JP2001195896A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2001195896A
JP2001195896A JP2000004765A JP2000004765A JP2001195896A JP 2001195896 A JP2001195896 A JP 2001195896A JP 2000004765 A JP2000004765 A JP 2000004765A JP 2000004765 A JP2000004765 A JP 2000004765A JP 2001195896 A JP2001195896 A JP 2001195896A
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JP
Japan
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memory cell
circuit
adjacent
semiconductor device
memory
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Application number
JP2000004765A
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Japanese (ja)
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Mikio Sugawara
美紀夫 菅原
Toshiyuki Suzuki
敏幸 鈴木
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Hitachi Ltd
Akita Electronics Systems Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Akita Electronics Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect fault between adjacent capacity elements for accumulating information including fault by short circuit by using a simple selective high potential impressing circuit. SOLUTION: This device is a semiconductor device which has plural word lines arranged along the direction of a row in parallel, plural bit lines arranged along the direction of a column intersecting orthogonally to the word lines, and a memory cell array consisting of memory cells provided at parts at which the word lines and the bit lines are intersected, and in which the memory cell is composed of MISFET for selecting a memory cell connected in series to a capacity element for accumulating information of crown constitution and the capacity element for accumulating information, further, the device has a first voltage applying means which can apply voltage being different from memory cells of row direction and column direction being adjacent to each memory cell, and a second voltage applying means which can apply voltage being different from memory cells of oblique direction being adjacent to each memory cell.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置、特に、
王冠構造の情報蓄積用容量素子Cとこれに直列に接続さ
れるメモリセル選択用MISFETでメモリセルが構成
されるDRAM(Dynamic Randam Access Memory)等の
集積回路装置に係わり、メモリセルの良否判定技術に適
用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device,
The present invention relates to an integrated circuit device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) in which a memory cell is composed of an information storage capacitor C having a crown structure and a memory cell selecting MISFET connected in series with the capacitor C. To apply to effective technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体記憶装置としてのDRAM等にお
いては、メモリセルを縦横に整列配置したメモリセルア
レイを有している。メモリセルはメモリセル選択用MI
SFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effe
ct Transistor)と、これに直列に接続される情報蓄積用
容量素子(キャパシタ)を有する構造になっている。
2. Description of the Related Art A DRAM or the like as a semiconductor memory device has a memory cell array in which memory cells are arranged vertically and horizontally. The memory cell is a memory cell selection MI.
SFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effe
ct Transistor) and an information storage capacitor (capacitor) connected in series to the ct transistor.

【0003】メモリセル選択用電界効果トランジスタ
は、半導体基板の主面に形成され、主にチャネル形成領
域,ゲート絶縁膜,ワード線と一体化されたゲート電
極,ソース領域またはドレイン領域として機能する一対
の半導体領域(不純物拡散領域)等を有する構成になっ
ている。情報(電荷)蓄積用容量素子は、メモリセルの
平面サイズの縮小化を図る目的としてメモリセル選択用
電界効果トランジスタの上部に配置され、主に下部電
極,容量絶縁膜,上部電極等を有する構成になってい
る。情報蓄積用容量素子の下部電極はメモリセル選択用
電界効果トランジスタの何れか一方の半導体領域と電気
的に接続され、メモリセル選択用電界効果トランジスタ
の他方の半導体領域はビット線と電気的に接続されてい
る。
A field effect transistor for selecting a memory cell is formed on a main surface of a semiconductor substrate and mainly functions as a channel forming region, a gate insulating film, a gate electrode integrated with a word line, a source region or a drain region. Having a semiconductor region (impurity diffusion region). The information (charge) storage capacitor is arranged above the memory cell selecting field effect transistor for the purpose of reducing the plane size of the memory cell, and mainly has a lower electrode, a capacitor insulating film, an upper electrode, and the like. It has become. The lower electrode of the information storage capacitor is electrically connected to one of the semiconductor regions of the memory cell selection field effect transistor, and the other semiconductor region of the memory cell selection field effect transistor is electrically connected to the bit line. Have been.

【0004】ビット線(データ線)の上部に情報蓄積用
容量素子を配置したCOB(Capacitor Over Bitline)
構造のDRAMについては、特開平7−7084号公報
に開示されている。この公報に記載されたDRAMは、
メモリセルの微細化に伴う情報蓄積用容量素子の蓄積電
荷量(Cs)の減少を補うため、情報蓄積用容量素子の
下部電極を円筒状に形成し、下部電極(蓄積電極)と上
部電極(プレート電極)との間に介在される容量絶縁膜
の面積を増加している。また、容量絶縁膜としては、酸
化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層膜あるいは高誘
電体または強誘電体材料を容量絶縁膜に用いている。
[0004] A COB (Capacitor Over Bitline) in which an information storage capacitor is arranged above a bit line (data line).
The DRAM having the structure is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-7084. The DRAM described in this publication is
In order to compensate for the decrease in the amount of stored charge (Cs) of the information storage capacitor due to the miniaturization of the memory cell, the lower electrode of the information storage capacitor is formed in a cylindrical shape, and the lower electrode (storage electrode) and the upper electrode ( (Plate electrode) and the area of the capacitive insulating film interposed therebetween. Further, as the capacitor insulating film, a stacked film of a silicon oxide film and a silicon nitride film or a high dielectric or ferroelectric material is used for the capacitor insulating film.

【0005】前記情報蓄積用容量素子(以下単に容量ま
たはキャパシタとも呼称)は各種の構造があるが、その
一つとして王冠構造が知られている。このような構造に
ついては、例えば、株式会社培風館発行「超LSIメモ
リ」」1997年4月10日発行、P14〜P19や特開平5-8275
0 号公報に記載されている。後者の文献には、フィン状
構造のキャパシタや王冠状構造のキャパシタが開示され
ている。
[0005] The information storage capacitive element (hereinafter simply referred to as a capacitor or a capacitor) has various structures, and a crown structure is known as one of them. Such a structure is described in, for example, "Ultra LSI Memory" published by Baifukan Co., Ltd. on April 10, 1997, pages 14 to 19, and
It is described in No. 0 publication. The latter document discloses a fin-shaped capacitor and a crown-shaped capacitor.

【0006】一方、半導体装置はその製造の最終段階で
バーン・イン・テスト等によるスクリーニングが行わ
れ、良品と不良品の選別がなされる。バーン・イン・テ
ストの一例としては、特開平5-54640 号公報に記載され
た技術が知られている。この文献には、外部からの複数
の制御信号が所定のレベル関係になったとき1パルスの
判定信号を発生するモード・判定回路を設け、この判定
信号によりすべてのビット線をデータ入出力線と接続す
る一括選択回路を設ける例が開示されている。
[0006] On the other hand, a semiconductor device is subjected to screening by a burn-in test or the like at the final stage of its manufacture, and a good product and a defective product are selected. As an example of the burn-in test, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-54640 is known. This document provides a mode / determination circuit that generates a one-pulse determination signal when a plurality of external control signals have a predetermined level relationship, and all bit lines are connected to data input / output lines by the determination signal. An example in which a collective selection circuit for connection is provided is disclosed.

【0007】他方、特開平5-282885号公報には、メモリ
セルを選択する為の複数のワード線を一本置きに一括し
て選択する回路と、メモリセルを選択する為の複数のビ
ット線を一本置きに一括して選択する回路と、メモリセ
ルアレイとにより構成した半導体記憶装置が開示されて
いる。この半導体記憶装置は、メモリセルのスクリーニ
ングの際に必要なメモリセルアレイに対する市松模様の
パターンの書き込みを数回のメモリアクセスで実現で
き、スクリーニング時の効率向上が図られている。この
構成でも特定のメモリセルを論理レベル“1”に設定し
たとき、隣接する行方向及び列方向のメモリセル及び隣
接する斜め方向のメモリセルを全て論理レベル“0”に
することはできない。。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-28885 discloses a circuit for collectively selecting a plurality of word lines for selecting a memory cell and a plurality of bit lines for selecting a memory cell. And a memory cell array that includes a circuit that selects every other one at a time and a memory cell array. In this semiconductor memory device, writing of a checkerboard pattern into a memory cell array required for screening of memory cells can be realized by several times of memory accesses, and the efficiency at the time of screening is improved. Even in this configuration, when a specific memory cell is set to the logical level “1”, it is not possible to set all the adjacent memory cells in the row and column directions and the adjacent diagonal memory cells to the logical level “0”. .

