JP2002373499A - 半導体メモリ及びこのバーンイン方法 - Google Patents

半導体メモリ及びこのバーンイン方法

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JP2002373499A
JP2002373499A JP2001178556A JP2001178556A JP2002373499A JP 2002373499 A JP2002373499 A JP 2002373499A JP 2001178556 A JP2001178556 A JP 2001178556A JP 2001178556 A JP2001178556 A JP 2001178556A JP 2002373499 A JP2002373499 A JP 2002373499A
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Satoru Kodaira
覚 小平
Masaya Uehara
正也 上原
Hitoshi Kobayashi
等 小林
Takashi Kumagai
敬 熊谷
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
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    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
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    • G11C29/18Address generation devices; Devices for accessing memories, e.g. details of addressing circuits
    • G11C29/20Address generation devices; Devices for accessing memories, e.g. details of addressing circuits using counters or linear-feedback shift registers [LFSR]

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  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バーンインにおいてアドレス端子やデータ入
力(入出力)端子等が損傷することによる歩留まりの低
下を防ぐことができる、半導体メモリを提供すること。 【解決手段】 SRAMチップは、バーンインモード
中、カウンタ(Tフリップフロップ120−0〜120
−17)による外部からのクロック信号のカウントをも
とにして、アドレスA0′信号〜アドレスA18′信号
を生成する。このアドレス信号をデコーダでデコードす
ることにより、メモリセルアレイを構成する各メモリセ
ルMCのアドレスが選択される。そして、Tフリップフ
ロップ120−18の出力端子Q18からの信号をもと
にして、データD1′信号〜データD16′信号を生成
する。このデータ信号のデータを選択されたメモリセル
MCに書き込むことにより、バーンインをしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体メモリ及び
このバーンイン方法に関する。
【0002】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】SRAM
(static random access memory)等の半導体メモリの
故障は、初期故障、偶発故障、磨耗故障に分類される。
初期故障は半導体メモリ製造時の不良、欠陥等が原因で
発生する故障であり、偶発故障は半導体メモリ固有の信
頼性で決まる故障であり、磨耗故障は半導体メモリの寿
命により発生する故障である。このうち、初期故障を取
り除くために、バーンインが行われる。バーンインと
は、半導体メモリを通常の動作条件よりも高くした温度
や電圧で動作させることにより、加速ストレスを与え、
これにより、初期故障の不良品を短時間で取り除く試験
のことである。初期故障は他の二つの故障に比べて割合
が高く、初期故障を発生する半導体メモリをバーンイン
によって取り除くことにより、半導体メモリの信頼性を
向上させている。
【0003】従来は、モールドパッケージ等の最終出荷
形態に組立後バーンインを行ってきたが、バーンインに
て不良となったチップの組立コストが無駄になってしま
うため、ウエハ状態でのバーンインの要求が高まってい
る。
【0004】通常のウエハレベルバーンインでは、半導
体メモリのアドレス端子やデータ入力(入出力)端子及
びコントロール端子等にプローブの針を接触させて、各
メモリセルに電圧ストレスを与える。このとき、仕様上
の動作温度範囲よりも高い温度条件下で動作させること
と、一回のプローブで動じに多数のチップにストレスを
与えることができるように、専用のバーンイン装置を用
いることが多い。この場合、通常のウエハテストによる
プローブに加え、バーンインによるプローブが追加され
るため、プローブの針が前述した各端子に接触する回数
が増えることにより、これらの端子が損傷することがあ
り、歩留まりの低下の原因となっていた。
【0005】本発明の目的は、特にウエハレベルバーン
インにおいてアドレス端子やデータ入力(入出力)端子
及びコントロール端子等が損傷することによる歩留まり
