になり、実際には、1メモリサイクル中の一部の時間し
かワード線は選択されない。このように、1つのメモリ
セル当りのストレス印加時間は試験時間の1/1010
になってしまい、初期故障のスクリーニングに必要なス
トレスを加えようとすると、バーンイン時間が非常に長
くなってしまい、非効率となり、メモリの製造コストを
押し上げることになる。
ては、アドレス順にスキャンしてワード線を順々にアク
セスする方法が用いられている。この場合、SRAMセ
ルには周辺回路のトランジスタよりずっと少ない頻度で
しか電圧ストレスが印加されないことになる。例えば、
1MビットのSRAMについてみると、1つのワード線
には64個程度のセルが接続されているので、前記した
ように1つのメモリセルに実際にストレスがかかるのは
ワード線が選択されている時間と考えると、例えば10
0時間のバーンインの間に1つのセルにストレスがかか
る時間は、100×60×60×(25/220)×
(1/2) で約6秒に過ぎない。この時間は、トラン
スファゲート(Q3、Q4)に対するストレス印加時間
であり、駆動用トランジスタに対しては上記時間の半分
になり、実際には、1メモリサイクル中の一部の時間し
かワード線は選択されない。このように、1つのメモリ
セル当りのストレス印加時間は試験時間の1/1010
になってしまい、初期故障のスクリーニングに必要なス
トレスを加えようとすると、バーンイン時間が非常に長
くなってしまい、非効率となり、メモリの製造コストを
押し上げることになる。
【0006】上記したように、積極的にスクリーニング
の対象としたいメモリセルに少ない頻度でしか電圧スト
レスが印加されないという問題点を解決し、スクリーニ
ングの効率を著しく向上するために、本願発明者の一人
により、不良のスクリーニング時に全てのワード線ある
いは通常動作時に選択される本数以上のワード線に一斉
に電圧ストレスを印加し得るようにし、メモリセルに対
するストレス印加の効率を向上し得る半導体メモリ装置
を提案した(本願出願人の出願に係る特願平1−169
631号)。
の対象としたいメモリセルに少ない頻度でしか電圧スト
レスが印加されないという問題点を解決し、スクリーニ
ングの効率を著しく向上するために、本願発明者の一人
により、不良のスクリーニング時に全てのワード線ある
いは通常動作時に選択される本数以上のワード線に一斉
に電圧ストレスを印加し得るようにし、メモリセルに対
するストレス印加の効率を向上し得る半導体メモリ装置
を提案した(本願出願人の出願に係る特願平1−169
631号)。
【0007】上記提案に係る半導体メモリ装置において
は、ワード線に一斉に電圧ストレスを印加する手段の一
具体例として、不良のスクリーニング時に動作電源を供
給した状態で全てのワード線あるいは通常動作時に選択
される本数以上のワード線ワード線を選択するように、
ワード線駆動用トランジスタをオン状態に制御し、外部
からパッドに与えた所望の電圧ストレスを上記駆動用ト
ランジスタを介してワード線およびメモリセルに印加す
る構成などを示している。
は、ワード線に一斉に電圧ストレスを印加する手段の一
具体例として、不良のスクリーニング時に動作電源を供
給した状態で全てのワード線あるいは通常動作時に選択
される本数以上のワード線ワード線を選択するように、
ワード線駆動用トランジスタをオン状態に制御し、外部
からパッドに与えた所望の電圧ストレスを上記駆動用ト
ランジスタを介してワード線およびメモリセルに印加す
る構成などを示している。
【0008】しかし、SRAMにおいては、セルアレイ
が複数のブロックに分けられており、通常動作時には選
択されたセルが属するブロックのみのビット線対にセル
電流が流れるのに対して、スクリーニング時に動作電源
を供給した状態で全てのワード線を選択した場合には全
てのビット線対にセル電流が流れるようになる。これに
より、スクリーニング時に総ビット線電流が通常動作時
の数十倍になり、SRAMが動作不良に陥るというおそ
れがある。
が複数のブロックに分けられており、通常動作時には選
択されたセルが属するブロックのみのビット線対にセル
電流が流れるのに対して、スクリーニング時に動作電源
を供給した状態で全てのワード線を選択した場合には全
てのビット線対にセル電流が流れるようになる。これに
より、スクリーニング時に総ビット線電流が通常動作時
の数十倍になり、SRAMが動作不良に陥るというおそ
れがある。
【0009】また、前記提案に係る半導体メモリ装置に
おいては、ワード線に一斉に電圧ストレスを印加する手
段の他の具体例として、スクリーニング時に動作電源を
供給しない状態で全てのワード線あるいは通常動作時に
選択される本数以上のワード線を選択するように、ワー
ド線の他端に接続したMOSトランジスタをオン状態に
制御し、外部からパッドに与えた所望の電圧ストレスを
上記MOSトランジスタを介してワード線およびメモリ
セルに印加する構成などを示している。この場合、スク
リーニング時にワード線以外のビット線や半導体基板や
ビット線負荷回路の電源を接地電位Vssにすれば、ワ
ード線とビット線との間およびワード線と半導体基板と
の間に電圧ストレスを印加でき、また、スクリーニング
時の総ビット線電流が流れ過ぎるという問題は生じな
い。しかし、この時、SRAMにおいては、メモリセル
に電圧ストレスがかかるのはトランスファゲートだけで
あり、駆動用トランジスタに対しては電圧ストレスが全
くかからなくなる。
おいては、ワード線に一斉に電圧ストレスを印加する手
段の他の具体例として、スクリーニング時に動作電源を
供給しない状態で全てのワード線あるいは通常動作時に
選択される本数以上のワード線を選択するように、ワー
ド線の他端に接続したMOSトランジスタをオン状態に
制御し、外部からパッドに与えた所望の電圧ストレスを
上記MOSトランジスタを介してワード線およびメモリ
セルに印加する構成などを示している。この場合、スク
リーニング時にワード線以外のビット線や半導体基板や
ビット線負荷回路の電源を接地電位Vssにすれば、ワ
ード線とビット線との間およびワード線と半導体基板と
の間に電圧ストレスを印加でき、また、スクリーニング
時の総ビット線電流が流れ過ぎるという問題は生じな
い。しかし、この時、SRAMにおいては、メモリセル
に電圧ストレスがかかるのはトランスファゲートだけで
あり、駆動用トランジスタに対しては電圧ストレスが全
くかからなくなる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記したように現在提
案中の半導体メモリ装置においては、不良のスクリーニ
ング時に全てのワード線あるいは通常動作時に選択され
る本数以上のワード線に一斉に電圧ストレスを印加し得
るようにするための具体的な構成例が示されているが、
フリップフロップおよびトセンスファゲートからなるS
RAMセルの電圧ストレス試験に好適な具体的な構成は
示されていない。
案中の半導体メモリ装置においては、不良のスクリーニ
ング時に全てのワード線あるいは通常動作時に選択され
る本数以上のワード線に一斉に電圧ストレスを印加し得
るようにするための具体的な構成例が示されているが、
フリップフロップおよびトセンスファゲートからなるS
RAMセルの電圧ストレス試験に好適な具体的な構成は
示されていない。
【0011】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、SRAMセルの電圧ストレス試験に際して、全ての
ワード線あるいは通常動作時に選択される本数以上のワ
ード線に一斉に電圧ストレスを印加する場合に、総ビッ
ト線電流を通常動作時よりも増大させないように抑制し
て動作不良に陥ることを防止でき、SRAMセルの全て
のMOSトランジスタおよびデータ記憶保持ノードに対
して電圧ストレスをかけることができ、SRAM特有の
構成を持つメモリセルの電圧ストレス試験に好適でスク
リーニングの効率を著しく向上することが可能になるス
タティック型半導体記憶装置を提供することを目的とす
る。
で、SRAMセルの電圧ストレス試験に際して、全ての
ワード線あるいは通常動作時に選択される本数以上のワ
ード線に一斉に電圧ストレスを印加する場合に、総ビッ
ト線電流を通常動作時よりも増大させないように抑制し
て動作不良に陥ることを防止でき、SRAMセルの全て
のMOSトランジスタおよびデータ記憶保持ノードに対
して電圧ストレスをかけることができ、SRAM特有の
構成を持つメモリセルの電圧ストレス試験に好適でスク
リーニングの効率を著しく向上することが可能になるス
タティック型半導体記憶装置を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のSRAMは、通
常動作時には入力アドレスに応じて1メモリサイクルに
所定の本数のワード線を選択し、電圧ストレス試験時に
は全てのワード線あるいは通常動作時より多くの本数の
ワード線を同時に選択するように制御されるワード線駆
動回路と、各カラムのビット線対にそれぞれ接続された
MOSトランジスタを有し、通常動作時には所定のバイ
アス電位をビット線対に印加し、電圧ストレス試験時に
は、ビット線対の少なくとも一方にバイアス電位を印加
しないように制御され、あるいは、通常動作時より低い
バイアス電位をビット線対に印加するように制御される
ビット線負荷回路とを具備することを特徴とする。
常動作時には入力アドレスに応じて1メモリサイクルに
所定の本数のワード線を選択し、電圧ストレス試験時に
は全てのワード線あるいは通常動作時より多くの本数の
ワード線を同時に選択するように制御されるワード線駆
動回路と、各カラムのビット線対にそれぞれ接続された
MOSトランジスタを有し、通常動作時には所定のバイ
アス電位をビット線対に印加し、電圧ストレス試験時に
は、ビット線対の少なくとも一方にバイアス電位を印加
しないように制御され、あるいは、通常動作時より低い
バイアス電位をビット線対に印加するように制御される
ビット線負荷回路とを具備することを特徴とする。
【0013】
【作用】通常動作時には、入力アドレスに応じて1メモ
リサイクルに所定の本数のワード線を選択駆動し、所定
