JP2004355720A - Semiconductor memory device - Google Patents

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JP2004355720A
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Noriaki Horiguchi
則昭 堀口
Kazuo Taniguchi
一雄 谷口
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Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress test costs by enabling a DC burn-in test using an equalizer circuit in place of a dynamic burn-in test. <P>SOLUTION: A plurality of bit lines for inputting/outputting data for a memory cell 1 arranged in a matrix form are constituted of a plurality of bit line pairs BLP1 to BLP4 repeatedly arranged by setting two bit lines connected to the same sense amplifier as a pair. The two bit lines constituting the bit line pair are connected to different voltage supply lines 14 and 15 through bit line connection control transistors 11 and 12. Thus, the freedom of setting a burn-in voltage level is high, and a burn-in voltage (electric stress) is applied among all the bit lines. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、ダイナミックバーンイン試験に代わる試験としてビット線間にDC的に電気的ストレスを印加しビット線の加工性不良のスクリーニングが可能な半導体メモリ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路の微細化に伴い、素子内や素子間で絶縁性不良が発生する懸念が増大している。この不良をスクリーニングする際に、電気的ストレスを印加することによって、最初から不良の素子のみならず不良となる蓋然性が高い素子を検出可能にするための加速試験が知られている。
【0003】
たとえばDRAMなど極めて微細な素子が集積化された半導体メモリ装置の分野では、半導体チップをウエハレベルにてストレス加速試験を行う、ウエハバーンイン(Wafer Burn In)ストレス試験を導入している。
ウエハバーンインストレス試験の一例として、メモリセルアレイを構成するトランジスタのゲート酸化膜に通常動作時より高い電圧を印加して電気的ストレスを与え、絶縁性不良あるいは絶縁性が低下して不良となる可能性が高いトランジスタをスクリーニング可能な状態にする試験が知られている。また、プロセスの最小寸法で形成された配線間隔、たとえばメモリセルアレイを構成するトランジスタのゲート電極間に通常動作時より高い電圧を印加し、ゲート電極間の加工性不良を、同様にスクリーニング可能な状態にする試験が知られている。
【0004】
図1に、ゲート酸化膜のバーンインストレス試験を、ツイストビット線構造のメモリセルアレイに適用した例を示す。
メモリセルアレイ1において、複数のビット線と複数のワード線との交点付近に、図1(B)に示すメモリセルMCが形成されている。メモリセルMCは、DRAMの場合、ゲートがワード線WLに接続され、ドレインが何れかのビット線BLi(i=1,2,3,4,…)に接続されたセル選択トランジスタSTと、セル選択トランジスタSTのソースと所定の電圧供給線(不図示)との間に接続されたメモリキャパシタCAPとからなる。
メモリセルMCにデータを入出力するビット線は、2本のビット線を組みとしてセンスアンプ(S/A)2に接続されたビット線対から構成されている。図示例では、ビット線BL1とビット補線/BL1とからビット線対BLP1が構成されている。同様に、ビット線BL2とビット補線/BL2とからビット線対BLP2が構成され、ビット線BL3とビット補線/BL3とからビット線対BLP3が構成され、ビット線BL4とビット補線/BL4とからビット線対BLP4が構成されている。ビット線対は、たとえば偶数番目のビット線対(BLP2,BLP4,…)のみ、各ビット線対内でビット線位置が入れ替わるツイストビット線対となっている。これにより、隣接するビット線対との間でノイズを相殺してノイズレベルを低減し誤動作防止が図られている。
【0005】
各ビット線対に、同じ構成のプリチャージ兼イコライズ回路(以下、単にイコライズ回路という)100が設けられている。イコライズ回路100は、イコライズ電圧(イコライズレベル:V_Eq)の供給線104とビット線BLiとの間に接続された第1のトランジスタ101、イコライズ電圧の供給線104とビット補線/BLiとの間に接続された第2のトランジスタ102、および、ビット線BLiとビット補線/BLi間に接続された第3のトランジスタ103から構成されている。これら3つのトランジスタ101〜103は、共通のイコライズ制御線105に印加されるイコライズ制御信号(Eq_On)により制御される。
【0006】
この半導体メモリ装置には、ウエハバーンイン時に必要な電圧を制御するバーンイン制御回路(WBI.CONT)110が設けられている。バーンイン制御信号(WBI_On)が入力されると、バーンイン制御回路110は、センスアンプ制御信号(SA_On)を非活性(Off)とした状態で、イコライズ制御信号(Eq_On)を活性化(On)にし、イコライズレベル(V_Eq)を「ロー(L)」レベル(たとえばGNDレベル)、ワード線印加電圧のレベル(V_WL)を「ハイ(H)」レベル(通常動作時のレベルよりも高いレベル)に設定する。これによって、図1(B)に丸印付矢印で示す箇所に「H」レベルの電圧(V_WL)が印加され、これにより、そのゲート酸化膜に電気的ストレス(バーンイン電圧)が印加される。
【0007】
近年のようにメモリセルの微細化が進むと、このゲート酸化膜への電圧の印加のみではバーンインとして不十分であり、ゲート電極間、さらにはビット線間に電圧ストレスを印加する必要がある。上述したバーンイン方法では、ゲート電極間ストレスはワード線に「H」と「L」で異なる電位を交互にかければ同時に印加可能であるが、ビット線の電位は「L(GND)」レベルで全て一定となることからビット線間にストレスを与えることができない。
【0008】
図2に、ビット線間ストレス印加に対応したバーンイン方法を示す。この方法は、既知の電圧印加方法(たとえば、特許文献1参照)を、ツイストビット線構造のメモリに適用したものである。
図2(A)に示すように、メモリセルアレイ1のビット線電圧を制御するイコライズ回路100の構成と、その電圧および制御信号の供給線104,105の接続関係は、図1(A)の場合と同様である。本方法では、イコライズ電圧(V_Eq)の与え方が前述の方法と異なる。図2(B)に示す本例のバーンイン制御回路120は、センスアンプ制御信号(SA_On)を非活性(Off)とした状態で、イコライズ制御信号(Eq_On)を活性化(On)にし、偶数番目のビット線対に供給するイコライズレベル(V1_Eq)を「L」レベル(たとえばGNDレベル)、奇数番目のビット線対に供給するイコライズレベル(V2_Eq)を「H」レベル(たとえば電源電圧Vcc)にする。また、ワード線印加電圧のレベル(V_WL)を「H」レベル(通常動作時のレベルよりも高いレベル)に設定する。これによって、奇数番目のビット線対と偶数番目のビット線対との間に電気的ストレスが印加され、選択されたメモリセル行に属し、「L」レベルの電圧(V1_Eq)が印加されている偶数番目のビット線対に接続されたメモリセルにおいてゲート酸化膜に電気的ストレスが印加される。
つぎに、イコライズレベル(V1_Eq)と(V2_Eq)の電位の大小関係を入れ替えて、再度、上記のビット線およびワード線への電圧供給のシーケンスを繰り返す。これにより、奇数番目のビット線対に接続されたメモリセル行においても、ゲート酸化膜に電気的ストレスが印加される。
【0009】
【特許文献1】
特開平10−340598号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この図2に示す方法では、ビット線対を構成する2本のビット線間の電位は常に固定されており、図2(A)に示す「×」印付矢印の箇所で、ビット線間に電気的ストレス印加ができない。
【0011】
そこで、従来では、DRAM実動作に近いバーンイン試験(ダイナミックバーンイン)にてストレス加速を行い、メモリテスターにて加工性不良部のスクリーニングを行っている。
【0012】