の低下を防ぐことができるとともにバーンイン時間の短
縮を可能とする、半導体メモリ及びこのバーンイン方法
を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】(1)本発明の一態様
は、複数のメモリセルを含む半導体メモリにおいて、前
記半導体メモリの電源端子となる第1端子と、前記半導
体メモリの接地端子となる第2端子と、前記半導体メモ
リをバーンインモードにするためのバーンインモード信
号が入力される第3端子と、外部からのクロック信号が
入力される第4端子と、前記バーンインモード信号の入
力中、前記クロック信号のカウントをもとにして、前記
複数のメモリセルの各々を選択するためのアドレス信号
を生成するアドレス信号生成部と、前記バーンインモー
ド信号の入力中、前記クロック信号をもとにして、デー
タ信号を生成するデータ信号生成部と、前記アドレス信
号で選択されるメモリセルに前記データ信号のデータを
書き込むデータ書き込み部と、を備えることを特徴とす
る。
【0007】本発明の一態様によれば、外部からのクロ
ック信号のカウントをもとにして複数のメモリセルの各
々を選択するためのアドレス信号を生成し、そして、外
部からのクロック信号をもとにしてデータ信号を生成
し、メモリセルへの書き込みを行っている。したがっ
て、バーンインにおいてアドレス端子やデータ入力(入
出力)端子及び通常動作で使用されるコントロール端子
が不要となるので、アドレス端子やデータ入力(入出
力)端子及びコントロール端子の損傷を防ぐことができ
る。よって、本発明の一態様によれば、半導体メモリの
製造の歩留まりを向上させることができる。
【0008】また、本発明の一態様によれば、バーンイ
ンに使用される端子は、第1〜第4端子だけである。バ
ーンイン装置の端子数には制限があるため、一回にバー
ンインできるチップ数を増やすことが可能となり、1ウ
エハあたりのバーンイン時間を短縮することができる。
【0009】また、本発明の一態様によれば、クロック
信号のカウントをもとにして、複数のメモリセルの各々
を選択するためのアドレス信号を生成、つまり、アドレ
スをシリアルで生成するので、複雑なアドレス信号生成
回路が不要となる。
【0010】なお、アドレス信号生成部、データ信号生
成部、データ書き込み部の一例は、発明の実施の形態の
[バーンインモード]の欄で説明している。電源端子と
は、例えば、VDD端子のことであり、接地端子とは、
例えば、VSS端子のことである。
【0011】(2)本発明の一態様では、前記第1端
子、前記第2端子、前記第3端子及び前記第4端子は、
バーンイン専用であり、前記第1端子と異なり、前記半
導体メモリの電源端子となる第5端子と、前記第2端子
と異なり、前記半導体メモリの接地端子となる第6端子
と、を備えることができる。
【0012】上記構成によれば、第1端子、第2端子、
第3端子及び第4端子は、バーンイン専用なので、たと
え、バーンインの際にプローブの針の接触等が原因でこ
れらの端子が損傷しても、半導体メモリを使用するには
影響が生じない。
【0013】(3)本発明の一態様では、前記アドレス
信号生成部は、カウンタを含み、前記カウンタからの出
力を前記アドレス信号とすることができる。
【0014】(4)本発明の一態様では、前記データ信
号生成部は、前記カウンタの最終段のフリップフロップ
からの出力信号を分周する信号分周部を備え、前記信号
分周部から出力される信号をもとにして、前記データ信
号を生成することができる。
【0015】このようにすると、複数のメモリセルにま
ず第1のレベルを書き込み、その後、第2のレベルを書
き込むことができる。よって、各メモリセルに第1のレ
ベル及び第2のレベルのストレスを与えることができる
ので、各メモリセルに対して効率のよいストレスを与え
ることができる。なお、第1のレベル、第2のレベルと
は、例えば、第1のレベルがHレベル、第2のレベルが
Lレベルの場合、または、第1のレベルがLレベル、第
2のレベルがHレベルの場合がある。なお、信号分周部
の一例は、発明の実施の形態の[バーンインモード]の
欄で説明している。
【0016】(5)本発明の一態様では、ワード線及び
ビット線対の選択期間をサイクル時間より早く終了させ
る機能を、前記バーンインモード信号をもとにして解除
する手段を備えることができる。
【0017】このようにすると、選択されたメモリセル
は、通常動作をさせた場合に比べて長い時間ストレスが
与えられる。このため、バーンインの時間を短縮するこ
とができる。なお、ワード線及びビット線対の選択期間
をサイクル時間より早く終了させる機能とは、低消費電
力化を図るための機能の一つであり、例えば、オートパ
ワーダウンのことである。なお、上記手段の一例は、発
明の実施の形態の[オートパワーダウンの解除]の欄で
説明している。
【0018】(6)本発明の一態様では、外部からのア
ドレス信号が入力されるアドレス信号入力回路と、外部
からのデータ信号が入力されるデータ信号入力回路と、
前記アドレス信号入力回路は、前記バーンインモード信
号により、外部からのアドレス信号の入力を禁止し、前
記データ信号入力回路は、前記バーンインモード信号に
より、外部からのデータ信号の入力を禁止することがで
きる。
【0019】この構成によれば、外部からのアドレス信
号及びデータ信号の入力を禁止して、バーンインをする
ので、入力端子がオープン状態であっても入力回路に流
れる貫通電流を防ぐことができる。
【0020】(7)本発明の他の態様は、複数のメモリ
セルを含む半導体メモリのバーンイン方法であって、前