のバイアス電位をビット線対に印加するので、選択され
たSRAMセルに対する読み出し/書込みが可能であ
る。不良のスクリーニングに際しての電圧ストレス試験
時には、動作電源を供給し、ビット線対の一方にバイア
ス電位を印加しない状態、あるいは、ビット線対に通常
動作時より低い電位を印加した状態で、全てのワード線
あるいは通常動作時より多くの本数のワード線を同時に
選択駆動することにより、スクリーニングの効率を著し
く向上することが可能になる。また、この時、通常動作
時より低いバイアス電位をビット線対に印加し、あるい
は、ビット線対にバイアス電位を印加しないので、総ビ
ット線電流を通常動作時よりも増大させないように抑制
して動作不良に陥ることを防止でき、SRAMセルの全
てのMOSトランジスタおよびデータ記憶保持ノードに
対して電圧ストレスをかけることができる。
リサイクルに所定の本数のワード線を選択駆動し、所定
のバイアス電位をビット線対に印加するので、選択され
たSRAMセルに対する読み出し/書込みが可能であ
る。不良のスクリーニングに際しての電圧ストレス試験
時には、動作電源を供給し、ビット線対の一方にバイア
ス電位を印加しない状態、あるいは、ビット線対に通常
動作時より低い電位を印加した状態で、全てのワード線
あるいは通常動作時より多くの本数のワード線を同時に
選択駆動することにより、スクリーニングの効率を著し
く向上することが可能になる。また、この時、通常動作
時より低いバイアス電位をビット線対に印加し、あるい
は、ビット線対にバイアス電位を印加しないので、総ビ
ット線電流を通常動作時よりも増大させないように抑制
して動作不良に陥ることを防止でき、SRAMセルの全
てのMOSトランジスタおよびデータ記憶保持ノードに
対して電圧ストレスをかけることができる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、第1実施例に係るSRAMの一部
を示している。ここでは、スタティック型メモリセルM
1、M2…がm行×n列の行列状に配列されたメモリセ
ルアレイにおける2行×1カラム分を代表的に取り出し
て示している。このメモリセルアレイは、行方向に複数
個のブロックに分割されており、二重ワード線方式が採
用されている。このメモリセルアレイにおいて、/MW
L1、/MWL2は主ワード線選択信号により選択され
る各行の主ワード線、G1は第1の主ワード線/MWL
1の信号と第1のブロック選択信号(セクションデコー
ド信号)/SD1との論理積処理を行う副ワード線選択
ゲート、SWL1はこの副ワード線選択ゲートG1の出
力線である副ワード線、G2は第2の主ワード線/MW
L2の信号と第1のブロック選択信号/SD1との論理
積処理を行う副ワード線選択ゲート、SWL2はこの副
ワード線選択ゲートG2の出力線である副ワード線、G
3は第1の主ワード線/MWL1の信号と第2のブロッ
ク選択信号/SD2との論理積処理を行う副ワード線選
択ゲート、SWL3はこの副ワード線選択ゲートG3の
出力線である副ワード線、G4は第2の主ワード線/M
WL2の信号と第2のブロック選択信号/SD2との論
理積をとって副ワード線を駆動する副ワード線選択ゲー
ト、SWL4はこの副ワード線選択ゲートG4の出力線
である副ワード線である。因みに、副ワード線の本数は
m×分割ブロック数である。
に説明する。図1は、第1実施例に係るSRAMの一部
を示している。ここでは、スタティック型メモリセルM
1、M2…がm行×n列の行列状に配列されたメモリセ
ルアレイにおける2行×1カラム分を代表的に取り出し
て示している。このメモリセルアレイは、行方向に複数
個のブロックに分割されており、二重ワード線方式が採
用されている。このメモリセルアレイにおいて、/MW
L1、/MWL2は主ワード線選択信号により選択され
る各行の主ワード線、G1は第1の主ワード線/MWL
1の信号と第1のブロック選択信号(セクションデコー
ド信号)/SD1との論理積処理を行う副ワード線選択
ゲート、SWL1はこの副ワード線選択ゲートG1の出
力線である副ワード線、G2は第2の主ワード線/MW
L2の信号と第1のブロック選択信号/SD1との論理
積処理を行う副ワード線選択ゲート、SWL2はこの副
ワード線選択ゲートG2の出力線である副ワード線、G
3は第1の主ワード線/MWL1の信号と第2のブロッ
ク選択信号/SD2との論理積処理を行う副ワード線選
択ゲート、SWL3はこの副ワード線選択ゲートG3の
出力線である副ワード線、G4は第2の主ワード線/M
WL2の信号と第2のブロック選択信号/SD2との論
理積をとって副ワード線を駆動する副ワード線選択ゲー
ト、SWL4はこの副ワード線選択ゲートG4の出力線
である副ワード線である。因みに、副ワード線の本数は
m×分割ブロック数である。
【0015】上記メモリセルM1、M2…は、負荷用の
2個の高抵抗R1、R2および交差接続された駆動用の
2個のNMOSトランジスタQ1、Q2からなるフリッ
プフロップと、このフリップフロップの相補的な2つの
記憶データ保持ノードN1、N2とビット線対(BL、
/BL)との間に接続され、ゲートに副ワード線SWL
1、SWL2…が接続されているトランスファゲート用
の2個のNMOSトランジスタQ3およびQ4とからな
る。このようなメモリセルM1、M2…は、高抵抗負荷
型NMOSメモリセルと称されており、SRAMの中で
はセルサイズが比較的小さく、64Kビット以上のメモ
リ容量を有するSRAMセルの主流になっている。
2個の高抵抗R1、R2および交差接続された駆動用の
2個のNMOSトランジスタQ1、Q2からなるフリッ
プフロップと、このフリップフロップの相補的な2つの
記憶データ保持ノードN1、N2とビット線対(BL、
/BL)との間に接続され、ゲートに副ワード線SWL
1、SWL2…が接続されているトランスファゲート用
の2個のNMOSトランジスタQ3およびQ4とからな
る。このようなメモリセルM1、M2…は、高抵抗負荷
型NMOSメモリセルと称されており、SRAMの中で
はセルサイズが比較的小さく、64Kビット以上のメモ
リ容量を有するSRAMセルの主流になっている。
【0016】11は各カラムのビット線対(BL、/B
L)に接続され、カラムデコーダ(図示せず)からのカ
ラム選択信号CDにより選択制御されるカラム選択回路
であり、各ビット線対(BL、/BL)と共通ビット線
対(SS、/SS)との間に接続されたNMOSトラン
ジスタ対(QT1、QT2)のゲートにカラム選択信号
CDが供給されるように構成されている。(SS、/S
S)は複数のカラムの各ビット線対(BL、/BL)に
それぞれ対応するカラム選択回路11を介して共通に接
続されている共通ビット線対である。12は上記共通ビ
ット線対(SS、/SS)に接続されている差動型のセ
ンスアンプ回路、Doutは読み出しデータ出力、13
は上記共通ビット線対(SS、/SS)に接続されてい
る書き込み回路、WE*は書き込みイネーブル信号入力
に基ずいて生成された内部書込み信号、(DIN、/D
IN)は相補的な書込みデータ入力である。
L)に接続され、カラムデコーダ(図示せず)からのカ
ラム選択信号CDにより選択制御されるカラム選択回路
であり、各ビット線対(BL、/BL)と共通ビット線
対(SS、/SS)との間に接続されたNMOSトラン
ジスタ対(QT1、QT2)のゲートにカラム選択信号
CDが供給されるように構成されている。(SS、/S
S)は複数のカラムの各ビット線対(BL、/BL)に
それぞれ対応するカラム選択回路11を介して共通に接
続されている共通ビット線対である。12は上記共通ビ
ット線対(SS、/SS)に接続されている差動型のセ
ンスアンプ回路、Doutは読み出しデータ出力、13
は上記共通ビット線対(SS、/SS)に接続されてい
る書き込み回路、WE*は書き込みイネーブル信号入力
に基ずいて生成された内部書込み信号、(DIN、/D
IN)は相補的な書込みデータ入力である。
【0017】14は各カラムのビット線対に接続されて
いるビット線負荷回路であり、ドレイン・ソース間が電
源電位Vccとビット線対(BL、/BL)との間に接
続されたビット線負荷用のNMOSトランジスタ(QL
1、QL2)からなる。このトランジスタ(QL1、Q
L2)は、各ゲートに別々の制御信号(BLL、BL
R)が与えられ、それぞれ低インピーダンス状態と高イ
ンピーダンス状態(あるいはオフ状態)とにスイッチン
グ制御されるようになっている。
いるビット線負荷回路であり、ドレイン・ソース間が電
源電位Vccとビット線対(BL、/BL)との間に接
続されたビット線負荷用のNMOSトランジスタ(QL
1、QL2)からなる。このトランジスタ(QL1、Q
L2)は、各ゲートに別々の制御信号(BLL、BL
R)が与えられ、それぞれ低インピーダンス状態と高イ
ンピーダンス状態(あるいはオフ状態)とにスイッチン
グ制御されるようになっている。
【0018】次に、上記第1実施例のSRAMの動作に
ついて説明する。通常の読み出し/書込み動作時には、
アドレス信号に対応するメモリセルの属する主ワード線
(例えば/MWL1)の選択信号とアドレス信号に対応
するメモリセルの属するブロックを選択するためのブロ
ック選択信号(例えば/SD1)とが選択状態となるよ
うに制御され、これらの信号の論理積が副ワード線選択
ゲートG1でとられ、この結果、アドレス信号に対応す
るメモリセルの属するブロックのメモリセルに接続され
ている1本の副ワード線(例えばSWL1)だけが選択
されることになる。また、前記ビット線負荷トランジス
タ(QL1、QL2)は別々の制御信号(BLL、BL
R)によりそれぞれ低インピーダンス状態に制御され、
ビット線対(BL、/BL)にそれぞれ所定のバイアス
電位(通常は電源電位VccよりもトランジスタQ1、
Q2の閾値電圧Vthだけ低い電位)を印加する。これ
により、ビット線負荷回路14は、ビット線負荷トラン
ジスタ(QL1、QL2)の等価インピーダンスによっ
てビット線電位差△VBLを設定する抵抗性負荷として
機能し、通常の読み出し/書込み動作時には、基本的に
は、従来のSRAMと同様の動作が可能になる。