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本出願人においては、
DRAM製造におけるウエハ状態で行うバーインテスト
において、メモリセルのゲート酸化膜,ゲート・ドレイ
ン間,ゲート・ソース間,ソース・ドレイン間等にスト
レスを印加させている。そして、その後に行う機能検査
(ファンクションテスト)によって製品の良否を検査し
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present applicant,
In a burn-in test performed in a wafer state in DRAM manufacturing, stress is applied to a gate oxide film, a gate-drain, a gate-source, a source-drain, etc. of a memory cell. Then, the quality of the product is inspected by a function inspection (function test) performed thereafter.

【0009】本発明者はメモリセル部分の不良内容につ
いて分析検討した結果、王冠構造の情報蓄積用容量素子
では、その製造段階において隣接するメモリセルとの間
でショート不良が発生することがあることを突き止め
た。
The present inventor has analyzed and examined the failure contents of the memory cell portion. As a result, in the information storage capacitor having the crown structure, a short-circuit failure may occur between adjacent memory cells in the manufacturing stage. Ascertained.

【0010】図18はメモリセルにおける王冠構造の情
報(電荷)蓄積用容量素子Cの配列状態を示す模式図で
ある。円Aで囲んだ部分にショート不良を発生するショ
ート発生体60が存在している。このショート発生体6
0は、情報蓄積用容量素子を製造する段階での電極(下
部電極)形成時の導体層のエッチング不良によるエッチ
ング残り部またはショートを引き起こす異物の付着によ
るものであることが分析の結果判明した。
FIG. 18 is a schematic diagram showing an arrangement state of the capacitative elements C for storing information (charge) having a crown structure in a memory cell. A short-circuit generator 60 that generates a short-circuit failure exists in a portion surrounded by a circle A. This short generator 6
The analysis revealed that 0 was due to adhesion of a residue remaining after etching due to defective etching of the conductor layer at the stage of forming the electrode (lower electrode) at the stage of manufacturing the information storage capacitor element or adhesion of a foreign substance causing a short circuit.

【0011】図19はエッチング残り部61がある状態
のメモリセル部分の断面図であり、図20は異物62が
存在する状態のメモリセル部分の断面図である。これら
の図は、層間絶縁膜16上に隣接して情報(電荷)蓄積
用容量素子Cが配置形成された状態を示す一部の図であ
る。
FIG. 19 is a cross-sectional view of a memory cell portion in a state where an unetched portion 61 is present, and FIG. 20 is a cross-sectional view of a memory cell portion in a state where a foreign substance 62 is present. These figures are partial views showing a state in which an information (charge) storage capacitor C is formed adjacent to the interlayer insulating film 16.

【0012】即ち、情報蓄積用容量素子Cは層間絶縁膜
16上に形成される下部電極19と、この下部電極19
上に形成される容量絶縁膜22と、この容量絶縁膜22
上に形成される上部電極23とからなっている。前記容
量絶縁膜22は、例えば、下部電極19上に形成される
酸化防止膜20と、この酸化防止膜20上に形成される
多結晶酸化物誘電体膜21で形成されている。下部電極
19は層間絶縁膜16に貫通状態で形成された導電プラ
グ18を介して図示しない導電プラグに接続されてい
る。この導電プラグはメモリセル選択用電界効果トラン
ジスタ(MOSFET:Metal Oxide Semiconductor Fi
eld Effect Transistor)Qのソース領域またはドレイン
領域として機能するn型半導体領域に電気的に接続され
ている。図19は、下部電極19を形成する際、下部電
極19を形成するための導体層の選択的エッチングが適
正に行えず、隣り合う情報蓄積用容量素子C間でエッチ
ング残り部61が発生した場合である。
That is, the information storage capacitive element C includes a lower electrode 19 formed on the interlayer insulating film 16 and the lower electrode 19.
A capacitor insulating film 22 formed thereon;
And an upper electrode 23 formed thereon. The capacitor insulating film 22 is formed of, for example, an antioxidant film 20 formed on the lower electrode 19 and a polycrystalline oxide dielectric film 21 formed on the antioxidant film 20. The lower electrode 19 is connected to a conductive plug (not shown) via a conductive plug 18 formed through the interlayer insulating film 16. This conductive plug is a field effect transistor (MOSFET: Metal Oxide Semiconductor Fi) for memory cell selection.
It is electrically connected to an n-type semiconductor region functioning as a source region or a drain region of an eld effect transistor (Q). FIG. 19 shows a case where, when the lower electrode 19 is formed, the selective etching of the conductor layer for forming the lower electrode 19 cannot be performed properly, and an unetched portion 61 occurs between the adjacent information storage capacitance elements C. It is.

【0013】また、図20は、前記導体層の選択的エッ
チング後に隣接する情報蓄積用容量素子Cの下部電極1
9間に異物62が付着したり、あるいは前記導体層を形
成する際導体層中に異物62が混入して残留した結果発
生したものである。
FIG. 20 shows the lower electrode 1 of the adjacent information storage capacitor C after the selective etching of the conductor layer.
This is generated as a result of the foreign matter 62 adhering between the layers 9 or remaining when the conductive layer is formed by mixing the foreign matter 62 into the conductor layer.

【0014】これらのショート不良は、通常のウエハ状
態でのバーインテストでは検出することができない。即
ち、ウエハ状態でのバーインテストでは、ストレージノ
ード(蓄積容量のメモリセル選択用電界効果トランジス
タQの情報蓄積用容量素子Cに接続される電極)に電圧
ストレスを印加することができないことから、これらエ
ッチング残りや異物付着等によるショート不良の有無を
判定することができない。
These short-circuit failures cannot be detected by a burn-in test in a normal wafer state. That is, in the burn-in test in the wafer state, voltage stress cannot be applied to the storage node (the electrode connected to the information storage capacitor C of the field effect transistor Q for selecting the memory cell of the storage capacitor). It is not possible to determine the presence or absence of a short circuit due to etching residue or foreign matter adhesion.

【0015】また、前述の従来のバーインテスト用の回
路を有する半導体装置は、回路構成が複雑でトランジス
タの使用数が大きくなり、半導体装置が大型化し、半導
体装置の製造コスト低減が図り難い。
Further, the above-described conventional semiconductor device having a burn-in test circuit has a complicated circuit configuration, requires a large number of transistors, increases the size of the semiconductor device, and makes it difficult to reduce the manufacturing cost of the semiconductor device.

【0016】本発明の目的は、ショート不良を含む隣接
する情報蓄積用容量素子C間の不良検出を簡素な選択的
高電位印加回路を用いて検出できる半導体装置を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device which can detect a defect between adjacent information storage capacitance elements C including a short defect using a simple selective high potential applying circuit.

【0017】本発明の他の目的は小型で製造コストの安
価な半導体装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device which is small and inexpensive to manufacture.

【0018】本発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面からあきらか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.

【0020】(1)並列に行方向に沿って配置される複
数のワード線と、前記ワード線に直交する列方向に沿っ
て配置される複数のビット線と、前記ワード線と前記ビ
ット線が交差する部分に設けられるメモリセルとからな
るメモリセルアレイを有し、前記メモリセルは王冠構造
の情報蓄積用容量素子と、前記情報蓄積用容量素子に直
列に接続されるメモリセル選択用MISFETで構成さ
れてなる半導体装置であって、前記各メモリセルが隣接
する行方向及び列方向のメモリセルと異なる電位に印加
できる第1の電圧印加手段と、前記各メモリセルが隣接
する斜め方向のメモリセルと異なる電位に印加できる第
2の電圧印加手段とを有することを特徴とする。
(1) A plurality of word lines arranged in parallel along the row direction, a plurality of bit lines arranged along a column direction orthogonal to the word lines, and the word line and the bit line A memory cell array including a memory cell provided at an intersecting portion, wherein the memory cell includes a crown-structured information storage capacitance element and a memory cell selection MISFET connected in series to the information storage capacitance element A first voltage applying means capable of applying a potential different from that of the memory cells in the row and column directions in which each of the memory cells is adjacent; and a memory cell in an oblique direction in which the memory cells are in an adjacent direction. And a second voltage applying means capable of applying a different potential.

