DE10249605B4 - Halbleiterspeicherbauelement und Testverfahren - Google Patents

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Abstract

Halbleiterspeicherbauelement mit
– einem Speichergebiet (110) zum Speichern von Daten,
– einem weiteren Bauelementteil zum Schreiben von Daten in das und/oder Lesen von Daten aus dem Speichergebiet und
– Mitteln zur Zuführung einer ersten Betriebsspannung (VCC1) zum Speichergebiet und einer gegenüber der ersten niedrigeren zweiten Betriebsspannung (VCC2) zum weiteren Bauelementteil während eines Voralterungstest-Betriebsmodus, wobei die erste und die zweite Betriebsspannung während des Voralterungstest-Betriebsmodus höher als eine dem Halbleiterspeicherbauelement zugeführte Normalbetriebsmodus-Betriebsspannung sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Halbleiterspeicherbauelement und auf ein Testverfahren für ein Halbleiterspeicherbauelement.
  • 1 veranschaulicht im Blockdiagramm ein herkömmliches Halbleiterspeicherbauelement vom SRAM-Typ. Wie aus 1 ersichtlich, verlaufen in einem Speicherzellenfeld 1 eine Mehrzahl von Wortleitungen WL1, WL2, ... und dazu kreuzend eine Mehrzahl von Bitleitungen BL1, /BL1, BL2, /BL2, ..., wobei mit dem Schrägstrich „/" im Text jeweils die in den Zeichnungen mit einem Überstreichungsstrich markierten komplementären Leitungen bezeichnet sind.
  • Benachbarte Bitleitungen bilden Bitleitungspaare. Beispielsweise bilden die Bitleitungen BL1 und /BL1 ein Bitleitungspaar und die Bitleitungen BL2 und /BL2 ein weiteres Bitleitungspaar. An Kreuzungspunkten der Wortleitungen mit den Bitleitungen befindet sich jeweils eine Speicherzelle 2, in 1 durch schraffierte Bereiche veranschaulicht. Mit dem Speicherzellenfeld 1 sind eine Leistungsversorgungsleitung 3 und eine Masseleitung 4 verbunden. An der Versorgungsleitung 3 liegt eine Spei sespannung VCC an, nachfolgend auch als Spannung mit hohem Pegel oder H-Pegel bezeichnet, während an der Masseleitung 4 eine Massespannung VSS anliegt, nachfolgend auch als Spannung mit niedrigem Pegel oder L-Pegel bezeichnet. Die Speisespannung VCC und die Massespannung VSS werden jeder Speicherzelle 2 zugeführt.
  • Dem Speicherzellenfeld 1 sind ein Zeilendecoder 5, ein Spaltendecoder 6 und ein Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis 8 zugeordnet. Der Zeilendecoder 5 decodiert eine Zeilenadresse, die über eine Adresseneingabeleitung 7 zugeführt wird, um eine der Wortleitungen auszuwählen, und legt an die ausgewählte Wortleitung eine Spannung mit H-Pegel an. Der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis 8 umfasst eine Mehrzahl von Umschalt-Schaltkreisen, die jeweils einem Bitleitungspaar zugeordnet sind, sowie einen oder mehrere Abtastverstärker, die zwischen eine Eingabe-/Ausgabeleitung 9 und die Umschalt-Schaltkreise eingeschleift sind. Der Spaltendecoder 6 decodiert eine Spaltenadresse, die über die Adresseneingabeleitung 7 zugeführt wird, um einen der Umschalt-Schaltkreise auszuwählen. Die Eingabe-/Ausgabeleitung 9 ist über eine nicht gezeigte Ausgabetreiberschaltung mit einem nicht gezeigten Dateneingabe-/Datenausgabeanschluss verbunden. Somit wird jeweils eine der Speicherzellen 2 durch den Zellendecoder 5 und den Spaltendecoder 6 ausgewählt.
  • 2 zeigt eine herkömmliche schaltungstechnische Realisierung der Speicherzelle 2 von 1 mit NMOS-Transistoren 21, 22, 25 und 26 sowie PMOS-Transistoren 23 und 24. Die NMOS-Transistoren 25 und 26 fungieren als Transfergatter, während die PMOS-Transistoren 23 und 24 als Lastelemente dienen. Der NMOS-Transistor 21 ist zwischen einen Knoten ND1 und die Masseleitung 4 eingeschleift, während der NMOS-Transistor 22 zwischen einen Knoten ND2 und die Masseleitung 4 eingeschleift ist. Mit einer jeweiligen Gate-Elektrode sind die NMOS-Transistoren 21 und 22 an den Knoten ND2 bzw. ND1 angeschlossen.
