KR940007239B1 - Semiconductor integrated circuit device and method of testing the same - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는, 본 발명의 1실시예의 블럭 구성도.1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
제 2도는, 중요부의 회로도.2 is a circuit diagram of an important part.
제 3도 a, 제 3도 b는, 메모리 셀의 챠지·게인, 챠지·로스의 상태를 도시한 모식적인 단면도.3A and 3B are schematic cross-sectional views showing the state of charge gain and charge loss of a memory cell.
제 4도 a∼제 4도 d는 챠지·게인, 챠지·로스의 각 검사 방법을 설명하기 위한 메모리 셀의 부분회로도4A to 4D are partial circuit diagrams of a memory cell for explaining each method of checking a charge gain and a charge loss.
제5도는, 본 발명이 적용되는 EPROM의 구성을 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing a configuration of an EPROM to which the present invention is applied.
제6도는, 본 발명이 작용되는 EPROM의 봉지형상을 도시한 단면도.6 is a cross-sectional view showing the sealing shape of the EPROM to which the present invention is applied.
제7도와 제8도는, 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 부분 회로도.7 and 8 are partial circuit diagrams for explaining another embodiment of the present invention.
본 발명은, 반도체 집적회로 장치에 관하여, 특히 PROM(Programable Read Only Memory)으로서 사용하여, 가장 적합한 반도체 기억장치 및 그 검사 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, in particular, as a PROM (Programmable Read Only Memory), to a semiconductor memory device and a test method thereof most suitable.
EPROM(Erasable and Programable ROM) 의 데이터·리텐션(data retention)불량의 검사방법으로는, 다음의 방법이 생각된다. 일단, 메모리의 모든 비트(bit)에 데이터를 기억하고,[전하(電荷)를 주입]하는것에 의해서, 각 비트를 "0"(all"0")의 상태로 한다. 이것을 예를들면,150도 C의 고온하에서 방치(放置)한다. 그후, 모든 비트의 호출을 행하는 것에 의해서 데이터 "0"이 데이터 "1"(전하가 주입 또는 축적되어 있지 않은 상태)로 변화된 것을 검출하다. 이로인해서, 불량비트를 검출한다. 이 방법의 원리는 다음과 같다.The following method is considered as a test method of the data retention defect of EPROM (Erasable and Programmable ROM). First, by storing data (injecting charge) in all bits of the memory, each bit is set to "0" (all "0"). For example, this is left at a high temperature of 150 degrees C. Thereafter, by calling all bits, it is detected that data "0" has been changed to data "1" (state in which no charge is injected or accumulated). This detects a bad bit. The principle of this method is as follows.
EPROM의 기판과 플로팅 게이트(floating gate) 사이에 혹은 플로팅·게이트와 콘트롤·게이트(control gate) 사이에의 각 절연막에 결함(缺陷)이 생겼다고 가정한다. 기억에 의해서 플로팅 게이트 내에 주입(축적)된 전하(N 찬넬 MOSFET인 경우에는 (-)전하)가 고온으로 방치되는 것에 의해서, 상기 결함을 통해서, 콘트롤·게이트 또는, 그외의 부위로 이동된다. 이 결과, 전하가 손실(방치)되는 것에 의해서, 결함이있는 메모리 셀은, 기억이 행하여 지지 않았던 상태로 변화되어 버린다.It is assumed that a defect occurs in each insulating film between the EPROM substrate and the floating gate or between the floating gate and the control gate. The charges (positive charges in the case of N-channel MOSFETs) implanted (accumulated) in the floating gate by storage are left at a high temperature, and are transferred to the control gate or other sites through the above defects. As a result, the charges are lost (disposed), so that the defective memory cell is changed into a state in which no memory is performed.
이 방법은, 봉지(封止)한 후라도, 자외선(紫外線)등을 조사(照射)하는 것에 의해서, 기억정보를 소거(消去)할 수가 있는 EPROM에 대해서는 유효하다. 그러나, 최근 제안되고 있는 OTP(One Time Programable)형의 EPROM에 이 방법을 그대로 이용하는 것을 불가능하다. OTP형의 EPROM은, EPROM 칩(chip)을 프라스틱(plastic)등에 의해 패케이지(package)하여 제품구조의 간이화(簡易化) 및 낮은 가격화를 도모하고 있는 것이다. 이 때문에, 일반, 패케이지에 봉지한 후의 EPROM 소자에 대해서 기억을 행하면, 소거할 수가 없다. 따라서 모든 비트에 대한 기억을 전제로하는 상술의 방법을 패케이지에 봉지한후는, 채용할 수는 없다.This method is effective for an EPROM capable of erasing stored information by irradiating ultraviolet rays or the like even after encapsulation. However, it is impossible to use this method as it is for the recently proposed OTP (One Time Programable) type EPROM. In the OTP type EPROM, the EPROM chip is packaged by plastic or the like to simplify the product structure and lower the price. For this reason, when the memory is stored for an EPROM element, which is normally sealed in a package, it cannot be erased. Therefore, it is not possible to adopt the above-described method on the premise of storing all the bits in the package.
이상의 이유로서,OTP형 EPROM은, 다른 검사방법, 예를들면, 웨이퍼(wafer)상태로 상기의 검사를 하고, 자외선으로 소거한후, 봉지하는 방법을 요구한다. 그러나, 그 한편에서, EPROM의 데이터 리텐션 불량의 일부는, 봉지공정에 있어서 생기므로, 봉지후에 상기 검사를 행하는 것이 바람직하다.For the above reasons, the OTP type EPROM requires another inspection method, for example, the above inspection in a wafer state, erasing with ultraviolet rays, and then sealing. However, since some of the data retention defects of the EPROM occur in the sealing step, it is preferable to perform the inspection after sealing.
OTP형의 EPROM은, 예를들면, 일본국 히다찌 제작소 1984년 5월 발행, HITACHI IC MEMORY DATA BOOK, p263에 제시되어 있는 HN482764 p-3 등이 있다.Examples of OTP-type EPROMs include HN482764 p-3, which is published in Hitachi, Japan, May 1984, HITACHI IC MEMORY DATA BOOK, p263.
본 발명의 목적은 데이터·리텐션 불량의 검사를 가능하게 한,OTP형 EPROM에서 대표되는 프로그램이 가능한 반도체 기억 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a programmable semiconductor memory device represented by an OTP type EPROM that enables inspection of data retention failure.
본 발명의 다른 목적은,OTP형 EPROM에서 대표로되는 프로그램이 가능한 반도체 기억장치의 데이터리텐션 불량을 용이하게 검사할 수가 있는 반도체 기억장치의 검사방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for inspecting a semiconductor memory device which can easily inspect a data retention defect of a programmable semiconductor memory device, which is typical of OTP type EPROMs.
본 발명의 다른 목적은, 전하를 주입하는 것에 의해서 정보를 기억하는 반도체 기억장치의 메모리 셀의 결함을, 결함을 갖고 있지 않는 메모리 셀에 전하를 주입하는 일없이, 검사하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for inspecting a defect of a memory cell of a semiconductor memory device for storing information by injecting electric charges without injecting electric charges into a memory cell having no defects.
본 발명의 다른 목적은, 상기의 검사를 행하는데 적합한 반도체 기억장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 메모리 셀의 결함검사를 위해서 어드레스(address)단자를 사용하도록 한 반도체 기억장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device suitable for performing the above inspection. Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device in which an address terminal is used for defect inspection of a memory cell.
본 발명의 상기와 그 이외의 목적과 새로운 특징은, 본 명세서의 기술과 첨부도면에서 명확하게 될 것이다.The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
본 출원에 있어서, 개시되는 발명중, 대표적인 것의 개요를 간단하게 설명하면 다음과 같다. 데이터 선을 낮은 레벨의 전위로 유지하고, 또한 워드(word)선에 전압을 인가(印加)한 상태에서, PROM을 방치한다. 이로인해, 기판과 플로팅·게이트 사이와 플로팅 게이트와 콘트롤·게이트와의 사이의 절연막의 겸함에 따른 불량 메모리 셀의 검사를, 각 메모리 셀에 정보기억을 행하는 일 없이 실현한 수가 있다.In this application, when outlined briefly among the invention disclosed, it is as follows. The PROM is left standing while the data line is held at a low level potential and a voltage is applied to the word line. As a result, inspection of a defective memory cell due to the function of the insulating film between the substrate and the floating gate and between the floating gate and the control gate can be realized without storing information in each memory cell.