【0021】前記(1)の手段によれば、(a)第1の
電圧印加手段を用いる電圧印加によって各メモリセルは
隣接する行方向及び列方向のメモリセルと異なる電位に
設定できるとともに、第2の電圧印加手段を用いる電圧
印加によって各メモリセルは隣接する斜め方向のメモリ
セルと異なる電位に設定できることから、各メモリセル
は周囲全てのメモリセルと異なる電位に設定できること
になる。従って、これら電圧印加によって隣接するメモ
リセルとのエッチング残り部や異物付着等に起因するシ
ョート不良を確実に検出することができる。
According to the means (1), (a) each memory cell can be set to a different potential from the adjacent memory cells in the row and column directions by applying a voltage using the first voltage applying means. Since each memory cell can be set to a different potential from adjacent memory cells in the oblique direction by applying a voltage using the second voltage applying means, each memory cell can be set to a different potential from all surrounding memory cells. Accordingly, by applying these voltages, a short circuit failure due to an unetched portion or a foreign substance attached to an adjacent memory cell can be reliably detected.

【0022】(b)本発明の半導体装置は、簡素な第1
の電圧印加手段及び第2の電圧印加手段を有するもので
あることから、その手段を構成するトランジスタの数が
少なくなり、半導体装置の面積が小さくなる。従って半
導体装置の製造において、一枚のウエハから取得する半
導体装置の数も多くなり、半導体装置の製造コストを軽
減することができる。
(B) The semiconductor device of the present invention has a simple first
And the second voltage applying means, the number of transistors constituting the means is reduced, and the area of the semiconductor device is reduced. Therefore, in the manufacture of a semiconductor device, the number of semiconductor devices obtained from one wafer increases, and the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を
説明するための全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0024】(実施形態1)図1乃至図16は本発明の
一実施形態(実施形態1)である半導体装置(DRA
M)とメモリセルの良否検出に係わる図である。
Embodiment 1 FIGS. 1 to 16 show a semiconductor device (DRA) according to an embodiment (Embodiment 1) of the present invention.
FIG. 3M is a diagram relating to pass / fail detection of a memory cell.

【0025】ここで、先に本実施形態1の外部印加用回
路が組み込まれるDRAMのメモリセルアレイについて
説明する。
Here, the memory cell array of the DRAM in which the external application circuit of the first embodiment is incorporated will be described first.

【0026】図2は本発明の実施形態1であるパッケー
ジされた状態のDRAMの平面図、図3は半導体チップ
状態のDRAMの模式的平面図であり、図4はDRAM
の平面レイアウト図である。図5はDRAMの一部の等
価回路図、図6はDRAMのより詳細な一部の回路図で
あり、図7はDRAMの模式的断面図である。
FIG. 2 is a plan view of a packaged DRAM according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic plan view of a DRAM in a semiconductor chip state, and FIG.
FIG. 5 is a partial equivalent circuit diagram of the DRAM, FIG. 6 is a more detailed partial circuit diagram of the DRAM, and FIG. 7 is a schematic sectional view of the DRAM.

【0027】本実施形態のDRAM50は、半導体チッ
プ51の状態では図3のようになり、パッケージ状態で
は図2のようになる。図3に示すように、半導体チップ
51の中央に沿ってパッド55が一列に設けられてい
る。これらのパッド55はパッケージ状態にされる際の
ワイヤの接続箇所となり、またウエハ検査等における特
性検査のときに電極パッドとして使用される。
The DRAM 50 of this embodiment is as shown in FIG. 3 in the state of the semiconductor chip 51, and is as shown in FIG. 2 in the state of the package. As shown in FIG. 3, pads 55 are provided in a line along the center of the semiconductor chip 51. These pads 55 serve as connection points for wires in a packaged state, and are used as electrode pads at the time of characteristic inspection such as wafer inspection.

【0028】図3に示すように、パッド55列におい
て、パッドTEST1,パッドTEST2,パッドTEST3 が設けられ
ていることと、これらのパッドTEST1 〜TEST3 に繋がる
回路が設けられたことが本発明の特徴である。
As shown in FIG. 3, the present invention is characterized in that pads TEST1, pad TEST2, and pad TEST3 are provided in a row of pads 55, and a circuit connected to these pads TEST1 to TEST3 is provided. It is.

【0029】図2のDRAM50は、長方形状のパッケ
ージ57の両側からそれぞれ外部電極端子となるリード
58を一定間隔で突出させた外観形状になっている。図
2は64MDRAMの例である。また、各リード58の
側方には電源端子Vcc,Vss、アドレス端子A0〜A1
1、入力端子I/O0〜I/O7等機能を示してある。
これらのリード58に対応して半導体チップ51にはパ
ッド55(例えば、パッドA0〜A11、パッドVcc,
Vss)が設けられている。これらパッド55とリード5
8はパッケージ57内で電気的に接続されている。
The DRAM 50 shown in FIG. 2 has an external appearance in which leads 58 serving as external electrode terminals are projected from both sides of a rectangular package 57 at regular intervals. FIG. 2 is an example of a 64 MDRAM. Power supply terminals Vcc and Vss and address terminals A0 to A1 are located on the sides of each lead 58.
1, functions such as input terminals I / O0 to I / O7 are shown.
In correspondence with these leads 58, pads 55 (for example, pads A0 to A11, pads Vcc,
Vss). These pads 55 and leads 5
8 is electrically connected in the package 57.

【0030】図4はDRAMの各回路部分を模式的に示
すレイアウト図である。図4に示すように、X方向及び
Y方向に沿って多数のメモリアレイ25Aがマトリック
ス状に配置された4つのメモリアレイ群25を有する構
成になっている。X方向に沿って互いに隣接するメモリ
アレイ25Aの間にはセンスアンプ回路SAが配置され
ている。メモリアレイ群25で挾まれた領域26には、
ワードドライバ回路(図5に示すWD)、ビット線選択
回路等の制御回路や、入出力回路、パッド等が配置され
ている。
FIG. 4 is a layout diagram schematically showing each circuit portion of the DRAM. As shown in FIG. 4, a configuration is provided in which a large number of memory arrays 25 </ b> A are arranged in a matrix along the X direction and the Y direction and have four memory array groups 25. A sense amplifier circuit SA is arranged between the memory arrays 25A adjacent to each other along the X direction. In an area 26 sandwiched between the memory array groups 25,
A word driver circuit (WD shown in FIG. 5), a control circuit such as a bit line selection circuit, an input / output circuit, pads, and the like are arranged.

【0031】メモリアレイ25Aは、図5に示すよう
に、マトリックス状に配置された複数のワード線WL
(Y方向〔行方向〕に沿って延在)と、このワード線W
Lに直交(X方向〔列方向〕)に沿って延在するビット
線BL(データ線)と、これらの交差部に配置された複
数のメモリセルM等を有する構成になっている。1ビッ
トの情報を記憶する1つのメモリセルMは、1つの情報
蓄積用容量素子Cとこれに直列に接続された1つのメモ
リセル選択用電界効果トランジスタQとを有する構成に
なっている。メモリセル選択用電界効果トランジスタQ
を構成する一対の半導体領域のうち何れか一方はビット
線BLと電気的に接続され、他方は電荷蓄積用容量素子
Cと電気的に接続されている。ワード線WLの一端はワ
ードドライバ回路WDに接続され、ビット線BLの一端
はセンスアンプ回路SAに接続されている。
As shown in FIG. 5, the memory array 25A includes a plurality of word lines WL arranged in a matrix.
(Extending along the Y direction [row direction]) and the word line W
The configuration includes a bit line BL (data line) extending orthogonally to L (X direction [column direction]), and a plurality of memory cells M and the like arranged at intersections of these. One memory cell M for storing one bit of information has a configuration having one information storage capacitor C and one memory cell selecting field effect transistor Q connected in series to the capacitor C. Field effect transistor Q for memory cell selection
Is electrically connected to the bit line BL, and the other is electrically connected to the charge storage capacitor C. One end of the word line WL is connected to the word driver circuit WD, and one end of the bit line BL is connected to the sense amplifier circuit SA.

【0032】このメモリセルアレイは相補性ビットライ
ン構成(BL,/BL)になっていて、対のビット線B
L,/BLはイコライズ信号EQ1と参照プリチャージ
電圧VPLとによって動作するイコライザEQに接続され
ている。
This memory cell array has a complementary bit line configuration (BL, / BL), and a pair of bit lines B
L and / BL are connected to an equalizer EQ operated by an equalizing signal EQ1 and a reference precharge voltage VPL.