  • Der PMOS-Transistor 23 ist zwischen die Versorgungsleitung 3 und den Knoten ND1 eingeschleift, während der PMOS-Transistor 24 zwischen die Versorgungsleitung 3 und den Knoten ND2 eingeschleift ist. Mit ihren Gate-Elektroden sind die PMOS-Transistoren 23 und 24 an den Knoten ND2 bzw. ND1 angeschlossen. Der NMOS-Transistor 25 ist zwischen eine Bitleitung BLn und den Knoten ND1 eingeschleift, und der NMOS-Transistor 26 ist zwischen eine Bitleitung /BLn und den Knoten ND2 eingeschleift. Mit ihren Gate-Elektroden sind die NMOS-Transistoren 25 und 26 gemeinsam an eine Wortleitung WLn gekoppelt.
  • Ein Schreibvorgang des SRAM-Bauelements verläuft unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wie folgt. Durch den Zeilendecoder 5 wird eine Wortleitung WLn ausgewählt. An diese wird eine Spannung mit H-Pegel angelegt, wodurch die Transistoren 25 und 26 leitend geschaltet werden. Durch den Spaltendecoder 6 wird von den Umschalt-Schaltkreisen im Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis der zum Bitleitungspaar BLn und /BLn gehörige Umschalt-Schaltkreis leitend geschaltet. Wenn z. B. als zu schreibende Daten eine Spannung mit L-Pegel an die Bitleitung /BLn und eine Spannung mit H-Pegel an die Bitleitung BLn angelegt werden, nimmt der Knoten ND1 H-Pegel an, und der NMOS-Transistor 22 wird leitend geschaltet. Dadurch liegt das Potential am Knoten ND2 auf L-Pegel, und der NMOS-Transistor 21 wird sperrend geschaltet. Da sich der Knoten ND1 auf H-Pegel und der Knoten ND2 auf L-Pegel befinden, wird der PMOS-Transistor 23 leitend und der PMOS-Transistor 24 sperrend geschaltet. Das Potential am Knoten ND1 wird über den PMOS-Transistor 23, der als Lastelement dient, hochgezogen und bleibt auf H-Pegel. Somit ist das Potential am Knoten ND1 auf H-Pegel gesetzt, während das Potential am Knoten ND2 auf L-Pegel gesetzt ist. Dieser Zustand wird als ein Zustand betrachtet, in welchem die Speicherzelle 2 den Logikwert „1" speichert. Wenn andererseits eine Spannung mit L-Pegel an die Bitleitung BLn und eine Spannung mit H-Pegel an die Bitleitung /BLn angelegt werden, wird der zum obigen Vorgang entgegen gesetzte Vorgang ausgeführt. Dies bedeutet, dass der NMOS-Transistor 21 leitend und der NMOS-Transistor 22 sperrend geschaltet werden. Dementsprechend wird das Potential am Knoten ND1 auf L-Pegel gesetzt, während das Potential am Knoten ND2 auf H-Pegel gesetzt wird. Dieser Zustand wird als ein Zustand betrachtet, in welchem der Logikwert „0" gespeichert wird.