図3に、ダイナミックバーンイン試験のビット線電位を付記した図を示す。
ダイナミックバーンイン試験では、イコライズ回路100によるビット線電圧の供給を行うのではなく、図示を省略した通常の書き込み回路によってセンスアンプ2側から、テスト電圧の組み合わせ(テストパターン)をデータとしてビット線に供給する。
たとえば、最初のテストパターンを用いて、各ビット線対のビット線(BL1,BL2,BL3,BL4,…)に「H」レベルのバーンイン電圧を印加し、ヒット補線(/BL1,/BL2,/BL3,/BL4,…)に「L」レベルのバーンイン電圧を印加する。このとき、ビット線のツイスト位置から図の右側のセルアレイ領域1Rでは、隣接するビット補線同士(/BL1と/BL2,/BL3と/BL4,…)および隣接するビット線同士(BL2とBL3)が同電位となり、その間に電気的ストレスが印加されない。
つぎに、ツイスト構造の偶数番目のビット線対内でバーンイン電圧の「H」と「L」を入れ替えたテストパターンを用いてバーンイン電圧の印加を行う。このときの電位を、図3には括弧書きで示す。図示のように、このとき、ビット線のツイスト位置から図の左側のセルアレイ領域1Lでは、隣接するビット補線とビット線同士(/BL1とBL2,/BL2とBL3,/BL3とBL4,…)が同電位となり、その間に電気的ストレスが印加されない。
これらの2種類のテスト電圧の組み合わせにより、電気的ストレスが印加されなかった配線箇所に電気的ストレスが印加されるようなテストパターンとなり、その後、ストレス印加効率を高めるためテストパターンを繰り返す。なお、ゲート酸化膜へのストレス印加は、以上のシーケンスで適宜、ワード線に「H」レベルの電圧を印加することにより行う。
【0013】
このようなダイナミックバーンイン試験では、ビット線電圧の組み合わせ(テストパターン)を多数用意して複雑なテストとなることから、テスト時間が長くなりテスト・スループットの低下という不利益がある。
また、テストパターンを生成し、DRAM全体を制御するためのメモリ機能を有した高機能テスタが必要となるため、初期投資が高額になるという不利益もあり、スループットの低下とあいまってテストコストの上昇を招いている。
【0014】
本発明の目的は、ダイナミックバーンイン試験に代えてイコライズ回路を使用したDC的なバーンイン試験を可能としてテストコストを抑制できる構成の半導体メモリ装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体メモリ装置は、マトリックス状に配置されたメモリセルに対しデータの入出力を行う複数のビット線が、同一のセンスアンプに接続された2本のビット線を対として繰り返し配置した複数のビット線対から構成されている。また、ビット線対を構成する2本のビット線それぞれがビット線接続制御用のトランジスタを介して異なる電圧供給線に接続されている。
ビット線対内の2つのビット線間を短絡するイコライズ用トランジスタを有する場合、好適に、ビット線接続制御用のトランジスタの制御線が、イコライズ用トランジスタの制御線と分離して設けられている。
【0016】
また、好適に、隣接する2つのビット線対を構成する4本のビット線を含む複数のビット線を単位として、複数の組み合わせの電圧印加を繰り返したときに前記単位内および隣接した前記単位間で全てのビット線間に所定のバーンイン電圧が印加されるように、複数のビット線対に異なる組み合わせの電圧を繰り返し印加するバーンイン制御回路を有する。
このバーンイン制御回路は、好適に、常動作とテスト動作のモード切替信号を入力するパッドと、通常動作時に当該半導体メモリ装置に与えられる制御信号のうち少なくとも1つの制御信号の入力パッドと、に接続されている。このバーンイン制御回路は、モード切替信号がテストモードを示すときは、少なくとも1つの制御信号の入力パッドから入力されるビット信号をデコードし、少なくとも4本のビット線のうち前記デコードの結果に応じた組み合わせのビット線にハイレベルの電圧を印加する回路である。
【0017】
以上のように構成された本発明に係る半導体メモリ装置では、従来、メモリ機能を有する高価なテスタで生成していたテストパターンに相当する電圧の組み合わせを、内蔵するバーンイン制御回路が入力する信号をデコードすることにより生成する。バーンイン制御回路に接続されたパッドにモード切替信号が入力され、その信号がテストモードを示すときは、当該半導体メモリ装置は、通常の動作モードを停止しテストモードに入る。テストモード時に他のパッドから入力されるビット信号をバーンイン制御回路がデコードするが、このビット信号は、通常動作時に与えられる各種制御信号の入力パッドを利用して供給される。バーンイン制御回路によるデコードの結果、隣接する2つのビット線対を構成する4本のビット線を含む複数のビット線を単位として、いわゆるテストパターンに相当するバーンイン電圧の組み合わせが生成される。バーンイン制御回路は、生成された電圧の印加を繰り返したときに、少なくとも4本のビット線を含む当該単位内および隣接した単位間で全てのビット線間に所定のバーンイン電圧が印加されるように、電圧の生成と印加を繰り返す。このため、全てのビット線間に電気的ストレスが印加される。
このようなDCテストで全のビット線間に電気的ストレスを印加するために、本発明では、ビット線対を構成する2本のビット線それぞれがビット線接続制御用のトランジスタを介して異なる電圧供給線に接続されている。また、ビット線対内の2つのビット線間を短絡するイコライズ用トランジスタを有する場合、ビット線接続制御用のトランジスタの制御線が、イコライズ用トランジスタの制御線と分離して設けられている。これにより、一度設定された異なるレベルの電圧がイコライズされて同電位に変化することがない。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、DRAMの場合を例として図を参照して説明する。
【0019】
[第1の実施の形態]
図4に、第1の実施の形態に係る半導体メモリ装置の構成を示す。
メモリセルアレイ1において、複数のビット線と複数のワード線との交点付近に、図4(B)に示すメモリセルMCが形成されている。メモリセルMCは、DRAMの場合、ゲートがワード線WLに接続され、ドレインが何れかのビット線BLi(i=1,2,3,4,…)に接続されたセル選択トランジスタSTと、セル選択トランジスタSTのソースと所定の電圧供給線(不図示)との間に接続されたメモリキャパシタCAPとからなる。
メモリセルMCにデータを入出力するビット線は、2本のビット線を組みとしてセンスアンプ(S/A)2に接続されたビット線対から構成されている。図示例では、ビット線BL1とビット補線/BL1とからビット線対BLP1が構成されている。同様に、ビット線BL2とビット補線/BL2とからビット線対BLP2が構成され、ビット線BL3とビット補線/BL3とからビット線対BLP3が構成され、ビット線BL4とビット補線/BL4とからビット線対BLP4が構成されている。
【0020】
各ビット線対に、同じ構成のプリチャージ兼イコライズ回路(以下、単にイコライズ回路という)10が設けられている。イコライズ回路10は、たとえば、通常のメモリ装置に設けられている制御回路内に設けられている。
本実施の形態では、このイコライズ回路にプリチャージまたはバーンイン時の電圧を供給する線がビット線側とビット補線側で分離され、かつ、イコライズ制御線とも分離されている点で、従来のイコライズ回路と異なる。
イコライズ回路10は、バーンイン電圧レベル(V_Eq)の供給線14とビット線BLiとの間に接続された第1のトランジスタ11、バーンイン電圧レベル(/V_Eq)の供給線15とビット補線/BLiとの間に接続された第2のトランジスタ12、および、ビット線BLiとビット補線/BLi間に接続された第3のトランジスタ13から構成されている。バーンイン電圧レベル(V−Eq)と(/V_Eq)は相補的な電圧であり、片方が「H」レベルのバーンイン電圧のとき、他方が「L」レベルの接地電位GNDとなる。
これら3つのトランジスタ11〜13のうち、プリチャージまたはバーンイン時のビット線接続制御用の第1および第2のトランジスタ11と12は、共通のビット線接続制御線16により制御され、イコライズ用の第3のトランジスタ13は、イコライズ制御線17により制御される。このときビット線接続制御線16に印加される信号を便宜上、プリチャージ制御信号(Pre_On)といい、イコライズ制御線17に印加される信号をイコライズ制御信号(Eq_On)という。
【0021】
この半導体メモリ装置には、ウエハバーンイン時に必要な電圧を生成し制御するバーンイン制御回路(WBI.CONT)20が設けられている。パッド21からバーンイン制御信号(WBI_On)が入力され検出されると、バーンイン制御回路20は、通常動作モードを停止し、テストモードに切換を行う。テストモードでは、パッド22から入力されるビット信号SBがたとえば「1」のとき、バーンイン制御回路20は、センスアンプ制御信号(SA_On)を非活性(Off)とした状態で、イコライズ制御信号(Eq_On)を活性化(On)にし、バーンイン電圧レベル(V_Eq)を「H」レベル、バーンイン電圧レベル(/V_Eq)を「L」レベル、すべてのワード線の印加電圧のレベル(V_WL)を「H」レベル(通常動作時のレベルよりも高いレベル)に設定する。これによって、図4(A)に示すように、ビット線BL1から順に「H」,「L」,「H」,「L」,「H」,「L」,「H」,「L」,…の電位がビット線対に設定され、これにより、全てのビット線間にバーンイン電圧が印加される。このとき、電位が「L」のビット線に接続されたメモリセルにおいて、そのゲート酸化膜に電気的ストレス(ゲートバーンイン電圧)が印加される。
