DE4312238C2 - Verfahren zum Befreien einer Halbleiterspeichervorrichtung von einem Kurzschluß - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befreien einer Halbleiterspeichervorrichtung von einem Kurzschluß.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die ein Konfigura­ tionsbeispiel einer bekannten Halbleiterspeichervorrichtung zeigt.

In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 1 eine Bitleitung, 2 eine Auswahlvorrichtung, 3 einen Zeilendecoder bzw. 4 ein Speicher­ zellenfeld.

Das Speicherzellenfeld 4 ist durch Anordnen der Speicherzellen in der Form einer Matrix konfiguriert. Die Bitleitungen 1 als Speicherzellenauswahlleitungen in Spaltenrichtung des Speicher­ zellenfeldes 4 sind in einer Mehrzahl vorgesehen und parallel zu einander verdrahtet und jede Bitleitung 1 verbindet Speicher­ zellen aus jeder Spalte des Speicherzellenfeldes 4 mit der Aus­ wahlvorrichtung 2. Weiter sind Wortleitungen (nicht gezeigt) als Speicherzellenauswahlleitungen in Zeilenrichtung ebenfalls in einer Mehrzahl vorgesehen und parallel zueinander verdrahtet und jede Wortleitung verbindet Speicherzellen aus jeder Zeile des Speicherzellenfeldes 4 mit dem Zeilendecoder 3.

Eine solche der Anmelderin bekannte Halbleiterspeichervorrich­ tung wird wie folgt betrieben.

Angenommen daß eine Wortleitung durch den Zeilendecoder 3 be­ stimmt wird, werden die Inhalte aller Speicherzellen auf der bestimmten Wortleitung ausgelesen und auf alle Bitleitungen 1 ausgegeben und nur die auf eine oder mehrere Bitleitungen 1, die durch die Auswahlvorrichtung 2 ausgewählt sind, ausgegebenen Daten werden ausgelesen.

Fig. 2 zeigt, daß, wenn Fremdmaterial E mit zwei zueinander be­ nachbarten Bitleitungen 1,1 verbunden ist, ein Zwischenbitlei­ tungskurzschluß zwischen Bitleitungen erzeugt wird. Das gleiche gilt für die Wortleitungen.

Bekannterweise geschieht die Ausmusterung von Produkten mit Zwischenbitleitungs- und/oder Zwischenwortleitungskurzschlüs­ sen im Herstellungs- und Untersuchungsprozeß durch ein indi­ rektes Verfahren, bei dem die Speicherinhalte der Speicherzellen ausgelesen werden und beurteilt wird ob sie mit vorbestimmten erwarteten Werten übereinstimmen oder nicht, und nicht durch ein Verfahren, bei dem direkt untersucht wird ob Zwischenbitlei­ tungs- und/oder Zwischenwortleitungskurzschlüsse wirklich vor­ handen sind.

Wie zuvor erwähnt, ist bei der bekannten Halbleiterspeichervor­ richtung, da ein zwischen den Bitleitungen und/oder den Wort­ leitungen als Speicherzellenauswahlleitungen der Speicherzellen erzeugter Kurzschluß durch das indirekte Verfahren beurteilt wird, die Vorrichtung nicht mit Genauigkeit zuverlässig. Außerdem gibt es das Problem, daß zur Untersuchung von Kurz­ schlüssen eine lange Zeit benötigt wird.

Des weiteren gibt es das Problem, daß die Ausbeute im Produk­ tionsprozeß gering ist, da ein Produkt, das als mit einem Zwi­ schenbitleitungs- und/oder Zwischenwortleitungskurzschlüsse behaftet beurteilt wird, als fehlerhaft ausgemustert wird.

