DE102004008245B3 - Integrierter Halbleiterspeicher und Verfahren zum elektrischen Stressen eines integrierten Halbleiterspeichers - Google Patents

Integrierter Halbleiterspeicher und Verfahren zum elektrischen Stressen eines integrierten Halbleiterspeichers Download PDF

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Abstract

Halbleiterspeicher (1) besitzen segmentierte Wortleitungen (5a, 5b), die jeweils eine Hauptwortleitung (10a, 10b) aus einem leitfähigen Metall und mehrere an die Hauptwortleitung (10a, 10b) angeschlossene Leiterbahnsegmente (15a, 15b) aufweisen, die jeweils über mindestens eine Kontaktlochfüllung (11) mit der jeweiligen Hauptwortleitung (10a, 10b) verbunden sind. Ist eine der Kontaktlochfüllungen (11) defekt oder hochohmig, so treten Funktionsfehler des Halbleiterspeichers auf. Bislang ist kein Verfahren bekannt, um Kontaktlochfüllungen (11) segmentierter Wortleitungen elektrisch zu stressen. Erfindungsgemäß wird ein Halbleiterspeicher (1) bereitgestellt, bei dem die Leiterbahnsegmente (15a, 15b) je zweier Wortleitungen (5a, 5b) paarweise mit Hilfe von Schalteinheiten (20) kurzschließbar sind, wodurch ein statischer Strom (I), der über die Kontaktlochfüllungen (11) fließt, zum elektrischen Stressen der Kontaktlochfüllungen (11) einsetzbar ist. Damit wird ein elektrisches Stressen von Kontaktlochfüllungen segmentierter Wortleitungen ermöglicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen integrierten Halbleiterspeicher. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum elektrischen Stressen eines integrierten Halbleiterspeichers.
  • Integrierte Halbleiterspeicher besitzen Wortleitungen und Speicherzellen mit Auswahltransistoren, deren Gate-Elektroden durch die Wortleitungen angeschlossen sind. Es gibt Halbleiterspeicher, bei denen jede Wortleitung eine längere Hauptwortleitung viele kürzere Leitungssegmente aufweisen, wobei jedes Leiterbahnsegment über mindestens eine Kontaktlochfüllung an die jeweilige Hauptwortleitung angeschlossen ist.
  • Ein Halbleiterspeicher mit segmentierten Wortleitungen ist beispielsweise aus US 2003/0126529 A1 bekannt. Ein Verfahren zur Bildung eines Kontaktlochs ist aus DE 100 46 012 A1 bekannt.
  • Integrierte Halbleiterspeicher werden nach der Fertigung einem elektrischen Funktionstest unterzogen, bei dem das einwandfreie Funktionieren des Halbleiterspeichers überprüft wird. Insbesondere die hohe Dichte miniaturisierter Bauelementstrukturen erfordert solche Tests, da aufgrund bereits geringer Lageabweichungen mikroelektronischer Strukturen Chipausfälle entstehen können. Auch zeitliche Veränderungen der Strukturen selbst können dazu führen, dass im Laufe der Zeit beispielsweise ursprünglich leitfähige Strukturen hochohmig werden und dadurch ein Stromfluss erschwert oder unter brochen wird. Solche Veränderungen können durch Elektromigration oder andere Effekte verursacht werden.
  • Um alterungsbedingten Defekten von Halbleiterspeichern vorzubeugen, werden Halbleiterspeicher nach ihrer Herstellung einem Burn-in-Test unterzogen, bei dem sie gestresst, d.h. thermisch und/oder elektrisch stärker beansprucht werden als bei der später üblichen Betriebsweise. Alterungsbedingte Veränderungen werden dadurch beschleunigt und fehlerhafte Halbleiterchips vor der Auslieferung an die Abnehmer aussortiert. Diejenigen Halbleiterspeicher, die den Burn-in-Test bestehen, sind weniger anfällig gegen einen alterungsbedingten Ausfall.
  • Ein Burn-in-Test erreicht eine höhere Beanspruchung eines Halbleiterspeichers, indem der Halbleiterspeicher mit überhöhter Temperatur und mit überhöhter interner Betriebsspannung betrieben wird. Bei der künstlichen Voralterung tritt in der Häufigkeit auftretender Defekte ein Sättigungsverhalten auf, so dass nach Erreichen der Sättigung die Ausfallwahrscheinlichkeit der noch nicht ausgefallenen Halbleiterspeicher relativ gering ist.
  • Vorrichtungen zur Durchführung eines Burn-in-Tests besitzen eine Vielzahl von Anschlüssen, an die eine Vielzahl von Halbleiterspeichern gleichzeitig angeschlossen wird. Die Taktfrequenz der parallel arbeitenden Burn-in-Systeme ist aufgrund der Vielzahl von Anschlüssen und der gleichzeitig getesteten Halbleiterspeicher begrenzt und liegt in der Größenordnung von etwa 5 bis 10 MHz. Solche Bauelementstrukturen eines Halbleiterspeichers, die im normalen Speicherbetrieb mit wesentlich höheren Schaltzeiten von 100 MHz und höher betrieben werden, können mit Burn-in-Systemen nicht beschleunigt geschaltet werden. Insbesondere für Kontaktlochfüllungen besteht bislang keine Möglichkeit, diese künstlich vorzualtern. Kontaktlochfüllungen stellen jedoch aufgrund ihrer geringen lateralen Abmessungen schon bei geringen Lagefehlern keine oder nur noch eine schlechte leitende elektrische Verbindung her. Kontaktlöcher werden beispielsweise für Wortleitungen eingesetzt, mit denen im Speicherbetrieb auf Speicherzellen zugegriffen wird, etwa beim Speichern, Auslesen oder beim Wiederauffrischen von Informationen. Wortleitungen bestehen häufig aus metallischen Leiterbahnen, hier als Hauptwortleitungen bezeichnet, und einer Vielzahl von Leiterbahnsegmenten, die jeweils durch ein Kontaktloch elektrisch leitend mit der Hauptwortleitung verbunden sind. Jedes Leiterbahnsegment bildet die Gate-Elektroden mehrerer Auswahltransistoren.
  • Bei einer segmentierten Wortleitung werden die Auswahltransistoren jeweils durch die Leiterbahnsegmente mit der Hauptwortleitung verbunden. Die Hauptwortleitung besteht in der Regel aus einem Metall. Die Leiterbahnsegmente bestehen meist aus Polysilizium. Aufgrund der polykristallinen Struktur von Polysilizium erfolgt die Signalausbreitung insbesondere bei hohen Schaltzeiten nicht genügend schnell und wird mit zunehmender Länge der Polysiliziumleitung gedämpft. Daher werden nur jeweils relativ kurze Leiterbahnlängen durch Segmente aus Polysilizium hergestellt, wobei in einer höheren Metallebene die besser leitfähige, metallische Hauptwortleitung vorgesehen wird, an die Polysilizium-Leiterbahnen jeweils über eine Kontaktlochfüllung angeschlossen sind. Die metallische Hauptwortleitung erstreckt sich über größere Distanzen als die einzelnen Leiterbahnsegmente.