【0022】
つぎに、バーンイン制御回路20は、パッド22から入力されるビット信号SBの「0」を検出すると、バーンイン電圧レベル(V_Eq)と(/V_Eq)のレベル「H」と「L」を反転して、同様なシーケンスにより、再度ビット線電圧の設定を行う。これにより、図4(A)において括弧書きで示すように、ビット線BL1から順に「L」,「H」,「L」,「H」,「L」,「H」,「L」,「H」…の電位がビット線対に設定され、これにより、全てのビット線間にバーンイン電圧が印加される。このとき、電位が「L」のビット線に接続されたメモリセルにおいて、そのゲート酸化膜に電気的ストレス(ゲートバーンイン電圧)が印加される。
この2回のバーンイン電圧設定によって、全てのビット線間と、全てのセルのゲート酸化膜に電気的ストレスが印加される。
また、すべてのワード線へ印加する電圧レベルを「H」レベルとしているが、これに代えて、隣接するワード線を交互に「H」と「L」とする動作を行うことができる。これにより、上記したビット線間およびゲート酸化膜に加え、ゲート電極間にも同時にストレスを印加することが可能となる。
【0023】
このように簡単な制御によって、全てのビット線間にDCストレスを印加することが可能であり、このときのテスト時間は従来のダイナミックバーンイン試験より短く、また消費電力も少ない。さらに、従来のダイナミックバーンイン試験のように高機能で高価なテスタが不要である。
なお、バーンイン制御回路20は、この2回のシーケンスをテストモード時に予め決められたプログラム上の手順に則して行うこともでき、その場合、パッド22を介したビット信号SBの入力も不要となる。また、ビット信号SBが入力される場合でも、動作が停止されている通常動作時の制御信号の入力パッド22を利用してビット信号SBが供給されるため、制御ピンの増加がない。
【0024】
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、ツイストビット線構造のメモリセルアレイを有するDRAMに本発明を提供した場合である。
【0025】
図5は、第2の実施の形態に係る半導体メモリ装置の構成を示す。
この半導体メモリ装置が、第1の実施の形態の構成と異なる点は、たとえば偶数番目のビット線対(BLP2,BLP4,…)のみ、各ビット線対内でビット線位置が入れ替わるツイストビット線対となっていることである。これにより、隣接するビット線対との間でノイズを相殺してノイズレベルを低減し誤動作防止が図られている。ツイストビット線構造の採用によりバーンイン電圧レベルの生成が第1の実施の形態の場合よりやや複雑になり、これに応じて、図5(B)に示す本例のバーンイン制御回路30が構成されている。他の構成は、第1の実施の形態と共通するので、ここでの説明は省略する。ただし、同じビット線あるいはビット補線でも、偶数番目のビット線対に属するか、奇数番目のビット線対に属するかによって与えるイコライズ電圧レベルが異なる。ここでは、非ツイスト構造の奇数番目のビット線対のうちビット線(BL1,BL3,…)に与えるバーンイン電圧レベルを(V1_Eq_T)、ビット補線(/BL1,/BL3,…)に与えるバーンイン電圧レベルを(V1_Eq_B)、ツイスト構造の偶数番目のビット線対のうちビット線(BL2,BL4,…)に与えるバーンイン電圧レベルを(V2_Eq_T)、ビット補線(/BL2,/BL4,…)に与えるバーンイン電圧レベルを(V2_Eq_B)と定義する。なお、偶数列のビット線対において、センスアンプ2とバーンイン電圧レベルの供給線14,15との接続関係が図4の場合と入れ替わっている。これは、ツイスト構造ではどちらをビット線とするかビット補線とするかは任意であるため、ここではツイスト構造のビット線対のみセンスアンプ2の下側のノードにビット線が接続され、上側のノードにビット補線が接続されているとしたことに対応したものである。
【0026】
ここで、本例のバーンイン制御回路の電圧の生成(デコード)方法として、図6に示す方法と、図7に示す方法の2通りの例を示す。
図6に示す方法では、奇数番目のビット線対と、隣接する偶数番目のビット線対を構成する4本のビット線を単位として、単位内の何れか1本に「H」レベルのバーンイン電圧に設定する。このため、バーンイン電圧レベル(V1_Eq_T,V1_Eq_B,V2_Eq_T,V2_Eq_B)の何れか1つを「H」し、他を「L」とする電圧印加を4通りの組み合わせで実行する。4通りの組み合わせを規定するビット信号は2つ必要である。本方法では、ビット信号SBAとSBBが示す2ビット情報をデコードすることにより一意に決まる組み合わせによりバーンイン電圧レベルが決まる。
この方法では、1本のビット線またはビット補線が「H」のとき、隣接する2本のビット線は必ず「L」となり、全てのビット線およびビット補線が必ず1回は「H」に設定されることから、全てのビット線間にバーンイン電圧が印加される。
【0027】
図7に示す方法では、2通りの電圧の組み合わせで全てのビット線間にバーンイン電圧印加ができる。そのため、ビット信号はSBAのみでよい。ビット信号SBAが「L」の場合のビット線電圧の印加の様子を図8(A)に、ビット線信号SBAが「H」の場合のビット線電圧の印加の様子を図8(B)に、それぞれ模式的に示す。
ビット信号SBAが「L」の場合、バーンイン電圧レベル(V1_Eq_T,V1_Eq_B,V2_Eq_T,V2_Eq_B)が順に、「Vcc(H)」,「GND(L)」,「Vcc(H)」,「GND(L)」となる。このため、図8(A)に示すように、セルアレイ領域1Lで隣接ビット線が同電位の箇所が、図示例の場合3箇所生じる。この3箇所にバーンイン電圧を印加する方法は幾つかあるが、ここでは、ツイスト構造のビット線対の電位を入れ替えることにより達成している。なお、他の方法としては、非ツイスト構造のビット線電位を入れ替える方法がある。また、3通りの組み合わせ(2つのビット信号)が必要となるが、非ツイスト構造のビット線電位はそのままで、ツイスト構造のビット線電位を「H」と「H」にし、さらに、「L」と「L」にする。あるいは、逆に、ツイスト構造のビット線電位はそのままで、非ツイスト構造のビット線電位を「H」と「H」にし、さらに、「L」と「L」にするなど、種々の方法が採用できる。
【0028】
つぎに、図6のシーケンスを達成する場合を例として、バーンイン制御回路の構成例を説明する。
図9は、バーンイン制御回路の回路図である。
このバーンイン制御回路30は、メモリの制御部内で通常動作時の制御回路40とともに設けられている。また、ロウ系制御回路50の一部の機能をバーンイン制御回路30内に有している。なお、ロウ系制御回路50内のワード線選択回路51は、通常、ロウデコーダに内蔵される。
【0029】
バーンイン制御回路30は、大別すると、2つのビット信号SBAとSBBが示す2ビット情報をデコードする回路34、そのデコード結果から電源電圧Vcc(バーンイン電圧レベル)と接地電位GNDを切り替えて出力する電圧供給回路35、および、そのバーンイン電圧レベルおよび制御回路40から出力された他の制御信号の出力端子を選択し、かつ、通常動作時にバーンイン電圧レベルの出力を停止させる出力制御回路36からなる。
【0030】
デコード回路は、2つのインバータI1とI2、4つのアンドゲートA1〜A4から構成されている。(SBA,SBB)が(L,L)のときにアンドゲートA1のみから「H」が出力され、(L,H)のときにアンドゲートA2のみから「H」が出力され、(H,L)のときにアンドゲートA3のみから「H」が出力され、(H,H)のときにアンドゲートA4のみから「H」が出力される。
【0031】
電圧供給回路35は4つのセレクタS1〜S4からなり、出力制御回路36は8つのセレクタS5〜S11から構成されている。これらのセレクタは、図中の破線で囲った説明図のように、制御端子に印加される信号が「H」のとき入力端子A(IN A)側を選択して、その選択された側の入力信号を出力端子(OUT)から出力し、当該信号が「L」のとき入力端子B(IN B)側を選択して、その選択された側の入力信号を出力端子(OUT)から出力する。
セレクタS1は、(ビット信号SBAのレベル,ビット信号SBBのレベル)が(H,H)のときバーンイン時の電源電圧Vcc(BL)を出力し、これは、バーンイン制御信号On(WBI_On)が「H」でB入力側を選択しているセレクタS7を介して、バーンイン電圧レベル(V1_Eq_T)として出力される。他のバーンイン電圧レベルも、同様に、セレクタS2〜S4の何れかと、セレクタS8〜S10の何れかを介して出力される。
