JP2003288800A - 半導体記憶装置のテスト方法、半導体記憶装置及び半導体装置 - Google Patents

半導体記憶装置のテスト方法、半導体記憶装置及び半導体装置

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JP2003288800A
JP2003288800A JP2002089655A JP2002089655A JP2003288800A JP 2003288800 A JP2003288800 A JP 2003288800A JP 2002089655 A JP2002089655 A JP 2002089655A JP 2002089655 A JP2002089655 A JP 2002089655A JP 2003288800 A JP2003288800 A JP 2003288800A
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dedicated
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word line
memory cells
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政継 中村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DRAM等のデータホールド特性を短時間で
効率良くテストする。 【解決手段】 開示される半導体記憶装置のテスト方法
は、メモリセル21と同一構造で、ビット線2201
2202、2211、2212、…の各々にスイッチン
グMOSトランジスタの一方の電極が接続されたテスト
専用メモリセル25と、テスト専用メモリセル25を構
成するスイッチングMOSトランジスタのゲート電極に
共通に接続されたテスト専用ワード線14及び14
とを有するDRAMについて、メモリセル21の全て
に"H"レベルのデータを書き込むステップと、テスト専
用ワード線14にスイッチングMOSトランジスタの
ゲート電極が接続されたテスト専用メモリセル25に"
L"レベルのデータを書き込むステップと、テスト専用
ワード線14を選択レベル及び非選択レベルに交互に
所定回数設定するステップと、メモリセル21のデータ
を読み出すステップとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体記憶装置
のテスト方法、半導体記憶装置及び半導体装置に関し、
詳しくは、DRAMや外部クロックに同期して動作する
同期型DRAM等の半導体記憶装置のデータホールド時
間をテストする半導体記憶装置のテスト方法、この方法
を適用した半導体記憶装置及び、この方法を適用した、
半導体記憶装置、CPU(中央処理装置)、複数個の入
出力手段等をバスを介して接続して構成したシステムを
1個の半導体チップ内に組み込んだSOC(System On
a Chip)等の半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】DRAMや同期型DRAM等の半導体記
憶装置(以下、DRAM等と略す)は、周知のように、
メモリキャパシタとスイッチングMOSトランジスタと
で構成されるメモリセルがマトリクス状に配置されてメ
モリセル・アレイを構成しており、メモリキャパシタに
電荷を貯えるか否かにより"H"レベル又は"L"レベルの
1ビットのデータを記憶している。データ、すなわち、
メモリキャパシタに貯えられた電荷は、ホールドされる
が、わずかに存在する漏れ電流により、時間の経過とと
もに徐々に減少していき、最後には失われてしまう。こ
のため、一定時間ごとに、スイッチングMOSトランジ
スタをオンして、メモリキャパシタに貯えられ減少して
いる電荷を検出し、センスアンプにより増幅した後、再
び同一のメモリキャパシタを充電するリフレッシュを行
う必要がある。各メモリセルの任意のリフレッシュから
次のリフレッシュまでの間隔は、例えば、16Mビット
のDRAM等では16ms以下と規定されているため、最
悪の動作条件でも16ms以上のデータホールド時間が要
求される。
【0003】このため、半導体記憶装置の製造メーカ
は、製造した半導体記憶装置が所定のデータホールド時
間を有しているか否かをテストするデータホールドテス
トを行っている。このデータホールドテストには各種あ
るが、以下では、ディジット(ビット)・ディスターブ
ホールドテストについて説明する。このディジット・デ
ィスターブホールドテストは、メモリセル・アレイを構
成する複数個のメモリセルのうち、後述するディスター
ブを行う所定のワード線以外のワード線にスイッチング
MOSトランジスタのゲート電極が接続されている全て
のメモリセル(以下、注目セルと呼ぶ)にデータを書き
込み、注目セルがデータホールドしている間に上記所定
のワード線を選択レベル及び非選択レベルに交互に所定
回数設定する(これをディスターブと呼ぶ)ことによ
り、注目セルの記憶内容に対する影響を調べるものであ
る。
【0004】まず、従来のDRAMの要部の構成につい
て図6及び図7を参照して説明する。この例のDRAM
は、メモリセル・アレイとその周辺に設けられた回路と
を合わせたバンクを複数個設けるマルチバンク方式のD
RAMであり、バンク1〜1(nは自然数)と、ロ
ウデコーダ2とから概略構成されている。バンク1
は、図示しないが、各々少なくとも1個のメモリセ
ル・アレイと、複数個のセンスアンプと、入出力バスと
から概略構成されている。ロウデコーダ2は、外部から
供給されるロウアドレスRADをデコードして、バンク
〜1の対応するワード線を選択状態とするための