또, 데이터 선을 낮은 레벨 전위로 유지하고, 또한 워드선에 기억전압을 인가한 상태로, 에이징(aging)을 행하는 스트레스(stress)인가공정과, 높은 스렛쉬홀드(threshold) 전압의 메모리 셀을 검사(챠지·개인검사)하는 공정과, 낮은 스렛쉬홀드 전압의 메모리 셀을 검사(챠지·로스 검사)하는 공정을 검사공정으로서 구비한다. 이로인해, 각 메모리 셀로의 기억을 행하는 일없이 메모리 셀의 불량을 검사할 수가 있다. 이로인해, PROM의 검사를 가능하게 하여, 이러한 종류의 PROM의 신뢰성을 향상 할 수가 있다.In addition, a stress applying step of aging while maintaining the data line at a low level potential and applying a storage voltage to the word line, and a memory cell having a high threshold voltage The inspection step includes a step of inspecting (charge and personal inspection) and a step of inspecting (charge and loss inspection) of a memory cell having a low threshold voltage. This makes it possible to check for defects in the memory cells without storing them in each memory cell. This enables inspection of the PROM, thereby improving the reliability of this kind of PROM.
제1도는, 본 발명을 OTP형 EPROM에 적용한 실시예이다 메모리 셀 MC는 행열상(行列狀)으로 배치되어, 메모리 어레이(memory array)를 구성한다. 메모리 어레이내에 있어서, 로우(row)상태로 연장하는 워드선 WL와 컬럼(column)상태로 연장하는 데이터선 DL과의 교점(交點)에 대응해서, 메모리 셀 MC가 배치된다. 메모리 어레이의 주변에는, 본 발명에 따라서 마련된 어드레스 제어회로 AC, 및 주변회로, 즉X-데코우더(decoder)X-DCR, Y데코우더Y-DCR, X-어드레스버퍼(address buffer)X-ADB, Y-어드레스 버퍼 Y-ADB, 센스앰프(senseamplifier) SA, 데이터 입력 버퍼 DIB, 데이터 출력 버퍼 DOB및 기억회로, W가 배치된다.FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to an OTP type EPROM. Memory cells MC are arranged in a row and form a memory array. In the memory array, the memory cells MC are arranged in correspondence with the intersection of the word line WL extending in the row state and the data line DL extending in the column state. In the periphery of the memory array, an address control circuit AC and peripheral circuits provided according to the present invention, i.e., X-decoder X-DCR, Y-decoder Y-DCR, and X-address buffer X-ADB. , A Y-address buffer Y-ADB, a sense amplifier SA, a data input buffer DIB, a data output buffer DOB and a memory circuit, W are disposed.
메모리 셀 MC는, 제5도에 도시한 것과 같이, 플로팅 게이트 4와 콘트롤 게이트 6을 가진 N찬넬MOSFET QM으로 된다. MOSFET QM은 P-형 실리콘 단결정(單結晶)으로 되는 반도체 기판 1의 주변에 형성된다. 플로팅 게이트 전극 4와 콘트롤 게이트 전극 6은, 예를들면, 다결정(多結晶)실리콘 막으로 된다. 콘트롤 전극 6은, 워드선 WL로서 사용된다. 제1 및 제2게이트 절연막 3과 5는, 실리큰 산화막으로 된다.산화막 3과 5는, 각각, 기판 1과 플로팅 게이트 전극 4의 표면위에, 그 열산화에 의해서 형성된다. 절연막7은 콘트롤 게이트 전극 6의 열산화에 의해서 형성된 실리콘 산화막이다. 소오스(source) 또는 드레인(drain)영역인 N+형 반도체 영역 8은, 게이트 전극 4와 6에 셀프 알라인(self-alignment)으로 형성된다. 한쪽의 N+형 영역에는, 절연막, 예를들면, 포스포·실리게이트·유리(phosphosilicate glas)막 9에 형성된 콘택트 홀(contact hole)을 통해서, 알미늄(aluminum)배선 10으로 되는 데이터선 DL가 접속된다. 다른쪽의 N+형 영역은, 워드선과 같은 방향으로 연장되어, 접지전위 GND를 메모리 셀 MC에 공급하기 위한 배선으로 사용된다. 그리고,2는, 필드(field)산화막이다.The memory cell MC is an N channel MOSFET QM having a floating gate 4 and a
정보로서의 전하를 축적하는 플로팅 게이트 4를 덮는 절연막, 특히 기판 1과 플로팅 게이트 4와의 사이의 절연막 3과 플로팅 게이트 4와, 콘트롤 게이트 6과의 사이의 절연막 5는, 결함을 갖고 있어서는 안된다. 결함을 통해서, 플로팅 게이트 4의 전하는, 기판 1 또는 콘트롤 게이트 6으로 세어 버린다.The insulating film which covers the floating gate 4 which accumulates electric charge as information, especially the
이상의 구성의 EPROM은, 제6도에 도시한 것과 같이, 프라스틱·패케이지에 봉지된다. 즉, 탑(tab) 12위에 은(silver) 페스트(paste) 13에 의해서, 마운트(mount)된 EPROM칩 11은, 프라스틱·레진(resin) 16에 의해서 몰드(mold)된다.14는 리드(lead),15는 본딩·와이어(bonding wire)이다. 탭 125, 리드 14,본딩·와이어 15 및 레진 16은, 주지의 재료으로 된다. 레진 16은, 검은색이고, 또, 자외선에 대해서도, 불투명하다. 따라서, 이 OTP형 EPROM에 있어서는, 메모리 셀·트랜지스터(memory cell transister) QM에 축적된 전하를 방출할 수가 없다. 즉, 일단, 정보를 기억하면, 소거, 재차 기억은 불가능하다.The EPROM having the above structure is sealed in a plastic package as shown in FIG. In other words, the EPROM chip 11 mounted on the
프라스틱 패케이지의 재용은, 디바이스(device)의 제조원가의 저감에 유효하다 EPROM의 대부분은, 한번의 기억만으로 사용된다. 따라서, 소거, 재차 기억이 불가능한 EPROM이라도 사용 범위는 넓다.Reuse of plastic packages is effective for reducing the manufacturing cost of devices. Most of EPROMs are used only once. Therefore, even the EPROM which cannot be erased and stored again has a wide range of use.