記半導体メモリをバーンインモードにするステップと、
前記半導体メモリに電位を供給するステップと、前記バ
ーンインモード中、外部からのクロック信号のカウント
をもとにして、前記複数のメモリセルの各々のアドレス
を生成するステップと、前記バーンインモード中、前記
クロック信号をもとにして、データを生成するステップ
と、前記アドレスと対応するメモリセルに前記データを
書き込むステップと、を備えることを特徴とする。
【0021】本発明の他の態様によれば、(1)で説明
したことと同様のことが言える。
【0022】(8)本発明の他の態様は、前記書き込む
ステップは、ワード線及びビット線対の選択期間をサイ
クル時間より早く終了させる機能を解除して行うことが
できる。
【0023】こうすると、(5)で説明したことと同様
のことが言える。
【0024】(9)本発明の他の態様では、前記書き込
むステップは、前記複数のメモリセルに第1のレベルを
書き込み、その後、第2のレベルを書き込むステップを
含むことができる。
【0025】こうすると、(4)で説明したことと同様
のことが言える。
【0026】(10)本発明の他の態様では、前記バー
ンインモード中、外部からのアドレス及びデータの入力
を禁止するステップを備えることができる。
【0027】こうすると、(6)で説明したことと同様
のことが言える。
【0028】(11)本発明の他の態様では、前記バー
ンインをウエハレベルで行うことができる。
【0029】バーンインにおいてプローブの針と接触す
る端子数を減らすことができるので、ウエハレベルでバ
ーンインをした場合、一回にバーンインできるチップ数
を増やすことが可能となる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、図面を用いて説明する。本実施形態は、本発明
に係る半導体メモリをSRAMチップに適用したもので
あるが、本発明はこれに限定されず他の半導体メモリに
も適用することができる。
【0031】[SRAMチップの機能ブロック]図2
は、本実施形態に係るSRAMチップ1000の概略ブ
ロック図である。図2を用いて、本実施形態に係るSR
AMチップの主な機能ブロックについて説明する。
【0032】SRAMチップ1000は、アドレス入力
回路100、データ入力回路101、コントロール信号
入力回路102、バーンイン制御信号入力回路103、
データ出力回路104、行デコーダ201、列デコーダ
202、ライトドライバ300、コントロール回路40
0、メモリセルアレイ500、センスアンプ700、タ
イミング制御回路800、多数の端子600−1〜60
0−9を含む。
【0033】メモリセルアレイ500には、524,2
88ワード×16ビットで構成された8メガビットのメ
モリセルが配置されている。
【0034】端子600−1〜600−9は、メタルパ
ッド形状をしており、パッケージへの組立工程内で万夫
やボンディングワイヤ等を介してパッケージの外部端子
と接続される。端子には、SRAMチップ1000の通
常の動作中に使用される端子と、バーンインモード中に
のみ使用されるバーンイン専用の端子とがある。
【0035】通常の動作中に使用される端子には、アド
レス信号A0〜A18が入力されるアドレス入力端子6
00−5、IO1〜IO16が入出力されるデータ入出
力端子600−6、コントロール信号系の端子郡600
−7、VSS接地端子600−8、VDD電源端子60
0−9がある。端子郡600−7の一つの/CS端子に
はチップセレクト信号が入力され、/WE端子にはライ
トイネーブル信号が入力され、/OE端子にはアウトプ
ットイネーブル信号が入力される。なお、/CS、/W
E、/OE信号はアクティブロウである。
【0036】バーンイン専用の端子には、SRAMチッ
プ1000をバーンインモードにするためのバーンイン
モード信号が入力されるBI端子600−1、バーンイ
ンモード中において外部からのクロック信号が入力され
るCLK端子600−2、バーンインモード中にVDD
電源端子となるVDDBI端子600−4及びVSS接
地端子となるVSSBI端子600−3がある。BI端
子及びCLK端子は、それぞれ抵抗素子103−1によ
って接地電位VSSにプルダウンされており、各々の端
子に入力された信号は、入力バッファ103−2及び1
03−3で内部信号BIAとCLKAに変換され、内部
信号へ伝達される。BI端子がHレベルのとき、SRA
Mチップ1000はバーンインモードになり、オープン
またはLレベルのときは通常動作モードとなる。VDD
BI端子600−4はVDD端子600−9と、VSS
BI端子600−3はVSS端子600−8と、それぞ
れチップ内部で接続されている。
【0037】アドレス入力回路100には、アドレス信
号A0〜A18が入力され、A0′〜A18′の信号を
行デコーダ201と列デコーダ202へ送り、メモリセ
ルアレイ500の中のメモリセルが選択される。
【0038】/CS、/WE、/OEからなるコントロ
ール入力端子600−7への入力信号は、コントロール
信号入力回路102へ入力された後、コントロール回路
400へ伝達され、SRAMチップ1000へのデータ
書き込み、読み出し等、各制御信号を発生する。
【0039】データ入力回路101には、データ書き込
み時にデータ入出力端子600−6からの外部データ信
号が入力され、D1′〜D16′の信号をライトドライ
バ300に送り、選択されたメモリセルにデータ書き込
みがなされる。
【0040】データ出力回路104には、データ読み出
し時にメモリセルのデータをセンスアンプで増幅した信
