JP2002230995A - 半導体記憶装置およびそのウェハーテスト方法 - Google Patents
半導体記憶装置およびそのウェハーテスト方法Info
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Abstract
間を調整して、異常なメモリーセルを有するチップをウ
ェハーテストで取り除く。 【解決手段】 遅延回路400またはATD発生回路2
00に電圧を供給する第2の電源端子Vcc2を、半導
体記憶装置を構成する他の回路に電圧を供給する第1の
電源端子Vcc1とは別に設ける。第2の電源端子Vc
c2の電圧に応じて遅延パルス幅を調整して動作テスト
を行う。
Description
よびそのウェハーテスト方法に関し、特に、容易な方法
でテストを行うことができる半導体記憶装置およびその
ウェハーテスト方法に関する。
部回路の動作タイミングを制御する遅延信号を調整する
ために、例えば特開平2−91900号公報や特開平2
−206087号公報に開示されているように、外部入
力端子から入力される電圧レベルを変化させる方法が知
られている。
圧レベルを変化させて遅延時間を調整する方法の一例に
ついて、図6を参照しながら説明する。図6は、従来の
SRAMの概略構成を説明するためのブロック図であ
る。
/制御信号回路100と、ATD(アドレス トランジ
ション ディテクタ)発生回路200と、ロウ・カラム
デコーダ回路300と、遅延回路(タイミング回路)4
00と、メモリーセルアレイ500と、センスアンプ回
路600と、出力バッファ回路700と、遅延時間調整
回路800とを備えており、これらが電源端子Vccに
接続されている。
ると、アドレス変化が入力バッファ回路100からノー
ド1を介してATD発生回路200に入力され、ATD
発生回路200ではアドレスが変化したことを知らせる
信号(ATD信号)を生成する。このATD信号はノー
ド2を介して遅延回路400に入力され、遅延回路40
0ではATD信号から遅延信号を生成する。遅延信号は
ノード3を介してセンスアンプ回路600に入力される
と共に、ノード4を介して出力バッファ回路700に出
力される。
ネーブル)入力、OE(アウトプットイネーブル)入力
等が入力され、OE入力の場合には御信号回路100で
生成した制御信号がノード7を介して出力バッファ回路
に入力され、出力バッファ回路700が制御される。
ドレス情報は、ノード8を介してロウ・カラムデコーダ
回路300に入力され、ロウ信号およびカラム信号が生
成された後、ノード9を介してメモリーセルアレイ50
0に入力される。
リーセルから構成されており、ロウ・カラムデコーダ3
00で生成されたロウ信号およびカラム信号に一致した
メモリーセルが選択され、ノード11を介してメモリー
セルの情報が読み出されて、センスアンプ600に入力
される。
報により”0”または”1”を判定し、これがノード1
2を介して出力バッファ700に入力され、出力バッフ
ァ700からデータが出力される。
整するために設けられているものであり、外部入力端子
からノード5を介して供給される電圧レベルに応じて調
整信号を生成する。この調整信号がノード6を介して遅
延回路400に入力されることにより、遅延信号のタイ
ミングが調整される。
ための回路図であり、ここではビット線プリチャージ回
路10、メモリーセル20およびセンスアンプ回路30
を示している。このプリチャージ回路10は、ビット線
BLおよびBLバーの電位をイコライズ信号EQ1がL
oレベルの間にVccレベルにプリチャージするために
設けられている。また、図8は図7の動作タイミングお
よびビット線BLおよびBLバーの電位変化を説明する
ための波形図である。ここでは、メモリーセル20のノ
ードN1にGNDレベル(0V)、ノードN2にVcc
レベル(Vcc)が書き込まれており、”0”のデータ
が読み出されるものとして説明を行う。
ット線プリチャージ回路10およびセンスアンプ回路3
0に与えられるイコライズ信号EQ1およびEQ2がイ
ネーブル(Loレベル)になることによりビット線BL
およびBLバーがt0からt3の時間、Vccレベルに
プリチャージされる。
メモリーセル20に与えられるワード線駆動信号WLが