ついて説明する。通常の読み出し/書込み動作時には、
アドレス信号に対応するメモリセルの属する主ワード線
(例えば/MWL1)の選択信号とアドレス信号に対応
するメモリセルの属するブロックを選択するためのブロ
ック選択信号(例えば/SD1)とが選択状態となるよ
うに制御され、これらの信号の論理積が副ワード線選択
ゲートG1でとられ、この結果、アドレス信号に対応す
るメモリセルの属するブロックのメモリセルに接続され
ている1本の副ワード線(例えばSWL1)だけが選択
されることになる。また、前記ビット線負荷トランジス
タ(QL1、QL2)は別々の制御信号(BLL、BL
R)によりそれぞれ低インピーダンス状態に制御され、
ビット線対(BL、/BL)にそれぞれ所定のバイアス
電位(通常は電源電位VccよりもトランジスタQ1、
Q2の閾値電圧Vthだけ低い電位)を印加する。これ
により、ビット線負荷回路14は、ビット線負荷トラン
ジスタ(QL1、QL2)の等価インピーダンスによっ
てビット線電位差△VBLを設定する抵抗性負荷として
機能し、通常の読み出し/書込み動作時には、基本的に
は、従来のSRAMと同様の動作が可能になる。
【0019】即ち、読み出し時には、内部書き込み信号
WE*が非活性状態になることで読み出し動作になる。
まず、ビット線負荷回路14がビット線対(BL、/B
L)にそれぞれ所定のバイアス電位を印加する。そし
て、アドレス入力信号をデコードすることにより1本の
副ワード線(例えばSWL1)が選択制御され、一定時
間活性化された特定の副ワード線SWL1により選択さ
れたメモリセルのデータはビット線対(BL、/BL)
に出力される。この場合、メモリセルからの読み出しデ
ータによりビット線対(BL、/BL)のうちの一方が
プルダウンされ、ビット線対(BL、/BL)間に電位
差が生じる。一方、カラム選択信号CDによってカラム
選択回路11が選択制御され、一定時間選択された特定
のカラムの一対のビット線(BL、/BL)に現れる電
位差△VBL(選択されたメモリセルのデータを反映す
る電位差)が共通ビット線対(SS、/SS)を介して
センスアンプ回路12に入力して増幅され、読み出しデ
ータDoutが出力される。
WE*が非活性状態になることで読み出し動作になる。
まず、ビット線負荷回路14がビット線対(BL、/B
L)にそれぞれ所定のバイアス電位を印加する。そし
て、アドレス入力信号をデコードすることにより1本の
副ワード線(例えばSWL1)が選択制御され、一定時
間活性化された特定の副ワード線SWL1により選択さ
れたメモリセルのデータはビット線対(BL、/BL)
に出力される。この場合、メモリセルからの読み出しデ
ータによりビット線対(BL、/BL)のうちの一方が
プルダウンされ、ビット線対(BL、/BL)間に電位
差が生じる。一方、カラム選択信号CDによってカラム
選択回路11が選択制御され、一定時間選択された特定
のカラムの一対のビット線(BL、/BL)に現れる電
位差△VBL(選択されたメモリセルのデータを反映す
る電位差)が共通ビット線対(SS、/SS)を介して
センスアンプ回路12に入力して増幅され、読み出しデ
ータDoutが出力される。
【0020】また、書き込み時には、内部書き込み信号
WE*が活性化状態になることで書き込み動作になる。
まず、ビット線負荷回路14がビット線対(BL、/B
L)にそれぞれ所定のバイアス電位を印加する。そし
て、選択された特定の副ワード線およびカラム選択回路
によって選択されるメモリセルに、書込み回路13によ
って共通ビット線対(SS、/SS)に伝達された相補
的な書込みデータが書き込まれる。即ち、一方のビット
線が低電位側電源電位(接地電位)Vssまでプルダウ
ンされ、他方のビット線が高電位側電源電位Vccまで
プルアップされる。
WE*が活性化状態になることで書き込み動作になる。
まず、ビット線負荷回路14がビット線対(BL、/B
L)にそれぞれ所定のバイアス電位を印加する。そし
て、選択された特定の副ワード線およびカラム選択回路
によって選択されるメモリセルに、書込み回路13によ
って共通ビット線対(SS、/SS)に伝達された相補
的な書込みデータが書き込まれる。即ち、一方のビット
線が低電位側電源電位(接地電位)Vssまでプルダウ
ンされ、他方のビット線が高電位側電源電位Vccまで
プルアップされる。
【0021】これに対して、例えばウェハー状態でのバ
ーンインに際して電圧ストレス試験を行う時には、二段
階の操作を行う。まず、第1段階では、ビット線負荷回
路14の一方のトランジスタQL1を制御信号BLLに
より高インピーダンス状態に制御して対応する一方のビ
ット線BLにバイアス電位を印加させないようにし、他
方のトランジスタQL2は通常動作時と同様の制御信号
BLRにより低インピーダンス状態に制御して対応する
他方のビット線/BLにバイアス電位を印加させるよう
にする。そして、全ての主ワード線および全てのブロッ
ク選択信号を選択状態となるように制御し、これによ
り、全ての副ワード線を選択する。
ーンインに際して電圧ストレス試験を行う時には、二段
階の操作を行う。まず、第1段階では、ビット線負荷回
路14の一方のトランジスタQL1を制御信号BLLに
より高インピーダンス状態に制御して対応する一方のビ
ット線BLにバイアス電位を印加させないようにし、他
方のトランジスタQL2は通常動作時と同様の制御信号
BLRにより低インピーダンス状態に制御して対応する
他方のビット線/BLにバイアス電位を印加させるよう
にする。そして、全ての主ワード線および全てのブロッ
ク選択信号を選択状態となるように制御し、これによ
り、全ての副ワード線を選択する。
【0022】なお、この時、カラム選択回路11は書込
み状態でなければよく、部分的に選択されていても、全
て非選択状態であってもよい。ここでは、全てのカラム
が非選択状態であるものとする。
み状態でなければよく、部分的に選択されていても、全
て非選択状態であってもよい。ここでは、全てのカラム
が非選択状態であるものとする。
【0023】また、この時、一方のビット線BLはバイ
アス電位が印加されていないので、一定時間経過すると
ビット線BLの電位は接地電位Vssに下がる。従っ
て、例えばメモリセルM1に着目すると、内部ノードN
1は低電位Vss、内部ノードN2は高電位Vcc、駆
動用トランジスタQ1はオン状態、駆動用トランジスタ
Q2はオフ状態、つまり、“0”データの書込み状態と
なる。この状況は、上記メモリセルと同一カラムに接続
されている全てのメモリセルについて同様であるので、
結局、全てのメモリセルに“0”データが書込まれた状
態になることを意味する。この時、全てのメモリセルの
駆動用トランジスタQ2はオフ状態であるので、他方の
ビット線/BLの電位はVcc−Vthにバイアスさ
れ、このビット線/BLに接続されている負荷用のトラ
ンジスタQL2に電流は流れない。一方、前記したよう
に接地電位Vssに下がるビット線BLに接続されてい
る負荷用のトランジスタQL1は高インピーダンス状態
に制御されているので、やはり電流は流れない。従っ
て、全てのメモリセルとビット線負荷回路14、つま
り、メモリセルアレイに流れる電流は、1Mビット程度
のSRAMでも前記高抵抗負荷(R1、R2)の全てを
流れる合計約1μA程度に過ぎず、これは、上記SRA
Mの通常動作時の待機状態の消費電流とほぼ同じに過ぎ
ない。
アス電位が印加されていないので、一定時間経過すると
ビット線BLの電位は接地電位Vssに下がる。従っ
て、例えばメモリセルM1に着目すると、内部ノードN
1は低電位Vss、内部ノードN2は高電位Vcc、駆
動用トランジスタQ1はオン状態、駆動用トランジスタ
Q2はオフ状態、つまり、“0”データの書込み状態と
なる。この状況は、上記メモリセルと同一カラムに接続
されている全てのメモリセルについて同様であるので、
結局、全てのメモリセルに“0”データが書込まれた状
態になることを意味する。この時、全てのメモリセルの
駆動用トランジスタQ2はオフ状態であるので、他方の
ビット線/BLの電位はVcc−Vthにバイアスさ
れ、このビット線/BLに接続されている負荷用のトラ
ンジスタQL2に電流は流れない。一方、前記したよう
に接地電位Vssに下がるビット線BLに接続されてい
る負荷用のトランジスタQL1は高インピーダンス状態
に制御されているので、やはり電流は流れない。従っ
て、全てのメモリセルとビット線負荷回路14、つま
り、メモリセルアレイに流れる電流は、1Mビット程度
のSRAMでも前記高抵抗負荷(R1、R2)の全てを
流れる合計約1μA程度に過ぎず、これは、上記SRA
Mの通常動作時の待機状態の消費電流とほぼ同じに過ぎ
ない。
【0024】この際、メモリセルを構成するトランジス
タQ1〜Q4および内部ノードN1、N2に対するスト
レスのかかり方を考察する。駆動用トランジスタQ1お
よびトランスファゲートQ3はそれぞれゲートが高電位
側電源電位Vcc、ソース・ドレインが低電位側電源電
位Vssにあるので、それらのゲート酸化膜に高電圧ス
トレスがかかり、内部ノードN1を構成する拡散層とP
ウェルとの間にも高電圧ストレスがかかる。しかも、こ
の際、全てのメモリセルが選択されているので、全ての
メモリセルにおいて上記駆動用トランジスタQ1および
トランスファゲートQ3のゲート酸化膜および内部ノー
ドN1を構成する拡散層に高電圧ストレスが同時にかか
るようになるのが、本実施例の特徴である。
タQ1〜Q4および内部ノードN1、N2に対するスト
レスのかかり方を考察する。駆動用トランジスタQ1お
よびトランスファゲートQ3はそれぞれゲートが高電位
側電源電位Vcc、ソース・ドレインが低電位側電源電
位Vssにあるので、それらのゲート酸化膜に高電圧ス
トレスがかかり、内部ノードN1を構成する拡散層とP
ウェルとの間にも高電圧ストレスがかかる。しかも、こ
の際、全てのメモリセルが選択されているので、全ての
メモリセルにおいて上記駆動用トランジスタQ1および
トランスファゲートQ3のゲート酸化膜および内部ノー
ドN1を構成する拡散層に高電圧ストレスが同時にかか
るようになるのが、本実施例の特徴である。
