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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher und besonders eine verbesserte Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher, die in der Lage ist, aus dem Inneren eines Bausteins ein Steuersignal, eine Adresse und ein Testdatum für einen Voralterungstestbetrieb zu erzeugen, wenn eine bestimmte Selbst-Voralterungstestbedingung erfüllt ist.
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2. Beschreibung der herkömmlichen Technik
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Wie Fachleuten bekannt ist, betrifft der Voralterungstest einen Prozeß zum Testen eines Bausteins durch Anlegen einer Spannung mit einem bestimmten Pegel, der höher als der einer normalen Spannung ist, so daß ein anfänglicher Fehler des Bausteins in verhältnismäßig kurzer Zeit geprüft werden kann. Um jedoch die Verringerung der Zuverlässigkeit des Produkts gemäß einer Feinheit des Bausteins zu verhindern und einen geringen Spannungsverbrauch zu implementieren, wird ein interner Leistungserzeuger bereitgestellt, so daß das Bauelement des Bausteins mit einer Spannung betrieben werden kann, die niedriger als eine von außen zugeführte Spannung ist. Der interne Spannungserzeuger hat die Eigenschaft, daß er in einem normalen Betriebsintervall unabhängig von einer Veränderung einer von außen zugeführten Spannung einen konstanten Spannungspegel aufrechterhält, um so die Zuverlässigkeit des Bausteins und einen stabilen Betrieb sicherzustellen. Deshalb sollte an die gesamten Bauelemente des Bausteins eine bestimmte Spannung angelegt werden, die höher als die des normalen Betriebs ist. Tritt eine von außen zugeführte Spannung in ein Voralterungstestintervall über das normale Betriebsintervall hinaus ein, sollte der eine konstante Spannung aufrechterhaltende interne Spannungserzeuger eine zur Änderung der von außen zugeführten Spannung proportionale Spannung erzeugen. Das bedeutet, falls der Pegel der von außen zugeführten, an den Baustein angelegten Spannung außerhalb des normalen Betriebsintervalls ist und sich einer Startspannung für die Voralterung nähert, detektiert die Voralterungsschaltung den oben erwähnten Zustand und wandelt den Betriebszustand des Bausteins zu einem Voralterungstestmodus. Falls zusätzlich die von außen angelegte Spannung in den normalen Betriebszustand gewandelt wird, wandelt die Voralterungsschaltung den Betriebszustand des Bausteins zum normalen Betriebsmodus.
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Wie oben beschrieben, ist die herkömmliche Voralterungsschaltung zum Testen eines Voralterungstests darauf gerichtet, einen Beginn des Voralterungsbetriebs zu detektieren, wenn eine von außen zugeführte Spannung bis zu einer bestimmten Höhe angehoben wird, indem eine Voralterungs-Detektionseinheit bereitgestellt wird, und durch Empfangen eines Testdatums einen Zell-Alterungsprozeß durchzuführen, um so den Betrieb der Zelle zur Auswahl eines Steuersignals und ein Zellenfeld von außerhalb des Systems zu testen.
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Die herkömmliche Voralterungsschaltung für einen Voralterungstest hat jedoch Nachteile darin, daß die Testplatine in einem Zustand, in dem der Speicherbaustein mit dem Voralterungstestgerät verbunden ist, durch die Leitungen zum Empfangen und Senden von Signalen kompliziert wird, da ein Steuersignal, eine Adresse und ein vom Voralterungstestgerät ausgegebenes Testdatum an den Baustein geliefert werden, so daß die Anzahl der verfügbaren Bausteine begrenzt ist und der Testprozeß kompliziert wird.
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US-Patent 5 375 091 betrifft einen in einen integrierten Prozessorchip eingebetteten Speicher. Es wird gelehrt, Speicherzellen einem selektiven Belastungstest zu unterziehen, indem unterschiedliche Signale mittels Logikoperationen angelegt werden. Die dort gelöste Aufgabe ist es, eine hohe Belastung der Speicherzellen zu erzielen. Dazu wird ein Testmuster wiederholt in die Speicherzellen geschrieben, wobei ein hoher Prozentsatz der Speicherzellen nacheinander mit komplementären Daten beschrieben wird. Das Testmuster wird als eine Funktion der Anzahl von Adressen des Speichers und der Anzahl von Bits in einem Datenwort des Speichers erzeugt. Das Testmuster wird bei jedem Speicherzugriff rotiert. Weil die Speicheradresse bei jedem Zugriff inkrementiert wird, werden die Speicherzellen der Reihe nach beschrieben.