号がリードバス(RBUS)を介して入力され、データ
入出力端子600−6を介して外部へデータ出力がなさ
れる。
【0041】[メモリセルアレイ]図3を用いて、本実
施形態に係るSRAMチップ1000のメモリセルアレ
イ500について説明する。図3は128kビットのメ
モリセルで構成されたメモリブロックの概略図であり、
図2に示すメモリセルアレイ500内に64ブロック配
置されて8メガビットの容量をなす。メモリブロック5
00−1には、128k個のメモリセルMCがアレイ状
に配置されている。メモリセルMCは、図4に示すよう
に、転送トランジスタQ1、Q2、駆動トランジスタQ
3、Q4、負荷トランジスタQ5、Q6の6個のMOS
トランジスタで構成されている。メモリブロック500
−1には、複数のワード線WL1〜WL1024と、こ
れらのワード線と交差する複数のビット線対(BL1、
/BL1)〜(BL128、/BL128)と、これら
のワード線とこれらのビット線対との交点に対応して設
けられた上記メモリセルMCと、を備える。
【0042】データバス対(DB1、/DB1)〜(D
B16、/DB16)は、それぞれ、16個のビット線
対毎にビット線対と接続される。データバス対(DB
1、/DB1)を例とすれば、データバス対(DB1、
/DB1)は、ビット線対(BL1、/BL1)、(B
L17、/BL17)、(BL33、/BL33)…
(B113、/BL113)と、トランスミッションゲ
ートで構成されたカラムゲートCGを介して接続され
る。データバス対(DB1、/DB1)〜(DB16、
/DB16)はライトドライバ300及びセンスアンプ
700と接続されている。
【0043】列デコーダ202からは、8対のデコード
信号(Y1、/Y1)〜(Y8、/Y8)が出力されて
おり、カラムゲートCGをコントロールしてビット線対
とデータバス対との制御がなされる。
【0044】[入力回路]図1及び図2を用いて、本実
施形態に係るSRAMチップ1000のアドレス入力回
路100及びデータ入力回路101について説明する。
図1は、アドレス入力回路100とデータ入力回路10
1のブロック図である。アドレス入力回路100は、1
9個のアドレス信号入力回路110−0〜110−18
と、19個のTフリップフロップ120−0〜120−
18と、アドレス遷移検出信号ATP0〜ATP18を
合成するATP合成回路150を含む。データ入力回路
101は、16個のデータ信号入力回路130−1〜1
30−16を含む。
【0045】アドレス信号入力回路110−0〜110
−18は、XCSB信号及びBIA信号と接続され、ま
た、それぞれに対応するA0〜A18端子と接続されて
いる。データ信号入力回路130−1〜130−16
は、XWEB信号及びBIA信号と接続され、また、そ
れぞれに対応するIO0〜IO15端子と接続されてい
る。18個のTフリップフロップ120−0〜120−
17によりカウンタ、つまり、18段のTフリップフロ
ップによるカウンタが構成されている。
【0046】CLKA信号は、インバータ140を介し
て、アドレス信号入力回路110−0及び第1段目のT
フリップフロップ120−0のクロック入力端子と接続
されている。第1段目のTフリップフロップ120−0
の出力端子Q0は、アドレス信号入力回路110−1及
び第2段目のTフリップフロップ(図示せず)のクロッ
ク入力端子と接続されている。以下同様にして、Tフリ
ップフロップとアドレス信号入力回路の接続がされてい
る。そして、第18段目のTフリップフロップ120−
17の出力端子Q17はアドレス信号入力回路110−
18及びTフリップフロップ120−18のクロック入
力端子にも接続される。Tフリップフロップ120−1
8の出力端子Q18は、データ信号入力回路130−1
〜130−16に接続されている。
【0047】アドレス信号入力回路の詳細について、ア
ドレス信号入力回路110−0を例として説明する。図
5は、アドレス信号入力回路110−0の回路図であ
る。通常の動作中、/チップセレクト信号(/CS)が
Lレベル(アクティブ)、バーンインモード信号(B
I)がLレベル(ノンアクティブ)となるため、XCS
B信号がL、BIA信号がLとなる。NORゲート11
5から出力されたHレベルの信号は、インバータ117
で反転されてLレベルの信号となり、NORゲート11
9に入力される。また、LレベルのBIA信号により、
伝送ゲート113はONする。これにより、A0端子か
ら入力した外部からのアドレス信号は、NORゲート1
19で反転され、インバータ112で反転され、伝送ゲ
ート113を通り、アドレスA0′信号として行デコー
ダ201へ出力される。アドレス信号A0′は、ATP
発生回路114に接続されており、アドレス信号A0′
がH→LまたはL→Hに遷移した場合、パルス信号AT
POを発生する。
【0048】一方、バーンインモード中、バーンインモ
ード信号がHレベル(アクティブ)となり、クロック信
号CLKAがインバータ140を介して、アドレス入力
回路110−0に入力する。HレベルのBIA信号によ
り、伝送ゲート111はONする。これにより、インバ
ータ140で反転されたクロック信号は、伝送ゲート1
11を通り、アドレスA0′信号として行デコーダ20
1へ出力される。なお、HレベルのBIA信号により、
伝送ゲート113はOFFするので、A0端子からの入
力は禁止される。また、HレベルのBIA信号により、
NORゲート115から出力されたLレベルの信号は、
インバータ117で反転されてHレベルの信号となり、
NORゲート119に入力される。これにより、NOR