  • Aufgrund des engen Abstandes der Wortleitungen zueinander, der jeweils nur der minimalen Strukturbreite der verwendeten Technologie entspricht, können die Kontaktlochfüllungen nicht breiter hergestellt werden als entsprechend der minimalen Strukturbreite. Ein Burn-in-Test, bei dem die Kontaktlochfüllungen zwischen der Hauptwortleitung und den Leiterbahnsegmenten einer Wortleitung gestresst werden, müsste zum Schalten und zum Erzielen eines Stromflusses durch die Kontaktlochfüllung die Kapazität eines niederohmigen Leiterbahnseg ments umladen. Aufgrund der dafür notwendigen Zeitdauer lässt sich kein Burn-in-Test durchführen, bei dem der Alterungsprozess von Kontaktlöchern gegenüber einem normalen Speicherbetrieb beschleunigt wird.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein beschleunigtes künstliches Voraltern von Kontaktlochfüllungen in Halbleiterspeichern, insbesondere ein Voraltern von Kontaktlochfüllungen zwischen einer Hauptwortleitung und einem Leiterbahnsegment einer segmentierten Wortleitung zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen integrierten Halbleiterspeicher gemäß Anspruch 1 gelöst, der Wortleitungen und Speicherzellen mit Auswahltransistoren aufweist,
    • – wobei jeder Auswahltransistor eine Gate-Elektrode aufweist, die durch eine Wortleitung angeschlossen ist,
    • – wobei jede Wortleitung eine Hauptwortleitung und mehrere an die Hauptwortleitung angeschlossene Leiterbahnsegmente aufweist,
    • – wobei jedes Leiterbahnsegment über mindestens eine Kontaktlochfüllung an die jeweilige Hauptwortleitung angeschlossen ist und
    • – wobei der Halbleiterspeicher mindestens eine Schalteinheit aufweist, durch die ein Leiterbahnsegment einer ersten Wortleitung mit einem Leiterbahnsegment einer zweiten Wortleitung kurzschließbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird ein beschleunigter Burn-in-Test von Kontaktlöchern innerhalb segmentierter Wortleitungen durch einen neuartigen Schaltungsaufbau eines Halbleiterspeicher ermöglicht. Der erfindungsgemäße Halbleiterspeicher besitzt ein Schaltelement, das in einem leitenden Schaltzustand zwei Lei terbahnsegmente verschiedener Wortleitungen miteinander kurzschließt. Solch ein Kurzschließen ist bei einem herkömmlichen Halbleiterspeicher unerwünscht und würde im normalen Betrieb zu fehlerhaften Schaltvorgängen führen, da zum selektiven Ansteuern von Speicherzellen über die Wortleitungen und Bitleitungen keinerlei direkte elektrische Verbindungen dieser Leitungen untereinander bestehen dürfen, es sei denn, eine Mehrzahl von Leitungen wird gleichzeitig mit einem zweiten Potential vorgespannt. Sobald jedoch einzelne Leitungen ausgewählt, d.h. mit einem veränderten Potential gegenüber dem zweiten Potential elektrisch vorgespannt werden, muss eine eindeutige Zuordnung jeder Speicherzelle zu einer Wortleitung und einer bestimmten Bitleitung gewährleistet sein.
  • Erfindungsgemäß wird durch paarweises Kurzschließen zweier Wortleitungen ermöglicht zu Testzwecken während eines Burn-in-Tests ein Strompfad geöffnet, der über Kontaktlochfüllungen von Wortleitungen verläuft. Eine hochohmig gewordene Kontaktlochfüllung verringert die Höhe eines Kurzschlußstroms. Ein Spannungsabfall zwischen zwei Wortleitungen, die über die erfindungsgemäß vorgesehene Schalteinheit miteinander kurzgeschlossen sind, deutet somit auf eine defekte Kontaktlochfüllung hin. Dadurch können Kontaktlochfüllungen können daher ohne das herkömmlich notwendige Umladen ganzer Wortleitungssegmente gestresst werden können.
  • Erfindungsgemäß werden die Wortleitungen im Bereich eines bestimmten Leiterbahnsegments der Gateebene paarweise, d.h. in Zweiergruppen miteinander verschaltet, wodurch ein Stromfluss von einer ersten zu einer zweiten Wortleitung möglich wird. Der Stromfluß verläuft dabei jeweils über ein Leiterbahnsegment der ersten Wortleitung und ein Leiterbahnsegment der zweiten Wortleitung. Erfindungsgemäß wird ausgenutzt, dass beim Betrieb eines Halbleiterspeichers die Wortleitungen einzeln elektrisch vorgespannt werden können und dann eine elektrische Potentialdifferenz zwischen verschiedenen Wortleitungen besteht. Die Potentialdifferenz wird erfindungsgemäß erstmals ausgenutzt, um in segmentierten Wortleitungen vorgesehen Kontaktlochfüllungen elektrisch zu stressen. Zwischen den miteinander kurzgeschlossenen Wortleitungen lässt sich ein statischer Strom erzeugen, der die Kontaktlochfüllungen weitaus schneller beansprucht als bei herkömmlichen Burn-in-Tests eingesetzte Strompulse. Durch die erfindungsgemäßen Schalteinheiten lassen sich sämtliche Leiterbahnsegmente zweier einzelner Wortleitungen miteinander paarweise kurzschließen, wobei stets nur zwei Leiterbahnsegmente gleichzeitig miteinander kurzgeschlossen werden, um gezielt die an diesen beiden Leiterbahnsegmenten befindlichen Kontaktlochfüllungen zu stressen. Je nachdem, welche der Schalteinheiten testweise in einem leitenden Zustand geschaltet wird, lässt sich ein beliebiges Leiterbahnsegment einer der ersten Wortleitung mit einem entsprechenden Leiterbahnsegment einer zweiten Wortleitung kurzschließen. Der erfindungsgemäße Halbleiterspeicher eröffnet neue Möglichkeiten des künstlichen Voralterns von Kontaktlochfüllungen innerhalb von Wortleitungen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Leiterbahnsegmente von jeweils zwei Wortleitungen paarweise durch jeweils eine Schalteinheit miteinander kurzschließbar sind. Es werden jeweils die Leiterbahnsegmente von zwei Wortleitungen paarweise miteinander verschaltet, so dass entlang des Verlaufs der Hauptwortleitungen im Bereich jedes Leiterbahnsegment einer ersten Wortleitung durch eine Schalteinheit mit einem Leiterbahnsegment einer zweiten Wortleitung kurzschließbar ist.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Leiterbahnsegmente jeweils einer Wortleitung mit Leiterbahnsegmenten der jeweils übernächsten Wortleitung durch die Schalteinheiten kurzschließbar sind. Ein Kurzschließen mit der jeweils nächstgelegenen, d.h. direkt benachbarten Wortleitung ist auch denkbar, jedoch sind Wortleitungen üblicherweise so angeordnet, dass die Wortleitungssegmente benachbarter Wortleitungen in Richtung des Wortleitungsverlaufs um eine halbe Segmentlänge versetzt zueinander angeordnet sind. Das Kurzschließen mit der jeweils übernächstbenachbarten Wortleitung erspart daher unnötig lange Verbindungsleitungen zwischen den jeweils miteinander kurzzuschließenden Wortleitungen.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass Bitleitungen des Halbleiterspeichers innnerhalb mehrerer Blöcke von Speicherzellen angeordnet sind, wobei zwischen den Blöcken von Speicherzellen parallel zu den Bitleitungen verlaufende Steuerleitungen vorgesehen sind und wobei jede Steuerleitung mit mehreren Schalteinheiten verbunden ist. Hierbei wird eine Mehrzahl von Schalteinheiten, die jeweils zwei verschiedene Wortleitungen im Bereich eines bestimmten Leiterbahnsegments kurzschließen, gleichzeitig parallel angesteuert, so dass die Hälfte aller Wortleitungen, die über die mit der Steuerleitung verbundenen Schalteinheiten paarweise miteinander kurzschließbar sind, gleichzeitig elektrisch vorgespannt werden kann, um den Burn-in-Test zu beschleunigen. Die Steuerleitungen werden zwischen den Bitleitungen und parallel zu ihnen verlaufend angeordnet und unterteilen somit ein sonst einheitliches Speicherzellenfeld in mehrere Blöcke, innerhalb derer die Speicherzellen ohne Verringerung der Zellendichte angeordnet sind.