【0025】電圧ストレス試験時の第2段階では、前記
した第1段階とは逆に、ビット線負荷回路14の他方の
トランジスタQL2を制御信号BLRにより高インピー
ダンス状態に制御して対応する他方のビット線/BLに
バイアス電位を印加させないようにし、一方のトランジ
スタQL1は通常動作時と同様の制御信号BLLにより
低インピーダンス状態に制御して対応する一方のビット
線BLにバイアス電位を印加させるようにする。さら
に、全ての主ワード線および全てのブロック選択信号を
選択状態となるように制御し、これにより、全ての副ワ
ード線を選択する。一定時間経過するとビット線/BL
の電位は接地電位Vssに下がり、全てのメモリセルに
“1”データが書込まれた状態になり、消費電流は通常
動作時の待機状態とほぼ同じに過ぎず、全てのメモリセ
ルにおいて駆動用トランジスタQL2およびトランスフ
ァゲートQL4のゲート酸化膜および内部ノードN2を
構成する拡散層に高電圧ストレスが同時にかかるように
なる。
した第1段階とは逆に、ビット線負荷回路14の他方の
トランジスタQL2を制御信号BLRにより高インピー
ダンス状態に制御して対応する他方のビット線/BLに
バイアス電位を印加させないようにし、一方のトランジ
スタQL1は通常動作時と同様の制御信号BLLにより
低インピーダンス状態に制御して対応する一方のビット
線BLにバイアス電位を印加させるようにする。さら
に、全ての主ワード線および全てのブロック選択信号を
選択状態となるように制御し、これにより、全ての副ワ
ード線を選択する。一定時間経過するとビット線/BL
の電位は接地電位Vssに下がり、全てのメモリセルに
“1”データが書込まれた状態になり、消費電流は通常
動作時の待機状態とほぼ同じに過ぎず、全てのメモリセ
ルにおいて駆動用トランジスタQL2およびトランスフ
ァゲートQL4のゲート酸化膜および内部ノードN2を
構成する拡散層に高電圧ストレスが同時にかかるように
なる。
【0026】例えば1Mビット程度のSRAMに対し
て、上記したような電圧ストレス試験時の第1段階およ
び第2段階でそれぞれ6秒間、合計12秒間、高電圧ス
トレスをDC(直流)的に印加することにより、従来の
バーンイン試験時間100時間分のストレスを各メモリ
セルに印加することが可能になり、バーンイン試験時間
を従来の約1/1016に短縮することが可能になる。
て、上記したような電圧ストレス試験時の第1段階およ
び第2段階でそれぞれ6秒間、合計12秒間、高電圧ス
トレスをDC(直流)的に印加することにより、従来の
バーンイン試験時間100時間分のストレスを各メモリ
セルに印加することが可能になり、バーンイン試験時間
を従来の約1/1016に短縮することが可能になる。
【0027】図2は、図1中の主ワード線を、通常動作
時にはアドレスに応じて選択状態にし、電圧ストレス試
験時に全て選択状態に制御するための回路の一例を示し
ている。即ち、ストレス試験信号(ここでは、外部から
のストレス試験信号入力に基ずいてチップ内部で生成さ
れる内部テスト状態選択信号TEST*を示してい
る。)とロウデコーダ21…の出力信号とを二入力ナン
ドゲート22…に入力してナンドをとり、さらにワード
線駆動回路23…により反転させて主ワード線選択信号
/MWL1、/MWL2…としている。これにより、通
常動作時(前記信号TEST*が非活性レベル“H”)
にはロウデコーダ21…の出力信号に応じた主ワード線
選択信号が得られるが、電圧ストレス試験時(前記信号
TEST*が活性レベル“L”)にはロウデコーダ21
…の出力信号に拘らず主ワード線選択信号が活性状態
(“L”レベル)になる。
時にはアドレスに応じて選択状態にし、電圧ストレス試
験時に全て選択状態に制御するための回路の一例を示し
ている。即ち、ストレス試験信号(ここでは、外部から
のストレス試験信号入力に基ずいてチップ内部で生成さ
れる内部テスト状態選択信号TEST*を示してい
る。)とロウデコーダ21…の出力信号とを二入力ナン
ドゲート22…に入力してナンドをとり、さらにワード
線駆動回路23…により反転させて主ワード線選択信号
/MWL1、/MWL2…としている。これにより、通
常動作時(前記信号TEST*が非活性レベル“H”)
にはロウデコーダ21…の出力信号に応じた主ワード線
選択信号が得られるが、電圧ストレス試験時(前記信号
TEST*が活性レベル“L”)にはロウデコーダ21
…の出力信号に拘らず主ワード線選択信号が活性状態
(“L”レベル)になる。
【0028】また、図1中のブロック選択信号を、通常
動作時にはアドレスに応じて選択状態にし、電圧ストレ
ス試験時に全て選択状態に制御するための回路は、上記
図2の構成に準じて、内部テスト状態選択信号TEST
*とカラムデコーダ出力信号の一部(ブロック選択用の
信号)とを二入力ナンドゲート(図示せず)に入力して
ナンドをとり、さらにブロック選択線駆動回路(図示せ
ず)により反転させてブロック選択信号とすることによ
り実現される。
動作時にはアドレスに応じて選択状態にし、電圧ストレ
ス試験時に全て選択状態に制御するための回路は、上記
図2の構成に準じて、内部テスト状態選択信号TEST
*とカラムデコーダ出力信号の一部(ブロック選択用の
信号)とを二入力ナンドゲート(図示せず)に入力して
ナンドをとり、さらにブロック選択線駆動回路(図示せ
ず)により反転させてブロック選択信号とすることによ
り実現される。
【0029】図3は、図2の回路の変形例を示してお
り、主ワード線駆動回路23…に対する高電位側電源V
ccの供給を内部テスト状態選択信号TEST*により
制御するように構成されており、21…はロウデコー
ダ、24…はインバータである。これにより、通常動作
時(前記信号TEST*が非活性レベル“H”)には、
主ワード線駆動回路23…に対して高電位側電源が供給
されるので、ロウデコーダ21…の出力信号に応じた主
ワード線選択信号が得られるが、電圧ストレス試験時
(前記信号TEST*が活性レベル“L”)には、主ワ
ード線駆動回路23…に対して高電位側電源Vccが供
給されず、ロウデコーダ21…の出力信号に拘らず主ワ
ード線選択信号が活性状態(“L”レベル)になる。図
2の回路では二入力ナンドゲート22…を用いているの
に対して、図3の回路はインバータ24…を用いている
ので、図3の回路は通常動作時に高速であるという利点
がある。
り、主ワード線駆動回路23…に対する高電位側電源V
ccの供給を内部テスト状態選択信号TEST*により
制御するように構成されており、21…はロウデコー
ダ、24…はインバータである。これにより、通常動作
時(前記信号TEST*が非活性レベル“H”)には、
主ワード線駆動回路23…に対して高電位側電源が供給
されるので、ロウデコーダ21…の出力信号に応じた主
ワード線選択信号が得られるが、電圧ストレス試験時
(前記信号TEST*が活性レベル“L”)には、主ワ
ード線駆動回路23…に対して高電位側電源Vccが供
給されず、ロウデコーダ21…の出力信号に拘らず主ワ
ード線選択信号が活性状態(“L”レベル)になる。図
2の回路では二入力ナンドゲート22…を用いているの
に対して、図3の回路はインバータ24…を用いている
ので、図3の回路は通常動作時に高速であるという利点
がある。
【0030】また、上記主ワード線駆動回路23…に対
する高電位側電源供給の制御と同様に、電圧ストレス試
験時に、ブロック選択線駆動回路(図示せず)および副
ワード線駆動回路(副ワード線選択ゲート)に対する高
電位側電源Vccの供給を内部テスト状態選択信号TE
ST*により制御するようにして全てのブロック選択線
および全ての副ワード線を活性状態(“L”レベル)に
する。この場合、本実施例のSRAMの半導体基板がP
型である場合には、電圧ストレス試験時に、上記ブロッ
ク選択線駆動回路には高電位側電源を供給してもよい。
する高電位側電源供給の制御と同様に、電圧ストレス試
験時に、ブロック選択線駆動回路(図示せず)および副
ワード線駆動回路(副ワード線選択ゲート)に対する高
電位側電源Vccの供給を内部テスト状態選択信号TE
ST*により制御するようにして全てのブロック選択線
および全ての副ワード線を活性状態(“L”レベル)に
する。この場合、本実施例のSRAMの半導体基板がP
型である場合には、電圧ストレス試験時に、上記ブロッ
ク選択線駆動回路には高電位側電源を供給してもよい。
【0031】なお、上記したように駆動回路に対する高
電位側電源Vccの供給を制御することによって、図1
中の副ワード線を、通常動作時にはアドレスに応じて選
択状態にし、高電圧ストレス試験時に全て選択状態に制
御するためには、少なくとも副ワード線駆動回路に対す
る制御を行えばよい。
電位側電源Vccの供給を制御することによって、図1
中の副ワード線を、通常動作時にはアドレスに応じて選
択状態にし、高電圧ストレス試験時に全て選択状態に制
御するためには、少なくとも副ワード線駆動回路に対す
る制御を行えばよい。
【0032】図4は、前記図1のSRAMにおいて、ビ
ット線負荷制御信号(BLL、BLR)および図2中あ
るいは図3中の内部テスト状態選択信号/TEST*を
生成するための回路の一例を示している。ここで、/T
EST1は通常動作モードから電圧ストレス試験モード
への遷移を制御するための第1の試験信号入力、/TE
ST2はビット線負荷トランジスタ(QL1、QL2)
のどちらを高インピーダンス状態に制御するかを決定す
るための第2の試験信号入力である。上記第1の試験信
号入力/TEST1は、第1のインバータ41および第
2のインバータ42を経て前記内部テスト状態選択信号
/TEST*となる。上記第1のインバータ41の出力
および前記第2の試験信号入力/TEST2は、第1の
二入力ナンドゲート43に入力し、このナンドゲート4
3の出力が一方のビット線負荷制御信号BLLとなる。
また、上記第2の試験信号入力/TEST2は第3のイ
ンバータ44に入力し、この第3のインバータ44の出
力および前記第1のインバータ41の出力は第2の二入
力ナンドゲート45に入力し、このナンドゲート45の
出力が他方のビット線負荷制御信号BLRとなる。これ
により、通常動作時(信号入力/TEST1が非活性レ