메모리 셀 MC의 콘트롤·게이트 6으로 되는 워드선 WL의 한쪽끝은, 데플렛션(depletion)형의 N찬넬MOSFET QD1을 통해서, 워드선 선택 수단으로서의 X데코우더 X-DCR에 접속하고 있다. 워드선 WL의 다른끝은 저항 R을 통해서, 기억할때에 워드선 WL와 데이터선 DL에, 기억 전압 Vpp(예를들면,12,5V)를 인가하기 위한 기억회로 W에 접속된다. MOSFET QD1의 게이트 전극에는, 도시하지 않은 외부로부터의 프로그램 신호로 형성된 내부 기억제어신호인 라이트·인에이블(write enable) 신호가 인가된다.워드선 w1에 높은 전압, 즉, 기억 전압 Vpp를 인가할때, 바꾸어 말하면, 기억할때와 스트레스 인가공정(다음에 기술함)에 있어서, 신호는 로우·레벨로 된다. 호출할때와, 챠지·게인(charge gain)검사 공정 및 챠지 로스(charge lose)검사 공정시, 신호는 하이레벨로 된다. 저항 R는, 예를들면, 다결정 실리콘막으로 되어, 비교적 높은 저항치를 갖는다. X어드레스 버퍼 X-ADB는, X 어드레스 단자XA0∼XAn를 통해서,IC의 외부에서, 외부 어드레스 신호를 받아, 여기에서, 내부 상보(相補)어드레스를 만든다. X데코우더 DCR에 X어드레스 버터 X-ADB에서 내부 상보 어드레스 신호가 송출된다. X데코우더 X-DCR는, 내부 상보 어드레스 신호에 대응하는 워드선 WL를 선택한다. X어드레스 버퍼 X-ADB와 기억회로 W은, 주지의 회로에 의해서 구성된다. X데코우더 X-DCR의 구성은 다음에 기술한다.One end of the word line WL serving as the
데이터 선 DL는, N찬넬 MOSFET로 되는 스위치 소자 SW를 통해서, 센스·앰프 SA, 입력 버퍼회로DIB 및 출력버퍼회로 DOB에 접속된다. 입력 및 출력회로 DIB와 COB는 데이터 단자 I/O0∼I/O7에 접속된다. 입력 또는 출력회로 DIB 또는 DOB는, 소정의 내부 타이밍 신호에 따라서, 데이터 단자 I/O0∼I/O7을 통해서, 데이터를 입력 또는 출력한다. 실제로는, 센스·앰프 SA데이터 입력 및 출력 버퍼 DIB, DOB는, 단자 I/O0∼I/O7의 각각에 대응한 수 만큼 마련된다. 선택용 스위치 소자 SW의 게이트 전극은, Y선택선 YL에 접속된다. Y 선택선 YL의 한쪽은, 데플렛신형의 N찬넬 MOSFET QD2를 통하여 Y 데코우더 Y-DCR에 접속하고 있다. Y선택선 YL의 다른쪽은 저항 R을 통해서 기억회로 W에 접속되어 있다. 데이터선 선택수단으로서의 어드레스 버퍼 Y-ADB는, Y어드레스 단자 YA0∼YAn를 통하여,IC의 외부에서 외부 어드레스 신호를 받아, 여기에서 내부 상보 어드레스 신호를 형성한다. Y데코우더 Y-DCR에 Y어드레스 버퍼 A-ADB에서, 내부 상보 어드레스 신호가 송출된다. Y데코우더 Y-DCR는, 내부 상보 어드레스 신호에 대응하는 스위치 소자 SW를 도통한다. 이로인해서, 선택된 데이터 선 DL가 센스·앰프 SA 또는, 입력회로 DIB에 접속된다. 센스·앰프 SA, 입력회로 DIB, 출력회로 DOB, Y데코우더 Y-DCR 및Y어드레스 버퍼 Y-ADB의 구성은, 주지의 회로라도 좋으므로, 그 설명은 생략한다.The data line DL is connected to the sense amplifier SA, the input buffer circuit DIB, and the output buffer circuit DOB through a switch element SW which is an N channel MOSFET. The input and output circuits DIB and COB are connected to data terminals I / O 0 to I / O 7 . The input or output circuit DIB or DOB inputs or outputs data through the data terminals I / O 0 to I / O 7 in accordance with a predetermined internal timing signal. In practice, the sense amplifier SA data input and output buffers DIB and DOB are provided in the number corresponding to each of the terminals I / O 0 to I / O 7 . The gate electrode of the selection switch element SW is connected to the Y selection line YL. One of the Y select lines YL is connected to the Y decoder Y-DCR via the N-channel MOSFET QD2 of the deflectin type. The other end of the Y select line YL is connected to the memory circuit W through the resistor R. The address buffer Y-ADB as the data line selecting means receives an external address signal from the outside of the IC via the Y address terminals YA0 to YAn, and forms an internal complementary address signal here. The internal complementary address signal is sent from the Y address buffer A-ADB to the Y decoder Y-DCR. The Y decoder Y-DCR conducts the switch element SW corresponding to the internal complementary address signal. As a result, the selected data line DL is connected to the sense amplifier SA or the input circuit DIB. Since the configuration of the sense amplifier SA, the input circuit DIB, the output circuit DOB, the Y decoder Y-DCR and the Y address buffer Y-ADB may be a known circuit, the description thereof is omitted.
본 발명에 따라서, 어드레스 제어회로 AC가, X어드레스 단자 XA0∼XAn중의 2개의 단자, 예를들면, 단자 XA0, XA1에 접속된다. 어드레스 제어회로 AC의 출력은, X데코우더 X-DCR로 송출된다. 어드레스 제어회로 AC는, 본 발명에 따른 검사 공정에 있어서, 워드선 WL의 전위를 제어하기 위한 것이다.According to the present invention, the address control circuit AC is connected to two terminals of the X address terminals XA0 to XAn, for example, terminals XA0 and XA1. The output of the address control circuit AC is sent to the X decoder X-DCR. The address control circuit AC is for controlling the potential of the word line WL in the inspection process according to the present invention.
X어드레스 데코우더 X-DCR와 어드레스 제어회로 AC의 상세한 것을 제2도에 도시한다.The details of the X address decoder X-DCR and the address control circuit AC are shown in FIG.
X 데코우더 X-DCR는, 다수개의 단위회로 uDCR를 갖는다. 각 단위회로는, 각 워드선 WL에 대응해서 마련된다. 각 단위회로는, 제2도에 도시한 것과 같이, 병열(列) 접속된 P찬넬 MOSFET Q9∼Q13과 직열접속된 N찬넬 MOSFET Q14∼Q18으로 되는 NAND게이트 회로와, P찬넬 MOSFET Q7 및 N찬넬 MOSFET Q8으로 되는 인버어터(inverter)회로를 갖는다. MOSFET Q9∼Q18의 게이트 전극에는, X어드레스 버퍼 X-ADB에서 송출된 상보 어드레스 신호중 사전에 정해진 신호가 인가된다. MOSFETQ9∼Q13과 병열 접속된 P찬넬 MOSFET Q19가 마련된다. MOSFET Q14∼Q18과 직열 접속된 N찬넬 MOSFET Q22가 마련된다. 또, MOSFET Q9∼Q13과 전원전압 Vcc와의 사이에, P찬넬 MOSFET Q20이 마련된다. 또, NAND 게이트 회로의 출력단자와 접지전원 GND와의 사이에, N찬넬 MOSFET Q21이 마련된다. 어드레스 제어회로 AC의 제1의 회로 AC1(다음에 기술한다)의 출력이, EPROM Q20,Q21의 게이트 전극에 인가된다.The X decoder X-DCR has a plurality of unit circuits uDCR. Each unit circuit is provided corresponding to each word line WL. Each unit circuit, as shown in FIG. I) a NAND gate circuit comprising N-channel MOSFETs Q14-Q18 connected in series with a connected P-channel MOSFET Q9-Q13, and an inverter circuit consisting of P-channel MOSFET Q7 and N-channel MOSFET Q8. Predetermined signals from the complementary address signals sent from the X address buffer X-ADB are applied to the gate electrodes of the MOSFETs Q9 to Q18. P-channel MOSFET Q19 connected in parallel with MOSFET Q9-Q13 is provided. An N-channel MOSFET Q22 connected in series with the MOSFETs Q14 to Q18 is provided. The P channel MOSFET Q20 is provided between the MOSFETs Q9 to Q13 and the power supply voltage Vcc. In addition, an N channel MOSFET Q21 is provided between the output terminal of the NAND gate circuit and the ground power supply GND. The output of the first circuit AC1 (to be described later) of the address control circuit AC is applied to the gate electrodes of EPROM Q20 and Q21.
한편, 어드레스 제어회로 AC의 제2의 회로 AC2(다음에 기술한다)의 출력이, MOSFET Q19,Q22의 게이트 전극에 인가된다. MOSFET Q19∼Q22는, 어드레스 제어회로 AC에 의해서 제어되는 스위치 소자 또는, NOR 게이트 회로로 간주된다. 본 발명에 따른 검사 공정에 있어서, 워드선 WL의 전위는, 제어회로AC(AC1과 AC2)에 의해서, 높은 전압 또는 접지 전압으로 된다. 어드레스 제어회로 AC는, 제1회로 AC1과 제2회로 AC2를 구비하고 있다.On the other hand, the output of the second circuit AC2 (to be described later) of the address control circuit AC is applied to the gate electrodes of the MOSFETs Q19 and Q22. The MOSFETs Q19 to Q22 are regarded as a switch element controlled by the address control circuit AC or a NOR gate circuit. In the inspection process according to the present invention, the potential of the word line WL becomes a high voltage or a ground voltage by the control circuits AC1 and AC2. The address control circuit AC includes a first circuit AC1 and a second circuit AC2.