ロウ選択信号を出力する。また、この例のDRAMに
は、上記各構成要素の他、図示しないが、外部から供給
されるカラムアドレスをデコードしてバンク1〜1
の対応するビット線を選択状態とするためのカラム選択
信号を出力するカラムデコーダや、周辺回路に供給すべ
き内部電圧を発生する内部電圧発生回路などが設けら
れ、周知の半導体製造技術によって1個の半導体チップ
上に形成されている。
【0005】次に、図6に示すDRAMを構成するバン
ク1の要部の構成について図7を参照して説明する。
この例のバンク1においては、図7に示すように、メ
モリセル3がマトリクス状に配置されている。ビット線
01、402、411、412、…は、列方向に所定
間隔離れて行方向に伸びて形成されており、対応するメ
モリセル3を構成するスイッチングMOSトランジスタ
(図示略)の一方の電極と接続されている。なお、各メ
モリセル3を構成するスイッチングMOSトランジスタ
(図示略)の他方の電極は、対応するメモリキャパシタ
(図示略)に接続されている。また、一対のビット線4
01及び402、411及び412、…は、各々対応す
るセンスアンプ5、5、…に接続されている。セン
スアンプ5、5、…は、メモリセル3から対応する
ビット線401、402、411、412、…に読み出
されたデータを検知して増幅する。ワード線6
、6、…は、ビット線401、402、411
12、…と直交するように、行方向に所定間隔離れて
列方向に伸びて形成されており、対応するメモリセル3
を構成するスイッチングMOSトランジスタ(図示略)
のゲート電極に接続されている。なお、他のバンク1
〜1の要部の構成については、上記したバンク1
要部の構成と略同様であるので、その説明を省略する。
【0006】次に、上記構成のDRAMにおけるデータ
ホールド特性をテストするディジット・ディスターブホ
ールドテストについて説明する。 (a) まず、図8に示すように、バンク1の全ての
メモリセル3に"H"レベルのデータを書き込む。図8
は、黒色に塗りつぶされて表示されているメモリセル3
が"H"レベルに保持されていることを示している。以下
においても同様である。 (b) 次に、図9に示すように、ワード線6にスイ
ッチングMOSトランジスタ(図示略)のゲート電極が
接続されたメモリセル3に"L"レベルのデータを書き込
む。図9は、白抜きで表示されているメモリセル3が"
L"レベルに保持されていることを示している。以下に
おいても同様である。
【0007】(c) 次に、所定の時間(例えば、16
MビットのDRAM等では16ms)、注目セルにデータ
をホールドし、その間に、ワード線6に複数回アクセ
スする(選択レベル及び非選択レベルの交互設定)こと
により、ワード線6にスイッチングMOSトランジス
タ(図示略)のゲート電極が接続されたメモリセル3か
らデータを読み出す。ここで、このアクセス回数は、D
RAMで使用するクロックの周波数に依存する。例え
ば、クロックの周波数が100MHzである場合、その
周期Tは10nsであるから、データホールド時間T
DHを16msとする規格を満足するためには、アクセス
回数TACSは、式(1)から、160万回となる。 TACS=TDH/T=16×10−3/10×10−9=16×10… (1) ワード線6にアクセスすることにより、ビット線4
02、412、…に同一のビットコンタクト(図示略)
を介してスイッチングMOSトランジスタ(図示略)の
一方の電極が接続されているメモリセル3がディスター
ブされ、データホールド特性の良好でないメモリセル3
においては、図示せぬメモリキャパシタに貯えられた電
荷が図示せぬスイッチングMOSトランジスタ(図示
略)を介してリークする。 (d) 次に、バンク1の全てのメモリセル3からデ
ータを読み出し、"H"レベルのデータが読み出せなかっ
た、つまり、データホールド特性の良好でないメモリセ
ル3については使用不能(フェイル(fail))と判断す
る。
【0008】(e) 次に、再び、図8に示すように、
バンク1の全てのメモリセル3に"H"レベルのデータ
を書き込む。 (f) 次に、ワード線6にスイッチングMOSトラ
ンジスタ(図示略)のゲート電極が接続されたメモリセ
ル3に"L"レベルのデータを書き込む。 (g) 次に、所定の時間(例えば、16MビットのD
RAM等では16ms)、注目セルにデータをホールド
し、その間に、ワード線6に複数回アクセスすること
により、ワード線6にスイッチングMOSトランジス
タ(図示略)のゲート電極が接続されたメモリセル3か
らデータを読み出す。このアクセス回数は、上記した場
合と同様、160万回となる。ワード線6にアクセス
することにより、ビット線401、411、…に同一の
ビットコンタクト(図示略)を介してスイッチングMO
Sトランジスタ(図示略)の一方の電極が接続されてい
るメモリセル3がディスターブされ、データホールド特
性の良好でないメモリセル3においては、図示せぬメモ
リキャパシタに貯えられた電荷が図示せぬスイッチング
MOSトランジスタを介してリークする。 (h) 次に、バンク1の全てのメモリセル3からデ
ータを読み出し、"H"レベルのデータが読み出せなかっ
た、つまり、データホールド特性の良好でないメモリセ
ル3については使用不能(フェイル(fail))と判断す
る。
【0009】(i) 次に、再び、図8に示すように、
バンク1の全てのメモリセル3に"H"レベルのデータ
を書き込む。 (j) 次に、ワード線6にスイッチングMOSトラ
ンジスタ(図示略)のゲート電極が接続されたメモリセ
ル3に"L"レベルのデータを書き込む。 (k) 次に、所定の時間(例えば、16MビットのD
RAM等では16ms)、注目セルにデータをホールド