Highレベルに立ち上がり、メモリーセル20のトラ
ンジスタQ1およびQ2がしきい値電圧VthNに達し
た時点で導通し、メモリーセル20からインバータI1
およびI2により記憶されたデータがビット線BLおよ
びBLバーに読み出される。
路10によりVccレベルまでプリチャージされている
が、メモリーセル20のノードN1がGNDレベル(0
V)であるため、電荷移動によりビット線BLの電位が
低下する。一方、ビット線BLバーは、メモリーセル2
0のノードN2がVccレベル(Vcc)であるため、
プリチャージされたVccレベルを保持する。なお、ビ
ット線電位の低下速度は、インバータI2を構成するN
chトランジスタのドライブ電流能力とビット線BLに
接続されているジャンクション容量などで決まるため、
ビット線電位の低下速度は比較的遅いものになる。
アンプ回路30に与えられるセンスアンプ駆動信号(セ
ンス開始信号)SAEがHighレベルになり、センス
アンプ回路30がセンス動作を開始する。センスアンプ
回路30はビット線BLとBLバーの電位レベルを比較
し、この例ではセンスアンプ出力SAOUTにGNDレ
ベルが出力される。
回路30において、安定した読出し動作を行うために
は、ビット線BLの電位が可能な限り低下した時点でセ
ンス動作を開始させるのが望ましい。しかし、センス動
作の開始時刻を遅くすると、SRAMの動作速度(アク
セスタイム)が遅くなるという問題が生じる。逆に、セ
ンス動作の開始時刻が速い場合には、センスアンプ回路
30の動作が不安定になって誤動作が生じるおそれがあ
る。
いようにするための時刻の限界点は、アクセスの順序や
メモリーセル20に書き込まれたデータの組み合わせに
よって異なり、限界点を正確に計算して得ることは困難
である。このため、センス動作の開始時刻は、通常、試
作実験などから求めた限界点よりも遅い時刻に設定され
る。
に伴って、製造中に混入されるダストなどによりメモリ
ーセルに欠陥が生じ、メモリーセルアレイ内の1つまた
は複数のメモリーセルにおいてトランジスタの能力低下
などによりセル電流が減少し、ビット線BLの電位低下
速度が遅くなることが考えられる。その結果、センスア
ンプが正常動作するための限界点も遅くなる。
る限界点が遅くなったメモリーセルを有するチップにお
いて、センスアンプが正常動作する限界点がセンス動作
の開始時刻よりも遅い場合には、ウェハーテストにてチ
ップが正常に動作しないために、ウェハーテストにより
取り除くことができる。しかし、センスアンプが正常動
作する限界点がセンス動作の開始時刻よりも早い場合に
は、ウェハーテストではチップが正常に動作して良品と
なるため、ウェハーテストにより取り除くことができな
い。
が正常動作する限界点がセンス動作の開始時刻の近傍に
位置するため、センス動作が不安定になり、ウェハーテ
ストで良品となってもアッセンブリ後の後半テストで不
良となる場合がある。
れるバーンイン等のストレスによりトランジスタが劣化
した場合、トランジスタの能力低下またはコンタクト抵
抗の増大等によりセル電流が減少して、ビット線BLの
電位低下がさらに遅くなる。このため、センスアンプが
正常動作する限界点がセンスアンプの開始時刻よりも遅
くなって、不良が発生する。
セルが存在している場合、後半工程の歩留まりおよびデ
バイスの信頼性に影響を及ぼすという問題がある。よっ
て、このようなセンスアンプが正常動作する限界点が遅
くなったメモリーセル( 限界メモリーセル)を有する
チップをウェハー段階で予め取り除くことが重要であ
る。
て設計されているため、センス動作の開始時刻を早くす
ることにより、上述したような異常なメモリーセルを有
するチップをウェハーテストで不良品として取り除くこ
とができる。
れる電圧レベルを変化させて遅延時間を調整する方法が
用いられている。しかし、この方法では、図6に示した
ように、遅延時間調整回路800が必要になり、レイア
ウト面積が増えることになる。
決するべくなされたものであり、レイアウト面積を増加
させることなく遅延時間を調整して、異常なメモリーセ
ルを有するチップをウェハーテストで取り除くことがで
きる半導体記憶装置およびそのウェハーテスト方法を提