ゲート119に流れる電流はカットされる。
【0049】以上がアドレス信号入力回路110−0の
詳細である。アドレス信号入力回路110−1〜110
−18もアドレス信号入力回路110−0と同様な構成
をしている。但し、インバータ140を介したクロック
信号のかわりに、Tフリップフロップ120−0〜12
0−17の出力端子Q0〜Q17からの信号となる。
【0050】次に、データ信号入力回路の詳細につい
て、データ信号入力回路130−1を例として説明す
る。図6は、データ信号入力回路130−1の回路図で
ある。通常の書き込み動作中、/ライトイネーブル信号
(/WE)がLレベル(アクティブ)、バーンインモー
ド信号がLレベル(ノンアクティブ)となり、XWEB
信号はLとなる。NORゲート131から出力されたH
レベルの信号は、インバータ133で反転されてLレベ
ルの信号となり、NORゲート135に入力される。ま
た、LレベルのBIA信号により、伝送ゲート137は
ONする。これにより、IO1端子から入力した外部か
らのデータ信号は、NORゲート135で反転され、イ
ンバータ132で反転され、伝送ゲート137を通り、
データD0′信号としてライトドライバ300へ出力さ
れる。
【0051】一方、バーンインモード中、バーンインモ
ード信号がHレベル(アクティブ)となり、Tフリップ
フロップ120−18の出力端子Q18からの信号CL
KQ18がデータ信号入力回路130−1に入力する。
HレベルのBIA信号により、伝送ゲート139はON
する。これにより、信号CLKQ18は、伝送ゲート1
39を通り、データD1′信号としてライトドライバ3
00へ出力される。なお、HレベルのBIA信号によ
り、伝送ゲート137はOFFするので、IO0端子か
らの入力は禁止される。また、HレベルのBIA信号に
より、NORゲート131から出力されたLレベルの信
号は、インバータ133で反転されてHレベルの信号と
なり、NORゲート135に入力される。これにより、
NORゲート135に流れる電流はカットされる。
【0052】以上がデータ信号入力回路130−1の詳
細である。データ信号入力回路130−2〜130−1
6もデータ信号入力回路130−1と同様な構成をして
いる。
【0053】[バーンインモード]SRAMチップ10
00のバーンインについて説明する。図2において、バ
ーンインモード端子BIにHレベルが与えられ、バーン
インモードに入る。このとき、バーンイン制御信号入力
回路103の出力BIAはHレベルとなるため、コント
ロール信号入力回路102内のNORゲート102−1
〜102−3の入力は禁止されているが、XCSA信号
がL(アクティブ)となり、チップをイネーブル状態に
し、XWEA信号がL(アクティブ)、XOER信号が
H(ノンアクティブ)となるため、SRAMチップ10
00は書き込み状態に入る。
【0054】本実施形態の特徴の一つは、バーンインモ
ードにおけるアドレス生成とデータ書き込みである。こ
れについて、まず、図1を用いて説明する。バーンイン
モード中、カウンタ(Tフリップフロップ120−0〜
120−17)による外部からのクロック信号のカウン
トをもとにして、アドレスA0′信号〜アドレスA1
8′信号を生成する。このアドレスA0′信号〜アドレ
スA18′を行デコーダ201及び列デコーダ202
(図2)でデコードすることにより、メモリセルアレイ
500(図3)を構成する各メモリセルMCのアドレス
が選択される。そして、Tフリップフロップ120−1
8の出力端子Q18からの信号CLKQ18をもとにし
て、データD1′信号〜データD16′信号を生成す
る。このデータD1′信号〜データD16′信号をライ
トドライバ300により、選択されたメモリセルMCに
書き込むことにより、バーンインをしている。
【0055】次に、SRAMチップ1000のバーンイ
ンをタイミングチャートで説明する。図7は、SRAM
チップ1000のバーンインモードのタイミングチャー
トである。バーンインモード信号(BI)がHレベル
(アクティブ)となることにより、バーンインモードと
なる。バーンインモードになって、外部からのクロック
信号CLKの最初の立ち上がりE1により、アドレス
(A0′、A1′、A2′、…、A18′)信号は
(L、L、L、…、L)となり、アドレス0番地のメモ
リセルMCが選択される。次の立ち下がりE2により、
アドレス(A0′、A1′、A2′、…、A18′)信
号は(H、L、L、…、L)となり、アドレス1番地の
メモリセルMCが選択される。次の立ち上がりE3によ
り、アドレス(A0′、A1′、A2′、…、A1
8′)信号は(L、H、L、…、L)となり、アドレス
2番地のメモリセルMCが選択される。以下、同様にし
てアドレスがシリアルに選択され、最後に524278
番地のメモリセルMCが選択される。データD1′信号
〜データD16′信号はLレベルであるので、Lレベル
のデータが各メモリセルMCに書き込まれる。
【0056】524287番地のメモリセルMCの選択
後、再び、0番地のメモリセルMCが選択され、シリア
ルに524287番地のメモリセルMCまで選択がなさ
れる。データD1′信号〜データD16′信号はHレベ
ルであるので、Hレベルのデータが各メモリセルMCに
書き込まれる。
【0057】以上の説明で分かるように、アドレス信号
入力回路110−0〜110−18、Tフリップフロッ
プ120−0〜120−17及びインバータ140によ
りアドレス信号生成部が構成される。データ信号入力回
路130−1〜130−16及びTフリップフロップ1
20−18によりデータ信号生成部が構成される。ライ