し、その間に、ワード線6に複数回アクセスすること
により、ワード線6にスイッチングMOSトランジス
タ(図示略)のゲート電極が接続されたメモリセル3か
らデータを読み出す。このアクセス回数は、上記した場
合と同様、160万回となる。ワード線6にアクセス
することにより、ビット線401、411、…に同一の
ビットコンタクト(図示略)を介してスイッチングMO
Sトランジスタ(図示略)の一方の電極が接続されてい
るメモリセル3がディスターブされ、データホールド特
性の良好でないメモリセル3においては、図示せぬメモ
リキャパシタに貯えられた電荷が図示せぬスイッチング
MOSトランジスタを介してリークする。 (l) 次に、全てのメモリセル3からデータを読み出
し、"H"レベルのデータが読み出せなかった、つまり、
データホールド特性の良好でないメモリセル3について
は使用不能(フェイル(fail))と判断する。なお、
(i)〜(l)の試験は、ワード線6にスイッチング
MOSトランジスタ(図示略)のゲート電極が接続され
たメモリセル3のデータホールド特性を試験することが
主目的であるため、データの書き込み及び読み出しは、
ワード線6にスイッチングMOSトランジスタ(図示
略)のゲート電極が接続されたメモリセル3だけについ
て行っても良い。
【0010】(m) 次に、再び、図8に示すように、
バンク1の全てのメモリセル3に"H"レベルのデータ
を書き込む。 (n) 次に、ワード線6にスイッチングMOSトラ
ンジスタ(図示略)のゲート電極が接続されたメモリセ
ル3に"L"レベルのデータを書き込む。 (o) 次に、所定の時間(例えば、16MビットのD
RAM等では16ms)、注目セルにデータをホールド
し、その間に、ワード線6に複数回アクセスすること
により、ワード線6にスイッチングMOSトランジス
タ(図示略)のゲート電極が接続されたメモリセル3か
らデータを読み出す。このアクセス回数は、上記した場
合と同様、160万回となる。ワード線6にアクセス
することにより、ビット線402、412、…に同一の
ビットコンタクト(図示略)を介してスイッチングMO
Sトランジスタ(図示略)の一方の電極が接続されてい
るメモリセル3がディスターブされ、データホールド特
性の良好でないメモリセル3においては、図示せぬメモ
リキャパシタに貯えられた電荷が図示せぬスイッチング
MOSトランジスタを介してリークする。 (p) 次に、全てのメモリセル3からデータを読み出
し、"H"レベルのデータが読み出せなかった、つまり、
データホールド特性の良好でないメモリセル3について
は使用不能(フェイル(fail))と判断する。なお、
(m)〜(p)の試験は、ワード線6にスイッチング
MOSトランジスタ(図示略)のゲート電極が接続され
たメモリセル3のデータホールド特性を試験することが
主目的であるため、データの書き込み及び読み出しは、
ワード線6にスイッチングMOSトランジスタ(図示
略)のゲート電極が接続されたメモリセル3だけについ
て行っても良い。
【0011】以上説明した(a)〜(p)の処理を、残
り(n−1)個のバンクについて同様に行う。次に、n
個のバンク全てについて、(a)〜(p)の処理を、
(a)、(e)、(i)及び(m)において1個のバン
クを構成する全てのメモリセル3に"L"レベルのデータ
を書き込んだ場合について、同様に行う。この場合、
(b)、(f)、(j)及び(n)においてワード線6
〜6にスイッチングMOSトランジスタ(図示略)
のゲート電極が接続されたメモリセル3に書き込むデー
タは上記の場合とは逆に、"L"レベルのデータが"H"レ
ベルのデータになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ここで、以上説明した
従来のディジット・ディスターブホールドテストの所要
時間Tを求める。以上説明したテスト方法によれば、
各メモリセル3にデータをホールドしておくべき時間を
時間Tとすると、1個のバンクについて、ワード線6
及び6を他のワード線にスイッチングMOSトラン
ジスタ(図示略)のゲート電極が接続されたメモリセル
3をディスターブするのに用い、ワード線6をワード
線6にスイッチングMOSトランジスタ(図示略)の
ゲート電極が接続されたメモリセル3をディスターブす
るのに用い、ワード線6をワード線6にスイッチン
グMOSトランジスタ(図示略)のゲート電極が接続さ
れたメモリセル3をディスターブするのに用いてテスト
する。この処理をn個のバンクについて行い、さらに、
1個のバンクを構成する全てのメモリセル3に"L"レベ
ルのデータを書き込んだ場合についても以上説明した処
理を同様に行うので、所要時間Tは、式(2)で表さ
れる。 T=4×2×T×n…(2)
【0013】このように、従来のディジット・ディスタ
ーブホールドテストにおいては、ワード線6をワード
線6にスイッチングMOSトランジスタ(図示略)の
ゲート電極が接続されたメモリセル3をディスターブす
るだけに用いるとともに、ワード線6をワード線6
にスイッチングMOSトランジスタ(図示略)のゲート
電極が接続されたメモリセル3をディスターブするだけ
に用いるのは非常に使用効率が悪い。したがって、従来
のディジット・ディスターブホールドテストをDRAM
等の電気的特性等を検査するプローブテスト(以下、本
テストと呼ぶ)や本テスト終了後に行われるDRAM等
を選別するためのテスト等に適用することができない。
【0014】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、DRAM等のデータホールド特性を短時間で効
率良くテストすることができる半導体記憶装置のテスト
方法、この方法を適用したDRAMや同期型DRAM等