【0033】次に、メモリセルMの具体的な構成につい
て図7を参照しながら説明する。メモリセルMのメモリ
セル選択用電界効果トランジスタQは、例えば比抵抗が
10Ωcm程度の単結晶シリコンからなるp型半導体基板
1の主面の素子形成領域に形成されている。素子形成領
域はp型半導体基板1の主面の素子分離領域で周囲を規
定されている。素子形成領域にはn型ウエル領域5及び
p型ウエル領域6が形成されている。素子分離領域には
溝2が形成され、この溝2内には例えば酸化シリコン膜
からなる絶縁膜4が埋め込まれている。
Next, a specific configuration of the memory cell M will be described with reference to FIG. The field effect transistor Q for selecting a memory cell of the memory cell M is formed in an element formation region on a main surface of a p-type semiconductor substrate 1 made of, for example, single crystal silicon having a specific resistance of about 10 Ωcm. The periphery of the element formation region is defined by an element isolation region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1. An n-type well region 5 and a p-type well region 6 are formed in the element formation region. A groove 2 is formed in the element isolation region, and an insulating film 4 made of, for example, a silicon oxide film is embedded in the groove 2.

【0034】メモリセル選択用電界効果トランジスタQ
は、主に、チャネル形成領域として使用されるp型ウエ
ル領域6、ゲート絶縁膜7、ワード線WLと一体化され
たゲート電極8、ソース領域又はドレイン領域として機
能する一対のn型半導体領域(不純物拡散領域)10及
び一対のn型半導体領域12等を有する構成になってい
る。一対のn型半導体領域10はゲート電極8及びゲー
ト電極8上に設けられたキャップ絶縁膜9に対して自己
整合で形成され、一対のn型半導体領域12はゲート電
極8の側壁に設けられたサイドウォールスペーサ11に
対して自己整合で形成されている。一対のn型半導体領
域10は一対のn型半導体領域12よりも低い不純物濃
度で形成されている。即ち、メモリセル選択用電界効果
トランジスタQは、ドレイン領域のチャネル形成領域側
の一部分が他の部分よりも低不純物濃度に設定されたL
DD(Lightly Doped Drain )構造で構成されている。
Field effect transistor Q for memory cell selection
Is mainly composed of a p-type well region 6 used as a channel formation region, a gate insulating film 7, a gate electrode 8 integrated with a word line WL, and a pair of n-type semiconductor regions functioning as a source region or a drain region ( An impurity diffusion region 10 and a pair of n-type semiconductor regions 12 are provided. The pair of n-type semiconductor regions 10 are formed in self-alignment with the gate electrode 8 and the cap insulating film 9 provided on the gate electrode 8, and the pair of n-type semiconductor regions 12 are provided on side walls of the gate electrode 8. It is formed in self-alignment with the sidewall spacer 11. The pair of n-type semiconductor regions 10 is formed with a lower impurity concentration than the pair of n-type semiconductor regions 12. That is, in the memory cell selection field effect transistor Q, a portion of the drain region on the channel forming region side is set to have a lower impurity concentration than other portions.
It has a DD (Lightly Doped Drain) structure.

【0035】ゲート絶縁膜7は例えば酸化シリコン膜で
形成され、ゲート電極8は例えば抵抗値を低減する不純
物として燐(P)が導入された多結晶シリコン膜で形成
されている。キャップ絶縁膜9及びサイドウォールスペ
ーサ11は、例えば絶縁膜4に対して選択性を有する窒
化シリコン膜で形成されている。
The gate insulating film 7 is formed of, for example, a silicon oxide film, and the gate electrode 8 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which phosphorus (P) is introduced as an impurity for reducing the resistance value. The cap insulating film 9 and the side wall spacer 11 are formed of, for example, a silicon nitride film having selectivity with respect to the insulating film 4.

【0036】一対のn型半導体領域12のうちの一方の
n型半導体領域12は、その上層の層間絶縁膜13の表
面から裏面に到達する接続孔14A内に埋め込まれた導
電プラグ15を介して、層間絶縁膜13の表面上を延在
するビット線BLと電気的に接続されている。
One n-type semiconductor region 12 of the pair of n-type semiconductor regions 12 is connected via a conductive plug 15 buried in a connection hole 14A reaching the back surface from the surface of the interlayer insulating film 13 on the upper layer. Are electrically connected to a bit line BL extending on the surface of the interlayer insulating film 13.

【0037】メモリセルMの電荷蓄積用容量素子Cは、
ビット線BLの上層に形成された層間絶縁膜16上に配
置されている。即ち、DRAMはビット線BLの上部に
情報蓄積用容量素子Cを配置したCOB構造で構成され
ている。
The charge storage capacitor C of the memory cell M
It is arranged on an interlayer insulating film 16 formed above the bit line BL. That is, the DRAM has a COB structure in which the information storage capacitor C is arranged above the bit line BL.

【0038】情報蓄積用容量素子Cは、下部電極19、
容量絶縁膜22、上部電極23等を有する構成になって
いる。下部電極19は、例えば抵抗値を低減する不純物
として燐(P)が導入された多結晶シリコン膜で形成さ
れている。上部電極23は、例えばチタンナイトライド
(TiN)膜で形成されている。容量絶縁膜22は、例
えば下部電極19上に形成された酸化防止膜20及びこ
の酸化防止膜20上に形成された多結晶酸化物誘電体膜
21を有する積層膜で形成されている。酸化防止膜20
は、例えば酸窒化シリコン(SiON)膜で形成されて
いる。多結晶酸化物誘電体膜21は、例えば単層の酸化
タンタル(TaxOy)膜で形成されている。
The information storage capacitive element C includes a lower electrode 19,
The structure has a capacitor insulating film 22, an upper electrode 23, and the like. The lower electrode 19 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which phosphorus (P) is introduced as an impurity for reducing a resistance value. The upper electrode 23 is formed of, for example, a titanium nitride (TiN) film. The capacitor insulating film 22 is formed of, for example, a stacked film including an antioxidant film 20 formed on the lower electrode 19 and a polycrystalline oxide dielectric film 21 formed on the antioxidant film 20. Antioxidant film 20
Is formed of, for example, a silicon oxynitride (SiON) film. The polycrystalline oxide dielectric film 21 is formed of, for example, a single-layer tantalum oxide (TaxOy) film.

【0039】下部電極19は、層間絶縁膜16の表面か
ら裏面に到達する接続孔17の内部に埋め込まれた導電
プラグ18及び層間絶縁膜13の表面から裏面に到達す
る接続孔14Bの内部に埋め込まれた導電プラグ15を
介して、一対のn型半導体領域12のうちの他方のn型
半導体領域12と電気的に接続されている。
The lower electrode 19 is embedded in a conductive plug 18 buried inside the connection hole 17 reaching the back surface from the surface of the interlayer insulating film 16 and in a connection hole 14B reaching the back surface from the surface of the interlayer insulating film 13. The conductive plug 15 is electrically connected to the other n-type semiconductor region 12 of the pair of n-type semiconductor regions 12.

【0040】DRAMの読み出し動作は、ワード線WL
を高電圧にしてメモリセル選択用電界効果トランジスタ
Qを「ON状態」にし、ビット線BLで電荷蓄積用容量
素子Cの蓄積電荷量を検出することによって行われる。
書き込み動作はビット線BLで電荷蓄積用容量素子Cに
電荷を蓄積することによって行われる。
The read operation of the DRAM is performed by the word line WL
To a high voltage to turn on the memory cell selecting field effect transistor Q and to detect the amount of charge stored in the charge storage capacitor C on the bit line BL.
The write operation is performed by accumulating charge in the charge storage capacitor C on the bit line BL.

【0041】本実施形態1のDRAMにおいては、図1
9に示すエッチング残り部61及び図20に示す異物6
2によるショート不良箇所等を検出するための外部印加
用回路が、図1に示すようにワード線選択回路に組み込
まれるように設けられている。
In the DRAM of Embodiment 1, FIG.
9 and the foreign matter 6 shown in FIG.
An external application circuit for detecting a short-circuit failure position or the like due to the second circuit 2 is provided so as to be incorporated in the word line selection circuit as shown in FIG.

【0042】図6はメモリセルアレイ25A、ワード線
選択回路30、ビット線選択回路40等を含む図であ
る。読み出し動作の場合について図6を参照しながら説
明する。
FIG. 6 is a diagram including the memory cell array 25A, the word line selection circuit 30, the bit line selection circuit 40, and the like. The case of the read operation will be described with reference to FIG.