トドライバ300によりデータ書き込み部が構成され
る。
【0058】本実施形態による主な効果を説明する。本
実施形態によれば、バーンインにおいてアドレス端子や
データ入力端子及びコントロール端子が不要となるの
で、これらの端子の損傷を防ぐことができる。よって、
本実施形態によれば、SRAMの製造の歩留まりを向上
させることができる。
【0059】また、本実施形態によれば、クロック信号
のカウントをもとにして、アドレスをシリアルで生成す
るので、複雑なアドレス生成回路が不要となる。
【0060】また、本実施形態によれば、バーンインに
使用するBI端子600−1、CLK端子600−2、
VDDBI端子600−4、VSSBI端子600−3
は、バーンイン専用なので、たとえ、バーンインの際に
プローブの針の接触等が原因で損傷しても、SRAMチ
ップ1000を使用する際には影響が生じない。
【0061】また、前述したように、本実施形態によれ
ば、外部からのアドレス信号及びデータ信号、コントロ
ール信号の入力を禁止して、バーンインをするので、バ
ーンイン中に、これらの入力端子がオープンであって
も、入力NORゲートに貫通電流が流れるのを防ぐこと
ができる。よって、多数個の正確な消費電流をバーンイ
ン中にも測定ができるため、バーンイン中に故障が発生
し、電流不良となったチップをリジェクトすることが可
能である。
【0062】また、本実施形態によれば、カウンタ(T
フリップフロップ120−0〜120−17)の最終段
のフリップフロップ(Tフリップフロップ120−1
7)の出力端子Q17からの信号を、Tフリップフロッ
プ120−18のクロック入力端子に入力させている。
そして、Tフリップフロップ120−18の出力端子Q
18から、出力端子Q17の信号CLKQ18を分周し
た信号を出力し、この信号をデータD1′信号〜データ
D16′信号としている。これより、各メモリセルMC
に、まずLレベルのデータD1′信号〜データD16′
信号を書き込み、その後、HレベルのデータD1′信号
〜データD16′信号を書き込んでいる。よって、各メ
モリセルMCには、Lレベル及びHレベルのストレスが
与えられるので、各メモリセルMCに対して効率のよい
ストレスを与えることができる。なお、始めに、各メモ
リセルMCにHレベルのデータD1′信号〜データD1
6′信号を書き込み、その後、LレベルのデータD1′
信号〜データD16′信号を書き込んでも同様な効果が
生じる。
【0063】[オートパワーダウンの解除]本実施形態
は、オートパワーダウンを解除してバーンインをしてい
るので、バーンインの時間を短縮することができる。以
下、詳細に説明する。図8は、オートパワーダウンのタ
イミングチャートである。Tは最小サイクル時間であ
る。最小サイクル時間Tとは、仕様上アドレス信号群
(本実施形態ではアドレスA0′信号〜アドレスA1
8′信号)が変化してから、次のアドレス変化までに必
要とされる最小の時間のことである。オートパワーダウ
ンとは、ワード線及びビット線対の選択期間を最小サイ
クル時間Tより自動的に早く終了させる機能である。メ
モリセルへの書き込みや読み出しは、通常、最小サイク
ル時間Tより早く終了するので、サイクル時間Tの残り
の時間中、ワード線及びビット線対を選択し続けること
は電力の無駄である。そこで、メモリセルへの書き込み
や読み出しが終了する時間が経過したら、オートパワー
ダウンにより、ワード線及びビット線対を非選択とする
のである。
【0064】ATD信号は、図5の説明箇所で述べたア
ドレス信号の変化毎に発生するパルス信号ATP0〜A
TP18を図1中のATP合成回路150で合成したパ
ルス信号のことである。ATD信号は、メモリセルに読
み出しまたは書き込みをする際の一連の動作、つまり、
ワード線の選択、ビット線対の選択、データ信号の読み
出しまたは書き込み制御のトリガーとなる。
【0065】XAPD信号(オートパワーダウン信号)
がLレベルのとき、ワード線及びビット線対は非選択と
なる。ATD信号の立ち上がりにより、XAPD信号は
Hレベルとなるので、ワード線及びビット線対の選択が
可能となる。ATD信号の立ち下がり後、オートパワー
ダウンタイマが作動し、所定時間が経過すると、XAP
D信号がLレベルとなる。これにより、ワード線及びビ
ット線対が非選択となる。非選択となったビット線対
は、電源電位にプリチャージされる。
【0066】図9は、本実施形態に係るXAPD信号制
御部801のブロック図である。XAPD信号制御部8
01は、図2に示すタイミング回路800内に形成され
ている。通常の動作中、バーンインモード信号(BI
A)はLレベルなので、ATD信号パルスがNORゲー
ト810、さらに、インバータ820を介してタイマー
830に入力される。ATD信号がHレベル中は、タイ
マー830がリセットされ、Hレベルの/APD信号が
出力される。よって、ワード線及びビット線対の選択が
可能となる。ATD信号が立ち下がると、タイマー83
0が作動し、メモリセルへの書き込みや読み出しが終了
する時間(最小サイクル時間100nsに対し、例え
ば、40ns)の経過後、XAPD信号はLレベルとな
る。これにより、ワード線及びビット線対の選択が終了
する。
【0067】一方、バーンインモード中、BIA信号は
Hレベルであるのでオートパワーダウンは解除され、タ
イマー830からHレベルのXAPD信号が出力され続
ける。よって、ワード線及びビット線対の選択が可能と
なる。なお、以上の説明から分かるように、図9に示す
XAPD信号制御部801は、ワード線及びビット線対
の選択期間をサイクル時間より早く終了させる機能を、