の半導体記憶装置及び、この方法を適用したSOC等の
半導体装置を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、メモリキャパシタとスイッ
チングMOSトランジスタとで構成され、マトリクス状
に配置された複数個のメモリセルと、行方向に所定間隔
離れて列方向に伸びて形成され、上記スイッチングMO
Sトランジスタのゲート電極に接続された複数本のワー
ド線と、列方向に所定間隔離れて行方向に伸びて形成さ
れ、上記スイッチングMOSトランジスタの一方の電極
に接続された複数本のビット線とを有する半導体記憶装
置のテスト方法に係り、上記半導体記憶装置は、上記メ
モリセルと同一構造であって、上記複数本のビット線の
各々にスイッチングMOSトランジスタの一方の電極が
接続された1個又は複数個のテスト専用メモリセルと、
該テスト専用メモリセルを構成する上記スイッチングM
OSトランジスタのゲート電極に共通に接続されたテス
ト専用ワード線とを有し、上記複数個のメモリセルの全
てに第1のデータを書き込む第1のステップと、上記テ
スト専用メモリセルに第2のデータを書き込む第2のス
テップと、上記テスト専用ワード線を選択レベル及び非
選択レベルに交互に所定回数設定する第3のステップ
と、上記複数個のメモリセルのデータを読み出す第4の
ステップとを有することを特徴としている。なお、この
請求項1記載の発明において、第1及び第2のデータと
は、"H"レベルのデータ又は"L"レベルのデータを表し
ており、第1のデータを"H"レベルのデータとした場合
には第2のデータが"L"レベルのデータとなり、第1の
データを"L"レベルのデータとした場合には第2のデー
タが"H"レベルのデータとなる。以下の請求項記載の発
明においても同様である。
【0016】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の半導体記憶装置のテスト方法に係り、上記半導体記
憶装置は、上記複数個のメモリセルと、上記複数本のワ
ード線と、上記複数本のビット線と、上記テスト専用メ
モリセルと、上記テスト専用ワード線とを有する複数個
のバンクを有し、上記各バンクを構成する上記テスト専
用ワード線が共通に接続されてなることを特徴としてい
る。
【0017】また、請求項3記載の発明は、請求項1又
は2記載の半導体記憶装置のテスト方法に係り、上記半
導体記憶装置又は上記各バンクでは、上記複数本のビッ
ト線は2本ずつ対をなしてメモリアンプに接続され、上
記テスト専用メモリセルと上記テスト専用ワード線とか
らなる組が2組設けられ、上記各テスト専用ワード線に
ついて上記第1のステップから上記第4のステップまで
行うことを特徴としている。
【0018】また、請求項4記載の発明は、請求項1記
載の半導体記憶装置のテスト方法に係り、上記半導体記
憶装置が欠陥を有する上記メモリセルと置換される複数
個の冗長メモリセルと該複数個の冗長メモリセルのゲー
ト電極に共通に接続された冗長用ワード線とを有する場
合には、上記テスト専用メモリセル及び上記テスト専用
ワード線を設けずに、上記第2のステップでは、上記冗
長メモリセルに上記第2のデータを書き込み、上記第3
のステップでは、上記冗長用ワード線を選択レベル及び
非選択レベルに交互に所定回数設定することを特徴とし
ている。
【0019】また、請求項5記載の発明は、請求項4記
載の半導体記憶装置のテスト方法に係り、上記半導体記
憶装置では、上記複数本のビット線は、2本ずつ対をな
してメモリアンプに接続され、上記冗長メモリセルと上
記冗長用ワード線との組が少なくとも2組設けられ、上
記各冗長用ワード線について上記第1のステップから上
記第4のステップまで行うことを特徴としている。
【0020】また、請求項6記載の発明に係る半導体記
憶装置は、メモリキャパシタとスイッチングMOSトラ
ンジスタとで構成され、マトリクス状に配置された複数
個のメモリセルと、行方向に所定間隔離れて列方向に伸
びて形成され、上記スイッチングMOSトランジスタの
ゲート電極に接続された複数本のワード線と、列方向に
所定間隔離れて行方向に伸びて形成され、上記スイッチ
ングMOSトランジスタの一方の電極に接続された複数
本のビット線と、上記メモリセルと同一構造であって、
上記複数本のビット線の各々にスイッチングMOSトラ
ンジスタの一方の電極が接続された1個又は複数個のテ
スト専用メモリセルと、該テスト専用メモリセルを構成
する上記スイッチングMOSトランジスタのゲート電極
に共通に接続されたテスト専用ワード線とを有すること
を特徴としている。
【0021】また、請求項7記載の発明は、請求項6記
載の半導体記憶装置に係り、上記複数個のメモリセル
と、上記複数本のワード線と、上記複数本のビット線
と、上記テスト専用メモリセルと、上記テスト専用ワー
ド線とを有する複数個のバンクを有し、上記各バンクを
構成する上記テスト専用ワード線が共通に接続されてな
ることを特徴としている。
【0022】また、請求項8記載の発明は、請求項6又
は7記載の半導体記憶装置に係り、上記複数本のビット
線は2本ずつ対をなしてメモリアンプに接続され、上記
テスト専用メモリセルと上記テスト専用ワード線とから
なる組が2組設けられ、上記テスト専用メモリセルと上
記テスト専用ワード線とからなる組の一方の組のテスト
専用メモリセルの一方の電極は上記2本ずつ対をなすビ
ット線の一方に接続され、他方の組のテスト専用メモリ
セルの一方の電極は上記2本ずつ対をなすビット線の他
方に接続されていることを特徴としている。
【0023】また、請求項9記載の発明に係る半導体装
置は、請求項6乃至8のいずれか1に記載の半導体記憶