一方、セレクタS5は、バーンイン制御信号On(WBI_On)が「H」のときは、イコライズ制御信号(Eq_On)を接地電位GND(「L」レベルつまり非活性レベル)とし、バーンイン制御信号On(WBI_On)が「L」のときは制御回路40から出力されたイコライズ制御信号(Eq_On)をそのまま出力する。同様に、セレクタS11は、バーンイン時にセンスアンプ制御信号(SA_On)を接地電位GND(「L」レベルつまり非活性レベル)とし、通常動作時は制御回路40から出力されたセンスアンプ制御信号(SA_On)をそのまま出力する。セレクタS6は、バーンイン時にプリチャージ制御信号(Pre_On)として所定のハイレベルの信号を出力し、通常動作時は制御回路40から出力されたプリチャージ制御信号(Pre_On)をそのまま出力する。また、セレクタS12は、バーンイン時にワード線電圧(V_WL)として所定のハイレベルの信号、たとえば昇圧された電源電圧Vppb(WL)を出力し、通常動作時はワード線選択回路51から出力された所定の電圧をワード線電圧(V_WL)として出力する。
このような回路によって、図6に示す各種電圧設定が可能となる。
【0032】
なお、上記の第1および第2の実施の形態では、ビット線に電圧を印加する単位を、2系統または4系統に分けたが、それ以外の本数のビット線を単位としてバーンイン電圧を印加することが可能である。たとえば、3本のビット線間で異なるビット線の組み合わせで2回のツイストがなされ、ツイストされる2本ビット線間に他のビット線が存在するような場合、この3本のビット線を単位として、ビット線間のバーンイン電圧を設定する。この場合、隣接ビット線の組み合わせが6通りとなったとすると、6通りのバーンイン電圧印加の電圧の組み合わせを生成してもよい。
【0033】
本発明の実施の形態によれば、ビット線間の不良箇所を早期発見にすることができ、スクリーニング時間短縮に伴うテストのスループットが向上し、テストコストを低減することができる。また、不良部によっては冗長部による置き換えができチップ救済が可能となるこれによって、歩留まりの向上も期待できる。
また、既存の制御端子の入力パッドを利用して制御ピン数の増加を防止し、上記スループットの向上、および高機能なテスタを用いないことによるテストコストの削減とあいまって、最終的にはチップ単価を低減することが可能となる。
【0034】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係る半導体メモリ装置によれば、ビット線対を構成する2本のビット線それぞれがビット線接続制御用のトランジスタを介して異なる電圧供給線に接続されていることから、この電圧供給線に異なるレベルの電圧を印加して、ビット線対間にバーンイン電圧を印加することが可能となる。これにより、ビット線接続制御用のトランジスタを介したDC電圧の印加により、全てのビット線間の不良箇所、あるいは、不良の蓋然性が高い箇所にバーンイン電圧を印加してスクリーニングをすることが可能となる。その結果、ダイナミック動作によるバーンイン試験のような高機能で高価なテスタが不要となり、また、ダイナミック動作によるバーンイン試験よりテスト時間が短縮できるバーンイン試験の実施が可能となる。
【0035】
本発明の請求項2に係る半導体メモリ装置によれば、ビット線対内の2つのビット線間を短絡するイコライズ用トランジスタを有する場合、ビット線接続制御用のトランジスタの制御線が、イコライズ用トランジスタの制御線と分離して設けられていることから、ビット線対間に異なるレベル電圧の印加状態を保持でき、バーンイン電圧の印加が可能となる。
【0036】
本発明の請求項3および4に係る半導体メモリ装置によれば、全てのビット線間にバーンイン電圧を印加する電圧の組み合わせを生成するバーンイン制御回路を有し、しかも、その電圧生成の元となるビット信号を、通常動作時に使用される制御信号の入力パッドから供給させることから、ビット信号用のパッドを新たに設ける必要がない。その結果、半導体メモリ装置の入力ピン数を現状のままとした状態で、ビット線間のバーンインテストが可能となった。なお、バーンイン制御回路は数ビットの信号をデコードするだけの回路であり、面積的な増加は無視でいるほど小さい。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のバーンイン試験において、ゲート酸化膜のバーンインストレス試験を、ツイストビット線構造のメモリセルアレイに適用した例を示す回路およびブロックの図である。
【図2】従来の他のバーンイン試験として、ビット線間ストレス印加に対応したバーンイン方法を示す回路およびブロックの図である。
【図3】従来のダイナミックバーンイン試験のビット線電位を付記した回路ブロック図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る半導体メモリ装置の構成を示す回路およびブロックの図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る半導体メモリ装置の構成を示す回路およびブロックの図である。
【図6】第2の実施の形態において、バーンイン制御回路により第1の方法により生成される電圧を示す図表である。
【図7】第2の実施の形態において、バーンイン制御回路により第2の方法により生成される電圧を示す図表である。
【図8】図7に示す第2の方法の場合に、ビット信号が「L」のときと「H」のときのビット線電圧の印加の様子を、それぞれ模式的に示す図である。
【図9】第2の実施の形態において、バーンイン制御回路の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
1…メモリセルアレイ、2…センスアンプ、10…イコライズ回路、11,12…ビット線接続制御用トランジスタ、13…イコライズ用トランジスタ、14,15…ビット線電圧(バーンイン電圧レベル)の供給線、16…プリチャージ制御線、17…イコライズ制御線、20,30…バーンイン制御回路、21,22,31〜33…パッド
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to, for example, a semiconductor memory device capable of applying a DC electrical stress between bit lines as a test instead of a dynamic burn-in test and screening for bit line workability defects.
[0002]
[Prior art]
With the miniaturization of semiconductor integrated circuits, there is an increasing concern that insulation failure occurs in and between elements. There is known an accelerated test in which not only a defective element but also an element having a high probability of becoming defective can be detected from the beginning by applying an electric stress when screening for this defect.
[0003]
For example, in the field of semiconductor memory devices in which extremely fine elements such as DRAMs are integrated, a wafer burn-in (Wafer Burn In) stress test for performing a stress acceleration test on a semiconductor chip at a wafer level has been introduced.
As an example of a wafer burn-in stress test, a higher voltage may be applied to the gate oxide film of the transistors that make up the memory cell array than during normal operation to apply electrical stress, resulting in insulation failure or the possibility of insulation failure leading to failure. A test is known in which a transistor having a high value is placed in a state in which it can be screened. In addition, when a voltage higher than that during normal operation is applied between the wiring intervals formed in the minimum size of the process, for example, the gate electrodes of the transistors constituting the memory cell array, the processability between the gate electrodes can be similarly screened. Testing is known.