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Insbesondere offenbart
US 5,452,253 A einen Burn-In Testschaltkreis für einen Halbleiterspeicher.
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US 5,371,710 A offenbart einen Halbleiterspeicher umnfassend einen Speicher-Zellenfeld und ein Steuerungsmittel, das dazu eingerichtet ist, einen Test zum Erkennen eines Burn-In Zustands auszuführen.
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US 5,448,199 A offenbart einen Halbleiterspeicher mit einem internen Versorgungsspannungsregelungsschaltkreis, der dazu geeignet ist, einen Burn-In-Spannungspegel zu verstellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher bereitzustellen, welche die bei einer herkömmlichen Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher auftretenden Probleme überwindet.
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Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher bereitzustellen, die in der Lage ist, aus dem Inneren eines Bausteins ein Steuersignal, eine Adresse und ein Testdatum für einen Voralterungstestbetrieb zu erzeugen, wenn eine bestimmte Selbst-Voralterungstestbedingung erfüllt ist.
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Um die obigen Ziele zu erreichen, wird eine Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher bereitgestellt, die die Merkmale des unabhängigen Anspruchs aufweist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm einer Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist ein Flußdiagramm einer Arbeitsweise einer Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine Ansicht, die ein Adreß- und Testdatenformat von 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4A bis 4I sind Ansichten, die einen Zeitablauf eines von jedem Element von 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgegebenen Signals zeigen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt eine Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher gemäß der vorliegenden Erfindung, die ein Speicherzellenfeld 10, eine Voralterungserkennungsschaltung 20 zum Ausgeben eines Steuersignals für den Selbst-Voralterungstest, einer Adresse und eines Testdatums, wenn ein Modussignal für den Selbst-Voralterungstest TM, das einen allgemeinen Voralterungstestbetrieb in einem Zustand anzeigt, in dem die von außen zugeführte angelegte Spannung auf eine bestimmte Höhe erhöht wird, nicht in diesen eingegeben wird, einen Steuersignalpuffer 30 zum Puffern eines von der Voralterungserkennungsschaltung 20 ausgegebenen Steuersignals, einen Adreßpuffer 40 zum Puffern einer von der Voralterungserkennungsschaltung 20 ausgegebenen Adresse, einen Spaltendecoder 50 und einen Zeilendecoder 60 zum Decodieren einer vom Adreßpuffer gemäß einem vom Steuersignalpuffer 30 ausgegebenen Steuersignal ausgegebenen Adresse und zum Auswählen einer Wortleitung und einer Bitleitung des Speicherzellenfelds 10, und einen Datenkomparator 70 zum Vergleichen der vom Speicherzellenfeld 10 ausgegebenen Daten mit den von der Voralterungserkennungsschaltung 20 ausgegebenen Daten enthält.
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Die Voralterungserkennungsschaltung 20 enthält hier einen Voralterungsdetektor 21 zum Ausgeben eines Selbst-Voralterungstestsignals SBITM für den Voralterungstest, wenn ein Testmodussignal TM, das einen Voralterungstestbetrieb anzeigt, in einem Zustand, in dem eine von außen zugeführte Spannung auf eine bestimmte Höhe erhöht wird, nicht in diesen eingegeben wird, einen Impulsgenerator 22 zum Ausgeben eines Taktsignals mit einem bestimmten Zyklus gemäß einem vom Voralterungsdetektor 21 ausgegebener Selbst-Voralterungstestsignal, einen Steuersignalgenerator 23 zum Erzeugen eines Zeilenadreßimpulses (RAS) und eines Spaltenadreßimpulses (CAS) unter Verwendung eines Taktimpulses gemäß einem Selbst-Voralterungstestsignal und zum Ausgeben von Schreib/Lese-Freigabesignalen WE und OE unter Verwendung einer Adresse eines Adreßzählers 24, einen Adreßzähler 24 zum Erzeugen einer Adresse unter Verwendung eines Taktimpulses gemäß einem Selbst-Voralterungstestsignal und zum Synchronisieren der so erzeugten Adresse mit den RAS und CAS, und einen Datengenerator 25 zum Lesen eines Testdatums aus der Adresse und zum Ausgeben des so gelesenen Datums an den Datenkomparator 70 gemäß einem Selbst-Voralterungstestsignal.