装置を備えてなることを特徴としている。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図2は、この発明の一実施例である半
導体記憶装置のテスト方法を適用したDRAMの要部の
構成を示すブロック図である。この例のDRAMは、バ
ンク11〜11(nは自然数)と、アンドゲート1
及び12と、ロウデコーダ13と、テスト専用ワ
ード線14及び14 とから概略構成されている。バ
ンク11〜11は、図示しないが、各々少なくとも
1個のメモリセル・アレイと、複数個のセンスアンプ
と、入出力バスとから概略構成されている。アンドゲー
ト12は、第1の入力端子に供給されるテスト信号T
ESTと、第2の入力端子に供給されるテスト専用ワー
ド信号TWDとの論理積を取り、その結果をテスト専
用ロウ選択信号TRSとしてテスト専用ワード線14
を介して各バンク11〜11に供給する。アンド
ゲート12は、第1の入力端子に供給されるテスト信
号TESTと、第2の入力端子に供給されるテスト専用
ワード信号TWDとの論理積を取り、その結果をテス
ト専用ロウ選択信号TRS としてテスト専用ワード線
14を介して各バンク11〜11に供給する。こ
こで、テスト信号TESTとは、この例のDRAMを通
常使用する際に"L"レベルとされ、この例のDRAMの
各種の特性をテストする際に"H"レベルとされる信号を
いう。
【0025】ロウデコーダ13は、外部から供給される
ロウアドレスRADをデコードして、バンク11〜1
の対応するワード線を選択状態とするためのロウ選
択信号を出力する。また、ロウデコーダ13は、"H"レ
ベルのテスト信号TESTが供給された場合には、この
例のDRAMがテストモードに設定されたことを認識す
る。テスト専用ワード線14及び14は、各バンク
11〜11に共通に設けられているが、その詳細に
ついては後述する。また、この例のDRAMには、上記
各構成要素の他、図示しないが、外部から供給されるカ
ラムアドレスをデコードしてバンク11〜11の対
応するビット線を選択状態とするためのカラム選択信号
を出力するカラムデコーダや、周辺回路に供給すべき内
部電圧を発生する内部電圧発生回路などが設けられ、周
知の半導体製造技術によって1個の半導体チップ上に形
成されている。
【0026】次に、図2に示すDRAMを構成するバン
ク11の要部の構成について図1を参照して説明す
る。この例のバンク11においては、図1に示すよう
に、メモリセル21がマトリクス状に配置されている。
ビット線2201、2202、2211、2212、…
は、列方向に所定間隔離れて行方向に伸びて形成されて
おり、対応するメモリセル21を構成するスイッチング
MOSトランジスタ(図示略)の一方の電極と接続され
ている。なお、各メモリセル21を構成するスイッチン
グMOSトランジスタ(図示略)の他方の電極は、対応
するメモリキャパシタ(図示略)に接続されている。ま
た、一対のビット線2201及び2202、2211
び22 12、…は、各々対応するセンスアンプ23
23、…に接続されている。センスアンプ23、2
、…は、メモリセル21から対応するビット線22
01、2202、2211、2212、…に読み出され
たデータを検知して増幅する。ワード線24、2
、24、…は、ビット線2201、2202、2
11、2212、…と直交するように、行方向に所定
間隔離れて列方向に伸びて形成されており、対応するメ
モリセル21を構成するスイッチングMOSトランジス
タ(図示略)のゲート電極に接続されている。
【0027】また、この例のバンク11においては、
上記したテスト専用ワード線14及び14が、図1
に示すように、ワード線24に隣接してビット線22
01、2202、2211、2212、…と直交するよ
うに、行方向に所定間隔離れて列方向に伸びて形成され
ている。さらに、この例のバンク11においては、図
1に示すように、メモリセル21と同一構造であって、
ビット線2201、2202、2211、2212、…
の各々にスイッチングMOSトランジスタ(図示略)の
一方の電極が接続されたテスト専用メモリセル25が設
けられている。各テスト専用メモリセル25を構成する
スイッチングMOSトランジスタ(図示略)のゲート電
極は、対応するテスト専用ワード線14又は14
接続されている。また、各テスト専用メモリセル25を
構成するスイッチングMOSトランジスタ(図示略)の
他方の電極は、対応するメモリキャパシタ(図示略)に
接続されている。なお、他のバンク11〜11の要
部の構成については、上記したバンク11の要部の構
成と略同様であるので、その説明を省略する。
【0028】次に、上記構成のDRAMにおけるデータ
ホールド特性をテストするテスト方法について説明す
る。 (1) まず、この例のDRAMをテストモードに設定
するために、外部から"H"レベルのテスト信号TEST
を供給する。 (2) 次に、図3に示すように、各バンク11〜1
を構成する全てのメモリセル21に"H"レベルのデ
ータを書き込む。図3は、黒色に塗りつぶされて表示さ
れているメモリセル21が"H"レベルに保持されている
ことを示している。以下に示す図においても同様であ
る。
【0029】(3) 次に、外部から"H"レベルのテス
ト専用ワード信号TWDを供給する(選択レベルの設
定)。これにより、アンドゲート12は、第1の入力
端子に供給されている"H"レベルのテスト信号TEST
と、第2の入力端子に供給される"H"レベルのテスト専
用ワード信号TWDとの論理積を取り、その結果であ
る"H"レベルのテスト専用ロウ選択信号TRSをテス
ト専用ワード線14を介して各バンク11〜11
に供給する。これと同時に、ビット線2201、22