[0004]
FIG. 1 shows an example in which a burn-in stress test of a gate oxide film is applied to a memory cell array having a twisted bit line structure.
In the memory cell array 1, near the intersection of a plurality of bit lines and a plurality of word lines, a memory cell MC shown in FIG. 1B is formed. In the case of a DRAM, the memory cell MC includes a cell selection transistor ST having a gate connected to a word line WL and a drain connected to one of bit lines BLi (i = 1, 2, 3, 4,...); The memory capacitor CAP is connected between the source of the select transistor ST and a predetermined voltage supply line (not shown).
The bit lines for inputting / outputting data to / from the memory cell MC are configured by a pair of bit lines connected to the sense amplifier (S / A) 2 by combining two bit lines. In the illustrated example, a bit line pair BLP1 is constituted by the bit line BL1 and the bit auxiliary line / BL1. Similarly, bit line pair BLP2 is formed from bit line BL2 and bit auxiliary line / BL2, bit line pair BLP3 is formed from bit line BL3 and bit auxiliary line / BL3, and bit line BL4 and bit auxiliary line / BL4 are formed. These form a bit line pair BLP4. As the bit line pairs, for example, only even-numbered bit line pairs (BLP2, BLP4,...) Are twisted bit line pairs in which the bit line positions are switched within each bit line pair. As a result, noise between adjacent bit line pairs is canceled to reduce the noise level, thereby preventing malfunction.
[0005]
Each bit line pair is provided with a precharge and equalize circuit (hereinafter simply referred to as an equalize circuit) 100 having the same configuration. The equalizing circuit 100 includes a first transistor 101 connected between an equalizing voltage (equalizing level: V_Eq) supply line 104 and a bit line BLi, and an equalizing voltage supply line 104 between the equalizing voltage supply line 104 and a bit auxiliary line / BLi. A second transistor 102 is connected, and a third transistor 103 is connected between the bit line BLi and the auxiliary bit line / BLi. These three transistors 101 to 103 are controlled by an equalization control signal (Eq_On) applied to a common equalization control line 105.
[0006]
This semiconductor memory device is provided with a burn-in control circuit (WBI. CONT) 110 for controlling a voltage required at the time of wafer burn-in. When the burn-in control signal (WBI_On) is input, the burn-in control circuit 110 activates (On) the equalize control signal (Eq_On) while keeping the sense amplifier control signal (SA_On) inactive (Off). The equalizing level (V_Eq) is set to a “low (L)” level (eg, a GND level), and the word line applied voltage level (V_WL) is set to a “high (H)” level (a level higher than the level during normal operation). . As a result, an “H” level voltage (V_WL) is applied to the portion indicated by the arrow with a circle in FIG. 1B, whereby an electrical stress (burn-in voltage) is applied to the gate oxide film.
[0007]
As memory cells have been miniaturized as in recent years, it is not sufficient to apply a voltage to this gate oxide film alone as burn-in, and it is necessary to apply a voltage stress between gate electrodes and further between bit lines. In the above-described burn-in method, the stress between the gate electrodes can be applied simultaneously if different potentials of “H” and “L” are alternately applied to the word line, but the potential of the bit line is all “L (GND)” level. Since it is constant, no stress can be applied between the bit lines.
[0008]
FIG. 2 shows a burn-in method corresponding to the application of stress between bit lines. In this method, a known voltage application method (for example, see Patent Document 1) is applied to a memory having a twist bit line structure.
As shown in FIG. 2A, the configuration of the equalizing circuit 100 for controlling the bit line voltage of the memory cell array 1 and the connection relationship between the voltage and the control signal supply lines 104 and 105 are the same as those in FIG. Is the same as In this method, the method of providing the equalizing voltage (V_Eq) is different from the above method. The burn-in control circuit 120 of this example shown in FIG. 2B activates (On) the equalization control signal (Eq_On) while the sense amplifier control signal (SA_On) is inactive (Off), and sets the even-numbered Equalization level (V1_Eq) supplied to the bit line pair is set to "L" level (for example, GND level), and the equalization level (V2_Eq) supplied to odd-numbered bit line pairs is set to "H" level (for example, power supply voltage Vcc). . Also, the level (V_WL) of the word line applied voltage is set to the “H” level (a level higher than the level during normal operation). As a result, an electric stress is applied between the odd-numbered bit line pair and the even-numbered bit line pair, and the “L” level voltage (V1_Eq) belonging to the selected memory cell row is applied. In the memory cells connected to the even-numbered bit line pairs, an electrical stress is applied to the gate oxide film.
Next, the magnitude relationship between the potentials of the equalizing levels (V1_Eq) and (V2_Eq) is exchanged, and the above-described sequence of the voltage supply to the bit lines and the word lines is repeated. As a result, electrical stress is applied to the gate oxide film also in the memory cell rows connected to the odd-numbered bit line pairs.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-10-340598
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method shown in FIG. 2, the potential between the two bit lines constituting the bit line pair is always fixed, and the bit line is indicated by the "x" arrow shown in FIG. No electrical stress can be applied in between.
[0011]
Therefore, conventionally, stress acceleration is performed by a burn-in test (dynamic burn-in) close to the actual operation of the DRAM, and screening for a portion with poor workability is performed by a memory tester.
[0012]
FIG. 3 shows a diagram to which bit line potentials in the dynamic burn-in test are additionally shown.
In the dynamic burn-in test, a bit line voltage is not supplied by the equalizing circuit 100, but a combination of test voltages (test pattern) is supplied to the bit lines as data from the sense amplifier 2 side by a normal writing circuit (not shown). I do.
For example, using the first test pattern, a burn-in voltage of “H” level is applied to the bit lines (BL1, BL2, BL3, BL4,...) Of each bit line pair, and the hit auxiliary lines (/ BL1, / BL2, / BL3, / BL4,...) Are applied with an “L” level burn-in voltage. At this time, adjacent cell complementary lines (/ BL1 and / BL2, / BL3 and / BL4,...) And adjacent bit lines (BL2 and BL3) in the cell array region 1R on the right side of the drawing from the bit line twist position. Have the same potential, and no electrical stress is applied during that time.
Next, the burn-in voltage is applied by using a test pattern in which the burn-in voltages “H” and “L” are exchanged in the even-numbered bit line pairs of the twisted structure. The potential at this time is shown in parentheses in FIG. As shown, at this time, in the cell array region 1L on the left side of the drawing from the twist position of the bit line, adjacent bit complementary lines and bit lines (/ BL1 and BL2, / BL2 and BL3, / BL3 and BL4,...) Have the same potential, and no electrical stress is applied during that time.
By a combination of these two types of test voltages, a test pattern is formed in which electric stress is applied to a wiring portion to which no electric stress is applied, and thereafter, the test pattern is repeated to increase stress application efficiency. The application of stress to the gate oxide film is performed by appropriately applying an “H” level voltage to the word line in the above sequence.
[0013]
In such a dynamic burn-in test, a large number of combinations (test patterns) of bit line voltages are prepared and a complicated test is performed, so that there is a disadvantage that a test time is increased and a test throughput is reduced.
In addition, since a high-performance tester having a memory function for generating test patterns and controlling the entire DRAM is required, there is a disadvantage that an initial investment becomes large, and the test cost is reduced due to a decrease in throughput. Has led to a rise.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device having a configuration in which a DC burn-in test using an equalizing circuit can be performed in place of a dynamic burn-in test and test cost can be suppressed.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In the semiconductor memory device according to the present invention, a plurality of bit lines for inputting and outputting data to and from memory cells arranged in a matrix are repeatedly arranged as pairs of two bit lines connected to the same sense amplifier. It is composed of a plurality of bit line pairs. Also, each of the two bit lines forming the bit line pair is connected to a different voltage supply line via a bit line connection control transistor.