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Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen werden nun die Arbeitsweise und die Auswirkungen der Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Wenn eine bestimmte Spannung an das System angelegt wird, detektiert der Voralterungsdetektor 21, ob die Spannung Vcc auf einen bestimmten Pegel erhöht wird. Der Voralterungsdetektor 21 schließt auf einen Voralterungsmodus für einen Voralterungstest, wenn der Pegel der Spannung Vcc auf einen bestimmten Pegel erhöht wird und schließt andernfalls auf einen normalen Betriebsmodus. Wenn der Voralterungsdetektor 21 einen Voralterungsmodus detektiert, werden deshalb die zum Voraltern gehörenden Operationen ausgeführt und andernfalls wird ein normaler Betriebsmodus ausgeführt. Danach entscheidet der Voralterungsdetektor 21, ob von außen ein Voralterungstest-Betriebsmodus zugeführt wird. Wenn das Testmodussignal TM, das einen allgemeinen Voralterungstestbetrieb anzeigt, von außen eingegeben wird, führt der Voralterungsdetektor 21 einen bestimmten Prozeß wie beim Stand der Technik durch und andernfalls erzeugt der Voralterungsdetektor 21 ein Selbst-Voralterungstestsignal SBITM für einen Selbst-Voralterungstestbetrieb.
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Wenn der Voralterungsdetektor 21 ein Selbst-Voralterungstestsignal SBITM ausgibt, gibt der Impulsgenerator 22 in Zusammenarbeit mit einem Oszillator oder ähnlichem einen Taktimpuls mit einem konstanten Zyklus aus. Danach wird der Steuersignalgenerator 23 gemäß einem Selbst-Voralterungstestsignal freigegeben und teilt den Taktimpuls in einen bestimmten Zyklus und gibt ein Selbst-Voralterungstest-RAS und -CAS an den Steuersignalpuffer 30 aus. Zusätzlich wird der Adreßzähler 24 durch ein Selbst-Voralterungstestsignal SBITM freigegeben und gibt gemäß einem daran angelegten Taktimpuls eine M Bit Zeilenadresse und eine N Bit Spaltenadresse aus. Die Formen der Zeilenadresse und der Spaltenadresse bestehen wie in 3 gezeigt jeweils aus den M und N Bits. An einem oberen Teil der M und N Bit Adresse werden Schreib/Lese-Auswahlbits bereitgestellt, die eine Trennung zwischen dem Schreibvorgang und dem Lesevorgang angeben und das in eine bestimmte, gemäß M und N Bit Adressen ausgewählte Zelle geschriebene und aus dieser gelesene Testdatum befindet sich in einem höchstwertigen Bit. Die so geformte Adresse wird mit vom Steuersignalgenerator 23 ausgegebenen RAS und CAS synchronisiert und an den Adreßpuffer 40 ausgegeben. Der Steuersignalgenerator 23 gibt zusätzlich gemäß einem Schreib/Lese-Auswahlbit der Adresse ein Schreibe-Freigabesignal WE und ein Lese-Freigabesignal OE an den Steuersignalpuffer 30 aus.
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Danach gibt der Steuersignalpuffer 30 die vom Steuersignalgenerator 23 ausgegebenen RAS, CAS und das Schreibe-Freigabesignal WE jeweils an den Spaltendecoder 50 und den Zeilendecoder 60 aus und der Adreßpuffer 40 gibt die vom Adreßzähler 24 ausgegebene Adresse und das Testdatum jeweils an den Spaltendecoder 50 und den Zeilendecoder 60 aus. Deshalb decodieren der Spaltendecoder 50 und der Zeilendecoder 60 die Zeilenadresse und die Spaltenadresse gemäß einem Steuersignal und wählen eine entsprechende Zelle des Speicherzellenfelds 10 aus und schreiben ein Testdatum in die entsprechende Zelle. Wenn die Testdaten in die entsprechenden gesamten Zellen geschrieben sind, werden die so geschriebenen Daten gemäß einer Steuerung des vom Steuersignalgenerator 23 ausgegebenen Lese-Freigabesignals OE gelesen und an den Datenkomparator 70 ausgegeben. Der Datenkomparator 70 vergleicht die von den Zellen des Speicherzellenfelds 10 ausgegebenen Daten mit den vom Datengenerator 25 ausgegebenen Daten. Der Datengenerator 25 liest hier das im MSB (höchstwertigen Bit) der Adresse enthaltene Testdatum und gibt es an den Datenkomparator 70 aus. Als Ergebnis des Vergleichs wird, wenn zwei Daten gleich sind, entschieden, daß die entsprechende Zelle normal ist, und andernfalls wird entschieden, daß die entsprechende Zelle Fehler hat und ein Fehlerflag wird ausgegeben. Deshalb werden in der vorliegenden Erfindung RAS, CAS, das Schreibe-Freigabesignal WE, das Lese-Freigabesignal OE und die Adresse, die vom von außen angeschlossenen Testgerät angelegt werden, durch die Voralterungserkennungsschaltung 20 erzeugt.