11、…を"L"レベルに設定する。したがって、各バン
ク11〜11においては、図4に示すように、テス
ト専用ワード線14にスイッチングMOSトランジス
タ(図示略)のゲート電極が接続されたテスト専用メモ
リセル25に"L"レベルのデータが書き込まれる。図4
は、白抜きで表示されているテスト専用メモリセル25
が"L"レベルに保持されていることを示している。以下
に示す図においても同様である。
【0030】(4) 次に、所定の時間(例えば、16
MビットのDRAM等では16ms)、注目セルにデータ
をホールドし、その間に、テスト専用ワード線14
複数回アクセスする(選択レベル及び非選択レベルの交
互設定)ことにより、テスト専用ワード線14にスイ
ッチングMOSトランジスタ(図示略)のゲート電極が
接続されたテスト専用メモリセル25からデータを読み
出す。ここで、このアクセス回数は、従来の技術につい
て説明したように、160万回となる。テスト専用ワー
ド線14にアクセスすることにより、ビット線22
01、2211、…に同一のビットコンタクト(図示
略)を介してスイッチングMOSトランジスタ(図示
略)の一方の電極が接続されているメモリセル21がデ
ィスターブされ、データホールド特性の良好でないメモ
リセル21においては、図示せぬメモリキャパシタに貯
えられた電荷が図示せぬスイッチングMOSトランジス
タを介してリークする。 (5) 次に、DRAMの全てのメモリセル21からデ
ータを読み出し、"H"レベルのデータが読み出せなかっ
た、つまり、データホールド特性の良好でないメモリセ
ル21については使用不能(フェイル(fail))と判断
する。
【0031】(6) 次に、再び、図3に示すように、
各バンク11〜11を構成する全てのメモリセル2
1に"H"レベルのデータを書き込む。 (7) 次に、外部から"H"レベルのテスト専用ワード
信号TWDを供給する。これにより、アンドゲート1
は、第1の入力端子に供給されている"H"レベルの
テスト信号TESTと、第2の入力端子に供給される"
H"レベルのテスト専用ワード信号TWDとの論理積
を取り、その結果である"H"レベルのテスト専用ロウ選
択信号TRSをテスト専用ワード線14を介して各
バンク11〜11に供給する。これと同時に、ビッ
ト線2202、2212、…を"L"レベルに設定する。
したがって、各バンク11〜11においては、図5
に示すように、テスト専用ワード線14にスイッチン
グMOSトランジスタ(図示略)のゲート電極が接続さ
れたテスト専用メモリセル25に"L"レベルのデータが
書き込まれる。
【0032】(8) 次に、所定の時間(例えば、16
MビットのDRAM等では16ms)、注目セルにデータ
をホールドし、その間に、テスト専用ワード線14
複数回アクセスすることにより、テスト専用ワード線1
にスイッチングMOSトランジスタ(図示略)のゲ
ート電極が接続されたテスト専用メモリセル25からデ
ータを読み出す。ここで、このアクセス回数は、上記し
た(4)の場合と同様、160万回となる。テスト専用
ワード線14にアクセスすることにより、ビット線2
02、2212、…に同一のビットコンタクト(図示
略)を介してスイッチングMOSトランジスタ(図示
略)の一方の電極が接続されているメモリセル21がデ
ィスターブされ、データホールド特性の良好でないメモ
リセル21においては、図示せぬメモリキャパシタに貯
えられた電荷が図示せぬスイッチングMOSトランジス
タを介してリークする。
【0033】(9) 次に、DRAMの全てのメモリセ
ル21からデータを読み出し、"H"レベルのデータが読
み出せなかった、つまり、データホールド特性の良好で
ないメモリセル21については使用不能(フェイル(fa
il))と判断する。次に、以上説明した(2)〜(9)
の手順を、(2)及び(6)において各バンク11
11を構成する全てのメモリセル21に"L"レベルの
データを書き込んだ場合について、同様に行う。この場
合、(3)及び(7)においてテスト専用ワード線14
及び14にスイッチングMOSトランジスタ(図示
略)のゲート電極が接続されたテスト専用メモリセル2
5に書き込むデータは上記の場合とは逆に、"L"レベル
のデータが"H"レベルのデータになる。
【0034】このように、この例の構成によれば、テス
ト専用ワード線14及び14を全てのバンク11
〜11に共通に設けたので、DRAMを構成する全て
のメモリセル21についてデータホールド特性を短時間
で効率良くテストすることができる。ここで、この例の
構成及びテスト方法を用いた場合の所要時間(以下、本
発明所要時間Tと呼ぶ)を求める。この例のテスト方
法によれば、2本のテスト専用ワード線14及び14
を用いてテストし、さらに、各バンク11〜11
を構成する全てのメモリセル21に"L"レベルのデータ
を書き込んだ場合についても以上説明した処理を同様に
行うので、本発明所要時間Tは、上記したように、各
メモリセル21にデータをホールドしておくべき時間を
時間Tとすると、式(3)で表される。 T=2×2×T…(3) 式(2)及び(3)から分かるように、1個のバンクか
らなるDRAMであっても、本発明所要時間Tは上記
比較方法所要時間Tの半分であり、n個のバンクから
なるDRAMでは、本発明所要時間Tは上記比較方法
所要時間Tの約1/2nに削減することができる。
【0035】以上、この発明の実施例を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られる
ものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述
の実施例においては、一対のビット線2201、22
02、22 11、2212、…がセンスアンプ23