  • Das in 1 gezeigte SRAM-Bauelement ist in ein Zellengebiet, z. B. ein Speicherzellengebiet, zum Speichern von Daten, in ein peripheres Schaltkreisgebiet, z. B. mit Zeilen- und Spaltenauswahlschaltkreisen, Umschalt-Schaltkreisen, Abtastverstärkern, Schreibtreibern und Dateneingabe-/Datenausgabepuffern, zum Schreiben von Daten in eine bzw. zum Lesen derselben aus einer Speicherzelle und in ein Dateneingabe-/Datenausgabegebiet, z. B. mit Anschlussstellentreibern, zum Verbinden des SRAM-Bauelements mit einer externen Schnittstelle unterteilt. Eine erste Speisespannung wird an das Zellengebiet und das periphere Schaltkreisgebiet angelegt, während eine zweite Speisespannung an das Dateneingabe-/Datenausgabegebiet angelegt wird. Die erste Speisespannung liegt in einem normalen Schreib-/Lese-Betriebsmodus auf demselben Pegel wie die zweite Speisespannung. Die erste und zweite Speisespannung werden jedoch über verschiedene Leistungsversorgungsanschlüsse extern zugeführt. Ein Beispiel eines Speicherbauelements, das diese Leistungszufuhrmethode verwendet, ist in der von Samsung Electronics Co., Ltd. veröffentlichten Spezifikation „K6T8008C2M" vom Februar 2002 offenbart. Leistung, die einem Speicher zugeführt wird, wird entsprechend den Schaltkreisgebieten aufgeteilt, um unzureichende Betriebsvorgänge von Schaltkreisen im peripheren Schaltkreisgebiet zu verhindern und einen Bereich mit zu großem Strom zu überprüfen. Im allgemeinen treten ungenügende Betriebsvorgänge dann auf, wenn die an ein Dateneingabe-/Datenausgabegebiet angelegte Speisespannung im Betrieb eines Chips durch hohen Stromverbrauch herabgesetzt wird, wodurch Rauschprobleme auftreten kön nen. Der Bereich mit zu hohem Strom kann dadurch überprüft werden, dass die jeweils in den Dateneingabe-/Datenausgabegebieten verwendeten Ströme gemessen werden.
  • Im Fall eines SRAM-Bauelements mit aufgeteiltem Leistungsversorgungssystem können in einem Burn-In-Wafertestbetriebsmodus, nachfolgend auch als Voralterungstest-Betriebsmodus bezeichnet, einige Schwierigkeiten auftreten. Die Bezeichnung Burn-In-Test oder Voralterungstest bedeutet, dass ein Ausfall einer schwachen Zelle in einem frühen Stadium durch Anlegen übermäßiger Belastungen an die Speicherzelle unter Verwendung einer hohen Versorgungsspannung induziert wird. Im Voralterungstest-Betriebsmodus wird eine relativ höhere Spannung von z. B. 5 V oder mehr, verglichen mit einem normalen Betriebsmodus, an ein SRAM-Bauelement angelegt. In diesem Fall kann es sein, dass die Speicherzelle durch einen instantanen, übermäßigen Stromfluss geschädigt wird. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 näher erläutert.
  • Da eine Speisespannung in gleicher Weise an ein Zellengebiet und ein peripheres Schaltkreisgebiet angelegt wird, wird im Voralterungstest-Betriebsmodus eine hohe Spannung von 5 V an eine Wortleitung WLn, eine Bitleitung BLn oder /BLn und eine Speicherzelle gemäß 3 angelegt. Wenn als zu schreibende Daten eine Spannung von 0 V an die Bitleitung BLn und eine Spannung von 5 V an die Bitleitung /BLn angelegt werden, muss der Knoten ND1 auf eine Spannung mit L-Pegel und der Knoten ND2 auf eine Spannung mit H-Pegel gesetzt werden. Im Wafer-Voralterungstestbetrieb ist das Maß an Strom, der über ein Widerstandselement der Masseleitung 4 fließt, höher als in einem normalen Schreibbetrieb. Daher verhindert das Widerstandselement, dass der Knoten ND1 ausreichend auf Massespannung gelangt. Der Knoten ND1 wird auf eine Spannung gesetzt, die dem vom Widerstandselement der Masseleitung 4 verursachten Spannungsabfall entspricht, so dass der NMOS-Transistor 22 eventuell nicht ausreichend sperrend geschaltet wird. Dadurch kann sich ein Gleichstrompfad zwischen der Versorgungsleitung 3 und der Masseleitung 4 über den PMOS-Transistor 24 und den NMOS-Transistor 22 bilden. Da ähnlich wie der Knoten ND1 der Knoten ND2 nicht ausreichend auf eine Spannung mit H-Pegel gesetzt wird, wird auch ein Gleichstrompfad zwischen der Versorgungsleitung 3 und der Masseleitung 4 über den PMOS-Transistor 23 und den NMOS-Transistor 21 gebildet.
  • Ein Latch-up-Effekt, der sehr leicht während des Voralterungstest-Betriebsmodus auftritt, ist dafür verantwortlich, dass die Gleichstrompfade kontinuierlich zwischen der Versorgungsleitung 3 und der Masseleitung 4 gebildet werden. Dadurch können im Voralterungstest-Betriebsmodus eventuell außer schwachen Zellen auch normale Zellen durch einen instantanen, zu hohen Strom geschädigt werden, der durch den Latch-up-Effekt erzeugt wird.