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4A bis 4I zeigen Zeitabläufe jedes zum Selbst-Voralterungsbetrieb gehörenden Signals. 4A zeigt eine an den Voralterungsdetektor 21 angelegte Spannung Vcc. Wenn die Spannung Vcc wie darin gezeigt eine bestimmte Höhe überschreitet, erkennt der Voralterungsdetektor 21, daß es sich um einen Voralterungsmodus handelt. Zusätzlich prüft der Voralterungsdetektor 21, ob von außen ein Testmodussignal TM angelegt wird. Wenn das von außen angelegte Testmodussignal TM wie in 4B gezeigt auf dem Pegel low ist, gibt der Voralterungsdetektor 21 wie in 4C gezeigt ein Selbst-Voralterungstestsignal SBITM aus. Deshalb wird der Impulsgenerator 22 gemäß einem Selbst-Voralterungstestsignal SBITM freigegeben und erzeugt wie in 4D gezeigt einen bestimmten Taktimpuls. Zusätzlich wird der Steuersignalgenerator 23 gemäß einem Selbst-Voralterungstestsignal SBITM freigegeben und teilt den Taktimpuls in einem bestimmten Verhältnis und gibt wie in 4E und 4F gezeigt ein RAS-Signal SBIRASB und CAS-Signal SBICASB für den Selbst-Voralterungstest aus. Der Adreßzähler 24 wird gemäß einem Selbst-Voralterungstestsignal SBITM freigegeben und teilt den Taktimpuls in einem bestimmten Verhältnis und gibt wie in 4G gezeigt eine Adresse aus und die so ausgegebene Adresse wird mit dem RAS SBIRASB und CAS SBICASB für die Selbst-Voralterung synchronisiert und ausgegeben. Zusätzlich ist die Adresse darauf gerichtet, der Reihe nach die Zeilenadresse hinsichtlich einer Spaltenadresse zu verändern und alle Zellen hinsichtlich der entsprechenden Spaltenadresse werden ausgewählt. Wenn eine bestimmte Zelle hinsichtlich einer Spaltenadresse ausgewählt ist, wird die nächste Zelle hinsichtlich einer bestimmten Spaltenadresse ausgewählt. Das bedeutet, mit dem oben erwähnten Verfahren werden alle Zellen ausgewählt. Wenn die Testdaten SBIDin hinsichtlich aller Zellen des Speicherzellenfelds 10 geschrieben sind, wird wie in 4H gezeigt ein Datenlesevorgang hinsichtlich der so geschriebenen Daten ausgeführt. Der Zeitpunkt, zu dem die Testdaten geschrieben/gelesen werden wird bestimmt, wenn der Steuersignalgenerator 23 das Schreib/Lese-Auswahlbit aus der vom Adreßzähler 24 ausgegebenen Adresse liest. Während die Testdaten in die/aus der Moduszelle des Speicherzellenfelds 10 geschrieben/gelesen werden, behalten die vom Datengenerator 25 ausgegebenen Testdaten SBIDin die Datenform wie in 4I gezeigt, da die oben erwähnten geschriebenen Testdaten bei einem Lesezyklus gelesen werden und da die anfänglichen Testdaten verglichen werden. Nachdem die Testdaten SBIDin in alle/aus allen Zellen geschrieben/gelesen sind, wird zusätzlich der Wert des Datenbits der Adresse zwischen null und eins (1) variiert. Beim nächsten Voralterungsvorgang werden der vorherige Wert und das invertierte Datum mit dem oben erwähnten Verfahren geschrieben und gelesen.
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Wie oben beschrieben, ist die Selbst-Voralterungsschaltung für einen Halbleiterspeicher gemäß der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet, einen anwendungsspezifischen Speicher (ASM) effektiv an einen Voralterungstestbetrieb anzupassen, so daß der Selbst-Voralterungstest von selbst durchgeführt wird, falls eine von außen zugeführte Spannung einen bestimmten Pegel übersteigt und der Voralterungstestbetrieb wird nicht zwingend durchgeführt. Da zusätzlich verschiedene Steuersignale, die für den allgemeinen Voralterungstestprozeß nötig sind, im Baustein erzeugt werden, ist es möglich, die Zeit für den Voralterungstest im allgemeinen Voralterungstestbetrieb, der zwingend durchgeführt wird, zu verringern. Zusätzlich ist es möglich, die Anzahl von Bausteinen zu erhöhen, die zu einem Zeitpunkt getestet werden.