ベル“H”)には、信号/TEST*が非活性レベル
“H”になり、第2の試験信号入力/TEST2に拘ら
ずビット線負荷制御信号(BLL、BLR)は“H”レ
ベルになる。これに対して、電圧ストレス試験時(信号
入力/TEST1が活性レベル“L”)には、信号/T
EST*が活性レベル“L”になり、第2の試験信号入
力/TEST2が“H”であるか“L”であるかに応じ
てビット線負荷制御信号BLLおよびBLRのいずれか
一方が“L”レべルになる。
ット線負荷制御信号(BLL、BLR)および図2中あ
るいは図3中の内部テスト状態選択信号/TEST*を
生成するための回路の一例を示している。ここで、/T
EST1は通常動作モードから電圧ストレス試験モード
への遷移を制御するための第1の試験信号入力、/TE
ST2はビット線負荷トランジスタ(QL1、QL2)
のどちらを高インピーダンス状態に制御するかを決定す
るための第2の試験信号入力である。上記第1の試験信
号入力/TEST1は、第1のインバータ41および第
2のインバータ42を経て前記内部テスト状態選択信号
/TEST*となる。上記第1のインバータ41の出力
および前記第2の試験信号入力/TEST2は、第1の
二入力ナンドゲート43に入力し、このナンドゲート4
3の出力が一方のビット線負荷制御信号BLLとなる。
また、上記第2の試験信号入力/TEST2は第3のイ
ンバータ44に入力し、この第3のインバータ44の出
力および前記第1のインバータ41の出力は第2の二入
力ナンドゲート45に入力し、このナンドゲート45の
出力が他方のビット線負荷制御信号BLRとなる。これ
により、通常動作時(信号入力/TEST1が非活性レ
ベル“H”)には、信号/TEST*が非活性レベル
“H”になり、第2の試験信号入力/TEST2に拘ら
ずビット線負荷制御信号(BLL、BLR)は“H”レ
ベルになる。これに対して、電圧ストレス試験時(信号
入力/TEST1が活性レベル“L”)には、信号/T
EST*が活性レベル“L”になり、第2の試験信号入
力/TEST2が“H”であるか“L”であるかに応じ
てビット線負荷制御信号BLLおよびBLRのいずれか
一方が“L”レべルになる。
【0033】従って、図4の回路を用いて前記したよう
な二段階の電圧ストレス試験を制御するためには、第1
の試験信号入力/TEST1を“L”、第2の試験信号
入力/TEST2を“H”にすることにより一方のビッ
ト線負荷トランジスタQL1を高インピーダンス状態に
し、所望の電圧ストレスを印加した後、第2の試験信号
入力/TEST2を“L”にすることにより他方のビッ
ト線負荷トランジスタQL2を高インピーダンス状態に
し、所望の電圧ストレスを印加し、この後、第1の試験
信号入力/TEST1を“H”に戻して通常の読み出し
動作モードに戻すというシーケンスで操作を行えばよ
い。
な二段階の電圧ストレス試験を制御するためには、第1
の試験信号入力/TEST1を“L”、第2の試験信号
入力/TEST2を“H”にすることにより一方のビッ
ト線負荷トランジスタQL1を高インピーダンス状態に
し、所望の電圧ストレスを印加した後、第2の試験信号
入力/TEST2を“L”にすることにより他方のビッ
ト線負荷トランジスタQL2を高インピーダンス状態に
し、所望の電圧ストレスを印加し、この後、第1の試験
信号入力/TEST1を“H”に戻して通常の読み出し
動作モードに戻すというシーケンスで操作を行えばよ
い。
【0034】なお、ストレス試験のための制御信号の供
給方法としては、(a)ウェーハ状態の時にSRAMチ
ップ上の専用のパッドを通して外部から入力する、ある
いは、ウェハーの分割によりSRAMチップを分離して
パッケージに封入した後に通常動作時には使用されない
専用端子を通して外部から入力する方法のほか、(b)
任意の端子(通常動作時に使用されるものでもよい。)
に通常動作時には使用されない範囲の電圧(例えば電源
電圧以上の所定の電圧)を外部から入力し、この入力を
検知する回路を設けておき、この回路の出力を用いる方
法、(c)通常動作時に使用される複数の端子に通常動
作時には使用されない順序関係で信号を入力し、この入
力を検知する回路を設けておき、この回路の出力を用い
る方法などが考えられる。
給方法としては、(a)ウェーハ状態の時にSRAMチ
ップ上の専用のパッドを通して外部から入力する、ある
いは、ウェハーの分割によりSRAMチップを分離して
パッケージに封入した後に通常動作時には使用されない
専用端子を通して外部から入力する方法のほか、(b)
任意の端子(通常動作時に使用されるものでもよい。)
に通常動作時には使用されない範囲の電圧(例えば電源
電圧以上の所定の電圧)を外部から入力し、この入力を
検知する回路を設けておき、この回路の出力を用いる方
法、(c)通常動作時に使用される複数の端子に通常動
作時には使用されない順序関係で信号を入力し、この入
力を検知する回路を設けておき、この回路の出力を用い
る方法などが考えられる。
【0035】ここで、前記第1の試験信号入力/TES
T1および第2の試験信号入力/TEST2の与え方の
一具体例について説明する。(a)ウェハー状態でバー
ンインする場合には、SRAMチップ上に第1の試験信
号入力/TEST1のための専用のパッドを設け、第2
の試験信号入力/TEST2のためには、専用のパッド
を設ける、あるいは、通常動作時に使用されるアドレス
データ入力用パッドと兼用する。そして、パッドにテス
ターのプローブカードから第1の試験信号/TEST1
を入力する。この際、プローブカードに必要なピンは、
高電位電源Vcc、低電位電源Vss、第1の試験信号
入力/TEST1、第2の試験信号入力/TEST2、
チップ選択信号入力CEの5ピンであり、ピン数が少な
くて済む。また、ストレス試験の第1段階が数秒、第2
段階も数秒で済み、ほぼDC的な緩やかなタイミングで
よく、テストパターン発生器の単純化、低廉化を図るこ
とが可能になる。さらに、試験時間が1チップ当り10
秒程度と短いので、ウェハー状態で1チップ乃至数チッ
プづつ同時に試験しても、スループットが十分良い。
(b)SRAMチップをパッケージに封入した後にバー
ンインする場合には、第1の試験信号/TEST1とし
て、高電源電圧入力検知回路の出力、あるいは、通常動
作時に使用されるアドレスデータ入力ピン、あるいは、
任意の制御入力ピンに所定の電圧以上の電圧が印加され
たことを検出する回路の出力を用いることにより、スト
レス試験専用の特別のピンを設ける必要がない。
T1および第2の試験信号入力/TEST2の与え方の
一具体例について説明する。(a)ウェハー状態でバー
ンインする場合には、SRAMチップ上に第1の試験信
号入力/TEST1のための専用のパッドを設け、第2
の試験信号入力/TEST2のためには、専用のパッド
を設ける、あるいは、通常動作時に使用されるアドレス
データ入力用パッドと兼用する。そして、パッドにテス
ターのプローブカードから第1の試験信号/TEST1
を入力する。この際、プローブカードに必要なピンは、
高電位電源Vcc、低電位電源Vss、第1の試験信号
入力/TEST1、第2の試験信号入力/TEST2、
チップ選択信号入力CEの5ピンであり、ピン数が少な
くて済む。また、ストレス試験の第1段階が数秒、第2
段階も数秒で済み、ほぼDC的な緩やかなタイミングで
よく、テストパターン発生器の単純化、低廉化を図るこ
とが可能になる。さらに、試験時間が1チップ当り10
秒程度と短いので、ウェハー状態で1チップ乃至数チッ
プづつ同時に試験しても、スループットが十分良い。
(b)SRAMチップをパッケージに封入した後にバー
ンインする場合には、第1の試験信号/TEST1とし
て、高電源電圧入力検知回路の出力、あるいは、通常動
作時に使用されるアドレスデータ入力ピン、あるいは、
任意の制御入力ピンに所定の電圧以上の電圧が印加され
たことを検出する回路の出力を用いることにより、スト
レス試験専用の特別のピンを設ける必要がない。
【0036】図5は、上記のような任意の制御入力ピン
に所定の電圧以上の電圧が印加されたことを検出する回
路の一例である三値制御回路を示している。ここで、5
1は1つの制御入力ピン(例えばあるアドレス入力ピ
ン)であり、このアドレス入力ピン51と接地電位Vs
sとの間には、2個のPチャネルMOSトランジスタ5
2、53および1個のNチャネルMOSトランジスタ5
4が直列に接続されている。そして、上記トランジスタ
52はゲート・ドレイン相互が接続され、トランジスタ
53、54のゲートには電源電位Vccが供給されてい
る。また、トランジスタ53および54の直列接続点に
は、インバータ55が接続されている。
に所定の電圧以上の電圧が印加されたことを検出する回
路の一例である三値制御回路を示している。ここで、5
1は1つの制御入力ピン(例えばあるアドレス入力ピ
ン)であり、このアドレス入力ピン51と接地電位Vs
sとの間には、2個のPチャネルMOSトランジスタ5
2、53および1個のNチャネルMOSトランジスタ5
4が直列に接続されている。そして、上記トランジスタ
52はゲート・ドレイン相互が接続され、トランジスタ
53、54のゲートには電源電位Vccが供給されてい
る。また、トランジスタ53および54の直列接続点に
は、インバータ55が接続されている。
【0037】このような三値制御回路において、アドレ
ス入力ピン51に通常の“H”レベル(Vcc)や
“L”レベル(Vss)の電位が印加される場合、トラ
ンジスタ52はオフ状態となり、インバータ55の入力
ノードの電位はオン状態のトランジスタ54により
“L”に設定される。このため、インバータ55から出
力される第1のストレス試験信号/TEST1は“H”
(非活性状態)になる。
ス入力ピン51に通常の“H”レベル(Vcc)や
“L”レベル(Vss)の電位が印加される場合、トラ
ンジスタ52はオフ状態となり、インバータ55の入力
ノードの電位はオン状態のトランジスタ54により
“L”に設定される。このため、インバータ55から出
力される第1のストレス試験信号/TEST1は“H”
(非活性状態)になる。
【0038】これに対して、アドレス入力ピン51に電