23、…に接続される例を示したが、これに限定され
ない。この発明は、1個のセンスアンプに1本のビット
線が接続されるDRAM等にも適用することができる。
この場合には、テスト専用ワード線も1本となる。
【0036】また、上述の実施例においては、この例の
テスト方法がDRAMのいずれの段階のテストに適用す
るかについては言及していないが、一般的には、欠陥メ
モリセルを冗長メモリセルによって救済するために電気
的特性等を検査するプローブテスト(以下、冗長テスト
と呼ぶ)が終了した後に行われるプローブテスト(以
下、本テストと呼ぶ)に適用するのが望ましい。しか
し、これに限定されず、本発明は、本テストはもちろん
のこと、上記冗長テストや、本テスト終了後に行われる
DRAMを選別するためのテストにも適用することがで
きる。特に、この発明を冗長メモリセルを有するDRA
Mに適用した場合には、複数個の冗長メモリセルとこれ
ら複数個の冗長メモリセルを構成するスイッチングMO
Sトランジスタのゲート電極に共通に接続された冗長用
ワード線をテスト専用メモリセル25並びにテスト専用
ワード線14及び14の換わりに用いれば、半導体
記憶装置のチップ面積を増加させることなく、DRAM
等のデータホールド特性を短時間で効率良くテストする
ことができる。また、上述の実施例においては、この発
明をDRAM単体のテストに適用する例を示したが、こ
れに限定されず、この発明は、同期型DRAM単体、あ
るいはDRAMや同期型DRAMを混載したSOCやA
SIC(Application SpecificIntegrated Circuit)に
も適用することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、メモリキャパシタとスイッチングMOSトラン
ジスタとで構成され、マトリクス状に配置された複数個
のメモリセルと、行方向に所定間隔離れて列方向に伸び
て形成され、スイッチングMOSトランジスタのゲート
電極に接続された複数本のワード線と、列方向に所定間
隔離れて行方向に伸びて形成され、スイッチングMOS
トランジスタの一方の電極に接続された複数本のビット
線とを有する半導体記憶装置のテスト方法であって、半
導体記憶装置は、メモリセルと同一構造であって、複数
本のビット線の各々にスイッチングMOSトランジスタ
の一方の電極が接続された1個又は複数個のテスト専用
メモリセルと、該テスト専用メモリセルを構成するスイ
ッチングMOSトランジスタのゲート電極に共通に接続
されたテスト専用ワード線とを有し、複数個のメモリセ
ルの全てに第1のデータを書き込む第1のステップと、
テスト専用メモリセルに第2のデータを書き込む第2の
ステップと、テスト専用ワード線を選択レベル及び非選
択レベルに交互に所定回数設定する第3のステップと、
複数個のメモリセルのデータを読み出す第4のステップ
とを有するので、DRAM等のデータホールド特性を短
時間で効率良くテストすることができる。
【0038】また、この発明の別の構成によれば、半導
体記憶装置は、複数個のメモリセルと、複数本のワード
線と、複数本のビット線と、テスト専用メモリセルと、
テスト専用ワード線とを有する複数個のバンクを有し、
各バンクを構成するテスト専用ワード線が共通に接続さ
れてなるので、マルチバンク方式のDRAM等のデータ
ホールド特性を短時間で効率良くテストすることができ
る。
【0039】また、この発明の別の構成によれば、半導
体記憶装置が欠陥を有するメモリセルと置換される複数
個の冗長メモリセルと該複数個の冗長メモリセルのゲー
ト電極に共通に接続された冗長用ワード線とを有する場
合には、テスト専用メモリセル及びテスト専用ワード線
を設けずに、第2のステップでは、冗長メモリセルに第
2のデータを書き込み、第3のステップでは、冗長用ワ
ード線を選択レベル及び非選択レベルに交互に所定回数
設定するので、チップ面積を増加させることなく、DR
AM等のデータホールド特性を短時間で効率良くテスト
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例である半導体記憶装置のテ
スト方法を適用したDRAMを構成するバンク11
要部の構成を示す回路図である。
【図2】同DRAMの要部の構成を示すブロック図であ
る。
【図3】同方法を説明するための図である。
【図4】同方法を説明するための図である。
【図5】同方法を説明するための図である。
【図6】従来のDRAMの要部の構成例を示すブロック
図である。
【図7】同DRAMを構成するバンク1の要部の構成
例を示すブロック図である。
【図8】従来のディジット・ディスターブホールドテス
トを説明するための図である。
【図9】従来のディジット・ディスターブホールドテス
トを説明するための図である。
【符号の説明】
11〜11 バンク 12,12 アンドゲート 13 ロウデコーダ 14,14 テスト専用ワード線 21 メモリセル 2201、2202、2211、2212、… ビット
線 23、23、… センスアンプ 24、24、24、… ワード線 25 テスト専用メモリセル
フロントページの続き Fターム(参考) 2G132 AA00 AA08 AB01 AD06 AE11 AG02 AK07 AK15 AL09 5L106 AA01 CC17 DD04 DD33 DD35 EE02 EE07 GG07 5M024 AA50 BB12 BB30 BB40 CC50 DD83 JJ20 LL01 MM05 MM10 MM12 PP01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリキャパシタとスイッチングMOS
    トランジスタとで構成され、マトリクス状に配置された