  • Eine Ausführungsform sieht vor, dass zwischen benachbarten Blöcken von Speicherzellen jeweils eine Steuerleitung ange ordnet ist. Angesichts typischer Längen von Wortleitungssegmenten, die sich über mehrere hundert bis wenige tausend Speicherzellen erstrecken, wird die Speicherdichte durch die zusätzlichen Steuerleitungen nicht nennenswert verringert.
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Leiterbahnsegmente an Treiberschaltungen und die Treiberschaltungen an die Hauptwortleitungen angeschlossen sind. Treiberschaltungen von Wortleitungstreibern dienen dazu, die Wortleitungspotentiale, die durch resistive und kapazitive Einflüsse verfälscht werden, nach einer gewissen Länge des Verlaufs der Wortleitungen aufzubereiten.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Treiberschaltungen durch jeweils eine Kontaktlochfüllung an eine Hauptwortleitung und durch jeweils eine weitere Kontaktlochfüllung an ein Leiterbahnsegment angeschlossen sind. Hierbei sind pro Leiterbahnsegment stets zwei Kontaktlochfüllungen vorhanden, die durch Alterungsprozesse gefährdet sind. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sie sich gleichzeitig elektrisch stressen, so dass durch das Kurzschließen zweier Wortleitungen miteinander insgesamt vier Kontaktlochfüllungen gleichzeitig einem Burn-in-Strom ausgesetzt sind.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeweils zwei Leiterbahnsegmente einer Wortleitung an dieselbe Treiberschaltung angeschlossen sind. Dabei ist jede Treiberschaltung über eine obere Kontaktlochfüllung mit der Hauptwortleitung verbunden. Ferner sind jeweils ein erstes und ein zweites Wortleitungssegment über ein erstes unteres und ein zweites unteres Kontaktloch an die Treiberschaltung angeschlossen. Bei dieser Bauweise sind wahlweise die über die ersten oder über die zweiten unteren Kontaktlöcher angeschlossenen Leiterbahnseg mente zweier Wortleitungen miteinander kurzschließbar, um entweder nur die ersten oder die zweiten Kontaktlochfüllungen zu stressen.
  • Eine dieser Bauweise entsprechende Ausführungsform sieht vor, dass zwischen benachbarten Blöcken von Speicherzellen jeweils eine Treiberschaltung und eine Steuerleitung angeordnet ist. Die Steuerleitungen, die jeweils mehrere erfindungsgemäße Schaltelemente parallel anschließen, können ohne nennenswerten Flächenverbrauch im Bereich der Treiberschaltungen angeordnet werden.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schalteinheiten Kurzschließtransistoren sind, deren zwei Source/Drain-Gebiete an zwei Leiterbahnsegmente je zweier Wortleitungen angeschlossen sind. Diese zusätzlichen Transistoren können jeweils zwei einander übernächstbenachbarte Wortleitungen miteinander kurzschließen. Die Enden der zwischen beiden Wortleitungen gelegenen Leiterbahnsegmente der dazwischengelegenen Wortleitungen können daher etwas verkürzt sein, so dass sie nicht ganz bis an die Kurzschließtransistoren heranreichen. Die Kurzschließtransistoren werden in gleicher Weise wie die Auswahltransistoren durch eine Gateoxidschicht, durch dotierte Source/Drain-Gebiete im Substrat und durch eine Gate-Elektrode gebildet.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mit Hilfe der Steuerleitungen testweise jeweils zwei Wortleitungen miteinander kurzschließbar sind, wobei ein statischer Strom von einer ersten Hauptwortleitung über mindestens eine Kontaktlochfüllung zu einem ersten Leiterbahnsegment, von dem ersten Leiterbahnsegment über eine kurzschließend geschaltete Schalteinheit zu einem zweiten Leiterbahnsegment und von dem zweiten Leiter bahnsegment über mindestens eine weitere Kontaktlochfüllung zu einer zweiten Hauptwortleitung geleitet wird. Dieser Strompfad führt über mindestens zwei Kontaktlochfüllungen, die statisch gleichzeitig gestresst werden. Sofern die Leiterbahnsegmente über Treiberschaltungen mit den Hauptwortleitungen verbunden sind, werden bei jedem Strompfad jeweils vier Kontaktlochfüllungen gleichzeitig gestresst.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass über die Schaltelemente jeweils eine aktive Wortleitung im Bereich eines einzelnen Leiterbahnsegments mit einer passiven Wortleitung kurzschließbar ist. Dabei wird die aktive Wortleitung auf ein verändertes Potential vorgespannt. Bei intakten Kontaktlochfüllungen fließt ein Kurzschlußstrom zur passiven Wortleitung.