【0043】ワード線選択信号の組み合わせによりワー
ド線選択回路30において、1本のワード線が選択され
Highになる。選択されたワード線に接続されたメモリセ
ル選択用電界効果トランジスタQがONし、電荷蓄積用
容量素子Cの蓄積電荷がビット線電位を変化させ、一対
のビット線同士に電位差が生じる。この電位差はセンス
アンプで増幅され、さらに大きくなる。
One word line is selected in the word line selection circuit 30 by a combination of word line selection signals.
High. The memory cell selection field effect transistor Q connected to the selected word line is turned on, the charge stored in the charge storage capacitor C changes the bit line potential, and a potential difference occurs between the pair of bit lines. This potential difference is amplified by the sense amplifier and further increased.

【0044】一方、ビット線選択信号の組み合わせによ
り、ビット線選択回路40において一対のビット線が選
択され、カラムスイッチがONする。選択されたビット
線の電位はONしたカラムスイッチを介して共通ビット
線に伝達される。共通ビット線の電位は図示されない出
力バス信号に伝達され、出力バッファ回路に入力され
る。
On the other hand, a pair of bit lines is selected in the bit line selection circuit 40 by a combination of the bit line selection signals, and the column switch is turned on. The potential of the selected bit line is transmitted to the common bit line via the ON column switch. The potential of the common bit line is transmitted to an output bus signal (not shown) and input to an output buffer circuit.

【0045】なお、この回路図では相補性ビットライン
のビット線をY0 〜Yn (ここではn=3)で示し、一
方をデータ値としてTで表し、他方をその反転データ値
としてBで表す。また、ワード線選択信号をX0B
nB,X0T〜XnTとし、ワード線アドレスをX0 〜X
n-1 で示す。
In this circuit diagram, bit lines of complementary bit lines are represented by Y 0 to Y n (here, n = 3), one of which is represented by T as a data value, and the other is represented by B as its inverted data value. Represent. Also, the word line selection signal is set to X 0B ~
X nB , X 0T to X nT , and the word line address is X 0 to X
Indicated by n-1 .

【0046】ワード線選択回路は、一般的には図1に示
すように、各アドレスA0 ( X0 )〜An ( Xn ) を構
成するパッド55にはインバータ(I1,I2,I3,I4 )
が直列に接続され、このインバータ(I1,I2,I3,I4
)からワード線選択信号X0T〜XnTが出力される。ま
た、インバータI2 とインバータI3 との間のノードF
にインバータI5 が接続され、このインバータI5 から
ワード線選択信号X0B〜XnBが出力される。これらのワ
ード線選択信号は図6に示すように、3入力のANDを
介して各ワード線X0 〜Xn-1 に出力され、メモリセル
のMOSFETのゲート電極に印加される。
As shown in FIG. 1, the word line selection circuit generally includes inverters (I1, I2, I3, and I3) at pads 55 constituting each address A 0 (X 0 ) to An (X n ). I4)
Are connected in series, and the inverters (I1, I2, I3, I4
) Outputs word line selection signals X 0T to X nT . The node F between the inverter I2 and the inverter I3
Inverter I5 is connected, a word line selection signal X 0B to X nB is output from the inverter I5 on. These word line selection signal as shown in FIG. 6, is output through the AND of 3 inputs to each word line X 0 ~X n-1, is applied to the gate electrode of the MOSFET of the memory cell.

【0047】以上の回路構成が従来構成であるが、本実
施形態1では前述のようにパッドTEST1,パッドTEST2,パ
ッドTEST3 が設けられている。また、各アドレスA0 (
0) 〜An ( Xn ) においては、インバータI4 と出
力側のノードGとインバータI5 の出力側のノードHと
の間に、NMOSとPMOSで構成されるトランスファ
スイッチST1を接続し、インバータI5 とインバータI
5 の出力側のノードHとの間にトランスファスイッチS
T2を挿入接続し、トランスファスイッチST1のPMOS
のゲート電極とトランスファスイッチST2のNMOSの
ゲート電極をノードJで接続し、トランスファスイッチ
T1のNMOSのゲート電極とトランスファスイッチS
T2のPMOSのゲート電極をノードKで接続した構成に
なっている。また、パッドTEST1 〜TEST3 とノードJと
の間にインバータI6 を接続するとともに、パッドTEST
1 〜TEST3 とインバータI6 との間のノードLとノード
Kを接続した構成になっている。
The above circuit configuration is a conventional configuration. In the first embodiment, the pads TEST1, TEST2, and TEST3 are provided as described above. Further, each address A 0 (
X 0) in ~A n (X n), between the inverter I4 and the node H of the output side of the output side of the node G and the inverter I5, connect the configured transfer switch S T1 in NMOS and PMOS, Inverter I5 and Inverter I
5 between the transfer switch S and the node H on the output side.
The T2 inserted and connected, PMOS of the transfer switch S T1
The gate electrode of the NMOS gate electrode and the transfer switch S T2 is connected at node J, the transfer switch S T1 of NMOS gate electrode and the transfer switch S
The gate electrode of the PMOS of T2 is connected at the node K. Further, the coupling an inverter I 6 between the pad TEST1 ~TEST3 and node J, pads TEST
It has become the connection configuration of the node L and a node K between 1 ~TEST3 and the inverter I 6.

【0048】パッドTEST1 はアドレスA0 ( X0 ) のノ
ードLに接続され、パッドTEST2 はアドレスA1 ( X
1 ) のノードLに接続され、パッドTEST3 はアドレスA
2 ( X 2 ) 〜An ( Xn ) のノードLに接続されてい
る。
The pad TEST1 has the address A0 (X0 ) No
The pad TEST2 is connected to the address A1 (X
1 ), And the pad TEST3 is connected to the address A
Two (X Two ) To An (Xn ) Node L
You.

【0049】このような回路では、通常動作時はパッド
TEST1 〜TEST3 に印加する信号を低電位(Low )にして
ワード線を1本だけ(高電位:High)に選択する。
In such a circuit, during normal operation, the pad
The signals applied to TEST1 to TEST3 are set to a low potential (Low), and only one word line (high potential: High) is selected.

【0050】次に、DRAMの電気特性検査について説
明する。特性検査は図8に示すウエハ70の状態で行わ
れる。四角の部分がそれぞれDRAM50である。図9
はウエハ70の一部を模式的に示した平面図であり、図
3と同様にパッドA0〜A11、パッドVcc,Vssやパ
ッドTEST1 〜TEST3 を含むパッド55が明示されてい
る。特性検査では、これらのパッド55に測定装置のプ
ローブを接触させ、それぞれ所定の電位を印加して検査
が行われる。また、バーインテストでは所定時間所定の
電位が印加される。
Next, the inspection of the electrical characteristics of the DRAM will be described. The characteristic inspection is performed in the state of the wafer 70 shown in FIG. Each square portion is a DRAM 50. FIG.
FIG. 3 is a plan view schematically showing a part of the wafer 70, in which pads A0 to A11, pads Vcc and Vss, and pads 55 including pads TEST1 to TEST3 are clearly shown as in FIG. In the characteristic inspection, a probe of a measuring device is brought into contact with these pads 55, and an inspection is performed by applying a predetermined potential to each. In the burn-in test, a predetermined potential is applied for a predetermined time.

【0051】本実施形態1によるエッチング残り部や異
物付着によるメモリセル不良の検査は、通常行われるバ
ーインテストの前に行われ、メモリセルに選択的に高電
位“1”を掛ける加速試験によってショート不良箇所を
明瞭にしようとするものである。即ちテストは、図11
及び図15のフローチャートで示すテスト段階(ステッ
プ:S)に従って行われる。そして、図11に示すフロ
ーチャートでの電圧印加は第1の電圧印加手段で行わ
れ、図15に示すフローチャートでの電圧印加は第2の
電圧印加手段で行われる。
The inspection of the memory cell failure due to the remaining portion of the etching and the adhesion of the foreign matter according to the first embodiment is performed before the usual burn-in test, and is short-circuited by an acceleration test for selectively applying a high potential "1" to the memory cell. The purpose is to clarify the defective part. That is, the test is performed as shown in FIG.
The test is performed in accordance with the test stage (step: S) shown in the flowchart of FIG. The voltage application in the flowchart shown in FIG. 11 is performed by the first voltage application unit, and the voltage application in the flowchart shown in FIG. 15 is performed by the second voltage application unit.