源電位Vccより高い制御電圧(Vcc+2Vthp以
上、VthpはPチャネルMOSトランジスタの閾値電
圧)が印加された場合、トランジスタ52がオンしてイ
ンバータ55の入力ノードの電位がVcc以上となり、
インバータ55から出力される第1のストレス試験信号
/TEST1は“L”(活性状態)になる。
源電位Vccより高い制御電圧(Vcc+2Vthp以
上、VthpはPチャネルMOSトランジスタの閾値電
圧)が印加された場合、トランジスタ52がオンしてイ
ンバータ55の入力ノードの電位がVcc以上となり、
インバータ55から出力される第1のストレス試験信号
/TEST1は“L”(活性状態)になる。
【0039】図6は、図1中のビット線負荷回路14の
変形例を示している。これは、前記したビット線負荷用
のNMOSトランジスタQL1およびQL2にそれぞれ
並列にPMOSトランジスタQL3およびQL4が接続
されたものであり、このPMOSトランジスタQL3お
よびQL4はそれぞれ対応して前記ビット線負荷制御信
号BLRおよびBLLがゲートに与えられる。これによ
り、ストレス試験時に低インピーダンス状態になるNM
OSトランジスタに並列接続されているPMOSトラン
ジスタが低インピーダンス状態となるように制御され
る。
変形例を示している。これは、前記したビット線負荷用
のNMOSトランジスタQL1およびQL2にそれぞれ
並列にPMOSトランジスタQL3およびQL4が接続
されたものであり、このPMOSトランジスタQL3お
よびQL4はそれぞれ対応して前記ビット線負荷制御信
号BLRおよびBLLがゲートに与えられる。これによ
り、ストレス試験時に低インピーダンス状態になるNM
OSトランジスタに並列接続されているPMOSトラン
ジスタが低インピーダンス状態となるように制御され
る。
【0040】このようにPMOSトランジスタQL3お
よびQL4の作用は、通常の読み出し動作時にはビット
線電位をVcc−Vthのレベルにバイアスし、ストレ
ス試験時には、高電位になる側の一方のビット線の電位
を通常の読み出し動作時よりも高いVcc電位にする。
これにより、SRAMセル内にかかるストレスを強く
し、バーンイン時間をさらに短縮する効果がある。
よびQL4の作用は、通常の読み出し動作時にはビット
線電位をVcc−Vthのレベルにバイアスし、ストレ
ス試験時には、高電位になる側の一方のビット線の電位
を通常の読み出し動作時よりも高いVcc電位にする。
これにより、SRAMセル内にかかるストレスを強く
し、バーンイン時間をさらに短縮する効果がある。
【0041】次に、第2実施例のSRAMについて、前
記図1を参照しながら説明する。前記第1実施例のSR
AMでは、ストレス試験時にカラム選択信号CDをオフ
状態にしてカラム選択回路11を全て非選択状態にした
が、この第2実施例では、ストレス試験時には前記主ワ
ード線選択信号およびブロック選択信号と同様にカラム
選択信号CDも全て選択状態にするための制御回路を設
けておき、かつ、ストレス試験時には書込み回路13を
書込み状態にする。また、前記第1実施例のSRAMで
は、ストレス試験時にはビット線負荷トランジスタQL
1およびQL2のいずれか一方を高インピーダンス状態
(あるいはオフ状態)にしたが、この第2実施例では、
ストレス試験時にはビット線負荷トランジスタQL1お
よびQL2を共に高インピーダンス状態に制御するよう
に制御回路を構成しており、その他の点は第1実施例と
同じである。
記図1を参照しながら説明する。前記第1実施例のSR
AMでは、ストレス試験時にカラム選択信号CDをオフ
状態にしてカラム選択回路11を全て非選択状態にした
が、この第2実施例では、ストレス試験時には前記主ワ
ード線選択信号およびブロック選択信号と同様にカラム
選択信号CDも全て選択状態にするための制御回路を設
けておき、かつ、ストレス試験時には書込み回路13を
書込み状態にする。また、前記第1実施例のSRAMで
は、ストレス試験時にはビット線負荷トランジスタQL
1およびQL2のいずれか一方を高インピーダンス状態
(あるいはオフ状態)にしたが、この第2実施例では、
ストレス試験時にはビット線負荷トランジスタQL1お
よびQL2を共に高インピーダンス状態に制御するよう
に制御回路を構成しており、その他の点は第1実施例と
同じである。
【0042】この第2実施例のDRAMの動作は、基本
的には前記第1実施例のSRAMの動作と同様に行われ
るのでその説明を簡略化し、以下、特徴的な動作につい
て説明する。即ち、ストレス試験時には、ビット線負荷
トランジスタQL1およびQL2が共に高インピーダン
ス状態に制御され、書込み回路13が書込み状態にさ
れ、カラム選択回路11が全て選択状態にされるので、
書込みデータを“1”あるいは“0”とすることによ
り、全てのメモリセルに“1”あるいは“0”のデータ
が同時に書込まれるようになり、全てのメモリセルに同
時にストレスがかかることになる。この時、ビット線負
荷回路11が高インピーダンス状態にされているので、
ストレス試験時にビット線負荷回路11に電流が流れな
い。
的には前記第1実施例のSRAMの動作と同様に行われ
るのでその説明を簡略化し、以下、特徴的な動作につい
て説明する。即ち、ストレス試験時には、ビット線負荷
トランジスタQL1およびQL2が共に高インピーダン
ス状態に制御され、書込み回路13が書込み状態にさ
れ、カラム選択回路11が全て選択状態にされるので、
書込みデータを“1”あるいは“0”とすることによ
り、全てのメモリセルに“1”あるいは“0”のデータ
が同時に書込まれるようになり、全てのメモリセルに同
時にストレスがかかることになる。この時、ビット線負
荷回路11が高インピーダンス状態にされているので、
ストレス試験時にビット線負荷回路11に電流が流れな
い。
【0043】この第2実施例によれば、基本的には前記
第1実施例と同様の効果が得られ、しかも、ストレス試
験時にビット線負荷トランジスタQL1およびQL2を
一方づつ高インピーダンス状態に制御する必要がなく全
てのビット線負荷トランジスタを高インピーダンス状態
に制御すればよいので、このための制御回路の構成が簡
単になり、また、通常の書込みデータ入力を全メモリセ
ルへのデータ書込み制御と兼用できる利点もある。
第1実施例と同様の効果が得られ、しかも、ストレス試
験時にビット線負荷トランジスタQL1およびQL2を
一方づつ高インピーダンス状態に制御する必要がなく全
てのビット線負荷トランジスタを高インピーダンス状態
に制御すればよいので、このための制御回路の構成が簡
単になり、また、通常の書込みデータ入力を全メモリセ
ルへのデータ書込み制御と兼用できる利点もある。
【0044】次に、第3実施例のSRAMについて説明
する。前記第1実施例のSRAMでは、Vcc電源とビ
ット線対との間にビット線負荷トランジスタQL1およ
びQL2を挿入し、ストレス試験時にビット線負荷トラ
ンジスタQL1およびQL2のいずれか一方を高インピ
ーダンス状態(あるいはオフ状態)に制御したが、この
第3実施例では、ストレス試験時にビット線負荷トラン
ジスタQL1およびQL2を共に低インピーダンス状態
に制御すると共に、図7に示すように、ビット線負荷ト
ランジスタQL1およびQL2の各一端側をVcc電源
からこれより低い電位を発生するバイアス電位発生回路
71の出力ノードあるいは接地ノードに切換え接続する
ように構成しており、その他は図1と同じである。
する。前記第1実施例のSRAMでは、Vcc電源とビ
ット線対との間にビット線負荷トランジスタQL1およ
びQL2を挿入し、ストレス試験時にビット線負荷トラ
ンジスタQL1およびQL2のいずれか一方を高インピ
ーダンス状態(あるいはオフ状態)に制御したが、この
第3実施例では、ストレス試験時にビット線負荷トラン
ジスタQL1およびQL2を共に低インピーダンス状態
に制御すると共に、図7に示すように、ビット線負荷ト
ランジスタQL1およびQL2の各一端側をVcc電源
からこれより低い電位を発生するバイアス電位発生回路
71の出力ノードあるいは接地ノードに切換え接続する
ように構成しており、その他は図1と同じである。
【0045】この第3実施例のDRAMによれば、スト
レス試験時には、ビット線対(BL、BL)がビット線
負荷トランジスタQL1およびQL2を介してバイアス
電位発生回路71の出力ノードに接続されて通常動作時
のバイアスレベルよりも低レベルになるので、全てのワ
ード線あるいは通常動作時に選択される本数以上のワー
ド線に電圧ストレスをかけることにより、全てのメモリ
セルのトランスファゲートのゲート・ドレイン間に同時
にストレスがかかることになる。この時、ビット線対
(BL、/BL)は低レベルであるので、ビット線負荷
回路11に電流が殆んど流れない。
レス試験時には、ビット線対(BL、BL)がビット線
負荷トランジスタQL1およびQL2を介してバイアス
電位発生回路71の出力ノードに接続されて通常動作時
のバイアスレベルよりも低レベルになるので、全てのワ
ード線あるいは通常動作時に選択される本数以上のワー
ド線に電圧ストレスをかけることにより、全てのメモリ
セルのトランスファゲートのゲート・ドレイン間に同時
にストレスがかかることになる。この時、ビット線対
(BL、/BL)は低レベルであるので、ビット線負荷
回路11に電流が殆んど流れない。
【0046】次に、第4実施例のSRAMについて説明
する。この第4実施例では、前記第1実施例のSRAM
と比べて、図8に示すように、各ビット線対とVss電
位との間にスイッチ用のNMOSトランジスタ81、8
2を接続しておき、一方のビット線側に接続されている
スイッチ用トランジスタ81群の各ゲート、他方のビッ
ト線側に接続されているスイッチ用トランジスタ82群
の各ゲートに別々のあるいは同じ制御信号を与える制御
回路83を有している点が異なり、その他は図1と同じ
である。上記制御回路83は、通常動作時には上記スイ
ッチ用トランジスタ群を全てオフ状態に制御し、ストレ
ス試験時には、これらのスイッチ用トランジスタ群の任
意の一方あるいは両方をオン状態に制御するように構成
されており、前記図4の制御回路に準じて構成可能であ