  • Schließlich ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Leiterbahnsegmente aus Polysilizium und die Hauptwortleitungen aus einem Metall höherer elektrischer Leitfähigkeit als Polysilizium bestehen. Die Hauptwortleitungen können beispielsweise aus Aluminium, Wolfram oder Kupfer gefertigt sein.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum elektrischen Stressen eines integrierten Halbleiterspeichers, der Wortleitungen und Speicherzellen mit Auswahltransistoren aufweist, deren Gate-Elektroden an die Wortleitungen angeschlossen sind, wobei jede Wortleitung jeweils eine Hauptwortleitung und mehrere Leiterbahnsegmente aufweist, die über jeweils mindestens eine Kontaktlochfüllung an die jeweilige Hauptwortleitung angeschlossen sind, und wobei der Halbleiterspeicher eine Schalteinheit aufweist, mit denen ein Leiterbahnsegment einer ersten Wortleitung mit einem Leiterbahnsegment einer zweiten Wortleitung kurzschließbar ist, wobei das Verfahren die folgende Reihenfolge von Schritten aufweist:
    • – testweises elektrisches Vorspannen der ersten Wortleitung,
    • – Schalten der Schalteinheit, wodurch das Leiterbahnsegment der ersten Wortleitung mit einem Leiterbahnsegment der zweiten Wortleitung kurzgeschlossen wird, und
    • – Durchführen einer Spannungsmessung zwischen der ersten Wortleitung und der zweiten Wortleitung.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Burn-in-Test zum Stressen von Kontaktlochfüllungen wird eine erste Wortleitung mit einem anderen elektrischen Potential als eine zweite Wortleitung vorgespannt, so dass die Spannungsdifferenz über den mit Hilfe der Schalteinheit geöffneten Strompfad nur zu einem Stromfluss führen kann, wenn alle in dem Strompfad vorhandenen Kontaktlochfüllungen einen ausreichend niedrigen elektrischen Widerstand besitzen. Sobald eine der Kontaktlochfüllungen hochohmig geworden ist, fließt kein ausreichend hoher Strom mehr von der ersten zur zweiten Wortleitung.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass dann, wenn die Spannungsmessung ergibt, dass eine gemessene Spannung zwischen der ersten Wortleitung und der zweiten Wortleitung geringer ist als die Differenz zwischen einem an die erste Wortleitung angelegten ersten Potential und einem an die zweite Wortleitung angelegten zweiten Potential, das Auftreten einer defekten Kontaktlochfüllung angezeigt wird.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Wortleitung über einen Zeitraum, der einer Vielzahl von Taktzeiten entspricht, elektrisch vorgespannt wird, um Kontaktlochfüllungen im Bereich der ersten Wortleitungen und der zweiten Wortleitung durch einen statischen Strom elektrisch zu stressen. Der Einsatz statischer Ströme zum Stressen von Halbleiterspeichern ist bislang nicht üblich, da herkömmlich Speicherzellen entladen oder geladen werden und der Ladevorgang oder Entladevorgang nach einer kurzen Zeit, die in der Regel kleiner ist als die Zeitdauer eines Taktes, abgeschlossen ist. Daher sind bei herkömmlichen Burn-in-Tests nur sehr kurzzeitige Ströme einsetzbar, weshalb bei den bei Burn-in-Tests üblichen niedrigen Taktfrequenzen eine Sättigung der auftretenden Fehlerhäufigkeit erst spät erreicht wird. Mit Hilfe statischer Ströme, die über eine Zeitdauer vieler Taktzeiten beliebig lange aufrechterhalten werden können, entsteht eine wesentliche Verkürzung der Stresszeit.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Wortleitungen gleichzeitig elektrisch vorgespannt wird und dass jeweils genau ein Leiterbahnsegment jeder vorgespannten Wortleitung mit jeweils genau einem Leiterbahnsegment einer nicht vorgespannten weiteren Wortleitung kurzgeschlossen wird. Grundsätzlich kann die Hälfte aller Wortleitungen eines Halbleiterspeichers gleichzeitig vorgespannt werden, wodurch ein hoher Prozentsatz aller Kontaktlöcher der Wortleitungen gleichzeitig gestresst werden kann. Alternativ kann auch ein geringerer Anteil aller Wortleitunge gleichzeitig vorgespannt werden werden, um etwa mit einer geringeren Anzahl von elektrischen Anschlüssen der Burn-in-Vorrichtung auszukommen.
  • Schließlich ist vorzugsweise vorgesehen, dass mit Hilfe einer Steuerleitung, die im Bereich einer einzelnen Treiberschaltung verläuft und an eine Vielzahl von Schalteinheiten angeschlossen ist, alle Wortleitungen, die an die Treiberschaltung elektrisch angeschlossene Leiterbahnsegmente besitzen, paarweise miteinander kurzgeschlossen werden. Hierbei wird beim Vorspannen nur einer einzigen Steuerleitung bereits die größtmögliche Parallelität des Burn-in-Tests erreicht.
  • Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die 1 bis 13 beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Draufsicht auf einen Halbleiterspeicher,
  • 2A und 2B eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht auf einen Halbleiterspeicher mit segmentierten Wortleitungen,
  • 3A und 3B eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht auf einen Halbleiterspeicher mit segmentierten Wortleitungen und Wortleitungstreibern,
  • 4A und 4B eine Draufsicht und eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeichers,
  • 5 eine schematische Draufsicht auf einen herkömmlichen Halbleiterspeicher mit von einer Treiberschaltung ausgehenden Wortleitungssegmenten,
  • 6 einen erfindungsgemäßen Halbleiterspeicher mit von einer Treiberschaltung ausgehenden Wortleitungssegmenten und einer erfindungsgemäßen Schalteinheit,
  • 7 eine schematische Draufsicht auf einen herkömmlichen Halbleiterspeicher mit Wortleitungssegmenten,
  • 8 einen erfindungsgemäßen Halbleiterspeicher mit Wortleitungssegmenten,
  • 9 eine perspektivisch-schematische Darstellung des Verlaufs eines Kurzschlussstroms in einer erfindungsgemäßen Halbleiterschaltung gemäß 6 oder 8,
  • 10 eine schematische Darstellung der Verschaltung von Wortleitungssegmenten mit erfindungsgemäßen Schalteinheiten,
  • 11 eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Halbleiterspeicher mit Steuerleitungen neben Treiberschaltungen,
  • 12 einen erfindungsgemäßen Halbleiterspeicher mit Steuerleitungen zwischen Blöcken von Speicherzellen und
  • 13 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum elektrischen Stressen eines Halbleiterspeichers.
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Halbleiterspeicher 1 mit einer Vielzahl von Speicherzellen 2, deren Auswahltransistoren 3 über Source/Drain-Anschlüsse an Bitleitungen 6 und über Gate-Elektroden 4 an Wortleitungen 5 angeschlossen sind. Mit Hilfe der Auswahltransistoren werden Speicherkondensatoren der Speicherzellen angesteuert und geladen oder entladen. Die Darstellung der Wortleitungen 5 ist rein schematisch und wird nachstehend mit Bezug auf die weiteren Figuren der Anmeldung näher beschrieben.
  • 2A zeigt in schematischer Querschnittsansicht den Verlauf einer segmentierten Wortleitung 5, die eine durchgehende Hauptwortleitung 10 und mehrere segmentweise ausgebildete, über eine im Vergleich zur Hauptwortleitung 10 kürzere Strecke verlaufende Leiterbahnsegmente 15 aufweist. Die Leiterbahnsegmente 15 sind durch Kontaktlochfüllungen 11, die in 2A schematisch dargestellt sind, mit der Hauptwortleitung 10 der Wortleitung 5 verbunden und jeweils an eine Vielzahl von Auswahltransistoren 3, deren Gate-Elektroden 4 sie bilden, angeschlossen. Der Übersichtlichkeit halber sind in 2A pro Bitleitungssegment nur je ein linker und ein rechter Auswahltransistor 3 einer Speicherzelle dargestellt; in Wirklichkeit sind pro Wortleitungssegment einige hundert bis wenige tausend Speicherzellen angeschlossen.