【0052】ここでは、第1の電圧印加手段による不良
検査と、第2の電圧印加手段による不良検査と分けて説
明するが、これに限定されるものではない。
Here, the defect inspection by the first voltage applying unit and the defect inspection by the second voltage applying unit will be described separately, but the present invention is not limited to this.

【0053】第1の電圧印加手段による不良検査は図1
1に示すように、S101により開始する。S101で
は、図8及び図9に示すウエハ70が用意される。
The defect inspection by the first voltage applying means is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the process starts with S101. In S101, the wafer 70 shown in FIGS. 8 and 9 is prepared.

【0054】次に、テストモードで偶数番目のワード線
(X0 ,X2 ,…Xm-1 )を選択し(S102)、Yア
ドレス(Y0 〜Ym )を選択し低電位として“0”を書
き込む(S103)。また、奇数番目のワード線(X
1 ,X3 ,…Xm )を選択し(S104)、Yアドレス
(Y0 〜Ym )を選択し高電位として“1”を書き込む
(S105)。
Next, in the test mode, the even-numbered word lines (X 0 , X 2 ,..., X m-1 ) are selected (S 102), and the Y address (Y 0 to Y m ) is selected, and a low potential is set. "0" is written (S103). The odd-numbered word lines (X
1, X 3, ... X m ) and select (S104), selects the Y address (Y 0 to Y m) writes "1" as the high potential (S105).

【0055】図1の回路において、TEST1 信号をLow に
し、TEST2 信号とTEST3 信号をHighにする。ワード線選
択アドレスA0 ( X0 ) は奇数番目のワード線X0 ,X
2 ,X4 ,…Xm-1 を選択するときはHighとし、偶数番
目のワード線X1 ,X3 ,X 5 ,…Xm を選択するとき
はLow とする。この際、その他のアドレスA1 ( X1)
〜Am ( Xm ) はHighを入力し、(X1T,X1B),(X
2T,X2B),…,(X mT,XmB)にはHighが出力される
ようにしておく。
In the circuit of FIG. 1, the TEST1 signal is set to Low.
Then, set the TEST2 and TEST3 signals to High. Word line selection
Alternative address A0 (X0 ) Is the odd-numbered word line X0 , X
Two , XFour , ... Xm-1 High when selecting
Eye word line X1 , XThree , X Five , ... Xm When selecting
Is Low. At this time, the other address A1 (X1)
~ Am (Xm ) Inputs High and (X1T, X1B), (X
2T, X2B), ..., (X mT, XmB) Is output High
So that

【0056】S103により、メモリセルの容量値は、
矢印の先に示す図11の左側の表のように、X0 ,X
2 ,X4 ,…Xm-1 では容量値は“0”になり、S10
5により、メモリセルの容量値は、矢印の先に示す図1
1の左側の表のように、X1 ,X3 ,X5 ,…Xm では
容量値は“1”になり、X0 ,X2 ,X4 ,…Xm-1
は“0”を維持する。
According to S103, the capacitance value of the memory cell becomes
As in the left side of the table of Figure 11 shown at the destination of the arrow, X 0, X
2, X 4, ... capacitance value in X m-1 becomes "0", S10
5, the capacitance value of the memory cell is changed to the value shown in FIG.
As one of the left side of the table, X 1, X 3, X 5, ... X capacitance value in m becomes "1", X 0, X 2, X 4, and ... X m-1 In "0" maintain.

【0057】前記S105の高電位印加によって、図1
8のショート発生体60があるメモリセル部分(不良化
したメモリセル)では不良が加速化されてその後の機能
検査(ファンクションテスト)で確実に検出できる不良
に変換することになる。
By applying the high potential in S105, FIG.
In the memory cell portion (the defective memory cell) where the 8 short-circuit generators 60 are located, the failure is accelerated and converted into a failure that can be reliably detected in a subsequent function test.

【0058】次に、アドレス( X0 ,Y0 ) 〜(Xm
m ) から順次容量値を読み出し(S106)、判定を
行い(S107)、終了する(S108)。
Next, addresses (X 0 , Y 0 ) to (X m ,
Y m ), the capacitance value is sequentially read (S106), a determination is made (S107), and the process ends (S108).

【0059】S107の判定では、メモリセルの容量値
は、分岐した矢印の先に示す図11の左側の表のように
なる。上の表では、Y0 におけるX0 ,X1 が共に
“0”となり、ショート不良状態であることが分かる。
この状態は同一Yアドレス、隣接Xアドレス間のリーク
パスA(ショート不良)であり、回路的には図13に示
すショート不良であり、メモリセルのレイアウトでは図
12に示す状態である。
In the determination of S107, the capacitance value of the memory cell is as shown in the table on the left side of FIG. In the table above, X 0 and X 1 in Y 0 are both “0”, which indicates that a short circuit has occurred.
This state is a leak path A (short defect) between the same Y address and adjacent X address, a short circuit shown in FIG. 13 in terms of circuit, and a state shown in FIG. 12 in the layout of the memory cell.

【0060】下の表では、(X0 ,Y0 )のメモリセル
部分と(X1 ,Y1 )のメモリセル部分のリークパスB
であり、回路的には図14に示すショート不良であり、
メモリセルのレイアウトでは図10及び図12に示す状
態である。このリークパスBは隣接Yアドレス、隣接ア
ドレス間のリーク(ショート不良)である。
In the table below, the leak path B between the memory cell portion of (X 0 , Y 0 ) and the memory cell portion of (X 1 , Y 1 )
The short circuit shown in FIG.
The layout of the memory cell is as shown in FIGS. The leak path B is a leak (short defect) between the adjacent Y address and the adjacent address.

【0061】この第1の電圧印加手段による不良検査に
よって、図10及び図12に示すように、隣接する行方
向及び列方向のリークパス(ショート不良)の検出が達
成できる。なお、図10及び図12はメモリセルにおけ
る各電位ノードを楕円又は角を丸くした長方形で示した
ものである。また、薄黒の電位ノード部分は高電位部分
であり、白い電位ノード部分は低電位部分である。ま
た、これらHigh電位ノード及びLow 電位ノードは、図7
において二つ並んで示された情報(電荷)蓄積用容量素
子Cの一方の下部電極19と他方の下部電極19であ
る。従って、図19に示すエッチング残り部61や図3
0に示す異物62が存在する不良メモリセルが存在する
場合、これら不良メモリセルは、電圧印加によって加速
進行する。
By the defect inspection by the first voltage applying means, as shown in FIGS. 10 and 12, the detection of the leak path (short defect) in the adjacent row direction and column direction can be achieved. FIGS. 10 and 12 show each potential node in the memory cell as an ellipse or a rectangle with rounded corners. The light black potential node portion is a high potential portion, and the white potential node portion is a low potential portion. The High potential node and the Low potential node are shown in FIG.
Are one lower electrode 19 and the other lower electrode 19 of the information (charge) storage capacitance element C shown side by side. Therefore, the remaining etching portion 61 shown in FIG.
When there are defective memory cells in which the foreign matter 62 shown as 0 exists, these defective memory cells accelerate by the application of a voltage.

【0062】次に、第2の電圧印加手段による不良検査
について図15乃至図17を参照しながら説明する。S
201による開始後、テストモードで2本毎2本置きに
ワード線(X0 ,X1 ,X4 ,X5 ,…,Xm-3 ,X
m-2 )を選択し(S202)、Yアドレス(Y0 〜Y
m )を選択し“0”を書き込む(S203)。また、残
りのワード線(X2 ,X3 ,X6 ,X7 ,…,Xm-1
m )を選択し(S204)、Yアドレス(Y0 〜Y
m )を選択し“1”を書き込む(S205)。
Next, the defect inspection by the second voltage applying means will be described with reference to FIGS. S
After the start by 201, every other two word lines (X 0 , X 1 , X 4 , X 5 ,..., X m-3 , X
m-2) select (S202), Y address (Y 0 to Y
m ) and write "0" (S203). The remaining word lines (X 2 , X 3 , X 6 , X 7 ,..., X m-1 ,
X m) and select (S204), Y address (Y 0 to Y
m ) and write "1" (S205).