る。
する。この第4実施例では、前記第1実施例のSRAM
と比べて、図8に示すように、各ビット線対とVss電
位との間にスイッチ用のNMOSトランジスタ81、8
2を接続しておき、一方のビット線側に接続されている
スイッチ用トランジスタ81群の各ゲート、他方のビッ
ト線側に接続されているスイッチ用トランジスタ82群
の各ゲートに別々のあるいは同じ制御信号を与える制御
回路83を有している点が異なり、その他は図1と同じ
である。上記制御回路83は、通常動作時には上記スイ
ッチ用トランジスタ群を全てオフ状態に制御し、ストレ
ス試験時には、これらのスイッチ用トランジスタ群の任
意の一方あるいは両方をオン状態に制御するように構成
されており、前記図4の制御回路に準じて構成可能であ
る。
【0047】この第4実施例のSRAMによれば、スト
レス試験に際して、ビット線負荷回路をそれぞれオフ状
態に制御しておき、全てのカラム選択回路をそれぞれ非
選択状態に制御しておき、任意の一方のスイッチ用トラ
ンジスタ群をオンさせるように制御することにより、任
意の一方のビット線群をVss電位に設定することが可
能になり、また、前記スイッチ用トランジスタ群を全て
オンさせるように制御することにより、全てのビット線
の電位をVss電位に設定することが可能になる。従っ
て、カラム選択回路の選択制御を必要とせずに、第3実
施例と同様の効果が得られる。
レス試験に際して、ビット線負荷回路をそれぞれオフ状
態に制御しておき、全てのカラム選択回路をそれぞれ非
選択状態に制御しておき、任意の一方のスイッチ用トラ
ンジスタ群をオンさせるように制御することにより、任
意の一方のビット線群をVss電位に設定することが可
能になり、また、前記スイッチ用トランジスタ群を全て
オンさせるように制御することにより、全てのビット線
の電位をVss電位に設定することが可能になる。従っ
て、カラム選択回路の選択制御を必要とせずに、第3実
施例と同様の効果が得られる。
【0048】なお、前記各実施例において、前記ストレ
ス試験信号印加用パッドとしては、ボンディング・パッ
ドでもよいが、これに限らず、SRAMをウェハー状態
のままでバーンインする場合には、テスターのプローブ
カードの触針に接触してストレス試験信号が印加可能な
構造であればよく、ウェハーからSRAMチップを分離
した後にパッケージングした状態でバーンインを行なう
場合には、パッケージングに際してチップ外部の配線と
接続可能な構造であればよい。
ス試験信号印加用パッドとしては、ボンディング・パッ
ドでもよいが、これに限らず、SRAMをウェハー状態
のままでバーンインする場合には、テスターのプローブ
カードの触針に接触してストレス試験信号が印加可能な
構造であればよく、ウェハーからSRAMチップを分離
した後にパッケージングした状態でバーンインを行なう
場合には、パッケージングに際してチップ外部の配線と
接続可能な構造であればよい。
【0049】また、上記SRAMをウェハー状態のまま
でバーンインする場合には、前記ストレス試験用パッド
を複数個のチップで共用し、この共用パッドと複数個の
チップとの間を接続するための配線をウェハーの例えば
ダイシングライン領域上に形成するようにしてもよい。
でバーンインする場合には、前記ストレス試験用パッド
を複数個のチップで共用し、この共用パッドと複数個の
チップとの間を接続するための配線をウェハーの例えば
ダイシングライン領域上に形成するようにしてもよい。
【0050】ここで、上記SRAMをウェハー状態のま
までバーンインする場合の利点を述べる。前記実施例で
説明したように、バーンインの効率が著しく向上し、バ
ーンインに要する時間を著しく短縮できることから、ウ
ェハー状態のままで複数個のSRAMチップに対して同
時にバーンインを行うことにより、高温仕様のプローバ
とプローブカードを用いて電圧ストレスを印加すること
が可能になり、ウェハープロセス直後のダイソートの前
や後に簡便にバーンインすることが可能になる。従っ
て、現在行われているようにアセンブリが済んでパッケ
ージに収納された最終製品の形態での長時間のバーンイ
ンが必要なくなる、あるいは、その時間を大幅に短縮す
ることが可能になる。換言すれば、バーンイン装置を大
規模に縮小することができ、バーンイン装置の設備投資
とその設置場所およびテスト時間を節約し、半導体集積
回路の製造コストの大幅な低減を図ることができる。勿
論、ウェハー状態で電気的、熱的なストレスをかけるこ
とができる新規なバーンイン装置は必要になるが、この
装置は従来のバーンイン装置よりもはるかに簡便かつ小
型で済み、省スペースも可能になる。また、ウェハー段
階で不良品となったものを不良として処理できること
は、従来のアセンブリされた段階でバーンインする方法
においては、アセンブリまで進んで製造費のかさんだ段
階で不良品となったものを不良として処理しなければな
らず、ダイソート時に不良として処理される不良チップ
と比べて著しく損失が大きいという問題を解決できる。
また、ダイソートテストとは別に、一定時間ストレスを
印加する過程を挿入して弱いトランジスタを予め弾き出
した後にダイソートを行うようにすれば、ダイソート中
にはストレスを印加しないで済み、テスタを止める必要
がなくなり、設備の有効な活用を図ることができる。さ
らに、冗長回路を備えたSRAMの場合は、ウェハー状
態でのバーンインをダイソート前に行えば、従来は不良
品となっていたバーンインでのスクリーニング分を救済
することが可能になり、チップの歩留り向上を期待で
き、工程の後の方での不良を削減できるという面からも
大幅なコストダウンの効果も期待できる。
までバーンインする場合の利点を述べる。前記実施例で
説明したように、バーンインの効率が著しく向上し、バ
ーンインに要する時間を著しく短縮できることから、ウ
ェハー状態のままで複数個のSRAMチップに対して同
時にバーンインを行うことにより、高温仕様のプローバ
とプローブカードを用いて電圧ストレスを印加すること
が可能になり、ウェハープロセス直後のダイソートの前
や後に簡便にバーンインすることが可能になる。従っ
て、現在行われているようにアセンブリが済んでパッケ
ージに収納された最終製品の形態での長時間のバーンイ
ンが必要なくなる、あるいは、その時間を大幅に短縮す
ることが可能になる。換言すれば、バーンイン装置を大
規模に縮小することができ、バーンイン装置の設備投資
とその設置場所およびテスト時間を節約し、半導体集積
回路の製造コストの大幅な低減を図ることができる。勿
論、ウェハー状態で電気的、熱的なストレスをかけるこ
とができる新規なバーンイン装置は必要になるが、この
装置は従来のバーンイン装置よりもはるかに簡便かつ小
型で済み、省スペースも可能になる。また、ウェハー段
階で不良品となったものを不良として処理できること
は、従来のアセンブリされた段階でバーンインする方法
においては、アセンブリまで進んで製造費のかさんだ段
階で不良品となったものを不良として処理しなければな
らず、ダイソート時に不良として処理される不良チップ
と比べて著しく損失が大きいという問題を解決できる。
また、ダイソートテストとは別に、一定時間ストレスを
印加する過程を挿入して弱いトランジスタを予め弾き出
した後にダイソートを行うようにすれば、ダイソート中
にはストレスを印加しないで済み、テスタを止める必要
がなくなり、設備の有効な活用を図ることができる。さ
らに、冗長回路を備えたSRAMの場合は、ウェハー状
態でのバーンインをダイソート前に行えば、従来は不良
品となっていたバーンインでのスクリーニング分を救済
することが可能になり、チップの歩留り向上を期待で
き、工程の後の方での不良を削減できるという面からも
大幅なコストダウンの効果も期待できる。
【0051】なお、上記各実施例では、メモリセルM
1、M2…として4トランジスタ型のセルを用いたが、
負荷用の2個の高抵抗R1、R2に代えてそれぞれPM
OSトランジスタを用いたCMOSフリップフロップ型
のSRAMセルを用いた場合にも、本発明の効果が得ら
れる。
1、M2…として4トランジスタ型のセルを用いたが、
負荷用の2個の高抵抗R1、R2に代えてそれぞれPM
OSトランジスタを用いたCMOSフリップフロップ型
のSRAMセルを用いた場合にも、本発明の効果が得ら
れる。
【0052】なお、上記実施例では、バーンインに際し
ての電圧ストレス試験を例にとって説明したが、本発明
は、温度加速に関係なく電圧ストレス試験を行う場合に
も有効であることはいうまでもない。
ての電圧ストレス試験を例にとって説明したが、本発明
は、温度加速に関係なく電圧ストレス試験を行う場合に
も有効であることはいうまでもない。
【0053】
【発明の効果】上述したように本発明のSRAMによれ
ば、SRAMセルの電圧ストレス試験に際して、全ての
ワード線あるいは通常動作時に選択される本数以上のワ
ード線に一斉に電圧ストレスを印加する場合に、総ビッ
ト線電流を通常動作時よりも増大させないように抑制し
て動作不良に陥ることを防止できる。また、SRAMセ
ルの全てのMOSトランジスタおよびデータ記憶保持ノ
ードに対して電圧ストレスをかけることができ、SRA
M特有の構成を持つメモリセルの電圧ストレス試験に好
適でスクリーニングの効率を著しく向上させることがで
きる。
ば、SRAMセルの電圧ストレス試験に際して、全ての
ワード線あるいは通常動作時に選択される本数以上のワ
ード線に一斉に電圧ストレスを印加する場合に、総ビッ
ト線電流を通常動作時よりも増大させないように抑制し
て動作不良に陥ることを防止できる。また、SRAMセ
ルの全てのMOSトランジスタおよびデータ記憶保持ノ
ードに対して電圧ストレスをかけることができ、SRA
M特有の構成を持つメモリセルの電圧ストレス試験に好
適でスクリーニングの効率を著しく向上させることがで
きる。
【図1】本発明の第1実施例に係るSRAMの一部を示
す回路図。
す回路図。
【図2】図1中の主ワード線を選択駆動するための回路
の一例を示す図。
の一例を示す図。
【図3】図2の回路の変形例を示す回路図。
【図4】図1中のビット線負荷制御信号および図2中、