  • 2B zeigt eine Draufsicht auf eine Halbleiterschaltung mit segmentierten Wortleitungen gemäß 2A, wobei eine Draufsicht in Höhe der Wortleitungssegmente 15 dargestellt ist und die höhergelegenen Hauptwortleitungen 10 der insgesamt 5 dargestellten Wortleitungen weggelassen sind. Von den Kontaktlochfüllungen 11 nach oben und unten sich erstreckende Leiterbahnsegmente 15 sind jeweils an Speicherzellen angeschlossen. Dort, wo übernächst benachbarte Wortleitungen eine Kontaktlochfüllung 11 aufweisen, die aus fertigungstechnischen Gründen etwas breiter dimensioniert sind als die Leiterbahnsegmente 15, sind die Leiterbahnsegmente der dazwischenliegenden Wortleitung verkürzt.
  • 3A zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren Halbleiterspeichers mit segmentierten Wortleitungen 5, die im Gegensatz zu 2A Treiberschaltungen 12 aufweist, mit denen das Wortleitungspotential an verschiedenen Stellen der Wort leitung 5 gleichzeitig in unverminderter Höhe zugeführt wird und damit einer Verfälschung des angelegten Wortpotentials mit zunehmender Wortleitungslänge vorgebeugt. Anstelle der Leiterbahnsegmente 15 aus 2A sind in 3A die Treiberschaltungen 12, von denen nur eine dargestellt ist, durch die Kontaktlochfüllungen 11 mit den Hauptwortleitungen 10 verbunden; die Leiterbahnsegmente 15, die vorzugsweise aus Polysilizium bestehen und die Gate-Elektroden 4 der Auswahltransistoren 3 bilden, sind über weitere Kontaktlochfüllungen 13 mit jeweils einer Seite einer Treiberschaltung 12 verbunden. Somit kann die elektrische Verbindung zwischen der Hauptwortleitung 10 über die Treiberschaltung 12 und dem Leiterbahnsegment 15 nur erfolgen, wenn sowohl die Kontaktlochfüllung 11 und als auch die Kontaktlochfüllung 13 niederohmig sind.
  • 3B zeigt eine Draufsicht auf den Halbleiterspeicher gemäß 3A in Höhe der Wortleitungssegmente 15, wobei die Treiberschaltungen 12 in vorzugsweise äquidistanten Abständen voneinander angeordnet sind und im Bereich jeder zweiten Wortleitung zwei gegenüberliegend angeordnete Leiterbahnsegmente ansteuern. Im übrigen sind Leiterbahnsegmente benachbarter Wortleitungen ebenso wie in 2B versetzt zueinander angeordnet. Bei der Erläuterung der Erfindung wird nachstehend von der Ausführungsform der 3A und 3B ausgegangen.
  • Die 4A und 4B zeigen eine vereinfachte Draufsicht sowie eine Detailansicht daraus für einen Halbleiterspeicher, der Treiberschaltungen 12 aufweist, in deren Bereich Zuleitungen 25 zu erfindungsgemäß vorgesehenen Schaltelementen 20 vorgesehen sind. 4A enthält einen ovalförmigen Umriss der in 4B dargestellten Ausschnittsansicht; dieser Aus schnitt umfasst eine Breite von drei Wortleitungen 5. Die Detailansicht der 4B zeigt am Rand einer Treiberschaltung 12 zwei Kontaktlöcher 13a, 13b, die jeweils ein unteres Wortleitungssegment, d.h. ein Leiterbahnsegment 15A, 15B der entsprechenden Wortleitung kontaktieren. Die auf diese Weise kontaktierten Wortleitungen sind übernächst benachbarte Wortleitungen, zwischen denen die lediglich eine einzige weitere Wortleitung angeordnet ist, deren verkürztes Leiterbahnsegment, das im unteren Bereich des ovalförmigen Ausschnitts dargestellt ist, von der nächstgelegenen Treiberschaltung aus kontaktiert wird. In 4B sind in schematischer Darstellung diejenigen zusätzlichen Leiterbahnverläufe dargestellt, die sich aus den erfindungsgemäßen Schalteinheiten zum Kurzschließen je zweier Wortleitungen sowie aus den Steuerleitungen zum elektrischen Schalten der Schalteinheiten ergeben. Dargestellt ist eine einzige Schalteinheit 20, vorzugsweise ein im MOSFET-Bauweise gefertigter Kurzschließtransistor, dessen zwei Source/Drain-Gebiete 21 im Halbleitersubstrat angeordnet sind und die durch Schalten des Kurzschließtransistors in einen leitenden Zustand miteinander elektrisch verbunden werden. Die Gate-Elektrode 16 des Kurzschließtransistors ist mit einer Steuerleitung 25 verbunden, welche jeweils weitere Schalteinheiten 20 im Bereich des unteren Randes der Treiberschaltung 12 anschließt, um diese Schalteinheiten gleichzeitig und parallel zum Kurzschließen von je zwei Wortleitungen zu veranlassen.
  • 5 zeigt einen Ausschnitt einer Treiberschaltung 12, die durch zwei unter ihr angeordnete Kontaktlochfüllungen 13a, 13b an zwei Leiterbahnsegmente 15a, 15b angeschlossen ist. Weiterhin sind die drei Enden dreier benachbarter Leiterbahnsegmente dargestellt, die von einer gegenüberliegend angeordneten Treiberschaltung kontaktiert werden. Innerhalb der Treiberschaltung 12 sind Zuleitungen 14a, 14b vorgesehen, die die Kontaktlochfüllungen 13a, 13b mit dem Wortleitungspotential der jeweiligen Wortleitung versorgen. Die oberhalb der Zeichenebene verlaufenden Hauptwortleitungen der Wortleitungen, die die Treiberschaltung 12 überqueren, sind nicht dargestellt.
  • 6 zeigt eine der 5 entsprechende Draufsicht auf einen Halbleiterspeicher, der jedoch mit einem erfindungsgemäßen Kurzschließtransistor, d.h. einer Schalteinheit 20 zum Kurzschließen zweier Wortleitungen ausgestattet ist. Dazu ist zwischen den Leiterbahnsegmenten 15a und 15b eine Gate-Elektrode 16 angeordnet, die in einem aktiven Gebiet AA, welches gestrichelt umrandet ist und sich von dem Wortleitungssegment 15a bis zum Wortleitungssegment 15b erstreckt, umgeben ist. In das aktive Gebiet AA sind jeweils zwei Source/Drain-Implantationen 21 eingebracht, die sich über den Flächenbereich zwischen jeweils einem Wortleitungssegment 15a, 15b und der Gate-Elektrode 16 erstrecken. Die Leiterbahnsegmente 15a, 15b sind durch Kontaktlöcher in einer Gateoxidschicht, die mit 17 bezeichnet sind, mit dem Substrat verbunden und dadurch auch mit den benachbarten Source/Drain-Implantationen 21. Zwischen diesen ist die Gate-Elektrode 16 angeordnet, die von oben durch eine Kontaktlochfüllung 18 mit einer Steuerleitung 25 verbunden und zum Schalten der Schalteinheit 20 und gegenseitigen Kurzschließen der Leiterbahnsegmente 15a und 15b dient. Mit Hilfe der Schalteinheit 20 kann ein über eine linke Wortleitung dem Leiterbahnsegment 15a zugeführtes elektrisches Potential mit einem dem rechten Leiterbahnsegment 15b zugeführten Potential verbunden werden, wodurch ein Strom über den Kurzschließtransistor 20 erzeugt wird, sofern alle Kontaktlochfüllungen zwischen einem der beiden Leiterbahnsegmente 15a, 15b und den jeweils über ihr verlaufenden, nicht dargestellten Hauptwortleitungen nieder ohmig sind. Sobald einer dieser Widerstände hochohmig ist oder geworden ist, fließt kein Strom, was zum Erkennen eines Funktionsfehlers des Speichers ausgenutzt werden kann.