バーンインモード信号をもとにして解除する手段を含
む。
【0068】図10は、本実施形態のバーンインモード
のタイミングチャートである。外部からのクロック(C
LK)信号の変化毎に、アドレスA0′信号〜アドレス
A18′信号が変化することにより、アドレスが変化し
ている。これは図7で説明している。よって、本実施形
態では、クロック(CLK)信号の半周期がアドレスの
サイクル時間(例えば、100ns)となる。本実施形
態では、オートパワーダウンが解除されているので、X
APD信号はHレベルのままである。よって、ワード線
及びビット線対の選択終了は、次のアドレス変化まで続
くため、通常動作時より選択期間t2を長くすることが
できる。
【0069】以上のように、本実施形態によれば、選択
されたメモリセルは、通常動作時よりも長い時間、スト
レスが与えられる。このため、バーンインの時間を短縮
することができる。
【0070】なお、本発明においては、オートパワーダ
ウンを解除せずにバーンインをすることもできる。この
場合は図11に示すように、オートパワーダウンによ
り、ワード線及びビット線対の選択期間(t1)は、ア
ドレスのサイクル時間(例えば、100ns)よりも短
くなる。
【0071】[バーンインの態様]本実施形態におい
て、ウエハレベルバーンインをする場合に使用される半
導体ウエハ及びプローブの一例について説明する。図1
2は、半導体ウエハ2000の平面図である。半導体ウ
エハ2000には、多数のSRAMチップ1000が形
成されている。図13は、半導体ウエハ2000をバー
ンインする際に使用されるプローブカードの部分平面図
である。プローブカード3000には多数のスルーホー
ル3101に針3100が設けられている。多数のスル
ーホール3101は、プローブガード3000上の図示
しない端子にそれぞれ配線されており、その端子を介し
て図示しないバーンイン装置に接続される。針3100
の4本が一組となっている。ウエハレベルバーンインを
するとき、一組の針3100が一つのSRAMチップ1
000で使用され、600−1〜600−4のパッドに
立てられる。つまり、本実施形態において、バーンイン
の際に使用される端子は、VDDBI端子、VSSBI
端子、BI端子、CLK端子の4個なので、一つのSR
AMチップ1000をバーンインするのに使用されるプ
ローブの針は4本ですむ。バーンイン時に使用できる端
子数は、バーンイン装置のシステム構成により決まって
いる。また、プローブガード上に接続できる針数にも制
限がある。本実施形態によれば、バーンインにおいてプ
ローブの針3100と接触する端子数を減らすことがで
きるので、ウエハレベルでバーンインをした場合、一回
にバーンインできるチップ数を増やすことが可能とな
る。すなわち、1ウエハあたりのバーンインに要する時
間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係るSRAMチップの入力回路の
ブロック図である。
【図2】本実施形態に係るSRAMチップのブロック図
である。
【図3】本実施形態に係るメモリセルアレイのブロック
図である。
【図4】本実施形態に係るメモリセルMCの等価回路図
である。
【図5】本実施形態に係るSRAMチップのアドレス信
号入力回路の回路図である。
【図6】本実施形態に係るSRAMチップのデータ信号
入力回路の回路図である。
【図7】本実施形態に係るSRAMチップのバーンイン
モードにおいて、アドレスの生成を示すタイミングチャ
ートである。
【図8】一般的なオートパワーダウンを説明するための
タイミングチャートである。
【図9】本実施形態に係るオートパワーダウン信号(X
APD)の制御部のブロック図である。
【図10】本実施形態に係るSRAMチップにおいて、
オートパワーダウンを解除してバーンインをした場合の
タイミングチャートである。
【図11】本実施形態に係るSRAMチップにおいて、
オートパワーダウンを解除しないでバーンインをした場
合のタイミングチャートである。
【図12】本実施形態に係るSRAMチップが多数形成
された半導体ウエハの平面図である。
【図13】本実施形態に係るSRAMチップが多数形成
された半導体ウエハをバーンインする際に使用されるプ
ローブガードの部分平面図である。
【符号の説明】
100 アドレス入力回路 101 データ入力回路 102 コントロール信号入力回路 102−1〜102−3 NORゲート 103 バーンイン制御信号入力回路 103−1 プルダウン抵抗 103−2〜103−3 バッファ 104 データ出力回路 110−0〜110−18 アドレス信号入力回路 111 伝送ゲート 112 インバータ 113 伝送ゲート 114 ATP発生回路 115 NORゲート 117 インバータ 119 NORゲート 120−0〜120−19 Tフリップフロップ 130−1〜130−16 データ信号入力回路 131 NORゲート 132 インバータ 133 インバータ 135 NORゲート 137 伝送ゲート 139 伝送ゲート 140 インバータ 150 ATP合成回路 201 行デコーダ 202 列デコーダ 300 ライトドライバ 400 制御回路 500 メモリセルアレイ 500−1 メモリブロック 600−1 BI端子 600−2 CLK端子 600−3 VSSBI端子 600−4 VDDBI端子 600−5 アドレス入力端子 600−6 データ入出力端子 600−7 コントロール入力端子 600−8 VSS端子 600−9 VDD端子 700 センスアンプ 800 タイミング制御回路 