When an equalizing transistor for short-circuiting between two bit lines in a bit line pair is provided, the control line of the transistor for controlling bit line connection is preferably provided separately from the control line of the equalizing transistor.
[0016]
Preferably, a plurality of bit lines including four bit lines constituting two adjacent bit line pairs are used as a unit, and when voltage application of a plurality of combinations is repeated, the voltage is applied within the unit and between the adjacent units. And a burn-in control circuit for repeatedly applying different combinations of voltages to a plurality of bit line pairs so that a predetermined burn-in voltage is applied between all the bit lines.
The burn-in control circuit is preferably connected to a pad for inputting a mode switching signal for normal operation and test operation, and to an input pad for at least one control signal among control signals applied to the semiconductor memory device during normal operation. Have been. When the mode switching signal indicates the test mode, the burn-in control circuit decodes a bit signal input from an input pad of at least one control signal, and responds to the result of the decoding among at least four bit lines. This is a circuit for applying a high-level voltage to a combination of bit lines.
[0017]
In the semiconductor memory device according to the present invention configured as described above, a signal that is input to a built-in burn-in control circuit is input to a combination of voltages corresponding to a test pattern generated by an expensive tester having a memory function. Generated by decoding. When a mode switching signal is input to a pad connected to the burn-in control circuit and the signal indicates the test mode, the semiconductor memory device stops the normal operation mode and enters the test mode. In the test mode, a bit signal input from another pad is decoded by the burn-in control circuit, and this bit signal is supplied using an input pad of various control signals provided in a normal operation. As a result of decoding by the burn-in control circuit, a combination of burn-in voltages corresponding to a so-called test pattern is generated in units of a plurality of bit lines including four bit lines constituting two adjacent bit line pairs. The burn-in control circuit is configured to apply a predetermined burn-in voltage between all the bit lines within the unit including at least four bit lines and between adjacent units when the application of the generated voltage is repeated. , Voltage generation and application are repeated. Therefore, electrical stress is applied between all the bit lines.
In order to apply an electrical stress between all the bit lines in such a DC test, in the present invention, each of the two bit lines forming the bit line pair has a different voltage via a bit line connection control transistor. Connected to the supply line. When an equalizing transistor for short-circuiting between two bit lines in a bit line pair is provided, a control line of a transistor for controlling bit line connection is provided separately from a control line of the equalizing transistor. As a result, once set voltages of different levels are not equalized and do not change to the same potential.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a DRAM as an example.
[0019]
[First Embodiment]
FIG. 4 shows a configuration of the semiconductor memory device according to the first embodiment.
In the memory cell array 1, near the intersection of a plurality of bit lines and a plurality of word lines, a memory cell MC shown in FIG. 4B is formed. In the case of a DRAM, the memory cell MC includes a cell selection transistor ST having a gate connected to a word line WL and a drain connected to one of bit lines BLi (i = 1, 2, 3, 4,...); The memory capacitor CAP is connected between the source of the select transistor ST and a predetermined voltage supply line (not shown).
The bit lines for inputting / outputting data to / from the memory cell MC are configured by a pair of bit lines connected to the sense amplifier (S / A) 2 by combining two bit lines. In the illustrated example, a bit line pair BLP1 is constituted by the bit line BL1 and the bit auxiliary line / BL1. Similarly, bit line pair BLP2 is formed from bit line BL2 and bit auxiliary line / BL2, bit line pair BLP3 is formed from bit line BL3 and bit auxiliary line / BL3, and bit line BL4 and bit auxiliary line / BL4 are formed. These form a bit line pair BLP4.
[0020]
Each bit line pair is provided with a precharge / equalize circuit (hereinafter simply referred to as an equalize circuit) 10 having the same configuration. The equalizing circuit 10 is provided, for example, in a control circuit provided in a normal memory device.
In the present embodiment, a line for supplying a voltage at the time of precharge or burn-in to the equalizing circuit is separated on the bit line side and the bit auxiliary line side, and is also separated from the equalizing control line. Different from circuit.
The equalizing circuit 10 includes a first transistor 11 connected between a supply line 14 for a burn-in voltage level (V_Eq) and a bit line BLi, a supply line 15 for a burn-in voltage level (/ V_Eq), and a bit auxiliary line / BLi. And a third transistor 13 connected between the bit line BLi and the auxiliary bit line / BLi. The burn-in voltage levels (V-Eq) and (/ V_Eq) are complementary voltages. When one of the burn-in voltages is at the "H" level, the other is at the "L" level ground potential GND.
Of these three transistors 11 to 13, the first and second transistors 11 and 12 for controlling bit line connection at the time of precharge or burn-in are controlled by a common bit line connection control line 16, and are used for equalization. The third transistor 13 is controlled by an equalization control line 17. At this time, the signal applied to the bit line connection control line 16 is called a precharge control signal (Pre_On) for convenience, and the signal applied to the equalization control line 17 is called an equalization control signal (Eq_On).
[0021]
This semiconductor memory device is provided with a burn-in control circuit (WBI. CONT) 20 for generating and controlling a required voltage during wafer burn-in. When the burn-in control signal (WBI_On) is input and detected from the pad 21, the burn-in control circuit 20 stops the normal operation mode and switches to the test mode. In the test mode, when the bit signal SB input from the pad 22 is, for example, “1”, the burn-in control circuit 20 keeps the sense amplifier control signal (SA_On) inactive (Off) and the equalize control signal (Eq_On). ) Is activated (On), the burn-in voltage level (V_Eq) is at “H” level, the burn-in voltage level (/ V_Eq) is at “L” level, and the applied voltage levels (V_WL) of all word lines are at “H”. Set to the level (higher than the level during normal operation). Thereby, as shown in FIG. 4A, “H”, “L”, “H”, “L”, “H”, “L”, “H”, “L”, Are set in the bit line pairs, whereby the burn-in voltage is applied between all the bit lines. At this time, electrical stress (gate burn-in voltage) is applied to the gate oxide film of the memory cell connected to the bit line having the potential “L”.
[0022]
Next, when the burn-in control circuit 20 detects "0" of the bit signal SB input from the pad 22, it inverts the levels "H" and "L" of the burn-in voltage levels (V_Eq) and (/ V_Eq). In a similar sequence, the bit line voltage is set again. As a result, as shown in parentheses in FIG. 4A, "L", "H", "L", "H", "L", "H", "L", "L" are sequentially provided from the bit line BL1. H ”... Are set to the bit line pairs, whereby a burn-in voltage is applied between all the bit lines. At this time, electrical stress (gate burn-in voltage) is applied to the gate oxide film of the memory cell connected to the bit line having the potential “L”.
By these two burn-in voltage settings, an electric stress is applied between all the bit lines and the gate oxide films of all the cells.
Although the voltage level applied to all the word lines is set to the “H” level, an operation of alternately setting the adjacent word lines to “H” and “L” can be performed. This makes it possible to apply stress simultaneously between the bit lines and between the gate electrodes, as well as between the gate electrodes.
[0023]
With such a simple control, it is possible to apply DC stress between all the bit lines, and the test time at this time is shorter than that of the conventional dynamic burn-in test, and the power consumption is small. Further, a high-performance and expensive tester such as a conventional dynamic burn-in test is not required.
Note that the burn-in control circuit 20 can perform these two sequences in the test mode in accordance with a predetermined program procedure. In this case, it is unnecessary to input the bit signal SB via the pad 22. Become. Further, even when the bit signal SB is input, the bit signal SB is supplied by using the control signal input pad 22 in the normal operation in which the operation is stopped, so that the number of control pins does not increase.
[0024]
[Second embodiment]
The second embodiment is a case where the present invention is provided to a DRAM having a memory cell array having a twisted bit line structure.
[0025]
FIG. 5 shows a configuration of the semiconductor memory device according to the second embodiment.