【0063】図1の回路において、TEST2 信号をLow に
し、TEST1 信号とTEST3 信号をHighにする。ワード線選
択アドレスA1 ( X1 ) はワード線X0 ,X1 ,X4
5,…,Xm-3 ,Xm-2 を選択するときはHighとし、
ワード線X2 ,X3 ,X6 ,X7 ,…,Xm-1 ,Xm
選択するときはLow とする。この際、その他のアドレス
0 ( X0 ) ,2 ( X2 ) ,…, 〜Am ( Xm ) は
Highを入力し、X0T,X0B),(X2T,X2B),…,
(XmT,XmB)にはHighが出力されるようにしておく。
In the circuit of FIG. 1, the TEST2 signal is set to Low, and the TEST1 and TEST3 signals are set to High. The word line selection address A 1 (X 1 ) corresponds to the word lines X 0 , X 1 , X 4 ,
When selecting X 5 ,..., X m-3 , X m-2 , set High.
When selecting the word lines X 2 , X 3 , X 6 , X 7 ,..., X m−1 , X m , it is set to Low. At this time, the other addresses A 0 (X 0 ) , A 2 (X 2 ),..., ~ A m (X m )
High is input, and X 0T , X 0B ), (X 2T , X 2B ) ,.
High is output to (X mT , X mB ).

【0064】S203により、メモリセルの容量値は、
矢印の先に示す図15の左側の表のように、2本毎2本
置きのアドレスX0 ,X1 ,X4 ,X5 ,…,Xm-3
m- 2 では容量値は“0”になり、S205により、残
りのアドレスの容量値は、矢印の先に示す図15の左側
の表のように、X2 ,X3 ,X6 ,X7 ,…,Xm-1
m では容量値は“1”になる。従って、このS205
の高電位印加によって、図18のショート発生体60が
あるメモリセル部分(不良化したメモリセル)では不良
が加速化されてその後の機能検査(ファンクションテス
ト)で確実に検出できる不良に変換することになる。
According to S203, the capacitance value of the memory cell becomes
As shown in the table on the left side of FIG. 15 at the end of the arrow, every third address X 0 , X 1 , X 4 , X 5 ,..., X m-3 ,
At X m− 2 , the capacitance value becomes “0”. At S 205, the capacitance values of the remaining addresses become X 2 , X 3 , X 6 , X 6 as shown in the table on the left side of FIG. 7 ,…, X m-1 ,
At Xm , the capacitance value becomes "1". Therefore, this S205
The high potential application accelerates the defect in the memory cell portion (the defective memory cell) where the short-circuit generator 60 shown in FIG. 18 is located, and converts the defect into a defect that can be reliably detected in a subsequent function test (function test). become.

【0065】次に、アドレス( X0 ,Y0 ) 〜(Xm
m ) から順次容量値を読み出し(S206)、判定を
行い(S207)、終了する(S208)。
Next, addresses (X 0 , Y 0 ) to (X m ,
Y m) sequentially reads the capacitance value from (S206), the determination was carried out (S207), and ends (S208).

【0066】S207の判定では、メモリセルの容量値
は、分岐した矢印の先に示す図15の左側の表のように
なる。この表では、(X2 ,Y1 )が“1”であるはず
であるべきところ“0”になっていることから、これは
(X0 ,Y0 )との間のリークパスD(ショート不良)
であることが、図16のメモリセルのレイアウトから分
かる。このリークパスDは回路的には図17に示すショ
ート不良であり、隣接Yアドレス、1つ挟んだXアドレ
ス間のリークパス(ショート不良)である。従って、第
2の電圧印加手段による検査では、図16からも分かる
ように隣接する斜め方向ののメモリセル部分間のショー
ト不良の検出が可能になる。
In the determination in S207, the capacitance value of the memory cell is as shown in the left table of FIG. In this table, since (X 2 , Y 1 ) is supposed to be “1” and is “0”, this is the leak path D (short fault) between (X 0 , Y 0 ). )
It can be seen from the layout of the memory cell in FIG. The leak path D is a short circuit shown in FIG. 17 in terms of a circuit, and is a leak path (short circuit) between an adjacent Y address and one sandwiched X address. Therefore, in the inspection by the second voltage applying means, as can be seen from FIG. 16, it is possible to detect a short-circuit failure between adjacent memory cell portions in the oblique direction.

【0067】第1及び第2の電圧印加手段による不良検
査を行うことによって、整列配置されたメモリセルの隣
接する行方向,列方向及び斜め方向のショート不良の有
無が検出できる。即ち図18に示すショート発生体60
等に起因するショート不良の有無を隣接するメモリセル
全体との間で確実に検出することができる。
By performing the defect inspection by the first and second voltage applying means, it is possible to detect the presence or absence of short-circuit defects in the row, column, and diagonal directions adjacent to the aligned memory cells. That is, the short generator 60 shown in FIG.
It is possible to reliably detect the presence / absence of a short-circuit failure due to the above-mentioned factors between the entire adjacent memory cells.

【0068】この第1及び第2の電圧印加手段による特
性検査後に、ファンクション試験を行い、DRAMの検
査を終了する。
After the characteristic inspection by the first and second voltage applying means, a function test is performed, and the inspection of the DRAM is completed.

【0069】本実施形態1によれば、(1)本実施形態
1の半導体装置(DRAM50)は、簡素な外部印加用
回路を用いて行う第1の電圧印加手段を用いる電圧印加
によって各メモリセルは隣接する行方向及び列方向のメ
モリセルと異なる電位に設定できるとともに、第2の電
圧印加手段を用いる電圧印加によって各メモリセルは隣
接する斜め方向のメモリセルと異なる電位に設定できる
ことから、各メモリセルは周囲全てのメモリセルと異な
る電位に設定できることになる。従って、これら電圧印
加によって隣接するメモリセルとのエッチング残り部や
異物付着等に起因するショート不良を確実に検出するこ
とができる。
According to the first embodiment, (1) In the semiconductor device (DRAM 50) of the first embodiment, each memory cell is applied by applying a voltage using the first voltage applying means using a simple external application circuit. Can be set to a different potential from the adjacent memory cells in the row and column directions, and each memory cell can be set to a different potential from the adjacent diagonal memory cells by applying a voltage using the second voltage applying means. The memory cell can be set to a different potential from all the surrounding memory cells. Accordingly, by applying these voltages, a short circuit failure due to an unetched portion or a foreign substance attached to an adjacent memory cell can be reliably detected.

【0070】(2)本発明の半導体装置は、簡素な第1
の電圧印加手段及び第2の電圧印加手段を有するもので
あることから、その手段を構成するトランジスタの数が
少なくなり、半導体装置の面積が小さくなる。従って半
導体装置の製造において、一枚のウエハから取得する半
導体装置の数も多くなり、半導体装置の製造コストを軽
減することができる。
(2) The semiconductor device of the present invention has a simple first
And the second voltage applying means, the number of transistors constituting the means is reduced, and the area of the semiconductor device is reduced. Therefore, in the manufacture of a semiconductor device, the number of semiconductor devices obtained from one wafer increases, and the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

【0071】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形
態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
The invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say.

【0072】以上において本発明をDRAMに適用した
例について説明したが、本発明は他の半導体装置に対し
ても適用でき同様の効果を有する。本発明は、容量素子
を含む回路構成のデジタル回路又はアナログ回路を有す
る半導体集積回路装置に適用することができる。また、
本発明は、容量素子を含むDRAM、SRAM、フラッ
シュメモリ等の記憶回路を有する半導体集積回路装置に
適用することができる。
Although the example in which the present invention is applied to a DRAM has been described above, the present invention can be applied to other semiconductor devices and has similar effects. The present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit device having a digital circuit or an analog circuit having a circuit configuration including a capacitor. Also,
The present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit device having a storage circuit including a capacitor, such as a DRAM, an SRAM, or a flash memory.

【0073】[0073]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0074】(1)ショート不良を含む隣接する情報蓄
積用容量素子C間の不良検出を簡素な選択的電圧印加用
回路を用いた第1の電圧印加手段及び第2の電圧印加手
段を用いることによって容易かつ正確に検出できる。
(1) Use of a first voltage applying means and a second voltage applying means using a simple selective voltage applying circuit for detecting a defect between adjacent information storage capacitance elements C including a short-circuit defect. Can be easily and accurately detected.