  • Die Offenlegungsschrift WO 98/14955 A1 offenbart einen statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff und ein zugehöriges Datenhaltetestverfahren, bei dem an entsprechende Anschlussknoten einer Speicherzelle eine Versorgungsspannung angelegt wird, die vorzugsweise gleich einer im Normalbetrieb benutzten Versorgungsspannung ist, während eine zugehörige Wortleitung mit einer demgegenüber niedrigeren Spannung getrieben wird.
  • Die Patentschrift US 6.125.063 offenbart einen integrierten Speicherschaltkreis mit einer Schaltung zur Erzeugung einer hohen Programmierspannung, der in einem Wafertest-Betriebsmodus eine Versorgungsspannung zugeführt wird, die höher als eine den übrigen Speicherkomponenten einschließlich eines Speicherfeldes zugeführte Normalbetrieb-Versorgungsspannung ist.
  • Die Patentschrift US 5.687.178 offenbart einen statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff und ein zugehöriges Testverfahren zum Erkennen defekter Speicherzellen im Waferstadium, wobei eine Speicherfeld-Versorungssteuerschaltung wahlweise eine Normalbetriebs-Versorgungsspannung oder eine demgegenüber niedrigere Testspannung für ein Speicherzellenfeld bereitstellt und eine Wortleitungs-Versorgungssteuerschaltung wahlweise eine Normalbetriebs-Versorgungsspannung oder eine demgegenüber reduzierte Testspannung für eine Wortleitungstreiberschaltung bereitstellt.
  • Die Offenlegungsschrift JP 09-198899 A offenbart ein Halbleiterspeicherbauelement mit einem Speicherzellenfeld, dem in einem Voralterungstestbetrieb eine gegenüber einer Normalbetriebs-Versorgungsspannung erhöhte Spannung zugeführt wird, während periphere Schaltkreise getrennt vom Speicherzellenfeld mit einer separaten Versorgungsspannung gespeist werden, die im Testbetrieb nicht erhöht wird.
  • Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Halbleiterspeicherbauelements und eines zugehörigen Testverfahrens zugrunde, bei denen Speicherzellen effektiv einer Belastung ausgesetzt werden können und der Latch-up-Effekt während eines Voralterungstest-Betriebsmodus weitestgehend vermieden werden kann.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Halbleiterspeicherbauelements mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eines zugehörigen Testverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Vorteilhafte, nachfolgend beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie die zu deren besserem Verständnis oben erläuterten, herkömmlichen Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Halbleiterspeicherbauelements,
  • 2 ein Schaltbild einer Speicherzelle von 1,
  • 3 ein Schaltbild der Speicherzelle gemäß 2 mit angekoppeltem Widerstandselement einer Masseleitung,
  • 4 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements,
  • 5 ein Schaltbild einer Speicherzelle des Bauelements von 4 in einem Spannungszustand während eines Wafervoralterungstest-Betriebsmodus,
  • 6 ein Blockschaltbild eines Teils eines in 4 verwendeten Treibers und
  • 7 ein Blockdiagramm eines weiteren erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherbauelements.
  • Ein erfindungsgemäß realisiertes Halbleiterspeicherbauelement verwendet ein Leistungsversorgungssystem, bei dem Speisespannungen, mit denen ein Zellengebiet und ein peripheres Schaltkreisgebiet beaufschlagt werden, geteilt werden. Speziell wird während eines Wafervoralterungstest-Betriebsmodus an das Zellengebiet eine erste Speisespannung von z. B. 5 V oder mehr angelegt, die höher als eine zweite Speise spannung von z. B. 3 V oder mehr ist, mit welcher das periphere Schaltkreisgebiet beaufschlagt wird. Die erste, an das Zellengebiet angelegte Speisespannung wird selektiv als Betriebsspannung für Treiber zum Treiben von Datenanschlüssen verwendet. Im Fall, dass mit diesem Leistungsversorgungssystem ein Wafervoralterungstestbetrieb durchgeführt wird, wird jeglicher, durch einen Latch-up-Effekt einer Speicherzelle entstehender Gleichstrompfad gesperrt, was eine Schädigung normaler Speicherzellen im Wafervoralterungs-Betriebsmodus verhindert. Darauf wird unten näher eingegangen.