供することを目的とする。
は、遅延信号を生成して内部回路の動作タイミングを制
御する遅延回路を備えた半導体記憶装置において、該遅
延回路に電圧を供給する第2の電源端子が、該半導体記
憶装置を構成する他の回路に電圧を供給する第1の電源
端子とは別に設けられており、そのことにより上記目的
が達成される。
生成して外部から入力されたアドレスの変化を知らせる
ATD発生回路を備えた半導体記憶装置において、該A
TD発生回路に電圧を供給する第2の電源端子が、該半
導体記憶装置を構成する他の回路に電圧を供給する第1
の電源端子とは別に設けられており、そのことにより上
記目的が達成される。
チップ内で隣接して配置されているのが好ましい。
回路、制御信号回路、ATD発生回路、ロウ・カラムデ
コーダ回路、遅延回路、メモリーセルアレイ、センスア
ンプ回路および出力バッファ回路を備えている構成とす
ることができる。
方法は、本発明の半導体記憶装置をウェハー段階でテス
トする方法であって、前記第2の電源端子に供給する電
圧を変化させることにより遅延回路から出力される遅延
信号のパルス幅を調整して動作テストを行い、異常なメ
モリーセルを検出し、そのことにより上記目的が達成さ
れる。
記第1の電源端子に供給する電圧よりも高電位にするこ
とができる。
発生回路に他の回路とは別の電源端子(第2の電源端
子)を設けて、電源電圧に応じて遅延信号のパルス幅を
調整する。ウェハーテスト時において、遅延回路または
ATD発生回路の電源端子(第2の電源端子)に供給す
る電源電圧を他の回路の電源端子(第1の電源端子)に
供給する電源電圧よりも高電位にすることにより、遅延
回路のパルス幅を短くすることが可能となる。
余裕を持って設定されているので、異常メモリーセルを
有しないチップにおいては少々遅延回路のパルス幅をも
短くしてセンス動作の開始時刻を早くしても、問題なく
動作し、ウェハーテストをパスする。しかし、異常メモ
リーセルを有するチップでは、センスアンプが正常動作
する限界点よりもセンス動作の開始時刻が早くなるた
め、ウェハーテストで正常動作せずに不良となり、ウェ
ハー段階で取り除くことができる。
(第2の電源端子)、および他の回路の電源端子(第1
の電源端子)をチップ内で隣接して配置し、後半工程に
おいて各電源端子同士をワイヤーボンディングでリード
フレームに接続することにより、通常通り単一電源を有
する半導体記憶装置として使用することが可能である。
半導体記憶装置の一実施形態であるSRAMの概略構成
を説明するためのブロック図である。ここではSRAM
の読み出し動作について説明する。
/制御信号回路100と、ATD(アドレス トランジ
ション ディテクタ)発生回路200と、ロウ・カラム
デコーダ回路300と、遅延回路(タイミング回路)4
00と、メモリーセルアレイ500と、センスアンプ回
路600と、出力バッファ回路700とを備えている。
また、本実施形態において、電源端子Vcc2には遅延
回路400が接続され、電源端子Vcc1には遅延回路
以外の回路が接続されている。
ると、アドレス変化が入力バッファ回路100からノー
ド1を介してATD発生回路200に入力され、ATD
発生回路200ではアドレスが変化したことを知らせる
信号(ATD信号)を生成する。このATD信号はノー
ド2を介して遅延回路400に入力され、遅延回路40
0ではATD信号から遅延信号を生成する。そして、セ
ンス開始信号(SAE信号)がノード3を介してセンス
アンプ回路600に入力される。また、出力バッファ回
路700をコントロールする信号がノード4を介して出
力バッファ回路700に入力される。
れたメモリーセルの情報はメモリーセルアレイ500か
ら読み出されてセンスアンプ回路600で比較され、ラ
ッチされたデータが出力バッファ回路700から出力さ
れる。
1ビットまたは複数ビットに欠陥がある場合について、
ビット線BLとBLバーの動作を図2および上述した図
7を参照しながら説明する。
およびBLバーはVccレベル(Vcc1)にプリチャ
ージされている。ここで、図7のメモリーセル20に
「0」のデータが書き込まれているとすると、図2の時
刻t10においてワード線駆動用信号WLが立ち上がる
と、図7のメモリーセル20のノードN1がGNDレベ