This semiconductor memory device is different from the configuration of the first embodiment in that, for example, only the even-numbered bit line pairs (BLP2, BLP4,...) Differ from the twisted bit line pairs in which the bit line positions are exchanged within each bit line pair. It is becoming. As a result, noise between adjacent bit line pairs is canceled to reduce the noise level, thereby preventing malfunction. By employing the twist bit line structure, the generation of the burn-in voltage level is slightly more complicated than in the first embodiment, and accordingly, the burn-in control circuit 30 of the present example shown in FIG. I have. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and a description thereof will not be repeated. However, the equalizing voltage level to be given differs depending on whether the bit line or the bit auxiliary line belongs to the even-numbered bit line pair or the odd-numbered bit line pair. Here, the burn-in voltage level applied to the bit lines (BL1, BL3,...) Of the odd-numbered bit line pairs of the non-twist structure is (V1_Eq_T), and the burn-in voltage applied to the auxiliary bit lines (/ BL1, / BL3,. The level is given to (V1_Eq_B), the burn-in voltage level given to the bit lines (BL2, BL4,...) Of the even-numbered bit line pairs of the twisted structure is given to (V2_Eq_T), and the bit complement lines (/ BL2, / BL4,. The burn-in voltage level is defined as (V2_Eq_B). In the bit line pairs of the even-numbered columns, the connection relationship between the sense amplifier 2 and the supply lines 14 and 15 of the burn-in voltage level is replaced with that in FIG. In the twisted structure, which bit line is used as the bit line or as the bit auxiliary line is arbitrary. In this case, only the twisted bit line pair is connected to the lower node of the sense amplifier 2 and the upper bit line is connected to the upper node. Corresponds to the fact that the bit supplementary line is connected to the node.
[0026]
Here, two examples of the method of generating (decoding) the voltage of the burn-in control circuit of the present example, the method shown in FIG. 6 and the method shown in FIG. 7, are shown.
In the method shown in FIG. 6, the burn-in voltage of the "H" level is applied to any one of the units in units of four bit lines constituting an odd-numbered bit line pair and an adjacent even-numbered bit line pair. Set to. For this reason, voltage application in which one of the burn-in voltage levels (V1_Eq_T, V1_Eq_B, V2_Eq_T, V2_Eq_B) is set to “H” and the other is set to “L” is performed in four combinations. Two bit signals defining four combinations are required. In this method, the burn-in voltage level is determined by a combination uniquely determined by decoding the 2-bit information indicated by the bit signals SBA and SBB.
In this method, when one bit line or bit auxiliary line is "H", two adjacent bit lines are always "L", and all bit lines and bit auxiliary lines are always "H" at least once. , A burn-in voltage is applied between all the bit lines.
[0027]
In the method shown in FIG. 7, a burn-in voltage can be applied between all the bit lines by two combinations of voltages. Therefore, the bit signal need only be SBA. FIG. 8A shows how the bit line voltage is applied when the bit signal SBA is “L”, and FIG. 8B shows how the bit line voltage is applied when the bit line signal SBA is “H”. , Respectively.
When the bit signal SBA is "L", the burn-in voltage levels (V1_Eq_T, V1_Eq_B, V2_Eq_T, V2_Eq_B) are sequentially "Vcc (H)", "GND (L)", "Vcc (H)", "GND (L)". ) ". Therefore, as shown in FIG. 8A, in the cell array region 1L, there are three places where adjacent bit lines have the same potential in the illustrated example. There are several methods for applying a burn-in voltage to these three locations, but here, this is achieved by exchanging the potential of the twisted bit line pair. As another method, there is a method of exchanging the bit line potential of the non-twist structure. In addition, although three combinations (two bit signals) are required, the bit line potential of the twisted structure is set to “H” and “H” while the bit line potential of the non-twisted structure is kept as it is, and further, “L” And "L". Or, conversely, various methods are adopted such as setting the bit line potential of the non-twisted structure to “H” and “H” and setting the potential of the bit line of the non-twisted structure to “L” and “L” while keeping the bit line potential of the twisted structure as it is. it can.
[0028]
Next, a configuration example of the burn-in control circuit will be described with reference to an example in which the sequence of FIG. 6 is achieved.
FIG. 9 is a circuit diagram of the burn-in control circuit.
The burn-in control circuit 30 is provided in the control unit of the memory together with the control circuit 40 during normal operation. Also, some functions of the row-related control circuit 50 are included in the burn-in control circuit 30. The word line selection circuit 51 in the row control circuit 50 is usually built in a row decoder.
[0029]
Burn-in control circuit 30 is roughly divided into a circuit 34 for decoding 2-bit information indicated by two bit signals SBA and SBB, and a voltage for switching and outputting power supply voltage Vcc (burn-in voltage level) and ground potential GND based on the decoding result. A supply circuit 35 and an output control circuit 36 for selecting an output terminal of the burn-in voltage level and another control signal output from the control circuit 40 and stopping the output of the burn-in voltage level during normal operation.
[0030]
The decoding circuit includes two inverters I1 and I2 and four AND gates A1 to A4. When (SBA, SBB) is (L, L), “H” is output only from AND gate A1, and when (L, H), “H” is output only from AND gate A2, and (H, L) )), "H" is output only from the AND gate A3, and (H, H), "H" is output only from the AND gate A4.
[0031]
The voltage supply circuit 35 includes four selectors S1 to S4, and the output control circuit 36 includes eight selectors S5 to S11. These selectors select the input terminal A (INA) side when the signal applied to the control terminal is "H" as shown in the explanatory diagram surrounded by the broken line in the figure, and select the selected side. An input signal is output from an output terminal (OUT). When the signal is "L", the input terminal B (INB) is selected, and an input signal on the selected side is output from the output terminal (OUT). .
The selector S1 outputs the power supply voltage Vcc (BL) at the time of burn-in when (the level of the bit signal SBA, the level of the bit signal SBB) is (H, H). This is because the burn-in control signal On (WBI_On) is " The signal is output as a burn-in voltage level (V1_Eq_T) via the selector S7 that selects the B input side at “H”. The other burn-in voltage levels are similarly output via any of the selectors S2 to S4 and any of the selectors S8 to S10.
On the other hand, when the burn-in control signal On (WBI_On) is “H”, the selector S5 sets the equalize control signal (Eq_On) to the ground potential GND (“L” level, that is, inactive level), and sets the burn-in control signal On (WBI_On). Is "L", the equalization control signal (Eq_On) output from the control circuit 40 is output as it is. Similarly, the selector S11 sets the sense amplifier control signal (SA_On) to the ground potential GND (“L” level, ie, inactive level) during burn-in, and the sense amplifier control signal (SA_On) output from the control circuit 40 during normal operation. Is output as is. The selector S6 outputs a predetermined high-level signal as a precharge control signal (Pre_On) during burn-in, and outputs the precharge control signal (Pre_On) output from the control circuit 40 as it is during normal operation. The selector S12 outputs a predetermined high-level signal as a word line voltage (V_WL) at the time of burn-in, for example, a boosted power supply voltage Vppb (WL). Is output as a word line voltage (V_WL).
With such a circuit, various voltage settings shown in FIG. 6 can be made.
[0032]
In the above-described first and second embodiments, the unit for applying a voltage to a bit line is divided into two or four systems. However, the burn-in voltage is applied in units of the other number of bit lines. It is possible. For example, if two twists are made with a combination of different bit lines among three bit lines and another bit line exists between the twisted two bit lines, these three bit lines are used as a unit. Is set as the burn-in voltage between the bit lines. In this case, if there are six combinations of adjacent bit lines, six combinations of burn-in voltage application voltages may be generated.
[0033]
According to the embodiment of the present invention, it is possible to detect a defective portion between bit lines at an early stage, to improve a test throughput accompanying a reduction in screening time, and to reduce a test cost. Further, depending on the defective part, it can be replaced by the redundant part and the chip can be relieved. As a result, an improvement in yield can be expected.
In addition, the existing control terminal input pad is used to prevent an increase in the number of control pins, and together with the improvement in the above-mentioned throughput and the reduction in test cost by not using a high-performance tester, ultimately the chip The unit price can be reduced.