  • 4 veranschaulicht im Blockdiagramm ein erfindungsgemäß aufgebautes Halbleiterspeicherbauelement vom SRAM-Typ, wobei die Erfindung alternativ auch für andere Typen von Halbleiterspeicherbauelementen einsetzbar ist.
  • Das Halbleiterspeicherbauelement von 4 umfasst eine Mehrzahl von Wortleitungen WL1, WL2, ... und eine Mehrzahl von sich mit diesen kreuzenden Bitleitungen BL1, /BL1, BL2, /BL2, ... in einem Speicherzellenfeld 110. Benachbarte Bitleitungen bilden Bitleitungspaare. Beispielsweise bilden die Bitleitungen BL1 und /BL1 ein Bitleitungspaar, und die Bitleitungen BL2 und /BL2 bilden ein weiteres Bitleitungspaar. An den Kreuzungspunkten der Wortleitungen mit den Bitleitungen ist eine jeweilige Speicherzelle 111 angeordnet. Dieser wird eine erste Speisespannung VCC1, die extern über einen Leistungsversorgungsanschluss 201 zugeführt wird, als Betriebsspannung zugeführt.
  • Dem Speicherzellenfeld 110 sind ein Zeilendecoder 120, ein Spaltendecoder 130 und ein Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis 140 zugeordnet. Diese Komponenten gehören zum peripheren Schaltkreisgebiet. Der Zeilendecoder 120 decodiert eine Zeilenadresse, um eine der Wortleitungen auszuwählen, und beaufschlagt die ausgewählte Wortleitung mit einer zweiten Speisespannung VCC2, die über einen Leistungsversorgungs anschluss 202 empfangen wird. Der Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis 140 umfasst eine Mehrzahl von Umschalt-Schaltkreisen, die jeweils einem Bitleitungspaar zugeordnet sind, sowie einen oder mehrere Abtastverstärker, die zwischen einer Eingabe-/Ausgabeleitung 203 und den Umschalt-Schaltkreisen angeordnet sind. Der Spaltendecoder 130 decodiert eine Spaltenadresse, um einen der Umschalt-Schaltkreise auszuwählen. Die Eingabe-/Ausgabeleitung 203 fungiert als ein Dateneingabe-/Datenausgabegebiet, das über eine Ausgabetreiberschaltung 150 mit Datenausgabeanschlüssen 204 und 205 gekoppelt ist. Durch den Zeilendecoder 120 und den Spaltendecoder 130 wird je eine der Speicherzellen 111 ausgewählt.
  • Wie aus 4 weiter ersichtlich, wird über zugehörige Versorgungsleitungen 101 und 103 die am Versorgungsanschluss 201 anstehende erste Speisespannung VCC1 dem Speicherzellenfeld 110 als einem Zellengebiet und der Ausgabetreiberschaltung 150 als einem Dateneingabe-/Datenausgabegebiet zugeführt. Die am Versorgungsanschluss 202 anstehende zweite Speisespannung VCC2 wird über eine Leistungsversorgungsleitung 102 dem Zeilendecoder 120, dem Spaltendecoder 130 und dem Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis 140 als einem peripheren Schaltkreisgebiet zugeführt. In nicht näher gezeigter Weise sind die Versorgungsanschlüsse 201 und 202 an ihre zugehörigen Leistungskontaktstellen gebondet.
  • Im normalen Betriebsmodus besitzt die erste Speisespannung VCC1 denselben Pegel wie die zweite Speisespannung VCC2. Im Wafervoralterungstest-Betriebsmodus unterscheidet sich hingegen der Pegel der ersten Speisespannung VCC1 von demjenigen der zweiten Speisespannung VCC2. Beispielsweise haben im Normalbetriebsmodus die erste und die zweite Speisespannung VCC1, VCC2 beide den Spannungswert 3 V. Im Wafervoralterungstest-Betriebsmodus beträgt hinge gen die erste Speisespannung VCC1 etwa 5 V, während die zweite Speisespannung bei etwa 3 V bis 4 V liegt, wie in 5 angegeben.
  • Es versteht sich, dass in der gleichen Weise, wie für die Leistungsversorgungsleitungen 101, 102 und 103 gezeigt, entsprechende Masseleitungen vorgesehen sind, die der Einfachkeit und Übersichtlichkeit halber nicht explizit gezeigt sind.