제1회로 AC1은, P찬넬 MOSFET Q1과 Q2 및 N찬넬 MOSFET Q3과 CMOS인버어터회로 IV1,IV2를 갖고 있다. MOSFET Q1은, MOSFET Q2,Q3으로 되는 CMOS인버어터 회로 IV3의 부하이다. MOSFET Q2,Q3의 게이트 전극에는, 적당한 고정 전위, 예를들면 전원전위 Vcc(5V)를 인가한다. P찬넬 MOSFETQ2의 소오스는 MOSFET Q1을 거처서 상기 X어드레스 단자 XA0에 접속하고 있다. 인버어터 회로 IV3의 출력은, 인버어터 회로 IV1,IV2를 통해서, 각 단위 회로 uDCR의 각각의 MOSFET Q20,Q21에 안가된다. 인버어터회로 IV3은, X어드레스 단자 XA0에 5V보다 높은 전압, 실제에는 어드레스 신호의 하이레벨(5V)에 마진(margin)을 가한 7∼8V이상의 전압이 인가되었을때, 하이레벨 신호를 출력한다. 통상의 어드레스 신호의 하이(5V), 또는 로우(OV)레벨이 인가되었을때, 로우 레벨 신호를 출력한다. 본 실시예에서는, 인버어터회로 IV3의 논리 스렛쉬홀드(logical threshold) 전압은, 게이트 전압 Vcc와 MOSFETQ1∼Q3의 사이즈(size)에 의해서, 상기와 같은 동작을 행하도록 설정된다. 제1회로 AC1은, 어드레스 신호의 하이 또는 로우·레벨(5V 또는 OV)에 의해서 통상의 호출 동작일때, 로우·레벨을 출력한다 제 1회로 AC1은, EPROM의 메모리 셀의 검사공정에서는, 그 공정에서 사용되지 않는 X어드레스 단자를 이용하여 입력된 신호를 식별하는 것에 의해서, 하이·레벨을 출력한다.The first circuit AC1 has P channel MOSFETs Q1 and Q2, and N channel MOSFET Q3 and CMOS inverter circuits IV1 and IV2. MOSFET Q1 is a load of CMOS inverter circuit IV3 which becomes MOSFET Q2, Q3. An appropriate fixed potential, for example, a power supply potential Vcc (5V) is applied to the gate electrodes of the MOSFETs Q2 and Q3. The source of the P-channel MOSFET Q2 is connected to the X address terminal XA0 via the MOSFET Q1. The output of the inverter circuit IV3 is fed to the respective MOSFETs Q20 and Q21 of each unit circuit uDCR through the inverter circuits IV1 and IV2. The inverter circuit IV3 outputs a high level signal when a voltage higher than 5V is applied to the X address terminal XA0, and in reality a voltage of 7 to 8V or more that is applied to the high level (5V) of the address signal is applied. When the high (5V) or low (OV) level of the normal address signal is applied, the low level signal is output. In this embodiment, the logical threshold voltage of inverter circuit IV3 is set to perform the above operation by the gate voltage Vcc and the sizes of MOSFETs Q1 to Q3. The first circuit AC1 outputs a low level when the normal call operation is performed due to the high or low level (5V or OV) of the address signal. The first circuit AC1 is a process for inspecting a memory cell of an EPROM. The high level is output by identifying the input signal using the X address terminal which is not used.
제2회로, AC2는 P찬낼 MOSFET Q4,Q5와 N찬넬 MOSFET Q6과, CMOS인버어터 회로 IV5로 된다.제2회로 AC2는, 제1회로 AC1의 인버어터 회로 IV2를 생략한 회로와 동일하다. MOSFET Q4의 소오스즉, 제2회로의 입력단자는, X어드레스 단자 XA1에 접속된다. MOSFET Q5,Q6으로 되는 CMOS인버어터회로 IV5는, 인버어터회로 IV3과 동일하다. 따라서, 제2회로 AC2는, 제1회로 AC1과 마찬가지로 통상의 호출동작일때는, 로우·레벨을, 검사 공정일때는, 하이레벨을 출력한다.The second circuit, AC2, becomes the MOSFET Q4, Q5, the N-channel MOSFET Q6, and the CMOS inverter circuit IV5. The second circuit AC2 is the same as the circuit without the inverter circuit IV2 of the first circuit AC1. The source of the MOSFET Q4, that is, the input terminal of the second circuit, is connected to the X address terminal XA1. The CMOS inverter circuit IV5, which is the MOSFETs Q5 and Q6, is the same as the inverter circuit IV3. Therefore, like the first circuit AC1, the second circuit AC2 outputs a low level in the normal call operation and a high level in the inspection process.
이상의 구성인 PROM형 EPROM의 검사방법을 다음에 설명한다.The inspection method for the PROM type EPROM having the above structure will be described next.
(1) 스트레스 인가공정(가열 및 전압 인가공정)(1) Stress application process (heating and voltage application process)
검사 대상이 되는 OTP형 EPROM을 항온조(恒溫槽)내에서 100∼150도 C의 온도로 에이징 방치한다. 프라스틱·레진 16의 내열성을 고려해서, 상술의 온도는 150도 C정도 이하로 하는 것이 바람직하다.The OTP-type EPROM to be inspected is aged at a temperature of 100 to 150 degrees C in a thermostat. In consideration of the heat resistance of
결함이 없는 메모리 셀 MC에 전하를 주입하는 일없이 결함을 검출하기 위해서, 다음의 조전이 설정된다. 즉, 워드선 WL에 비교적 높은 전압, 예를들면 기억전압 Vpp가 인가되어, 데이터선 DL는, 접지전위 또는, 이에 가까운 전위로 된다. 이를 위해서, 어드레스 제어회로 AC가 사용된다.In order to detect a defect without injecting charges into the memory cell MC without a defect, the following operation is set. That is, a relatively high voltage, for example, a storage voltage Vpp, is applied to the word line WL so that the data line DL is at the ground potential or a potential close thereto. For this purpose, the address control circuit AC is used.
X어드레스 단자 XA0에, 인버어터 회로 IV3이 하이 레벨 신호를 출력하도록 높은 전압을 인가한다. 본실시예에서는 기억전압 Vpp(12.5V)가 인가된다. 이로인해 인버어터 회로 IV3에서 하이레벨 신호가 출력된다. 이 하이레벨 신호는, 인버어터 회로 IV1,IV2를 통해서, MOSFET Q20,Q21에 인가된다. 이로인해,MOSFET Q20은, 비도통(非導通) 으로 되어, MOSFET Q21은 도통한다.A high voltage is applied to the X address terminal XA0 so that the inverter circuit IV3 outputs a high level signal. In this embodiment, the storage voltage Vpp (12.5V) is applied. This outputs a high level signal from inverter circuit IV3. This high level signal is applied to MOSFETs Q20 and Q21 through inverter circuits IV1 and IV2. As a result, the MOSFET Q20 becomes non-conductive and the MOSFET Q21 conducts.
한편, X어드레스 단자 XA1에, 인버어터회로 IV5가 로우·레벨 신호를 출력하도록 낮은 전압을 인가한다. 본 실시예에서는 OV 또는 5V(접지전위 또는 전원전위)가 인가된다. 이로인해, 인버어터 회로 IV5에서 로우 레벨신호가 출력된다. 이 로우·레벨 신호는, 인버어터 회로 IV4에 의해서 반전되어서 MOSFET Q19,Q22에 인가된다. 이로인해, MOSFET Q19는 비도통으로 되어, MOSFET Q22는 도통한다.On the other hand, a low voltage is applied to the X address terminal XA1 so that the inverter circuit IV5 outputs a low level signal. In this embodiment, OV or 5V (ground potential or power source potential) is applied. As a result, a low level signal is output from inverter circuit IV5. This low level signal is inverted by inverter circuit IV4 and applied to MOSFETs Q19 and Q22. As a result, MOSFET Q19 becomes non-conductive and MOSFET Q22 becomes conductive.
따라서, 각 단위회로 uDCR의 출력은 X어드레스 신호(즉, 상보 어드레스 신호)의 레벨에 관계없이, 하이레벨로 된다. 즉, X데코우더 X-DCR의 모든 출력은 하이 레벨로 된다. 그 결과, MOSFET QD1의 소오스에는, 상기 하이 레벨 신호, 예를들면, 5V가 인가된다. MOSFET QD1의 게이트 전극에는 라이트·인에이블 신호의 로우·레벨(OV)가, 스트레스 인가공정의 사이에 인가된다. 한편, 스트레스 인가공정의 사이에, 기억회로 W에서 모든 워드선 WL에, 스트레스 인가를 위한 높은 전압, 예를들면, 기억 전압 Vpp가 인가된다. 따라서, MOSFET QD1이 비도동으로 되는 결과, 각 워드선 WL에, 저항 R을 통해서, 높은전압 Vpp가 인가된다.Therefore, the output of each unit circuit uDCR becomes high level irrespective of the level of the X address signal (ie, complementary address signal). In other words, all outputs of the X decoder X-DCR are at a high level. As a result, the high level signal, for example, 5V is applied to the source of the MOSFET QD1. The write enable signal is provided to the gate electrode of MOSFET QD1. Low level OV is applied during the stress application process. On the other hand, a high voltage for applying stress, for example, the storage voltage Vpp, is applied to all the word lines WL in the memory circuit W during the stress application process. Therefore, as a result of the MOSFET QD1 becoming non-conducting, a high voltage Vpp is applied to each word line WL through the resistor R.