  • 7 zeigt eine der 5 entsprechende Ansicht einer weiteren herkömmlichen Speicherschaltung, in der keine Treiberschaltung vorgesehen ist. Stattdessen sind in einem Speicherzellenfeld Bereiche vorgesehen, in denen bei jeder zweiten Wortleitung höhergelegene Hauptwortleitungen 10a, 10b, die in 7 etwas breiter als die Leiterbahnsegmente 15a, 15b aus Polysilizium dargestellt sind, über Kontaktlochfüllungen 11, die Leiterbahnsegmente 15a, 15b anschließen. Unter den Kontaktlochfüllungen 11 sind die Leiterbahnsegmente 15a, 15b leicht verbreitert, um die Kontaktiersicherheit zu erhöhen. Dort sind die Segmentenden der Leiterbahnsegmente der dazwischengelegenen Wortleitungen ausgespart bzw. verkürzt, wie durch die gestrichelt dargestellten Umrisse unter der mittleren und den beiden äußersten Hauptwortleitungen 10 angedeutet.
  • Gemäß 8 ist bei einem solchen Halbleiterspeicher, der erfindungsgemäß weitergebildet wird, eine Schalteinheit 20 in Form eines Kurzschließtransistors 20 vorgesehen, der in der Zeichenebene der 8 oberhalb der Kontaktlochfüllungen 11 und seitlich zu ihnen versetzt im Bereich der dazwischengelegenen Wortleitung ausgebildet ist. Er verbindet die Leiterbahnsegmente 15a, 15b, die über die Kontaktlochfüllungen 11 mit den jeweiligen Hauptwortleitungen 10 verbunden sind, elektrisch miteinander. Der Verlauf der Leiterbahnsegmente 15a, 15b, sofern er durch die etwas breiteren und höhergelegenen Hauptwortleitungen 10 verdeckt ist, ist in 8 in Form von durchgezogenen Linien dargestellt. Von den beiden Leiterbahnsegmenten 15a, 15b ausgehende Kontaktlöcher 17 ver binden diese Leiterbahnsegmente mit den äußeren Bereichen eines aktiven Gebietes AA, das sich zwischen den beiden Leiterbahnsegmenten 15a, 15b bis unter eine in der Mitte gelegene Gate-Elektrode 16 der Schalteinheit 20 erstreckt. Auf diese Weise wird ein Kurzschließtransistor 20 gebildet, dessen Gate-Elektrode 16 über eine Kontaktlochfüllung 18 mit einer Steuerleitung 25 verbunden ist. Wird über das Potential der Zuleitung 25 und der Gate-Elektrode 16 der Kurzschließtransistor 20 in einen leitenden Zustand geschaltet, können die in der Polysiliziumebene gelegenen Leiterbahnsegmente 15a, 15b zum elektrischen Kurzschließen der beiden übernächst benachbarten Hauptwortleitungen 10 genutzt werden. In diesem Fall entsteht ein Stromfluss, der über sämtliche Kontaktlochfüllungen zwischen den Hauptwortleitungen und den Leiterbahnsegmenten 15a, 15b der beiden Wortleitungen führt und voraussetzt, dass jede dieser Kontaktlochfüllungen niederohmig ist. Sobald eine dieser Kontaktlochfüllungen hochohmig ist, fließt kein oder nur ein geringer Strom, in welchem Falle ein hochohmig gewordenes und daher defektes Kontaktloch detektiert wird, welches beim späteren Betrieb des Halbleiterspeichers zu Fehlern führt.
  • Die in 8 dargestellte Draufsicht ist der Übersichtlichkeit halber in 9 zusätzlich in einer schematischen Perspektivansicht dargestellt, die insbesondere den Stromfluss eines vorzugsweise statischen Stroms I zwischen einer ersten Wortleitung 5a und einer zweiten Wortleitung 5b verdeutlicht. Die Hauptwortleitungen 10a, 10b dieser Wortleitungen, die in einer oberen Leiterbahnebene verlaufen, sind an beiden Enden mit Pfeilen dargestellt, um anzudeuten, dass sie sich in ihrer jeweiligen Längsrichtung noch weiter erstrecken als dargestellt. Die beiden Leiterbahnsegmente 15a, 15b sind ohne Pfeile an ihren Enden dargestellt, da sie nur über einen recht begrenzten Längenabschnitt verlaufen. Sie sind jeweils durch Kontaktlochfüllungen 11 mit den höhergelegenen Hauptwortleitungen 10a, 10b verbunden und nach unten hin durch weitere Kontaktlöcher 17 mit dem Material des Halbleitersubstrats elektrisch verbunden. In dem Halbleitermaterial wird genau zwischen den beiden Wortleitungen ein aktives Gebiet AA, das in 8 dargestellt ist, angeordnet, in dessen Mitte der erfindungsgemäß vorgesehene Kurzschließtransistor, d. h. die Schalteinheit 20 angeordnet ist. Die Gate-Elektrode 16 dieses Kurzschließtransistors 20 ist über eine Steuerleitung 25 elektrisch ansteuerbar und führt bei einem Schalten des Kurzschließtransistors 20 in einen leitenden Zustand zu einem Stromfluss I entlang der Richtung der Doppelpfeile.
  • Solch ein durch ein Burn-in-Verfahren hervorgerufener Strom kann durch das elektrische Vorspannen beispielsweise der ersten Wortleitung 5a an ein erstes Potential V1 erzielt werden, wenn die andere, zweite Wortleitung 5b gleichzeitig an ein zweites Potential V0 angeschlossen ist. Der Strom fließt über die erste Hauptwortleitung 10a, die Kontaktlochfüllung 11 der Wortleitung 5a, einen Abschnitt des Leiterbahnsegments 15a, das Kontaktloch 17, das aktive Gebiet des Kurzschließtransistors 20 hin zur zweiten Wortleitung 5b, d.h. zunächst zum Leiterbahnsegment 15b und von dort über die Kontaktlochfüllung 11 zur Hauptwortleitung 10b der zweiten Wortleitung 5b. Die Wortleitung 5b befindet sich auf dem zweiten Potential V0; im Falle eines Kurzschließens entsteht ein Potentialgefälle und somit ein statischer Strom, der sämtliche im Strompfad gelegenen Kontaktlochfüllungen wesentlich schneller und effizienter stresst als kurzzeitig angelegte Ströme, die in herkömmlichen Halbleiterschaltungen zum Stressen angelegt werden. Die Erfindung stellt damit nicht nur erstmals eine erste Möglichkeit bereit, Kontaktlöcher von segmentierten Wortleitungen zu stressen, sondern ermöglicht durch einen statischen Stromfluss ein gegenüber herkömmlichen Burn-in-Verfahren effizienteres Stressen, da der über einen Kurzschließtransistor 20 fließende Strom weder durch die Kapazität der Wortleitungssegmente, die die Gateelektroden bilden, noch durch die Wortleitungsspannung noch durch die Umladefrequenz zum Umladen eines Wortleitungssegments begrenzt ist.