801 XAPD信号制御部 810 NORゲート 830 タイマー 1000 SRAMチップ 2000 半導体ウエハ 3000 プローブガード 3100 針 3101 スルーホール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01R 31/28 U V (72)発明者 小林 等 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 熊谷 敬 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 2G003 AA07 AA10 AC01 AC03 AD01 AG03 AH04 AH07 2G132 AA08 AB03 AB14 AG08 AG09 AK02 AK11 AK18 AK27 AL09 5B015 JJ44 KB09 KB47 KB82 KB86 MM07 RR03 RR07 5L106 AA02 DD35 EE02 GG01 GG03

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のメモリセルを含む半導体メモリに
    おいて、 前記半導体メモリの電源端子となる第1端子と、 前記半導体メモリの接地端子となる第2端子と、 前記半導体メモリをバーンインモードにするためのバー
    ンインモード信号が入力される第3端子と、 外部からのクロック信号が入力される第4端子と、 前記バーンインモード信号の入力中、前記クロック信号
    のカウントをもとにして、前記複数のメモリセルの各々
    を選択するためのアドレス信号を生成するアドレス信号
    生成部と、 前記バーンインモード信号の入力中、前記クロック信号
    をもとにして、データ信号を生成するデータ信号生成部
    と、 前記アドレス信号で選択されるメモリセルに前記データ
    信号のデータを書き込むデータ書き込み部と、 を備える、半導体メモリ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記第1端子、前記第2端子、前記第3端子及び前記第
    4端子は、バーンイン専用であり、 前記第1端子と異なり、前記半導体メモリの電源端子と
    なる第5端子と、 前記第2端子と異なり、前記半導体メモリの接地端子と
    なる第6端子と、 を備える、半導体メモリ。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、 前記アドレス信号生成部は、カウンタを含み、 前記カウンタからの出力が前記アドレス信号となる、半
    導体メモリ。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 前記データ信号生成部は、前記カウンタの最終段のフリ
    ップフロップからの出力信号を分周する信号分周部を備
    え、前記信号分周部から出力される信号をもとにして、
    前記データ信号を生成する、半導体メモリ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかにおいて、 ワード線及びビット線対の選択期間をサイクル時間より
    早く終了させる機能を、前記バーンインモード信号をも
    とにして解除する手段を備える、半導体メモリ。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかにおいて、 外部からのアドレス信号が入力されるアドレス信号入力
    回路と、 外部からのデータ信号が入力されるデータ信号入力回路
    と、 前記アドレス信号入力回路は、前記バーンインモード信
    号により、外部からのアドレス信号の入力を禁止し、 前記データ信号入力回路は、前記バーンインモード信号
    により、外部からのデータ信号の入力を禁止する、半導
    体メモリ。
  7. 【請求項7】 複数のメモリセルを含む半導体メモリの
    バーンイン方法であって、 前記半導体メモリをバーンインモードにするステップ
    と、 前記半導体メモリに電位を供給するステップと、 前記バーンインモード中、外部からのクロック信号のカ
    ウントをもとにして、前記複数のメモリセルの各々のア
    ドレスを生成するステップと、 前記バーンインモード中、前記クロック信号をもとにし
    て、データを生成するステップと、 前記アドレスと対応するメモリセルに前記データを書き
    込むステップと、 を備える、半導体メモリのバーンイン方法。
  8. 【請求項8】 請求項7において、 前記書き込むステップは、ワード線及びビット線対の選
    択期間をサイクル時間より早く終了させる機能を解除し
    て行う、半導体メモリのバーンイン方法。
  9. 【請求項9】 請求項7または8において、 前記書き込むステップは、前記複数のメモリセルに第1
    のレベルを書き込み、その後、第2のレベルを書き込む
    ステップを含む、半導体メモリのバーンイン方法。
  10. 【請求項10】 請求項7〜9のいずれかにおいて、 前記バーンインモード中、外部からのアドレス及びデー
    タの入力を禁止するステップを備える、半導体メモリの
    バーンイン方法。
  11. 【請求項11】 請求項7〜10のいずれかにおいて、 前記バーンインはウェハレベルで行う、半導体メモリの
    バーンイン方法。
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