ルであるため、トランジスタQ1を通して電荷移動が生
じてビット線BLの電位が低下する。一方、図7のメモ
リーセル20のノードN2はVccレベルであるため、
ビット線BLバーの電位はプリチャージレベルを保持す
る。
性のようにビット線BLの電位が低下するが、異常メ
モリーセルの場合には、セル電流能力が低下しているた
め、図2の特性のようになり、特性に比べてビット
線電位の低下速度が遅くなる。センスアンプが正常動作
する限界点は、通常メモリーセルの場合には時刻t12
であり、異常メモリーセルでは時刻t13になる。
って設計されており、時刻t11でセンスアンプが動作
を開始する。しかし、この場合には、異常メモリーセル
のセンスアンプが正常動作する限界点t13よりもセン
ス動作の開始時刻t11が遅いため、異常メモリーセル
がテストをパスしてしまう。
プをウェハーテスト段階で取り除くためには、例えばセ
ンス動作の開始時刻を時刻t14に設定する。これによ
り、異常メモリーセルのセンスアンプが正常動作する限
界点t13よりも早くなるため、テストで不良を検出す
ることができる。
延回路用の電源端子Vcc2の電圧を他の回路用の電源
端子Vcc1の電圧よりも高く設定することにより、遅
延回路400により生成されるセンス開始信号SAE
が、電源端子Vcc1とVcc2が同電位のときよりも
早く開始されることになる。これにより、センス動作の
開始時刻を時刻t11から時刻t14に設定することが
でき、ウェハーテストで異常メモリーセルを不良として
検出することが可能となる。また、センス動作の開始時
刻は、電源端子Vcc2の電源電圧によって任意に変化
させることができるため、様々な異常メモリーセルの検
出が可能となる。
より遅延信号がどのように変化するかについて、図3お
よび図4を参照して説明する。
ンバータディレイによって遅延信号を生成している。
子Vcc2の電源電圧を3.3Vとして、ATD発生回
路にて電源端子Vcc1からの電源電圧3.3Vで生成
されたATD信号を遅延回路に入力した場合、遅延回路
で生成されて出力されるイコライズ信号EQ( 図7の
EQ1およびEQ2としてプリチャージ回路10および
センスアンプ回路30に対して図7に示したEQ1およ
びEQ2として与えられる)およびセンス開始信号SA
Eは、図4の波形bのようになる。
電源端子Vcc2の電源電圧を3.6Vとした場合、
3.3Vとした場合に比べてインバータを構成するトラ
ンジスタのドライブ電流の能力が高くなる。よって、遅
延回路で生成されて出力されるセンス開始信号SAE
は、図4の波形aのように、電源端子Vcc2の電源電
圧を3.3Vとした場合に比べてΔtだけ早くなる。
の電源端子Vcc2の電源電圧を3.0Vとした場合、
3.3Vとした場合に比べてインバータを構成するトラ
ンジスタのドライブ電流の能力が低くなる。よって、遅
延回路で生成されて出力されるセンス開始信号SAE
は、図4の波形cのように、電源端子Vcc2の電源電
圧を3.3Vとした場合に比べてΔtだけ遅くなる。な
お、図4ではイコライズ信号EQもパルス幅が変化して
おり、EQパルス幅が短くなった場合にはビット線がプ
リチャージ不足になるおそれがあるが、設計時にマージ
ンをもって設計することにより、パルス幅が若干変化し
ても問題は生じず、回路動作は変化しない。
ように外部入力端子や遅延時間調整回路を必要とせず、
遅延回路に与える電源電圧を変化させて、センス動作の
開始時刻の設定を変えることにより、異常メモリーセル
を検出することができ、ウェハーテストにおいて容易な
方法で不良を検出して取り除くことができる。
憶装置の一実施形態であるSRAMの概略構成を説明す
るためのブロック図である。ここではSRAMの読み出
し動作について説明する。
/制御信号回路100と、ATD(アドレス トランジ
ション ディテクタ)発生回路200と、ロウ・カラム
デコーダ回路300と、遅延回路(タイミング回路)4
00と、メモリーセルアレイ500と、センスアンプ回
路600と、出力バッファ回路700とを備えている。
また、本実施形態において、電源端子Vcc2にはAT
D発生回路200が接続され、電源端子Vcc1にはA
TD発生回路以外の回路が接続されている。