  • 10 zeigt eine Draufsicht auf die in 9 perspektivisch dargestellte Anordnung zweier Wortleitungen 5a, 5b. Diese sind in 10 in Höhe der Wortleitungssegmente 15a, 15b dargestellt, welche jeweils paarweise durch erfindungsgemäße Schalteinheiten 20 kurzschließbar sind. Mit jeweils einer Schalteinheit 20 kann die elektrische Verbindung zwischen beiden Wortleitungen im Bereich der Position eines beliebigen Leiterbahnsegments hergestellt werden, um dort die vorhandenen Kontaktlochfüllungen zu stressen.
  • 11 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Halbleiterspeicher aus 10 in Höhe der Leiterbahnsegmente 15 der Wortleitungen. Das Zellenfeld ist in Blöcke B von Speicherzellen untergeteilt, zwischen denen Treiberschaltungen 12 zum Treiben der Wortleitungen angeordnet sind. Innerhalb der Flächenbereiche, in denen die Treiberschaltungen 12 angeordnet sind, verlaufen Steuerleitungen 25, die jeweils eine Vielzahl erfindungsgemäßer Kurzschließtransistoren 20 ansteuerbarn. Die Steuerleitungen 25 verlaufen parallel zu Bitleitungen 6. Jeder Kurzschließtransistor 20 schließt jeweils die Leiterbahnsegmente 15a, 15b zweier Wortleitungen miteinander kurz. Da im Bereich der Treiberschaltungen 12 keine Speicherzellen angerdnet sind, entsteht durch die Steuerleitungen 25 und die erfindungsgemäßen Schalteinheiten 20 kein nennenswerter Flächenverlust. Durch die Kontaktlochfüllungen 13 sind die Leiterbahnsegmente 15a, 15b mit den Hauptwortleitungen, die oberhalb der Zeichenebene verlaufen, verbunden. Anhand der obersten Steuerleitung 25 in 11 ist dargestellt, dass eine Vielzahl von Wortleitungen 15a gleichzeitig mit einem ersten Potential V1 elektrisch vorgespannt wird und dass jeweils genau ein Leiterbahnsegment (15a) jeder vorgespannten Wortleitung (5a) mit jeweils genau einem Leiterbahnsegment (15b) einer nicht vorgespannten zweiten Wortleitung (5b), die an ein zweites Potential V0 angeschlossen ist, kurzgeschlossen wird. Somit werden mit Hilfe einer Steuerleitung, die im Bereich der Treiberschaltung 12 verläuft und an eine Vielzahl von Schalteinheiten angeschlossen ist, alle Wortleitungen, die an die Treiberschaltung 12 elektrisch angeschlossene Leiterbahnsegmente 15a, 15b besitzen, paarweise miteinander kurzgeschlossen. Beim Kurzschließen mit Hilfe der Kurzschließtransistoren 20 fließt bei intakten Kontaktlochfüllungen jeweils der Strom I von dem ersten 15a zum zweiten Leiterbahnsegment 15b.
  • 12 zeigt eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeichers, der keine Treiberschaltungen aufweist. Stattdessen sind mehrere Blöcke B von Speicherzellenfeldern nur durch die Steuerleitungen 25 voneinander getrennt, die die Schalteinheiten 20 zum Kurzschließen benachbarter Wortleitungen 5a, 5b ansteuern. Die Kontaktlochfüllungen 13 verbinden die Leiterbahnsegmente 15 mit den Hauptwortleitungen oberhalb der Zeichenebene.
  • 13 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Stressen eines integrierten Halbleiterspeichers. Bei diesem Verfahren kann jeder Halbleiterspeicher gestresst werden, der in einer der oben genannten Ausführungsformen einschließlich der Zeichnungen beschrieben ist. Zunächst wird ein erstes Poten tial V1 an eine aktive Wortleitung 5a angelegt, und zwar vorzugsweise über einen längeren Zeitraum von t = 0 bis t = T, wobei T einer Vielzahl von Taktzeiten entspricht, die so groß ist, dass das erste Potential V1 als statisch betrachtet werden kann.
  • Anschließend wird eine Schalteinheit 20, die zwischen einem Leiterbahnsegment der vorgespannten Wortleitung und einem Leiterbahnsegment der übernächsten Wortleitung vorgesehen ist, in einen leitfähigen Zustand geschaltet. Dies führt dazu, dass, sofern die übernächste Wortleitung sich auf einem zweiten Potential V0 befindet, ein statischer Strom zwischen beiden Wortleitungen fließt. Erfindungsgemäß wird eine Strommessung an einer der beiden Wortleitungen 5a, 5b vorgenommen. Sofern die Strommessung ergibt, dass kein oder nur ein sehr geringer, nicht ausreichender Stromfluss messbar ist, wird angezeigt, dass eine defekte Kontaktlochfüllung vorliegt und die Halbleiterschaltung im Bereich einer der beiden Wortleitungen einen Defekt aufweist. Zur Beschleunigung des Burn-in-Tests kann eine Vielzahl von Wortleitungen gleichzeitig elektrisch vorgespannt und mit jeweils einer anderen, nicht elektrisch vorgespannten Wortleitung kurzgeschlossen werden, um die Parallelität des Burn-in-Verfahrens hinsichtlich der Zahl gleichzeitig gestresster Wortleitungen zu erhöhen. Die Möglichkeiten der Variation der geometrischen Stressmuster ergeben sich aus den gängigen Bauweisen von Speicherzellenfeldern unter Anwendung der Kenntnisse und Fähigkeiten des Fachmanns. Die Zeitdauer des elektrischen Stressens wird noch dadurch verkürzt, dass erfindungsgemäß ein statischer Strom zum Stressen verwendet wird, was die Effizienz des künstlichen Voralterns von Kontaktlochfüllungen innerhalb segmentierter Wortleitungen noch weiter erhöht.