Aus der EP 0 480 752 A2 ist eine Halbleiterspeichervorrichtung mit einem Mittel zur Identifizierung eines Kurzschlusses bekannt, die ein Speicherzellenfeld, in dem Speicherzellen in Form einer Matrix angeordnet sind, eine Mehrzahl von Speicherzellenauswahlleitungen in Spaltenrichtung, von denen jede jeweils gemeinsam mit Speicherzellen aus jeder Spalte des Speicherzellenfeldes verbunden ist, eine Mehrzahl von Speicherzellenauswahlleitungen für die Zeilenrichtung, von denen jede jeweils gemeinsam mit den Speicherzellen aus jeder Zeile des Speicherzellenfeldes verbunden ist, und eine Mehrzahl von Schaltelementen, die zum abwechselnd aufeinander folgenden Verbinden der entsprechenden Speicherzellenauswahlleitungen in Spaltenrichtung mit einer ersten Potentialleitung und einer zweiten Potentialleitung vorgesehen sind, aufweist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Befreien einer Halbleiterspeichervorrichtung von einem Kurzschluß zwischen benachbarten Speicherzellenauswahlleitungen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet.

Das Verfahren zum Befreien der Halbleiterspeichervorrichtung von einem Kurzschluß zwischen Speicherzellenauswahlleitungen der Halbleiterspeichervorrichtung brennt Fremdmaterial mit Joulescher Wärme (Stromwärme) weg, in dem Schaltelemente der zuvor erwähnten Halbleiterspeichervorrichtung angeschaltet wer­ den und von der elektrischen Quelle eine Überspannung an die Speicherzellenauswahlleitungen angelegt wird, wodurch Joulesche Wärme an dem Fremdmaterial, welches die benachbarten Speicher­ zellenauswahlleitungen kurzschließt, erzeugt wird.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.

Von den Figuren zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung, die die Konfiguration einer Halbleitervorrich­ tung zeigt;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, die ein Konfigurations­ beispiel einer bekannten Halbleiterspeichervorrichtung zeigt;

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Testvorrichtung zeigt, welches einen Leckstrom zwischen Bitleitungen, welcher durch einen Zwischenbitleitungskurzschluß bei einer Halblei­ terspeichervorrichtung ver­ ursacht wird, mißt;

Fig. 4 eine schematische Darstellung, die einen Zustand, in dem Fremdmaterial mit einander benachbarten Bitleitungen verbunden ist, zeigt;

Fig. 5 ein Ersatzschaltbild der schematischen Darstellung aus Fig. 4; und

Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, das ein anderes Konfigurations­ beispiel einer Testvorrichtung zeigt.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die eine Konfiguration einer Halbleiterspeichervorrichtung zeigt, und dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 2, die bei der Erklärung des zuvor erwähnten Bei­ spieles verwendet wurden, bezeichnen dieselben oder entspre­ chende Teile.

Das im folgenden bei der Beschreibung jedes Beispie­ les zu Kurzschlüssen von Bitleitungen, die als Speicherzellen­ auswahlleitungen in Spaltenrichtung dienen, Erklärte kann in der gleichen Konfiguration und mit dem gleichen Verfahren wie in diesem Fall auch auf den Fall von Wortleitungen, die als Spei­ cherzellenauswahlleitungen in Zeilenrichtung dienen, angewendet werden.

In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen 1 eine Bitleitung, 2 eine Auswahlvorrichtung, 3 einen Zeilendecoder bzw. 4 ein Speicher­ zellenfeld.

Das Speicherzellenfeld 4 ist durch Anordnung von Speicherzellen in Form einer Matrix konfiguriert. Die Bitleitungen 1 als Spei­ cherzellenauswahlleitungen in Spaltenrichtung des Speicherzel­ lenfeldes 4 sind in einer Mehrzahl vorgesehen und parallel zueinander verdrahtet und jede Bitleitung 1 verbindet Speicher­ zellen aus jeder Spalte des Speicherzellenfeldes 4 mit der Aus­ wahlvorrichtung 2. Weiter sind Wortleitungen (nicht gezeigt) als Speicherzellenauswahlleitungen in Zeilenrichtung ebenfalls in einer Mehrzahl vorgesehen und parallel zueinander verdrahtet und jede Wortleitung verbindet Speicherzellen aus jeder Zeile des Speicherzellenfeldes 4 mit dem Zeilendecoder 3.

Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen p-Kanal-Transistor als ein Schaltelement und 6 bezeichnet einen n-Kanal-Transistor als ein Schaltelement. An die n-Kanal-Transistoren 6 wird ein Steuer­ signal Φ direkt und an die p-Kanal-Transistoren 5 wird das Steuersignal Φ über Inverter 7 gegeben (angelegt). Dementspre­ chend sind, da die n-Kanal-Transistoren 6 beim "H"-Niveau des Steuersignales Φ AN und die p-Kanal-Transistoren 5 beim "L"- Niveau, welches durch Invertieren des "H"-Niveaus des Steuer­ signales Φ durch die Inverter 7 erhalten wird, AN sind, beide Transistoren 5 und 6 zur selben Zeit AN/AUS.

Das Bezugszeichen 8 bezeichnet Vcc (Stromversorgungspotential) bzw. 9 bezeichnet Vss (Massepotential).

Die p-Kanal-Transistoren 5 und die n-Kanal-Transistoren 6 sind alternierend mit einer Mehrzahl der Bitleitungen 1 verbunden und die p-Kanal-Transistoren 5 sind mit dem Stromversorgungspoten­ tial 8 und die n-Kanal-Transistoren 6 sind mit dem Massepoten­ tial (Erdpotential) 9 an den entsprechenden Quellen verbunden.

Da der Betrieb des Auslesens von Daten aus einer solchen Halb­ leiterspeichervorrichtung der gleiche wie beim bekannten Beispiel ist, wird die Erklärung weggelassen. Aber die p-Kanal-Transistoren 5 und n-Kanal-Transistoren 6 werden norma­ lerweise durch Setzen des Steuersignales Φ auf "L"-Niveau ausgeschaltet.

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein Konfigurationsbei­ spiel einer Testvorrichtung zeigt, welche den Leckstrom zwischen Bitleitungen, der durch einen Kurzschluß zwischen Bitleitungen der Halbleiterspeichervorrichtung mit der oben erwähnten Konfiguration verursacht wird, mißt.

In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Stromquelle, 11 ein Amperemeter als eine Strommessungsvorrichtung, welche einen Leckstrom zwischen Bitleitungen mißt, und 12 einen Chip, in welchem eine Halbleiterspeichervorrichtung wie die in der oben beschriebenen Fig. 1 gezeigte oder ein Mikrocomputer mit einge­ bautem Speicher, der diese Halbleiterspeichervorrichtung be­ inhaltet, ausgebildet ist.

Das Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Vcc-Anschluß(-stift), der auf dem Chip 12 vorgesehen ist, 14 eine Stromversorgungspoten­ tialleitung in dem Chip 12, 15 einen Vss-Anschluß(-stift), der auf dem Chip 12 vorgesehen ist, bzw. 16 eine Massenpotential­ leitung in dem Chip 12 und die Stromversorgungspotentialleitung 14 ist mit dem Vcc-Anschluß 13 bzw. die Massenpotentialleitung 16 mit dem Vss-Anschluß 15 verbunden.

Weiter ist ein Anschluß auf der Stromversorgungspotentialseite der Stromquelle 10 mit dem Vcc-Anschluß 13 über das Amperemeter 11 verbunden und ähnlich ist die Massepotentialseite mit dem Vss-Anschluß 15 verbunden.

Als nächstes wird der Betrieb der Testvorrichtung für Zwischen­ bitleitungskurzschlüsse der Halbleiterspeichervorrichtung mit einer solchen Konfiguration erklärt.

Es wird nun angenommen, daß in der Halbleiterspeichervorrichtung der Testmodus gesetzt ist und beide, die Auswahlvorrichtung 2 und der Zeilendecoder 3, in einem nicht aktiven Zustand sind. In diesem Zustand wird, wenn das Steuer­ signal Φ auf "H"-Niveau gebracht und die p-Kanal-Transistoren 5 und die n-Kanal-Transistoren 6 zur selben Zeit in den AN-Zustand gebracht werden, eine Mehrzahl von Bitleitungen 1 alternierend (abwechselnd) mit der Stromversorgungspotentialleitung 14 und der Massepotentialleitung 16 verbunden. Darum steigt, wenn Fremdmaterial E über zwei benachbarten Bitleitungen 1, 1 liegt und dadurch ein Kurzschluß zwischen Bitleitungen erzeugt wird, der Leckstrom I zwischen dem Stromversorgungspotential 8 und dem Massepotential 9 anders als gewöhnlich an. Dementsprechend kann, wenn dieser Leckstrom vom Amperemeter 11 gemessen wird, be­ urteilt werden, ob ein Kurzschluß zwischen Bitleitungen erzeugt wird oder nicht.