【0075】(2)簡素な選択的電圧印加用回路付きの
半導体装置は、電圧印加用回路を構成するトランジスタ
の数を少なくでき半導体装置の面積を小さくできる。従
って半導体装置の製造において、一枚のウエハから取得
する半導体装置の数も多くなり、半導体装置の製造コス
トを軽減することができる。
(2) In a semiconductor device with a simple selective voltage application circuit, the number of transistors constituting the voltage application circuit can be reduced, and the area of the semiconductor device can be reduced. Therefore, in the manufacture of a semiconductor device, the number of semiconductor devices obtained from one wafer increases, and the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態(実施形態1)である半導
体装置(DRAM)の一部の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a part of a semiconductor device (DRAM) according to an embodiment (Embodiment 1) of the present invention.

【図2】本実施形態1のパッケージ状態のDRAMを示
す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the DRAM in a package state according to the first embodiment;

【図3】本実施形態1のDRAM(半導体チップ)を示
す模式的平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view showing a DRAM (semiconductor chip) of the first embodiment.

【図4】前記半導体チップの模式的平面図である。FIG. 4 is a schematic plan view of the semiconductor chip.

【図5】本発明の実施形態1であるDRAMの一部を示
す等価回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a part of the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図6】図1の回路に繋がるDRAMの一部を示す等価
回路図である。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram showing a part of a DRAM connected to the circuit of FIG. 1;

【図7】本発明の実施形態1であるDRAMの模式的断
面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view of the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図8】本実施形態1の半導体装置が形成されたウエハ
を示す模式的平面図である。
FIG. 8 is a schematic plan view showing a wafer on which the semiconductor device of the first embodiment is formed.

【図9】前記ウエハ状態での半導体装置部分を示す模式
的平面図である。
FIG. 9 is a schematic plan view showing a semiconductor device portion in the wafer state.

【図10】本実施形態1の半導体装置のテスト方法にお
ける良否検出可能なメモリセル関係を示す模式図であ
る。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the relationship between memory cells that can be tested for pass / fail in the semiconductor device test method according to the first embodiment.

【図11】本実施形態1の半導体装置のテスト方法の前
半工程を示すフローチャートと書き込み時の容量値を示
す表である。
FIG. 11 is a flowchart showing a first half of a test method of the semiconductor device according to the first embodiment and a table showing capacitance values at the time of writing;

【図12】前記前半工程で検出できるメモリセル不良を
示す模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a memory cell defect that can be detected in the first half of the process.

【図13】前記前半工程で検出できるメモリセル不良部
分を示す回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a memory cell defective portion that can be detected in the first half step.

【図14】前記前半工程で検出できるメモリセル不良部
分を示す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a memory cell defective portion that can be detected in the first half step.

【図15】本実施形態1の半導体装置のテスト方法の後
半工程を示すフローチャートと書き込み時の容量値を示
す表である。
FIG. 15 is a flowchart showing the latter half of the test method of the semiconductor device of the first embodiment and a table showing the capacitance value at the time of writing.

【図16】前記後半工程で検出できるメモリセル不良を
示す模式図である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing a memory cell defect that can be detected in the latter half of the process.

【図17】前記前半工程で検出できるメモリセル不良部
分を示す回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a memory cell defective portion that can be detected in the first half step.

【図18】情報蓄積用容量素子Cの電極間のショート不
良状態を示すメモリセルの一部の模式的平面図である。
FIG. 18 is a schematic plan view of a part of a memory cell showing a short-circuit failure state between electrodes of an information storage capacitive element C;

【図19】エッチング残りによるショート不良状態を示
す容量部分の模式的断面図である。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a capacitor portion showing a short-circuit failure state due to residual etching.

【図20】異物付着によるショート不良状態を示す容量
部分の模式的断面図である。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of a capacitance portion showing a short-circuit failure state due to foreign matter adhesion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…p型半導体基板、2…溝、3…絶縁膜、4…絶縁
膜、5…n型ウエル領域、6…p型ウエル領域、7…ゲ
ート絶縁膜、8…ゲート電極、9…キャップ絶縁膜、1
0…n型半導体領域、11…サイドウォールスペーサ、
12…n型半導体領域、13…層間絶縁膜、14A,1
4B…接続孔、15…導電プラグ、16…層間絶縁膜、
17…接続孔、18…導電プラグ、19…下部電極、2
0…酸化防止膜、21…多結晶酸化物誘電体膜、22…
容量絶縁膜、23…上部電極、25…メモリアレイ群、
25A…メモリアレイ、26…領域、30…ワード線選
択回路、40…ビット線選択回路、50…DRAM、5
1…半導体チップ、55…パッド、57…パッケージ、
58…リード、60…ショート発生体、61…エッチン
グ残り部、62…異物、70…ウエハ、A0 ( X0 ) 〜
n ( Xn ) …アドレス、A,B,D…リークパス、C
…電荷蓄積用容量素子、F,G,H,J,K,L…ノー
ド、I1 , I2 , I3 , I4 ,I6 …インバータ、M…
メモリセル、Q…メモリセル選択用電界効果トランジス
タ、ST1,ST2…トランスファスイッチ、TEST1 , TEST
2 , TEST3 …パッド、X0 〜Xn-1 …ワード線アドレ
ス、X0B〜XnB,X0T〜XnT…ワード線選択信号、Y0
〜Yn …ビット線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... p-type semiconductor substrate, 2 ... groove | channel, 3 ... insulating film, 4 ... insulating film, 5 ... n-type well region, 6 ... p-type well region, 7 ... gate insulating film, 8 ... gate electrode, 9 ... cap insulation Membrane, 1
0 ... n-type semiconductor region, 11 ... sidewall spacer,
12 ... n-type semiconductor region, 13 ... interlayer insulating film, 14A, 1
4B: connection hole, 15: conductive plug, 16: interlayer insulating film,
17 connection hole, 18 conductive plug, 19 lower electrode, 2
0: antioxidant film, 21: polycrystalline oxide dielectric film, 22:
Capacitance insulating film, 23: upper electrode, 25: memory array group,
25A: memory array, 26: area, 30: word line selection circuit, 40: bit line selection circuit, 50: DRAM, 5
1: semiconductor chip, 55: pad, 57: package,
58 ... lead, 60 ... short generator, 61 ... etching residue portion, 62 ... foreign body, 70 ... wafer, A 0 (X 0) ~
An ( Xn ) ... address, A, B, D ... leak path, C
... charge storage capacitor, F, G, H, J , K, L ... node, I1, I2, I3, I4 , I 6 ... inverter, M ...
Memory cell, Q ... for memory cell selection field effect transistor, S T1, S T2 ... transfer switch, TEST1, TEST
2, TEST3 ... pad, X 0 ~X n-1 ... word line address, X 0B ~X nB, X 0T ~X nT ... word line selection signal, Y 0
~Y n ... bit line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 敏幸 秋田県南秋田郡天王町天王字長沼64 アキ タ電子株式会社内 Fターム(参考) 2G032 AA07 5F083 AD10 AD42 AD48 AD49 AD60 GA25 JA06 JA19 JA40 LA04 LA05 LA30 MA03 MA06 MA17 MA20 ZA20 5L106 AA01 DD35 EE02 FF01 GG00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Toshiyuki Suzuki 64 Nagano Numa, Tenno-cho, Tenno-cho, Minami-Akita-gun Akita Electronics Co., Ltd. MA03 MA06 MA17 MA20 ZA20 5L106 AA01 DD35 EE02 FF01 GG00

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 並列に行方向に沿って配置される複数の
ワード線と、前記ワード線に直交する列方向に沿って配
置される複数のビット線と、前記ワード線と前記ビット
線が交差する部分に設けられるメモリセルとからなるメ
モリセルアレイを有し、前記メモリセルは王冠構造の情
報蓄積用容量素子と、前記情報蓄積用容量素子に直列に
接続されるメモリセル選択用MISFETで構成されて
なる半導体装置であって、前記各メモリセルが隣接する
行方向及び列方向のメモリセルと異なる電位に印加でき
る第1の電圧印加手段と、前記各メモリセルが隣接する
斜め方向のメモリセルと異なる電位に印加できる第2の
電圧印加手段とを有することを特徴とする半導体装置。
1. A plurality of word lines arranged in a row direction in parallel, a plurality of bit lines arranged in a column direction orthogonal to the word lines, and the word lines and the bit lines intersect. A memory cell array including a memory cell provided at a portion where the information storage capacitor is formed. A first voltage applying means capable of applying each memory cell to a potential different from that of an adjacent memory cell in a row direction and a column direction; and And a second voltage applying means capable of applying different potentials.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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