스트레스 인가공정의 사이에, 모든 데이터선 DL는 비(非)기억 상태, 즉, 비선택 상태이다. 즉, 각 메모리 트랜지스터 QM의 드레인은 접지전위(OV) 혹은 이에 가까운 상태(OV에 가까운 플로팅 상태)로 된다.During the stress application process, all data lines DL are in a non-memory state, that is, in an unselected state. That is, the drain of each memory transistor QM is at or near the ground potential OV (a floating state close to OV).
이것은, 다음의 방법에 의해서 실현된다.This is realized by the following method.
Y 데코우더 Y-DCR에 의해서 모든 스위치 소자 SW를 비도통으로 한다. 또는, 스위치 소자 SW에 접속되어 있지 않는 데이터선 DL의 한쪽끝에 마련한 디스챠지(discharge)용 MOSFET를, 스트레스 인가공정의 전(前) 또는 사이에 도통한다. 또는 Y 데코우더 Y-DCR에 의해서 모든 스위치 소자를 도통시킨 상태에서, 입출력 단자 I/O에서, 입력 버퍼 회로 DIB를 통해서, 데이터선 DL에 접지전위를 공급한다.Y Decoder Y-DCR turns off all switch elements SW. Alternatively, the discharge MOSFET provided at one end of the data line DL not connected to the switch element SW is conducted before or during the stress application step. Alternatively, the ground potential is supplied to the data line DL through the input buffer circuit DIB at the input / output terminal I / O while all the switch elements are conducted by the Y decoder Y-DCR.
이상에 의해, 모든 메모리 셀 MC의 MOSFET QM는, 콘트롤 게이트, 소오스 및 드레인이, 각각 높은전압 Vpp, 접지전위 GND 및 접지전위 GND 또는, 이에 가까운 전위로 된 상태로 된다.As a result, the MOSFETs QM of all the memory cells MC are in a state where the control gate, the source, and the drain are at the high voltage Vpp, the ground potential GND, and the ground potential GND, or a potential close thereto.
그리고, X 어드레스 단자 XA2∼XAn에는, 적망한 전위, 예를들면, 접지전위를 인가하여 두면 좋다.A desired potential, for example, a ground potential, may be applied to the X address terminals XA2 to XAn.
이 에이징(aging)을 수시간 계속해서, 모든 메모리 셀의 콘트롤 게이트, 플로팅 게이트 및 기판사이에 기억전압 Vpp에 의한 전계(電界) 스트레스를 인가하면, 불량 메모리 셀에는 다음의 현상이 발생한다.If this aging is continued for several hours and an electric field stress due to the storage voltage Vpp is applied between the control gates, the floating gates, and the substrates of all the memory cells, the following phenomenon occurs in the defective memory cell.
제3도 a와 같이 반도체 기판 1과 플로팅 게이트 4사이의 절연막 3에 결함이 있는 메모리 셀에서는, 콘트롤 게이트 6의 전계에 끌린 기판 1쪽의 전자(부전하)가 상기 결함을 통해서 누설하여, 플로팅·게이트 4에 스토어(store)된다. 그 결과, 소위 기억이 행하여진 경우와 마찬가지로, 그 메모리 셀의 스렛쉬홀드 전압 Vth가 상승된다(챠지·게인).In a memory cell in which the insulating
제3도 b와 같이, 플로팅·게이트 4와 콘트롤 게이트 6사이의 절연막 5에, 결함이 일어나고 있는 메모리셀에서는, 콘트롤·게이트 6의 (+)전하가 기판 1쪽으로, 밀려져, 상기 결함을 통해서 플로팅 게이트 4에 스토어 된다. 콘트롤 게이트 6의 전계에 끌린 플로팅 게이트 4중의 전자가 콘트롤 게이트 6에 빠진후의 정공(正孔)이 남는다고도 생각된다. 그 결과, 그 메모리 셀의 스렛쉬홀드 전압 Vth가 저하되어(챠지 로스),메모리 셀은 데플렛션(depletion)형으로 된다.As shown in FIG. 3B, in the memory cell in which a defect occurs in the insulating
이들은 모두가 정상인 EPROM의 특성을 손상하는 불량한 메모리 셀이다. 에이징의 사이에 혹은 그 끝단후에, 이들의 메모리 셀의 유무를 검사한다. 이와같은 메모리 셀을 가진 칩은, 불량품으로 제거하는 것으로된다.These are poor memory cells, all of which impair the characteristics of the normal EPROM. During or after aging, the presence or absence of these memory cells is checked. A chip having such a memory cell is removed as a defective product.
(2) 챠지 게인 검사 공정.(2) Charge gain inspection process.
챠지 게인에 의해서 스렛쉬홀드 전압 Vth의 상승한 메모리 셀은, 기억이 행하여진 상태와 마찬가지이다. 따라서, 이제까지의 호출방법이 그대로 이용된다.The memory cell whose threshold voltage Vth has risen by the charge gain is the same as that in which the memory is performed. Therefore, the calling method so far is used as it is.
도시하지 않은 프로그램 신호에서 형성된 라이트 인에이블 신호의 하이레벨을 MOSFET QD1, QD2에 인가한다. 기억회로 W에 접속된 워드선 WL의 한쪽끝은, 예를들면 접지전위 GND로 된다. X어드레스 단자, XA0∼XAn, Y어드레스 단자 YA0∼YAn에 각각 어드레스 신호를 입력한다. 이로인해,선택된 1개의 워드선 WL에 하이레벨을 인가하고, 선택된 1개의 Y선택선 YL에 대응하는 1개의 MOSFET QD2를 도동시켜, 선택된 데이터 선 DL를 센스앰프 SA에 접속한다. 그리고, 센스앤프 SA에 의해서 데이터선 DL의 전위의 변화를 검출한다. 사전에 각 데이터선의 전위를, 도시하지 않은 프리챠지 회로에 의해서, 예를들면,2V로 프리챠지하여 둔다. 제4도 A와 같이, 정상인 메모리 셀 MC1은, 위드선 WL의 하이레벨에 의해서"on"상태로 되기 위해서, 센스 앰프에 의해서 데이터선 DL의 전위 OV가 검출된다. 그리나, 불량 메모리 셀 MC2는, 제4도 B에 도시한 것과 같이, 스렛쉬홀드 전압의 상승에 의해서, 워드선WL가 하이레벨 일때에도, "off"상태로 있으므로, 프리챠지 전압(2V)가 그대로 검출된다. 모든 메모리 셀에 대해서 이것을 행하는 것에 의해, 챠지·게인 상태에 있는 불량 메모리 셀을 검사할 수 있다.Program signal not shown Enable signal formed by Is applied to MOSFETs QD1 and QD2. One end of the word line WL connected to the memory circuit W becomes, for example, the ground potential GND. The address signals are input to the X address terminals, XA0 to XAn, and Y address terminals YA0 to YAn, respectively. Thus, a high level is applied to one selected word line WL, and one MOSFET QD2 corresponding to one selected Y selection line YL is driven to connect the selected data line DL to the sense amplifier SA. Then, the sense n SA detects a change in the potential of the data line DL. The potential of each data line is precharged to 2V, for example, by a precharge circuit (not shown) in advance. As shown in FIG. 4A, the normal memory cell MC1 is turned on by the high level of the weed line WL, so that the potential OV of the data line DL is detected by the sense amplifier. However, as shown in Fig. 4B, the bad memory cell MC2 is in the " off " state even when the word line WL is at a high level due to the increase in the threshold voltage, so that the
그리고, 메모리 셀의 스렛쉬홀드 전압이 워드선에 인가되는 전압 정도까지 상승하지 않을 경우(챠지의 게인이 적을 경우)이라도, 데이터의 약간의 전위의 변화를 검출하여, 메모리 셀이 불량이라는 것을 알 수가있다.Also, even when the threshold voltage of the memory cell does not rise to the voltage applied to the word line (when the gain of the charge is small), a slight change in the potential of the data is detected, indicating that the memory cell is defective. There is a number.