Normalerweise ist bei einem IC im Ruhezustand der Leckstrom (Takt angehalten, normale Temperatur), obwohl es Unterschiede zwischen verschiedenen Arten von Halbleiterspeichervorrichtungen gibt, ungefähr einige µA. Aber wenn durch Fremdmaterial E ein Kurzschluß zwischen dem Stromversorgungspotential 8 und dem Massepotential 9 verursacht wird, wird der Leckstrom von hun­ derten µA bis 10 oder mehreren 10 mA.

Obwohl es wie oben beschrieben möglich ist, ohne Testauslesen der Speicherzellen zu bestimmen, ob es einen Kurzschluß zwischen den Leitungen gibt oder nicht, ist es, wenn es nötig ist, den erzeugten Zwischen­ bitleitungskurzschluß zu spezifizieren, das heißt zwischen welchen Bitleitungen Fremdmaterial E liegt, genau dasselbe Testauslesen der Speicherzellen wie beim bekannten Fall durchzuführen.

Als nächstes wird ein Verfahren zum Befreien der Halbleiter­ speichervorrichtung von einem Zwischenbitleitungskurzschluß entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung erklärt.

Wie zuvor erwähnt werden bei der Testvorrichtung der Halblei­ terspeichervorrichtung, wenn beide, die Auswahl­ vorrichtung 2 und der Zeilendecoder 3, in den nicht aktiven Zustand gebracht sind, die p-Kanal-Transistoren 5 und n-Kanal- Transistoren 6 AN-geschaltet, da durch einen durch das Ampere­ meter 11 gemessenen Wert beurteilt wird, ob ein Kurzschluß, der durch Fremdmaterial E zwischen den Bitleitungen verursacht wird, erzeugt wird oder nicht, und wenn festgestellt ist, daß ein Zwischenbitleitungskurzschluß erzeugt wird, wird die Spannung der Stromquelle 10 erhöht und eine Überspannung wird als Strom­ versorgungspotential 8 verwendet (angelegt). Wenn Fremdmaterial E über den Bitleitungen 1, 1 liegt, wird es dadurch möglich, da das Fremdmaterial E Joulesche Wärme erzeugt und weggebrannt wird, den Zwischenbitleitungskurzschluß zu entfernen.

In diesem Fall wird Joulesche Wärme nur an dem über den Bitlei­ tungen 1, 1 liegenden Fremdmaterial E erzeugt. Das heißt, wie in der schematischen Darstellung in Fig. 4 gezeigt, daß das Fremd­ material E1, welches über zwei benachbarten Bitleitungen 1, 1 liegt und eine niedrige Leitfähigkeit aufweist, oder das Fremd­ material E2, welches einen schmalen leitfähigen Durchgang (Ab­ schnitt) aufweist, wie in dem Ersatzschaltbild in Fig. 5 ge­ zeigt, als Widerstand R wirkt und daher Joulesche Wärme erzeugt und beim Anlegen einer Überspannung V weggebrannt wird.

Dementsprechend wird es möglich nur durch Anlegen einer Über­ spannung von der Stromquelle 10 ohne Spezifizierung der den Leckstrom erzeugenden Bitleitung 1 die Halbleiterspeichervor­ richtung von einem Zwischenbitleitungskurzschluß zu befreien.

Bei der in der zuvor erwähnten Fig. 3 gezeigten Testschaltung gibt es, wenn die Stromversorgungspotentialleitung 14 und die Massepotentialleitung 16 außerdem mit einer anderen Schaltung als dem Speicherzellenfeld 4 verbunden sind, die Möglichkeit, daß die Tatsache einen schlechten Einfluß auf die andere Schaltung hat. Zur Verhinderung einer solchen Situation, daß die Überspannung, die von der Stromquelle zum Befreien des Speicher­ zellenfeldes 4 von einem Zwischenbitleitungskurzschluß angelegt wird, die andere Schaltung 17 zerstört, wird die Zufuhr zum Speicherzellenfeld 4 durch ein anderes System als die Zufuhr zur Schaltung 17 durchgeführt, wie in Fig. 6 gezeigt.