[0034]
【The invention's effect】
According to the semiconductor memory device of the first aspect of the present invention, each of the two bit lines forming the bit line pair is connected to a different voltage supply line via a bit line connection control transistor. By applying voltages of different levels to this voltage supply line, a burn-in voltage can be applied between the bit line pairs. This makes it possible to apply the burn-in voltage to all the defective portions between the bit lines or to a portion where the probability of the defectiveness is high by applying the DC voltage through the transistor for controlling the connection of the bit lines, thereby performing the screening. Become. As a result, a high-performance and expensive tester such as a burn-in test by a dynamic operation is not required, and a burn-in test in which a test time can be shortened compared to a burn-in test by a dynamic operation can be performed.
[0035]
According to the semiconductor memory device of the second aspect of the present invention, when the equalizing transistor for short-circuiting between two bit lines in the bit line pair is provided, the control line of the bit line connection control transistor is connected to the equalizing transistor. Since it is provided separately from the control line, it is possible to maintain the applied state of different level voltages between the bit line pairs, and it is possible to apply the burn-in voltage.
[0036]
According to the semiconductor memory device according to the third and fourth aspects of the present invention, the semiconductor memory device has a burn-in control circuit for generating a combination of voltages for applying a burn-in voltage between all the bit lines, and is a source of the voltage generation. Since the bit signal is supplied from the input pad of the control signal used in the normal operation, it is not necessary to newly provide a bit signal pad. As a result, a burn-in test between bit lines can be performed with the number of input pins of the semiconductor memory device kept as it is. It should be noted that the burn-in control circuit is a circuit that only decodes a signal of several bits, and the increase in area is so small that it is ignored.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit and block diagram showing an example in which a burn-in stress test of a gate oxide film is applied to a memory cell array having a twist bit line structure in a conventional burn-in test.
FIG. 2 is a circuit and block diagram showing a burn-in method corresponding to the application of stress between bit lines as another conventional burn-in test.
FIG. 3 is a circuit block diagram to which bit line potentials of a conventional dynamic burn-in test are added.
FIG. 4 is a circuit and block diagram showing a configuration of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit and block diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a chart showing voltages generated by a first method by a burn-in control circuit in a second embodiment.
FIG. 7 is a table showing voltages generated by a second method by a burn-in control circuit in the second embodiment.
8 is a diagram schematically showing the state of application of a bit line voltage when a bit signal is “L” and “H” in the case of the second method shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of a burn-in control circuit in a second embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Memory cell array, 2 ... Sense amplifier, 10 ... Equalize circuit, 11 and 12 ... Bit line connection control transistor, 13 ... Equalize transistor, 14 and 15 ... Bit line voltage (burn-in voltage level) supply line, 16 ... Precharge control line, 17 ... Equalize control line, 20, 30 ... Burn-in control circuit, 21, 22, 31-33 ... Pad

Claims (6)

マトリックス状に配置されたメモリセルに対しデータの入出力を行う複数のビット線を有する半導体メモリ装置であって、
前記複数のビット線が、同一のセンスアンプに接続された2本のビット線を対として繰り返し配置した複数のビット線対から構成され、
ビット線対を構成する前記2本のビット線それぞれがビット線接続制御用のトランジスタを介して異なる電圧供給線に接続されている
半導体メモリ装置。
A semiconductor memory device having a plurality of bit lines for inputting and outputting data to and from memory cells arranged in a matrix,
The plurality of bit lines are constituted by a plurality of bit line pairs in which two bit lines connected to the same sense amplifier are repeatedly arranged as a pair,
A semiconductor memory device in which each of the two bit lines forming a bit line pair is connected to a different voltage supply line via a bit line connection control transistor.
前記ビット線対内の2つのビット線間を短絡するイコライズ用トランジスタを有する場合、前記ビット線接続制御用のトランジスタの制御線が、前記イコライズ用トランジスタの制御線と分離して設けられている
請求項1に記載の半導体メモリ装置。
When there is an equalizing transistor for short-circuiting between two bit lines in the pair of bit lines, a control line of the transistor for controlling bit line connection is provided separately from a control line of the equalizing transistor. 2. The semiconductor memory device according to claim 1.
隣接する2つのビット線対を構成する4本のビット線を含む複数のビット線を単位として、複数の組み合わせの電圧印加を繰り返したときに前記単位内および隣接した前記単位間で全てのビット線間に所定のバーンイン電圧が印加されるように、前記複数のビット線対に異なる組み合わせの電圧を繰り返し印加するバーンイン制御回路を有する
請求項1に記載の半導体メモリ装置。
When a plurality of combinations of voltage application are repeated using a plurality of bit lines including four bit lines constituting two adjacent bit line pairs as a unit, all the bit lines within the unit and between the adjacent units are repeated. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a burn-in control circuit that repeatedly applies a different combination of voltages to the plurality of bit line pairs so that a predetermined burn-in voltage is applied therebetween.
前記バーンイン制御回路は、通常動作とテスト動作のモード切替信号を入力するパッドと、通常動作時に当該半導体メモリ装置に与えられる制御信号のうち少なくとも1つの制御信号の入力パッドと、に接続され、前記モード切替信号がテストモードを示すときは、前記少なくとも1つの制御信号の入力パッドから入力されるビット信号をデコードし、前記少なくとも4本のビット線のうち前記デコードの結果に応じた組み合わせのビット線にハイレベルの電圧を印加する回路である
請求項3に記載の半導体メモリ装置。
The burn-in control circuit is connected to a pad for inputting a mode switching signal for normal operation and test operation, and an input pad for at least one control signal among control signals applied to the semiconductor memory device during normal operation, When the mode switching signal indicates the test mode, a bit signal input from the input pad of the at least one control signal is decoded, and a bit line of a combination according to the decoding result among the at least four bit lines is decoded. 4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the semiconductor memory device is a circuit for applying a high-level voltage to the circuit.
前記複数のビット線対が、2本のビット線が途中でクロスしてビット線位置が入れ替わっているツイスト構造のビット線対を有し、
前記ツイスト構造のビット線対とツイスト構造でないビット線対が隣接して存在する場合に、その2つのビット線対を構成する4本のビット線を含む複数のビット線を単位として、複数の組み合わせの電圧印加を繰り返したときに前記単位内および隣接した前記単位間で全てのビット線間に所定のバーンイン電圧が印加されるように、前記複数のビット線対に異なる組み合わせの電圧を繰り返し印加するバーンイン制御回路を有する
請求項1に記載の半導体メモリ装置。
The plurality of bit line pairs has a twisted bit line pair in which two bit lines cross in the middle and the bit line positions are switched,
When the twisted bit line pair and the non-twisted bit line pair are adjacent to each other, a plurality of combinations are made in units of a plurality of bit lines including four bit lines forming the two bit line pairs. Are repeatedly applied to the plurality of bit line pairs so that a predetermined burn-in voltage is applied between all the bit lines within the unit and between adjacent units when the voltage application is repeated. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a burn-in control circuit.
前記バーンイン制御回路は、通常動作とテスト動作のモード切替信号を入力するパッドと、通常動作時に当該半導体メモリ装置に与えられる制御信号のうち少なくとも1つの制御信号の入力パッドと、に接続され、前記モード切替信号がテストモードを示すときは、前記少なくとも1つの制御信号の入力パッドから入力されるビット信号をデコードし、前記少なくとも4本のビット線のうち前記デコードの結果に応じた組み合わせのビット線にハイレベルの電圧を印加する回路である
請求項5に記載の半導体メモリ装置。
The burn-in control circuit is connected to a pad for inputting a mode switching signal for normal operation and test operation, and an input pad for at least one control signal among control signals applied to the semiconductor memory device during normal operation, When the mode switching signal indicates the test mode, a bit signal input from the input pad of the at least one control signal is decoded, and a bit line of a combination according to the decoding result among the at least four bit lines is decoded. 6. The semiconductor memory device according to claim 5, wherein said semiconductor memory device is a circuit for applying a high-level voltage to said circuit.
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