  • Wie aus 5 weiter zu erkennen, erniedrigt sich das Maß an Spannungsanhebung am Knoten ND1 oder am Knoten ND2 der jeweiligen Speicherzelle 111, wenn die an das Zellengebiet angelegte erste Speisespannung VCC1 im Wafervoralterungs-Betriebsmodus höher als die an das periphere Schaltkreisgebiet angelegte zweite Speisespannung VCC2 ist. Dies hat folgenden Grund. Der von Widerstandselementen einer Masseleitung verursachte Spannungsabfall bzw. die an beiden Enden eines Masseleitungswiderstands anliegende Spannung ist durch den Betrag an Strom bestimmt, der über den Masseleitungswiderstand fließt. Da die Speisespannung, die dem peripheren Schaltkreisgebiet zugeführt wird, niedriger als die Speisespannung ist, die dem Zellengebiet zugeführt wird, wird folglich der Betrag an Strom reduziert, der über den Masseleitungswiderstand fließt. Aus diesem Grund wird im Wafervoralterungstest-Betriebsmodus die Spannung am Knoten ND1 oder ND2 auf Massepegel stärker reduziert als beim oben erwähnten Stand der Technik. Zeitspannen, in denen der PMOS-Transistor 23 bzw. 34 und der NMOS-Transistor 21 bzw. 22 gleichzeitig leitend geschaltet sind, werden verringert. Dadurch werden Daten normal in eine Speicherzelle geschrieben, ohne dass der zuvor erwähnte Latch-up-Effekt auftritt. Dies bedeutet, dass Belastungen effektiv an die Speicherzelle angelegt werden.
  • 6 veranschaulicht im Schaltbild eine Realisierung der Ausgangstreiberschaltung von 4. Wie aus 6 ersichtlich, beinhaltet die Aus gangstreiberschaltung 150 in diesem Fall einen Inverter 151, einen PMOS-Transistor 152 und einen NMOS-Transistor 153. Im Unterschied zu einem Datenausgabepuffer 142 im Eingabe/Ausgabe-Schaltkreis 140 empfangen der Inverter 151 und der PMOS-Transistor 152 die erste Speisespannung VCC1. Der Inverter 151, der die erste Speisespannung VCC1 nutzt, wird dazu verwendet, im Voralterungstest-Betriebsmodus einen über den PMOS-Transistor 152 fließenden Gleichstrom abzustellen. Beispielsweise wird in einem Fall, in welchem die zweite Speisespannung VCC2 von 3 V bis 4 V an einen Gate-Anschluss des PMOS-Transistors 152 und die erste Speisespannung VCC1 von 5 V an dessen Source-Anschluss während des Wafervoralterungstest-Betriebsmodus angelegt wird, der PMOS-Transistor 152 ohne weitere Maßnahmen nicht ausreichend sperrend geschaltet. Um ihn ausreichend sperrend zu schalten, muss eine entsprechende Spannung an den Gate-Anschluss und den Source-Anschluss des PMOS-Transistors 152 angelegt werden. Der Inverter 151, der die erste Speisespannung VCC1 nutzt, ist daher mit dem Gate-Anschluss des PMOS-Transistors 152 gekoppelt. Der PMOS-Transistor 152 muss als ein Pull-up-Element einen abgeschalteten Zustand beibehalten, während der Wafervoralterungstestbetrieb durchgeführt wird. Um den über den PMOS-Transistor 152 im Voralterungstest-Betriebsmodus fließenden Gleichstrom abzustellen, kann die zweite Speisespannung VCC2 statt der ersten Speisespannung VCC1 an den Inverter 151 und den PMOS-Transistor 152 angelegt werden.
  • 7 zeigt im Blockdiagramm ein weiteres erfindungsgemäßes Halbleiterspeicherbauelement, wobei gleiche Komponenten wie beim Ausführungsbeispiel von 4 jeweils mit demselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Das Halbleiterspeicherbauelement von 7 entspricht mit wenigen Unterschieden im wesentlichen genau demjenigen von 4. Die bestehenden Unterschiede lassen sich wie folgt beschreiben. Während dieselbe Speisespannung verwendet wird, ist die Versorgungsleitung zur Zuführung der Speisespannung zu einem Zellengebiet von der Versorgungsleitung zur Zuführung der Speisespannung zu einer Ausgabetreiberschaltung separiert. Im Fall eines erfindungsgemäßen SRAM-Bauelements weisen die erste und zweite Versorgungsspannung in einem Normalbetriebsmodus denselben Wert auf, während sie in einem Wafervoralterungs-Betriebsmodus voneinander verschieden sind.