Die andere Schaltung 17 ist mit der Stromquelle 10A über den Vcc-Anschluß 13A, die Stromversorgungspotentialleitung 14A, das Stromversorgungspotential 8A, das Massepotential 9A, die Masse­ potentialleitung 16A und den Vss-Anschluß 15A verbunden und das Zufuhrsystem dazu ist ein anderes als das der Stromquelle 10, welches dem Speicherzellenfeld 4 zuführt.

In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 170 einen Leseverstärker als ein konkretes Beispiel für die andere Schaltung, die von der Stromquelle 10A gefüttert wird.

Mit der Testvorrichtung wird ohne Auslesen von Daten aus dem Speicherzellenfeld der Spei­ chervorrichtung, die mit einem erwarteten Wert verglichen wer­ den, festgestellt, ob ein Kurzschluß zwischen Bitlei­ tungen (Wortleitungen) erzeugt wird oder nicht.

Durch das Verfahren zum Befreien der Halbleiter­ speichervorrichtung von einem Kurzschluß zwischen den Bitlei­ tungen (Wortleitungen) entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Vorrichtung von einem Kurzschluß zwischen Bitleitungen (Wortleitungen) ohne Spezifizierung der Position in welcher der Kurzschluß zwischen den Bitleitungen (Wortleitungen) erzeugt wurde, zu befreien und daher die Ausbeute im Produktionsprozeß zu verbessern.

Die oben erwähnte Ausführungsform ist auf die Bitlei­ tungen als Speicherzellenauswahlleitungen für die Spaltenrich­ tung angewendet, es ist jedoch natürlich genauso möglich die Er­ findung auf Wortleitungen, die als Speicherzellenauswahlleitun­ gen für die Zeilenrichtung verwendet werden, anzuwenden.

Claims (2)

1. Verfahren zum Befreien einer Halbleiterspeichervorrichtung von einem Kurzschluß zwischen benachbarten Speicherzellenauswahlleitungen für die Spaltenrichtung und/oder Speicherzellenauswahlleitungen für die Zeilenrichtung einer Halbleiterspeichervorrichtung mit
einem Speicherzellenfeld, in dem Speicherzellen in Form einer Matrix mit Spaltenrichtung × Zeilenrichtung angeordnet sind,
einer Mehrzahl von Speicherzellenauswahlleitungen in Spaltenrichtung, von denen jede jeweils gemeinsam mit Speicherzellen aus jeder Spalte des Speicherzellenfeldes verbunden ist,
einer Mehrzahl von Speicherzellenauswahlleitungen für die Zeilenrichtung, von denen jede jeweils gemeinsam mit den Speicherzellen aus jeder Zeile des Speicherzellenfeldes verbunden ist, und
einer Mehrzahl von Schaltelementen, die zum abwechselnd aufeinan­ derfolgenden Verbinden der entsprechenden Speicherzellenauswahl­ leitungen in Spaltenrichtung und/oder der Speicherzellenauswahl­ leitungen in Zeilenrichtung an eine Stromversorgungspotentiallei­ tung und eine Massepotentialleitung vorgesehen sind, mit den Schritten:
Verbinden der Stromversorgungspotentialleitung und der Massepotentialleitung mit einer Stromquelle,
Schalten der Schaltelemente auf AN durch ein Steuersignal, und Anlegen einer Überspannung an die Speicherzellenauswahlleitungen und Wegbrennen von Fremdmaterial, welches benachbarte Speicherzellenauswahlleitungen kurzschließt, durch Joulesche Wärme entsprechend der Überspannung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch AN/AUS-Schalten der Schaltelemente zur selben Zeit durch das Steuersignal, und durch Messen eines zwischen der Stromversorgungspotentialleitung und der Massepotentialleitung fließenden Stroms für den Fall, daß jedes Schaltelement AN-geschaltet ist.