    複数個のメモリセルと、行方向に所定間隔離れて列方向
    に伸びて形成され、前記スイッチングMOSトランジス
    タのゲート電極に接続された複数本のワード線と、列方
    向に所定間隔離れて行方向に伸びて形成され、前記スイ
    ッチングMOSトランジスタの一方の電極に接続された
    複数本のビット線とを有する半導体記憶装置のテスト方
    法であって、 前記半導体記憶装置は、前記メモリセルと同一構造であ
    って、前記複数本のビット線の各々にスイッチングMO
    Sトランジスタの一方の電極が接続された1個又は複数
    個のテスト専用メモリセルと、該テスト専用メモリセル
    を構成する前記スイッチングMOSトランジスタのゲー
    ト電極に共通に接続されたテスト専用ワード線とを有
    し、 前記複数個のメモリセルの全てに第1のデータを書き込
    む第1のステップと、 前記テスト専用メモリセルに第2のデータを書き込む第
    2のステップと、 前記テスト専用ワード線を選択レベル及び非選択レベル
    に交互に所定回数設定する第3のステップと、 前記複数個のメモリセルのデータを読み出す第4のステ
    ップとを有することを特徴とする半導体記憶装置のテス
    ト方法。
  2. 【請求項2】 前記半導体記憶装置は、前記複数個のメ
    モリセルと、前記複数本のワード線と、前記複数本のビ
    ット線と、前記テスト専用メモリセルと、前記テスト専
    用ワード線とを有する複数個のバンクを有し、前記各バ
    ンクを構成する前記テスト専用ワード線が共通に接続さ
    れてなることを特徴とする請求項1記載の半導体記憶装
    置のテスト方法。
  3. 【請求項3】 前記半導体記憶装置又は前記各バンクで
    は、前記複数本のビット線は2本ずつ対をなしてメモリ
    アンプに接続され、前記テスト専用メモリセルと前記テ
    スト専用ワード線とからなる組が2組設けられ、前記各
    テスト専用ワード線について前記第1のステップから前
    記第4のステップまで行うことを特徴とする請求項1又
    は2記載の半導体記憶装置のテスト方法。
  4. 【請求項4】 前記半導体記憶装置が欠陥を有する前記
    メモリセルと置換される複数個の冗長メモリセルと該複
    数個の冗長メモリセルのゲート電極に共通に接続された
    冗長用ワード線とを有する場合には、前記テスト専用メ
    モリセル及び前記テスト専用ワード線を設けずに、前記
    第2のステップでは、前記冗長メモリセルに前記第2の
    データを書き込み、前記第3のステップでは、前記冗長
    用ワード線を選択レベル及び非選択レベルに交互に所定
    回数設定することを特徴とする請求項1記載の半導体記
    憶装置のテスト方法。
  5. 【請求項5】 前記半導体記憶装置では、前記複数本の
    ビット線は、2本ずつ対をなしてメモリアンプに接続さ
    れ、前記冗長メモリセルと前記冗長用ワード線との組が
    少なくとも2組設けられ、前記各冗長用ワード線につい
    て前記第1のステップから前記第4のステップまで行う
    ことを特徴とする請求項4記載の半導体記憶装置のテス
    ト方法。
  6. 【請求項6】 メモリキャパシタとスイッチングMOS
    トランジスタとで構成され、マトリクス状に配置された
    複数個のメモリセルと、行方向に所定間隔離れて列方向
    に伸びて形成され、前記スイッチングMOSトランジス
    タのゲート電極に接続された複数本のワード線と、列方
    向に所定間隔離れて行方向に伸びて形成され、前記スイ
    ッチングMOSトランジスタの一方の電極に接続された
    複数本のビット線と、前記メモリセルと同一構造であっ
    て、前記複数本のビット線の各々にスイッチングMOS
    トランジスタの一方の電極が接続された1個又は複数個
    のテスト専用メモリセルと、該テスト専用メモリセルを
    構成する前記スイッチングMOSトランジスタのゲート
    電極に共通に接続されたテスト専用ワード線とを有する
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記複数個のメモリセルと、前記複数本
    のワード線と、前記複数本のビット線と、前記テスト専
    用メモリセルと、前記テスト専用ワード線とを有する複
    数個のバンクを有し、前記各バンクを構成する前記テス
    ト専用ワード線が共通に接続されてなることを特徴とす
    る請求項6記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記複数本のビット線は2本ずつ対をな
    してメモリアンプに接続され、前記テスト専用メモリセ
    ルと前記テスト専用ワード線とからなる組が2組設けら
    れ、 前記テスト専用メモリセルと前記テスト専用ワード線と
    からなる組の一方の組のテスト専用メモリセルの一方の
    電極は前記2本ずつ対をなすビット線の一方に接続さ
    れ、他方の組のテスト専用メモリセルの一方の電極は前
    記2本ずつ対をなすビット線の他方に接続されているこ
    とを特徴とする請求項6又は7記載の半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 請求項6乃至8のいずれか1に記載の半
    導体記憶装置を備えてなることを特徴とする半導体装
    置。
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