ると、アドレス変化が入力バッファ回路100からノー
ド1を介してATD発生回路200に入力され、ATD
発生回路200ではアドレスが変化したことを知らせる
信号(ATD信号)を生成する。このATD信号はノー
ド2を介して遅延回路400に入力され、遅延回路40
0ではATD信号から遅延信号を生成する。そして、セ
ンス開始信号(SAE信号)がノード3を介してセンス
アンプ回路600に入力される。
れたメモリーセルの情報はメモリーセルアレイ500か
ら読み出されてセンスアンプ回路600で比較され、ラ
ッチされたデータが出力バッファ回路700から出力さ
れる。
源電圧を変化させることによりセンス開始信号SAEの
設定を変化させたが、本実施形態では、ATD発生回路
に与える電源電圧を変化させて遅延回路に入力するAT
D信号のパルス幅を変化させることにより、遅延回路で
生成されるイコライズ信号およびセンス開始信号を変化
させる。
電圧により、遅延信号がどのように変化するかについ
て、図10から図12を参照しながら説明する。
力(IN)の変化によりATDパルスが生成されて出力
される。
の電源端子Vcc2の電源電圧を3.3V、遅延回路用
の電源端子Vcc1の電源電圧を3.3Vとした場合、
ATD発生回路で生成されるATD信号は図12の波形
bのようになり、遅延回路に入力される。
延回路により各々図12の波形bのようなイコライズ信
号EQおよびセンス開始信号SAEが生成され、遅延回
路から出力される。
回路用の電源端子Vcc2の電源電圧を3.6Vにした
場合、3.3Vとした場合に比べてインバータを構成す
るトランジスタのドライブ電流の能力が高くなる。よっ
て、ATD発生回路で生成されて出力されるATD信号
は、図12の波形aのように波形bに比べてパルス幅が
短くなり、遅延回路から出力されるイコライズ信号EQ
およびセンス開始信号SAEも同様に、図12の波形a
のように波形bに比べてパルス幅がΔtだけ早くなる。
生回路用の電源端子Vcc2の電源電圧を3.0Vにし
た場合、3.3Vとした場合に比べてインバータを構成
するトランジスタのドライブ電流の能力が低くなる。よ
って、ATD発生回路で生成されて出力されるATD信
号は、図12の波形cのように波形bに比べてパルス幅
が長くなり、遅延回路から出力されるイコライズ信号E
Qおよびセンス開始信号SAEも同様に、図12の波形
cのように波形bに比べてパルス幅がΔtだけ遅くな
る。
ルス幅が変化しており、EQパルス幅が短くなった場合
にはビット線がプリチャージ不足になるおそれがある
が、設計時にマージンをもって設計することにより、パ
ルス幅が若干変化しても問題は生じず、回路動作は変化
しない。
ように外部入力端子や遅延時間調整回路を必要とせず、
ATF発生回路に与える電源電圧を変化させて、センス
動作の開始時刻の設定を変えることにより、異常メモリ
ーセルを検出することができ、ウェハーテなお、上記実
施形態1および実施形態2ではSRAMについて説明し
たが、本発明はSRAM以外の半導体記憶装置(例えば
マスクROMやDRAMにおける遅延回路についても同
様に、遅延時間を調整することができる。
c1およびVcc2の各々の電源電圧に応じて遅延信号
を設定することが可能となる。また、後半工程では電源
端子Vcc1とVcc2同士をワイヤーボンディングで
リードフレームに接続することにより、通常通り単一電
源として使用することができる。この場合、電源端子V
cc1およびVcc2をチップ内で隣接して配置するの
が好ましい。
異常メモリーセルを有するチップをウェハーテストで取
り除くことができる。よって、後半テストの歩留まりが
向上し、デバイスの信頼性も向上させることができる。
また、遅延回路またはATD発生回路用の電源端子の電
圧によって遅延時間を調整することができるため、従来
のように外部入力端子および遅延時間調整回路等を必要
しない。よって、簡単な回路構成でレイアウト面積も縮
小することができる。
めのブロック図である。
するためのタイミングチャートである。
た遅延時間の調整を説明するための図である。
遅延時間の変化を説明するためのタイミングチャートで
ある。
めのブロック図である。
ロック図である。
めの回路図である。