  • Wie in 7 dargestellt, wird an das Speicherzellenfeld 110 in diesem Ausführungsbeispiel die erste Speisespannung VCC1 oder die zweite Speisespannung VCC2 angelegt. Mit anderen Worten wird in einem Normalbetriebsmodus die zweite Speisespannung VCC2, die über den Leistungsversorgungsanschluss 102 zugeführt wird, an das Speicherzellenfeld 110 angelegt. In einem Wafervoralterungstest-Betriebsmodus wird die erste Speisespannung VCC1, die über den Leistungsversorgungsanschluss 201 zugeführt wird, an das Speicherzellenfeld 110 angelegt. Dies kann durch einen Umschalt-Schaltkreis bewirkt werden, der einen Inverter 200 sowie PMOS-Transistoren 211 und 212 umfasst. Wenn ein Testfreigabesignal TE auf niedrigem Pegel an einen Anschluss 209 angelegt wird, wird der PMOS-Transistor 211 leitend geschaltet, und der PMOS-Transistor 212 wird sperrend geschaltet. Die dem Leistungsversorgungsanschluss 202 zugeführte, zweite Speisespannung VCC2 wird dadurch an das Speicherzellenfeld 110 über eine Leistungsversorgungsleitung 207 angelegt. Wenn das Testfreigabesignal TE auf hohem Pegel an den Anschluss 209 angelegt wird, wird der PMOS-Transistor 211 sperrend geschaltet, und der PMOS-Transistor 212 wird leitend geschaltet. Dadurch wird die am Leistungsversorgungsanschluss 201 anstehende, erste Versorgungsspannung VCC1 dem Speicherzellenfeld 110 über die Leistungsversorgungsleitung 207 zugeführt.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, ist in den betrachteten Beispielen die an ein Zellengebiet angelegte Speisespannung während eines Wafervoralterungstest-Betriebsmodus höher als die an ein peripheres Schaltkreisgebiet angelegte Speisespannung. Aus diesem Grund kann ein durch einen Latch-up-Effekt einer Speicherzelle gebildeter Gleichstrompfad abgestellt werden. Dadurch ist es möglich, eine Schädigung normaler Speicherzellen im Wafervoralterungstest-Betriebsmodus zu verhindern und effektiv Belastungen an die Speicherzellen anzulegen.

Claims (8)

  1. Halbleiterspeicherbauelement mit – einem Speichergebiet (110) zum Speichern von Daten, – einem weiteren Bauelementteil zum Schreiben von Daten in das und/oder Lesen von Daten aus dem Speichergebiet und – Mitteln zur Zuführung einer ersten Betriebsspannung (VCC1) zum Speichergebiet und einer gegenüber der ersten niedrigeren zweiten Betriebsspannung (VCC2) zum weiteren Bauelementteil während eines Voralterungstest-Betriebsmodus, wobei die erste und die zweite Betriebsspannung während des Voralterungstest-Betriebsmodus höher als eine dem Halbleiterspeicherbauelement zugeführte Normalbetriebsmodus-Betriebsspannung sind.
  2. Halbleiterspeicherbauelement nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch ein Dateneingabe-/Datenausgabegebiet (150) als Schnittstelle zu externen Einheiten, wobei während des Voralterungstest-Betriebsmodus die erste Betriebsspannung als Betriebsspannung für das Dateneingabe-/Datenausgabegebiet benutzt wird.