(3) 챠지·로스 검사 공정.(3) Charge loss inspection process.
메모리 실의 MOSFET QM가 데플렛션형으로 되어 있는 것을 검출하기 위하여, 모든 워드선 WL를 접지전위로 한 상태에서 호출을 행한다. 이를 위해 제어회로 AC가 사용된다.In order to detect that the MOSFET QM of the memory chamber is in the deflation type, a call is made with all word lines WL at the ground potential. The control circuit AC is used for this.
X어드레스 단자 XA0에, 인버어터 회로 IV3이 로우 레벨 신호를 출력하도록 낮은 전압을 인가한다. 본실시예에서는 OV 또는 5V(접지전위 또는 전원전위)가 인가된다. 이로인해, 인버어터 회로 IV3에서 로우레벨 신호가 출력된다. 이 로우·레벨신호는, 인버어터 회로 IV1,IV2를 통해서 MOSFET Q20, Q21에 인가된다. 이로인해, MOSFET Q20은, 도통하고, MOSFET Q21은 비도통으로 된다.A low voltage is applied to the X address terminal XA0 so that the inverter circuit IV3 outputs a low level signal. In this embodiment, OV or 5V (ground potential or power source potential) is applied. As a result, a low level signal is output from inverter circuit IV3. This low level signal is applied to MOSFETs Q20 and Q21 through inverter circuits IV1 and IV2. This causes the MOSFET Q20 to conduct, and the MOSFET Q21 becomes nonconducting.
한편, X어드레스 단자 XA1에, 인버어터 회로 IV5가 하이레벨신호를 출력하도록, 높은 전압을 인가한다. 본 실시예에서는, 기억전압 Vpp(12.5V)가 인가된다. 이로인해, 인버어터 회로 IV5에서 하이레벨 신호가 출력된다. 이 하이레벨 신호는, 인버어터 회로 IV4에 의해서 반전되어서, MOSFET Q19, Q22에 인가된다. 이로인해, MOSFET Q19는, 도통하고, MOSFET Q22는 비도통으로 된다.On the other hand, a high voltage is applied to the X address terminal XA1 so that the inverter circuit IV5 outputs a high level signal. In this embodiment, the storage voltage Vpp (12.5 V) is applied. As a result, a high level signal is output from inverter circuit IV5. This high level signal is inverted by inverter circuit IV4 and applied to MOSFETs Q19 and Q22. As a result, the MOSFET Q19 becomes conductive and the MOSFET Q22 becomes non-conductive.
따라서, 각 단위회로 uDCR의 출력은, X어드레스 신호(즉 상보 어드레스 신호)의 레벨에 관계없이, 로우·레벨로 된다 즉, X데코우더 X-DCR의 모든 출력은 로우 레벨로 된다. 이 결과, MOSFET QD1 소오스에는, 상기 로우·레벨신호, 예를들면,OV가 인가된다. MOSFET QD1의 게이트 전극에는 라이트 인에이블 신호의 로우 레벨(OV)가, 챠지 로스 검사 공정의 사이에 인가된다. 한편, 기억회로 W에서 워드선 WL의 한쪽끝에, 예를들면, 접지전위가 인가된다, 따라서, MOSFET QD1이 도통되는 결과, 각 워드선 WL에 로우 레벨 신호가 인가된다.Therefore, the output of each unit circuit uDCR becomes low level irrespective of the level of the X address signal (ie, complementary address signal). That is, all outputs of the X decoder X-DCR become low level. As a result, the low level signal, for example, OV, is applied to the MOSFET QD1 source. The gate enable signal of MOSFET QD1 has a write enable signal Low level OV is applied during the charge loss inspection process. On the other hand, for example, a ground potential is applied to one end of the word line WL in the memory circuit W. As a result, the MOSFET QD1 becomes conductive, so that a low level signal is applied to each word line WL.
한편, Y어드레스 단자 YA0∼YAn에, 통상의 호출할때와 마찬가지로, Y어드레스 신호가 입력되고, 각 데이터선 DL는, 선택적으로 센스 엠프 SA에 접속된다. 그리고, 센스 앰프 SA에 의해서, 사전에, 예를들면,2V로 프리챠지한 데이터선 DL의 전위의 변화를 검출하다. 이로인해, 제 4도 C와 같이, 챠지·로스 상태의 낮은 스렛쉬홀드 전압(데플렛션형)의 불량 메모리 셀 MC3은, 게이트의 전위가 OV임에도 불구하고,"on"상태로 되어, 데이터선의 전위는 하강하고, 호출전압은 OV로 된다. 한편, 정상인 메모리 셀 MC4는,워드선 전위가 OV이기 때문에, "off"상태에 있고, 제4도 D와 같이 데이터선의 프리챠지 전압(2V)가 그대로 센스·앰프 SA로 검출된다. 이것을 각 데이터선에 대해서 행하는 것에 의해, 챠지·로스 상태의 불량메모리 셀을 검사할 수 있다.On the other hand, the Y address signals are input to the Y address terminals YA0 to YAn as in a normal call, and each data line DL is selectively connected to the sense amplifier SA. The sense amplifier SA detects a change in potential of the data line DL precharged at 2V, for example. As a result, as shown in FIG. 4C, the defective memory cell MC3 having the low threshold voltage (depth type) in the charge-loss state is turned on even when the gate potential is OV, and thus the data line is turned on. The potential drops and the call voltage becomes OV. On the other hand, the normal memory cell MC4 is in the " off " state because the word line potential is OV, and the
이 검사를 할 경우에는, 모든 데이터선 DL에 대해서, 동시에 호출 검사를 행할 수도 있다. 그 이유는,1개라도 불량 메모리 셀이 존재하면, 센스, 앰프 SA에 있어서의 호출 전압은 OV로 되기 때문이다.In this case, call inspection can be performed on all data lines DL at the same time. The reason for this is that if any one of the defective memory cells exists, the call voltage in the sense and amplifier SA is OV.
챠지 게인 검사공정과 마찬가지로, 메모리 셀의 스렛쉬홀드 전압의 적은 변화일지라도 검출할 수가 있다.Similar to the charge gain inspection process, even a small change in the threshold voltage of the memory cell can be detected.
챠지·게인 및 챠지 로스의 감사를 행하는 것에 의해, 에이징에 의해서 메모리 셀에 일어나는 2종류의 불량을 확실하게 검사할 수가 있다. 이 검사를 행하여도, 정상인 메모리 셀에 (+) 또는 (-)의 전하가 스토어 되는 일은 없다. 결함이 없는 OTP형 EPROM에서는 검사에 의해서, 기억이 행하여지는 일도 없으므로, 미(未)기억의 상태로 디바이스를 사용자에 공급할 수가 있다.By auditing the charge gain and the charge loss, it is possible to reliably check the two types of defects occurring in the memory cell by aging. Even with this test, no positive or negative charges are stored in the normal memory cell. In the OTP-type EPROM without a defect, no memory is stored by inspection, so that the device can be supplied to the user in a state of no memory.
상술한 구성에서는 스트레스 인가공정과 챠지 로스 검사 공정시에 X어드레스 단자 XA0, XA1에 각각12.5V의 전압을 인가하면, 주변회로를. 자동적으로 스트레스 인가상태, 또는 챠지 로스 검사상태로 설정할 수 있다. 또, 검사를 위해서 새로히 단자를 마련할 필요도 없다.In the above configuration, when a voltage of 12.5 V is applied to the X address terminals XA0 and XA1 during the stress applying process and the charge loss inspection process, the peripheral circuit is connected. It can be automatically set to the stress applied state or the charge loss test state. Moreover, it is not necessary to provide a new terminal for inspection.
상기 검사를 위해서 사용하는 단자는, XA0, XA1 이외의 다른 단자라도 좋다. 제어회로 AC에 스트레스인가공정을 위한 신호를 인가하는 단자는, 필요에 따라서, 스트레스 인가공정중에 사용되지 않는 단자, 예를들면, XA0, XA1 이외의 X어드레스 단자, Y어드레스 단자, 데이터 입출력 단자 I/O의 어느것을 사용할 수가 있다. 제어회로 AC에 챠지 로스 검사 공정을 위한 신호를 인가하는 단자는, 챠지 로스 검사 공정에서 사용되지 않는 단자, 예를들면, XA0, XA1 이외의 X어드레스 단자를 사용할 수가 있다.The terminal used for the said inspection may be other terminals other than XA0 and XA1. Terminals for applying a signal for the stress application process to the control circuit AC are terminals which are not used during the stress application process, for example, X address terminals other than XA0 and XA1, Y address terminals, and data input / output terminals I. You can use either / O. As a terminal for applying a signal for the charge loss inspection process to the control circuit AC, terminals not used in the charge loss inspection process, for example, X address terminals other than XA0 and XA1 can be used.