説明するためのタイミングチャートである。
圧に応じた遅延時間の調整を説明するための図である。
たときの遅延時間の変化を説明するためのタイミングチ
ャートである。
ード 10 プリチャージ回路 20 メモリーセル 30 センスアンプ回路 100 入力バッファ回路/制御信号回路 200 ATD発生回路 300 ロウ・カラムデコーダ回路 400 遅延回路(タイミング回路) 500 メモリーセルアレイ 600 センスアンプ回路 700 出力バッファ回路 800 遅延時間調整回路 ATD ATD信号 BL、BLバー ビット線 EQ、EQ1、EQ2 イコライズ信号 I1、I2 インバータ N1、N2 ノード Q1、Q2 トランジスタ SAE センス開始信号 SAOUT センスアンプ出力 Vcc、Vcc1、Vcc2 電源端子 WL ワード線制御信号
Claims (6)
- 【請求項1】 遅延信号を生成して内部回路の動作タイ
ミングを制御する遅延回路を備えた半導体記憶装置にお
いて、 該遅延回路に電圧を供給する第2の電源端子が、該半導
体記憶装置を構成する他の回路に電圧を供給する第1の
電源端子とは別に設けられていることを特徴とする半導
体記憶装置。 - 【請求項2】 ATD信号を生成して外部から入力され
たアドレスの変化を知らせるATD発生回路を備えた半
導体記憶装置において、 該ATD発生回路に電圧を供給する第2の電源端子が、
該半導体記憶装置を構成する他の回路に電圧を供給する
第1の電源端子とは別に設けられていることを特徴とす
る半導体記憶装置。 - 【請求項3】 前記第1の電源端子と第2の電源端子と
がチップ内で隣接して配置されていることを特徴とする
請求項1または請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項4】 入力バッファ回路、制御信号回路、AT
D発生回路、ロウ・カラムデコーダ回路、遅延回路、メ
モリーセルアレイ、センスアンプ回路および出力バッフ
ァ回路を備えていることを特徴とする請求項1乃至請求
項3のいずれかに記載の半導体記憶装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載
の半導体記憶装置をウェハー段階でテストする方法であ
って、 前記第2の電源端子に供給する電圧を変化させることに
より遅延回路から出力される遅延信号のパルス幅を調整
して動作テストを行い、異常なメモリーセルを検出する
ことを特徴とする半導体記憶装置のウェハーテスト方
法。 - 【請求項6】 前記第2の電源端子に供給する電圧を、
前記第1の電源端子に供給する電圧よりも高電位にする
ことを特徴とする半導体記憶装置のウェハーテスト方
法。
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JP2001024963A JP3815712B2 (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 半導体記憶装置およびそのウェハーテスト方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2006331511A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体記憶装置およびその検査手法 |
JP2008084427A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Fujitsu Ltd | 半導体メモリおよび半導体メモリの試験方法 |
JP2008097699A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Nec Electronics Corp | 半導体記憶装置 |
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- 2001-01-31 JP JP2001024963A patent/JP3815712B2/ja not_active Expired - Fee Related
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