図3中の内部テスト状態選択信号を生成するための回路
の一例を示す図。
図3中の内部テスト状態選択信号を生成するための回路
の一例を示す図。
【図5】図3中、図4中のストレス試験信号を生成する
ための回路の一例を示す図。
ための回路の一例を示す図。
【図6】図1中のビット線負荷回路の変形例を示す図・
【図7】本発明の第3実施例に係るSRAMの一部を示
す回路図。
す回路図。
【図8】本発明の第4実施例に係るSRAMの一部を示
す回路図。
す回路図。
【図9】SRAMにおける高抵抗負荷型メモリセルを示
す回路図。
す回路図。
M1、M2…スタティック型メモリセル、Q1、Q2…
メモリセルの駆動用トランジスタ、R1、R2…メモリ
セルの高抵抗負荷、Q3、Q4…メモリセルのトランス
ファゲート、/MWL1、/MWL2…主ワード線、S
WL1〜SWL4…副ワード線、BL、/BL…ビット
線、SS、/SS…共通ビット線、11…ビット線負荷
回路、12…センスアンプ、13…書込み回路、14…
カラム選択回路、Dout…読み出しデータ出力、DI
N、/DIN…書き込みデータ入力、WE*…内部書込
み信号、CD…カラム選択信号、BLL、BLR…ビッ
ト線負荷制御信号、QL1、QL2…ビット線負荷トラ
ンジスタ。
メモリセルの駆動用トランジスタ、R1、R2…メモリ
セルの高抵抗負荷、Q3、Q4…メモリセルのトランス
ファゲート、/MWL1、/MWL2…主ワード線、S
WL1〜SWL4…副ワード線、BL、/BL…ビット
線、SS、/SS…共通ビット線、11…ビット線負荷
回路、12…センスアンプ、13…書込み回路、14…
カラム選択回路、Dout…読み出しデータ出力、DI
N、/DIN…書き込みデータ入力、WE*…内部書込
み信号、CD…カラム選択信号、BLL、BLR…ビッ
ト線負荷制御信号、QL1、QL2…ビット線負荷トラ
ンジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/8244 27/11 G01R 31/28 B (72)発明者 落井 清文 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 平3−276500(JP,A) 特開 平1−238000(JP,A) 特開 平2−3148(JP,A)
Claims (13)
- 【請求項1】 複数のワード線およびこれに直交する複
数のビット線対と、このワード線とビット線対との交差
部に設けられ、上記ワード線により選択制御され、記憶
データを上記ビット線対との間で転送する行列状に配列
されたm×n個のスタティック型メモリセルと、通常動
作時には入力アドレスに応じて1メモリサイクルに所定
の本数のワード線を選択し、電圧ストレス試験時には全
てのワード線あるいは通常動作時より多くの本数のワー
ド線を同時に選択するように制御されるワード線駆動回
路と、前記各カラムのビット線対に接続され、カラム選
択信号により選択制御されるカラム選択回路と、このカ
ラム選択回路を介して前記ビット線対に接続されたセン
スアンプ回路と、上記カラム選択回路を介して前記ビッ
ト線対に接続され、書込みデータ入力に応じて前記ビッ
ト線対に転送するためのデータを出力する書込み回路
と、前記各カラムのビット線対にそれぞれ接続されたビ
ット線負荷トランジスタを有し、通常動作時には所定の
バイアス電位をビット線対に印加し、電圧ストレス試験
時にはビット線対の少なくとも一方にバイアス電位を印
加しないように制御されるビット線負荷回路とを具備す
ることを特徴とするスタティック型半導体記憶装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のスタティック型半導体記
憶装置において、前記ワード線はメモリセルアレイに共
通に設けられた主ワード線および上記メモリセルアレイ
のブロック毎に設けられた副ワード線からなる二重ワー
ド線のうちの副ワード線であり、前記ワード線駆動回路
は、上記主ワード線を駆動するための主ワード線駆動回
路と前記メモリセルアレイのブロックを選択するための
ブロック選択線駆動回路とこれらの両駆動回路の出力信
号の論理積をとって副ワード線を駆動する副ワード線駆
動回路を有することを特徴とするスタティック型半導体
記憶装置。 - 【請求項3】 請求項2記載のスタティック型半導体記
憶装置において、前記ワード線駆動回路は、電圧ストレ
ス試験時に、少なくとも前記副ワード線駆動回路の動作
電源の供給が制御されることにより、全ての副ワード線
あるいは通常動作時より多くの本数の副ワード線を同時
に選択するように制御されることを特徴とするスタティ
ック型半導体記憶装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
スタティック型半導体記憶装置において、電圧ストレス
試験時に、前記ビット線対にそれぞれ接続されたビット
線負荷トランジスタの任意の一方を高インピーダンス状
態あるいはオフ状態に制御する制御回路を具備すること
を特徴とするスタティック型半導体記憶装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
スタティック型半導体記憶装置において、電圧ストレス
試験時に、前記ビット線対にそれぞれ接続されたビット
線負荷トランジスタをそれぞれ高インピーダンス状態あ
るいはオフ状態に制御する制御回路を具備することを特
徴とするスタティック型半導体記憶装置。 - 【請求項6】 複数のワード線およびこれに直交する複
数のビット線対と、このワード線とビット線対との交差
部に設けられ、上記ワード線により選択制御され、記憶
データを上記ビット線対との間で転送する行列状に配列
されたm×n個のスタティック型メモリセルと、通常動
作時には入力アドレスに応じて1メモリサイクルに所定
の本数のワード線を選択し、電圧ストレス試験時には全
てのワード線あるいは通常動作時より多くの本数のワー
ド線を同時に選択するように制御されるワード線駆動回
路と、前記各カラムのビット線対に接続され、カラム選
択信号により選択制御されるカラム選択回路と、このカ
ラム選択回路を介して前記ビット線対に接続されたセン
スアンプ回路と、上記カラム選択回路を介して前記ビッ
ト線対に接続され、書込みデータ入力に応じて前記ビッ
ト線対に転送するためのデータを出力する書込み回路
と、前記各カラムのビット線対にそれぞれ接続されたビ
ット線負荷トランジスタを有し、通常動作時には所定の
バイアス電位をビット線対に印加し、電圧ストレス試験
時には通常動作時より低い第2の電位をビット線対に印
加するように制御されるビット線負荷回路とを具備する
ことを特徴とするスタティック型半導体記憶装置。 - 【請求項7】 請求項6記載のスタティック型半導体記
憶装置において、前記ピット線負荷回路は、電圧ストレ
ス試験時に前記ピット線負荷トランジスタがそれぞれ低
インピーダンス状態に制御されると共に前記第2の電位
を発生するバイアス回路の出力ノードあるいは接地ノー
ドに接続されることを特徴とするスタティック型半導体
記憶装置。 - 【請求項8】 請求項5乃至7のいずれか1項に記載の
スタティック型半導体記憶装置において、前記カラム選
択回路は、通常の書込み動作時には入力アドレスに応じ
て1メモリサイクルに所定のビット線対を選択して上記
書込み回路に接続し、電圧ストレス試験時には全てのビ
ット線対あるいは通常動作時より多くのビット線対を同
時に選択するように制御されることを特徴とするスタテ
ィック型半導体記憶装置。 - 【請求項9】 請求項5記載のスタティック型半導体記
憶装置において、さらに、各ビット線対と接地電位との
間に接続されたスイッチ用トランジスタ群と、電圧スト
レス試験時に上記スイッチ用トランジスタ群のうちで一
方のビット線側に接続されているスイッチ用トランジス
タ群および他方のビット線側に接続されているスイッチ
用トランジスタ群の任意の一方をオン状態に制御する制
御回路とを具備することを特徴とするスタティック型半
導体記憶装置。 - 【請求項10】 請求項5記載のスタティック型半導体
記憶装置において、さらに、各ビット線対と接地電位と
の間に接続されたスイッチ用トランジスタ群と、電圧ス
トレス試験時に上記スイッチ用トランジスタ群のうちで
一方のビット線側に接続されているスイッチ用トランジ
スタ群および他方のビット線側に接続されているスイッ
チ用トランジスタ群をそれぞれオン状態に制御する制御
回路とを具備することを特徴とするスタティック型半導
体記憶装置。 - 【請求項11】 請求項4または9に記載のスタテイッ
ク型半導体記憶装置において、ビット線負荷トランジス
タ制御信号を生成するための回路は、通常動作モードか
ら高電圧ストレス試験モードヘの遷移を制御するための
第1の試験信号とビット線対のうちのどちらのビット線
負荷トランジスタを高インピーダンス状態に制御するか
を決定するための第2の試験信号との論理積をとる第1
の二入力ナンドゲートと、この第2の試験信号の反転信
号と前記第1の試験信号との論理積をとる第1の二入力
ナンドゲートとからなることを特徴とするスタティック
型半導体記憶装置。 - 【請求項12】 請求項1乃至11のいずれか1項に記
載のスタティック型半導体記憶装置において、ストレス
試験のための制御信号は、専用のパッドあるいは外部端
子から入力することを特徴とするスタティック型半導体
記憶装置。 - 【請求項13】 請求項1乃至11のいずれか1項に記
載のスタティック型半導体記憶装置において、外部から
電源電圧以上の所定の電圧が入力したことを検知する回
路を有し、この回路の出力がストレス試験のための制御
信号として用いることを特徴とするスタティック型半導
体記憶装置。
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|---|---|---|---|
| JP2418776A JPH0756759B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | スタティック型半導体記憶装置 |
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