제어회로, AC1 및 AC2는 다른 구성이라도 된다. 단자에 인가되는 검사 공정이라는 것을 지시하는 신호를 검출할 수 있고, 이 신호에 따라서 하이레벨 또는 로우·레벨신호를 송출할 수 있는 회로라면 좋다. 바꾸어 말하면, 단자에 통상의 하이레벨(5V) 또는 로우 레벨(OV)이 인가되었올 때에, 단자에 상기 하이레벨보다 높은 전압이 인가되었을 때에 출력하는 신호와 역상(逆相)의 신호를 출력하는 회로라면 좋다.The control circuits AC1 and AC2 may have other configurations. A circuit can be detected which indicates that the inspection process is applied to the terminal, and can transmit a high level or low level signal in accordance with the signal. In other words, when the normal high level (5V) or the low level (OV) is applied to the terminal, when the voltage higher than the high level is applied to the terminal, the output signal and the reverse phase signal is outputted. Good circuit.
X데코우더 X-DCR는, 제7도에 도시한 것과 같이, 제1데코우더 X-DCR1과 제2X데코우더 X-DCR2로 되는 2단(stage) 구성이라도 좋다. 제1데코우더에는, 예를들면, 어드레스 신호 AX0∼AX(n-3)에 대응한 내부 어드레스 신호가, X어드레스 버퍼 X-ADB에서 공급된다. 제2데코우더 X-DCR2에는, 예를들면 3비트(bit)의 X어드레스 신호 AX(n-2)∼AXn에 대응한 내부 어드레스 신호가, X어드레스 버퍼 X-ADB에서 공급된다. 제1데코우더 X-DCR1의 단위회로는, 제2도에 도시한 X데코우더 X-DCR의 단위회로 uDCR에서 MOSFET Q7, Q8을 제거한 구성으로 된다. 제 2 데코우더 X-DCR2의 단위회로는, 제 2도에 도시한 X데코우더 X-DCR의 단위회로 uDCR에서 MOSFET Q7, Q8 및 Q19∼Q22을 제거한 구성으로 된다. 제1, 제2데코우더 X-DCRl, X-DCR2의 출력의 각각은, P찬넬 MOSFET Q23, Q24와 N찬넬 MOSFET Q25, Q26으로 되는 NOR 게이트 회로 G1을 통해서 각 워드선 WL로 출력된다.As shown in FIG. 7, the X decoder X-DCR may have a two-stage configuration including the first decoder X-DCR1 and the second X decoder X-DCR2. For example, an internal address signal corresponding to the address signals AX0 to AX (n-3) is supplied to the first decoder from the X address buffer X-ADB. The second decoder X-DCR2 is supplied with an internal address signal corresponding to, for example, three bits of X address signals AX (n-2) to AXn from the X address buffer X-ADB. The unit circuit of the first decoder X-DCR1 has a configuration in which the MOSFETs Q7 and Q8 are removed from the unit circuit uDCR of the X decoder X-DCR shown in FIG. The unit circuit of the second decoder X-DCR2 has a configuration in which the MOSFETs Q7, Q8 and Q19 to Q22 are removed from the unit circuit uDCR of the X decoder X-DCR shown in FIG. Each of the outputs of the first and second decoders X-DCR1 and X-DCR2 is output to each word line WL through the NOR gate circuit G1 which is the P-channel MOSFETs Q23 and Q24 and the N-channel MOSFETs Q25 and Q26.
스트레스 인가공정에 있어서, 어드레스 단자 XA0에 12.5V, XA1에 OV 또는 5V가 인가된다. 어드레스제어회로 AC에 의해, 제1데코우더 X-DCR1의 모든 출력은, X어드레스 신호 AX0∼AX(n-3)에 관계없이, 로우 레벨로 된다. X어드레스 신호 AX(n-2)∼AXn에 의해서, 제2데코우더 X-DCR2의 8출(本)의출력중 1줄이 로우 레벨로 된다. 이로 인해서, 게이트 회로 G1은, 하이 레벨을 출력하여 메모리 셀 MC에 전계 스트레스가 가하여진다. 이 예에 따르면, 스트레스 인가공정은, 제2데코우더 X-DCR2의 출력을 차례로 변화시키는 것에 의해서,8회(回)로 나누어 행하여 진다.In the stress application step, 12.5 V is applied to the address terminal XA0, and OV or 5 V is applied to the XA1. By the address control circuit AC, all the outputs of the first decoder X-DCR1 become low level irrespective of the X address signals AX0 to AX (n-3). According to the X address signals AX (n-2) to AXn, one line of the eight outputs of the second decoder X-DCR2 becomes low. For this reason, the gate circuit G1 outputs a high level and applies electric field stress to the memory cell MC. According to this example, the stress applying step is performed in eight times by changing the output of the second decoder X-DCR2 one after the other.
챠지·로스 검사 공정에 있어서, 어드레스 단자 XA0에 OV 또는 5V, XA1에 12.5V가 인가된다. 어드레스 제어회로 AC에 의해, 제1데코우더 X-DCR1의 모든 출력은, X어드레스 신호 XA0∼XA(n-3)에 관계없이, 하이레벨로 된다. X어드레스 신호 XA(n-2)∼XAn에 관계없이, 게이트 회로 G1은, 로우·래벨을 출력한다. 이로 인해 각 워드선 WL의 전위는 로우 레벨로 된다.In the charge loss inspection process, OV or 5V is applied to the address terminal XA0, and 12.5V is applied to XA1. By the address control circuit AC, all outputs of the first decoder X-DCR1 become high level regardless of the X address signals XA0 to XA (n-3). Regardless of the X address signals XA (n-2) to XAn, the gate circuit G1 outputs a low level. As a result, the potential of each word line WL becomes low.
통상의 기억 또는, 호출에 있어서는 제1 및 제2데코우더 X-DCR1, X-DCR2의 출력이 전부 로우·레벨로 된 게이트회로 G1만이 하이레벨을 송출한다. 이로인해서,1줄의 워드선이 선택된다.In normal storage or recall, only the gate circuit G1, in which the outputs of the first and second decoders X-DCR1 and X-DCR2 are all at the low level, outputs a high level. As a result, one word line is selected.
본 발명에 의하면, 플로팅 게이트 4의 측면위에 절연막에 결함이 존재하는 경우에도, 결함을 검출할 수가 있다.According to the present invention, even when a defect exists in the insulating film on the side surface of the floating gate 4, the defect can be detected.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 얻어진다. 워드선의 모든 것에 행하여지는 높은 전압을 인가한 상태에서의 에이징을 행하는 것에 의해서, 결함이 없는 메모리 셀에 전하를 주입하는 열없이, 불량 메모리 셀에 챠지 게인, 챠지 로스의 상태를 일으키게 할 수가 있다. 워드선의 모든 것을 OV로 할 수가 있도록 구성하고 있으므로, 데이터선의 전압을 검출하는 것만으로 챠지·로스 상태의 메모리 셀의 존재를 재빨리 검출할 수가 있다.According to this invention, the following effects are acquired. By aging in a state where a high voltage applied to all of the word lines is applied, it is possible to cause charge memory and charge loss in a defective memory cell without heat for injecting charges into the defective memory cell. Since all of the word lines are configured to be OV, the existence of the charged and lost memory cells can be quickly detected only by detecting the voltage of the data lines.
어드레스 단자에 인가되는 전압에 따라서, 검사를 행할 수가 있기 때문에, 단자수를 증가시키지 않고 검사를 행할 수가 있다.Since the inspection can be performed in accordance with the voltage applied to the address terminal, the inspection can be performed without increasing the number of terminals.