  • 1
    Halbleiterspeicher
    2
    Speicherzelle
    3
    Auswahltransistor
    4
    Gate-Elektrode
    5
    Wortleitung
    5a
    erste Wortleitung
    5b
    zweite Wortleitung
    6
    Bitleitung
    10
    Hauptwortleitung
    10a
    erste Hauptwortleitung
    10b
    zweite Hauptwortleitung
    11
    Kontaktlochfüllung
    12
    Treiberschaltung
    13; 13a, 13b
    weitere Kontaktlochfüllungen
    14a, 14b
    Zuleitung
    15
    Leiterbahnsegment
    15a
    erstes Leiterbahnsegment
    15b
    zweites Leiterbahnsegment
    16
    Gate-Elektrode der Schalteinheit
    17
    Kontaktloch
    18
    Kontaktlochfüllung
    20
    Schalteinheit
    21
    Source/Drain-Gebiet
    25
    Steuerleitung
    AA
    aktives Gebiet
    B
    Block von Speicherzellen
    I
    Strom
    t
    Zeitdauer
    T
    Vielzahl von Taktzeiten
    V
    Spannung
    V1
    erstes Potential
    V0
    zweites Potential

Claims (18)

  1. Integrierter Halbleiterspeicher (1), der Wortleitungen (5) und Speicherzellen (2) mit Auswahltransistoren (3) aufweist, – wobei jeder Auswahltransistor (3) eine Gate-Elektrode (4) aufweist, die durch eine Wortleitung (5) angeschlossen ist, – wobei jede Wortleitung (5) eine Hauptwortleitung (10) und mehrere an die Hauptwortleitung (10) angeschlossene Leiterbahnsegmente (15) aufweist, – wobei jedes Leiterbahnsegment (15) über mindestens eine Kontaktlochfüllung (11) an die jeweilige Hauptwortleitung (10) angeschlossen ist und – wobei der Halbleiterspeicher (1) mindestens eine Schalteinheit (20) aufweist, durch die ein Leiterbahnsegment (15a) einer ersten Wortleitung (5a) mit einem Leiterbahnsegment (15b) einer zweiten Wortleitung (5b) kurzschließbar ist.
  2. Halbleiterspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnsegmente (15a, 15b) von jeweils zwei Wortleitungen (10a, 10b) paarweise durch jeweils eine Schalteinheit (20) miteinander kurzschließbar sind.
  3. Halbleiterspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnsegmente (15a) jeweils einer Wortleitung (5a) durch die Schalteinheiten (20) mit Leiterbahnsegmenten (15b) der jeweils übernächsten Wortleitung (5b) kurzschließbar sind.
  4. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bitleitungen (6) des Halbleiterspeichers (1) innerhalb mehrerer Blöcke (B) von Speicherzellen angeordnet sind, wobei zwischen den Blöcken (B) von Speicherzellen parallel zu den Bitleitungen (6) verlaufende Steuerleitungen (25) vorgesehen sind und wobei jede Steuerleitung (25) mit mehreren Schalteinheiten (20) verbunden ist.
  5. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Blöcken (B) von Speicherzellen jeweils eine Steuerleitung (25) angeordnet ist.
  6. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnsegmente (15) an Treiberschaltungen (12) und die Treiberschaltungen (12) an die Hauptwortleitungen (10) angeschlossen sind.
  7. Halbleiterspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Treiberschaltungen (12) durch jeweils eine Kontaktlochfüllung (11) an eine Hauptwortleitung (10) und durch jeweils eine weitere Kontaktlochfüllung (13) an ein Leiterbahnsegment (15) angeschlossen sind.
  8. Halbleiterspeicher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Leiterbahnsegmente (15) einer Wortleitung (5) an dieselbe Treiberschaltung (12) angeschlossen sind.
  9. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Blöcken (B) von Speicherzellen jeweils eine Treiberschaltung (12) und eine Steuerleitung (25) angeordnet ist.
  10. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheiten (20) Kurzschließtransistoren sind, deren zwei Source/Drain-Gebiete (21) an zwei Leiterbahnsegmente (15a, 15b) zweier Wortleitungen (5a, 5b) angeschlossen sind.
  11. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Steuerleitungen (25) testweise jeweils zwei Wortleitungen (15a, 15b) miteinander kurzschließbar sind, wobei ein statischer Strom (I) von einer ersten Hauptwortleitung (10a) über mindestens eine Kontaktlochfüllung (11) zu einem ersten Leiterbahnsegment (15a), von dem ersten Leiterbahnsegment (15a) über eine kurzschließend geschaltete Schalteinheit (20) zu einem zweiten Leiterbahnsegment (15b) und von dem zweiten Leiterbahnsegment (15b) über mindestens eine Kontaktlochfüllung (11) zu einer zweiten Hauptwortleitung (10b) geleitet wird.
  12. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass über die Schaltelemente (20) jeweils eine aktive Wortleitung (5a) im Bereich eines einzelnen Leiterbahnsegments mit einer passiven Wortleitung (5b) kurzschließbar ist.
  13. Halbleiterspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnsegmente (15) aus Polysilizium und die Hauptwortleitungen (10) aus einem Metall höherer Leitfähigkeit als Polysilizium bestehen.
  14. Verfahren zum elektrischen Stressen eines integrierten Halbleiterspeichers (1), der Wortleitungen (5) und Speicherzellen (3) mit Auswahltransistoren (3) aufweist, deren Gate-Elektroden (4) an die Wortleitungen (5) angeschlossen sind, wobei jede Wortleitung (5) jeweils eine Hauptwortleitung (10) und mehrere Leiterbahnsegmente (15) aufweist, die über jeweils mindestens eine Kontaktlochfüllung (11) an die jeweilige Hauptwortleitung (10) angeschlossen sind, und wobei der Halbleiterspeicher (1) eine Schalteinheit (20) aufweist, mit denen ein Leiterbahnsegment (15a) einer ersten Wortleitung (5a) mit einem Leiterbahnsegment (15b) einer zweiten Wortleitung (5b) kurzschließbar ist, wobei das Verfahren die folgende Reihenfolge von Schritten aufweist – testweises elektrisches Vorspannen der ersten Wortleitung (5a), – Schalten der Schalteinheit (20), wodurch das Leiterbahnsegment (15a) der ersten Wortleitung (5a) mit einem Leiterbahnsegment (15b) der zweiten Wortleitung (5b) kurzgeschlossen wird, und – Durchführen einer Spannungsmessung zwischen der ersten Wortleitung (5a) und der zweiten Wortleitung (5a).
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Spannungsmessung ergibt, dass eine gemessene Spannung (V) zwischen der ersten Wortleitung (5a) und der zweiten Wortleitung (5a) geringer ist als die Differenz zwischen einem an die erste Wortleitung (5a) angelegten ersten Potential (V1) und einem an die zweite Wortleitung (5b) angelegten zweiten Potential (V0), das Auftreten einer defekten Kontaktlochfüllung (11; 13) angezeigt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wortleitung (5a) über einen Zeitraum (t), der einer Vielzahl (T) von Takteinheiten entspricht, elektrisch vorgespannt wird, um Kontaktlochfüllungen (11) im Bereich der ersten Wortleitung (5a) und der zweiten Wortleitung (5b) durch einen statischen Strom (I) elektrisch zu stressen.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Wortleitungen (15) gleichzeitig elektrisch vorgespannt wird und dass jeweils genau ein Leiterbahnsegment (15a) jeder vorgespannten Wortleitung (5a) mit jeweils genau einem Leiterbahnsegment (15b) einer nicht vorgespannten zweiten Wortleitung (5b) kurzgeschlossen wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer Steuerleitung (25), die im Bereich einer Treiberschaltung (12) verläuft und an eine Vielzahl von Schalteinheiten (20) angeschlossen ist, alle Wortleitungen (5), die an die Treiberschaltung (5) elektrisch angeschlossene Leiterbahnsegmente (15) besitzen, paarweise miteinander kurzgeschlossen werden.
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