  3. Halbleiterspeicherbauelement nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergebiet ein Speicherzellenfeld (110) mit einer Mehrzahl von Wortleitungen (WL1, WL2, ...), einer Mehrzahl von Bitleitungen (BL1, /BL1, BL2, /BL2, ...) und einer Mehrzahl von Speicherzellen (111) an Kreuzungspunkten der Wortleitungen mit den Bitleitungen beinhaltet, der weitere Bauelementteil eine Zeilendecoderschaltung (120) zum Auswählen einer der Wortleitungen in Abhängigkeit von einer Zeilenadresse, eine Spaltendecoderschaltung (130) zum Auswählen wenigstens eines Paares der Bitleitungen in Abhängigkeit von einer Spaltenadresse und einen Umschalt-Schaltkreis (140) zum Verbinden eines von der Spaltendecoderschaltung ausgewählten Bitleitungspaares mit einer zugehörigen Abtastverstärkerschaltung umfasst und eine Ausgabetreiberschaltung (150) zum Treiben eines Datenanschlusses (204) basierend auf einem Ausgangssignal der Abtastverstärkerschaltung vorgesehen ist, wobei während des Voralterungstest-Betriebsmodus die erste Betriebsspannung dem Speicherzellenfeld und der Ausgabetreiberschaltung und die zweite Betriebsspannung der Zeilendecoderschaltung, der Spaltendecoderschaltung, dem Umschalt-Schaltkreis und der Abtastverstärkerschaltung zugeführt werden.
  4. Halbleiterspeicherbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass – der weitere Bauelementteil ein peripheres Schaltkreisgebiet ist, – ein erster Leistungsversorgungsanschluss (201) und eine erste Leistungsversorgungsleitung (101) zur Übertragung einer am ersten Leistungsversorgungsanschluss anstehenden, ersten Speisespannung zum Speichergebiet vorgesehen sind und – ein zweiter Leistungsversorgungsanschluss (202) und eine zweite Leistungsversorgungsleitung (102) zur Übertragung einer am zweiten Leistungsversorgungsanschluss anstehenden, zweiten Speisespannung zum peripheren Schaltkreisgebiet vorgesehen sind, wobei während des Voralterungstest-Betriebsmodus die erste Betriebsspannung als erste Speisespannung und die zweite Betriebsspannung als zweite Speisespannung fungieren.
  5. Halbleiterspeicherbauelement nach Anspruch 4, weiter gekennzeichnet durch eine dritte Leistungsversorgungsleitung (103) zur Übertragung der ersten Speisespannung zum Dateneingabe-/Datenausgabegebiet, wobei die dritte Leistungsversorgungsleitung mit dem ersten Leistungsversorgungsanschluss gekoppelt ist und das Dateneingabe-/Datenausgabegebiet mit dem peripheren Schaltkreisgebiet gekoppelt ist.
  6. Halbleiterspeicherbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass eine jeweilige Speicherzelle des Speicher- oder Zellengebiets oder des Speicherzellenfeldes aus einer SRAM-Zelle mit sechs Transistoren besteht.
  7. Halbleiterspeicherbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgabetreiberschaltung (150) zum Treiben eines Datenanschlusses (204) basierend auf einem Ausgangssignal des Abtastverstärkers vorgesehen ist, die folgende Elemente enthält: – einen Inverter (151), der eine Speisespannung empfängt und ein Ausgangssignal der Abtastverstärkerschaltung invertiert, – einen PMOS-Transistor (152), der in Abhängigkeit von einem Ausgangssignal des Inverters geschaltet wird und zwischen eine Leistungsversorgungsleitung zur Speisespannungszuführung und den Datenanschluss (204) eingeschleift ist, und – einen NMOS-Transistor (153), der in Abhängigkeit von einem zum Ausgangssignal der Abtastverstärkerschaltung komplemen tären Signal geschaltet wird und zwischen den Datenanschluss und eine Massespannungsleitung eingeschleift ist.
  8. Testverfahren für ein Halbleiterspeicherbauelement mit einem Speichergebiet (110) zum Speichern von Daten, einem peripheren Schaltkreisgebiet zum Schreiben von Daten in das und/oder Lesen von Daten aus dem Speichergebiet und einem Eingabe/Ausgabe-Gebiet (150), das mit dem peripheren Schaltkreisgebiet gekoppelt ist und als Schnittstelle zu externen Einheiten dient, bei dem – das Halbleiterspeicherbauelement in einen Voralterungstest-Betriebsmodus versetzt wird und anschließend Daten in das Speichergebiet unter Zuführung einer ersten Betriebsspannung (VCC1) zum Speichergebiet und einer demgegenüber niedrigeren, zweiten Betriebsspannung (VCC2) zum peripheren Schaltkreisgebiet geschrieben werden, – wobei die erste und zweite Betriebsspannung im Voralterungstest-Betriebsmodus höher als eine Betriebsspannung im Normalbetriebsmodus gewählt werden.
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