워드선에 높은 전압을 인가하는 한편, 데이터 선을 대략 OV레벨로 유지한 상태에서 에이징을 행하는 스트레스 인가공정과, 높은 스렛쉬홀드 전압화한 메모리 셀을 검사하는 쟈지 게인 검사공정과, 데플렛션화한 메모리 셀을 검사하는 챠지·로스 검사공정으로, 메모리 셀의 불량을 검사한다. 이로인해, 메모리 셀에 대한 기억을 행하지 않아도, 메모리 셀의 불량을 검출할 수가 있다. OTP형 EPROM과 같이 봉지(封止)후에, 기억 검사를 할 수가 없는 반도체 기억장치를 높은 신뢰도로 검사할 수가 있다A stress applying step of aging while applying a high voltage to the word line while keeping the data line at approximately OV level, a jagi gain inspection step of inspecting a memory cell subjected to high threshold voltage, and deflation. In the charge loss inspection process of inspecting a memory cell, a defect of the memory cell is inspected. This makes it possible to detect a defect of the memory cell even without storing the memory cell. After encapsulation, like a OTP-type EPROM, semiconductor memories that cannot be subjected to memory inspection can be inspected with high reliability.
스트레스 인가공정에서는 모든 워드선에 동시에 높은 전압을 인가하여 에이징을 행하고, 또 챠지 로스 검사 공정에서는, 모든 워드선을 동시에 OV로 하여 데이터선으로의 호출을 행하고 있다. 이로인해, 스트레스 인가공정과 챠지·로스 검사 공정에 있어서, 모든 메모리 셀에 대한 스트레스 인가와 검사를 동시 또는, 대략 동시에 행할 수가 있어, 검사시간의 단축화를 도모할 수가 있다.In the stress application step, high voltage is applied to all word lines at the same time, and aging is performed. In the charge loss check process, all word lines are simultaneously called as OV, and data calls are made. As a result, in the stress application step and the charge loss inspection step, the stress application and inspection of all the memory cells can be performed simultaneously or approximately simultaneously, thereby reducing the inspection time.
프라스틱 등의 자외선에 대해 불투명한 패케이지에 봉지한후라도, 메모리 셀의 불량 검사를 행할 수가 있다. 이로인해, 웨이퍼(wafer) 완성후에 여러가지의 원인[다이싱(dicing)시의 기계적 응력, 몰드(mold)스트레스 등]에 의해서 일어난 메모리 셀의 불량도 검출할 수가 있다.Even after sealing in a package that is opaque to ultraviolet rays such as plastic, the defect inspection of the memory cell can be performed. As a result, the defect of the memory cell caused by various causes (mechanical stress during dicing, mold stress, etc.) after wafer completion can be detected.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시예에 따라서 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경이 가능하다는 것은 말할것도 없다.As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the Example, this invention is not limited to the said Example, Needless to say that various changes are possible in the range which does not deviate from the summary.
검사공정에 있어서의 워드선 WL의 전위는, 어드레스 제어회로 AC1 및 AC2를 사용하지 않고 결정된다.The potential of the word line WL in the inspection process is determined without using the address control circuits AC1 and AC2.
예를들면, 제8도에 도시한 것과 같이, 익스클루시부(exclusive) OR 게이트 회로 G2,G3에 의해서, 워드선 WL의 전위를 제어할 수 있다. 스트레스 인가공정에 있어서, 모든 X 어드레스 신호를 하이레벨로 한다. 이로인해서, X 어드레스 버퍼 X-ADB에서 송출되는 내부(상보) 어드레스 신호의 한쪽을 하이레벨,다른쪽을 로우·레벨로 한다. 모든 내부 어드레스 신호의 로우레벨은, 게이트 회로 G2,G3의 한쪽의 입력으로 된다. 게이트 회로 G2,G3의 다른쪽에 입력되는 신호 ψ의 하이레벨에 의해서 게이트 회로 G2,G3의 출력은, 하이레벨로 된다. 이로인해 모든 내부 어드레스 신호는 하이레벨로 된다.For example, as shown in FIG. 8, the potential of the word line WL can be controlled by the exclusive OR gate circuits G2 and G3. In the stress application step, all the X address signals are set at high level. For this reason, one of the internal (complementary) address signals sent from the X address buffer X-ADB is set at high level and the other is set at low level. The low level of all the internal address signals is input to one of the gate circuits G2 and G3. The output of the gate circuits G2 and G3 becomes high by the high level of the signal? Input to the other side of the gate circuits G2 and G3. This causes all internal address signals to go high.
한편, 챠지·로스 검사 공정에 있어서, 모든 X 어드레스 신호를 로우레벨로 한다. 이로인해서, X 어드레스 버퍼 X-ADB에서 송출되는 내부(상보) 어드레스 신호의 한쪽을 하이레벨, 다른쪽을 로우·레벨로한다. 모든 내부 어드레스 신호의 하이·레벨은, 게이트 회로 G2,G3의 한쪽의 입력으로 된다. 게이트 회로G2,G3의 다른쪽에 입력되는 신호 ∮의 하이레벨에 의해서, 게이트 회로 G2,G3의 출력은 로우·레벨로 된다. 이로인해, 모든 내부 어드레스 신호는, 로우레벨로 된다.On the other hand, in the charge loss inspection process, all the X address signals are set at the low level. For this reason, one of the internal (complementary) address signals sent from the X address buffer X-ADB is set at high level, and the other is set at low level. The high level of all the internal address signals is input to one of the gate circuits G2 and G3. The outputs of the gate circuits G2 and G3 become low level due to the high level of the signal X input to the other side of the gate circuits G2 and G3. This causes all internal address signals to go low.
통상의 호출, 기억을 할때, 신호 ∮는 로우레벨로 된다. 본 예에 있어서, X 데코우더 X-DCR는, 제2도의 X 데코우더 X-DCR의 MOSFET Q19∼Q22가 생략된 구성으로 된다.During normal recall and storage, the signal 신호 goes low. In this example, the X decoder X-DCR has a configuration in which the MOSFETs Q19 to Q22 of the X decoder X-DCR in FIG. 2 are omitted.
스트레스 인가할때나, 챠지·로스 검사를 할때에 어드레스 신호에 따라서 워드선을 선택하여 12.5V 또는0V을 인가시키도록 하여도 좋다. 단, 이 방식에서는 특히 스트레스 인가 공정시에 있어서, 각 메모리 셀에 대한 소요의 스트레스 인가시간을 화보하기 위해서는, 앞에서 예보다도 많은 시간을 필요로 한다.When stress is applied or when the charge loss test is performed, a word line may be selected in accordance with the address signal to apply 12.5V or 0V. In this system, however, more time is required than in the above example in order to picturize the required stress application time for each memory cell, particularly in the stress application process.
이상의 설명에서는 주로, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 그 배경으로 된 이용분야인 OTP형의EPROM에 적용한 경우에 대해서 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 이에 한정되는 것은 아니며, 자외선에 의한 소거가 가능한 EPROM에 적용하여도 좋다. 본 발명에 의하면, 결함검사를 위한 시간이 짧고, 검사종료후의 기억 대이터의 소거가 불필요하다고 하는 큰 효과가 있다. 본 발명은, 플로팅 게이트를 가진 MIS(Metal Insulator Semiconductor) FET로 되는 반도체 기억장치, EEPROM과 같이 전하 축적형의 트랜지스터를 사용하는 반도체 기억장치에 널리 적용하는 것이 가능하다. 어떠한 경우에도, 제1,제2게이트 절연막 및 플로팅 게이트를 덮는 절연막이, 산화 실리콘막이여야 할 필요는 없다. 본 발명은, EPROM 온·칩·마이크로 콤퓨터(on-chip microcomputer), 즉, 마이크로 콤퓨터·칩위에 EPROM을 형성한 디바이스에도 적용된다. 본 발명은, 다수개의 메모리 IC 칩을 구비한 메모리 IC 카드(card)에 있어서, EPROM을 포함하는 경우에 적용된다.In the above description, the case where the invention made by the present inventors is mainly applied to the OTP-type EPROM which is the background of the use is described. However, the present invention is not limited thereto and may be applied to an EPROM capable of erasing by ultraviolet rays. According to the present invention, there is a great effect that the time for defect inspection is short and the erasure of the memory data after the completion of the inspection is unnecessary. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to a semiconductor memory device that is a MIS (Metal Insulator Semiconductor) FET having a floating gate, and a semiconductor memory device that uses a charge storage transistor such as an EEPROM. In any case, the insulating films covering the first and second gate insulating films and the floating gate need not be silicon oxide films. The present invention is also applied to an EPROM on-chip microcomputer, that is, a device in which an EPROM is formed on a microcomputer chip. The present invention is applied to a case where an EPROM is included in a memory IC card having a plurality of memory IC chips.
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