JP2006302330A - Method of measuring leakage current in sram - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of measuring a leakage current for efficiently obtaining the maximum value of a leak current varied depending on data stored in a plurality of memory cells included in an SRAM. <P>SOLUTION: The method comprises: a step (a) in which a first measurement value is obtained by measuring a leak current flowing in the SRAM after supplying a power source, a step (b) in which a second measurement value is obtained by storing the first data pattern into a plurality of memory cells and measuring the leakage current flowing in the SRAM, step (c) in which a third measurement value is obtained by storing the second data pattern being complementary to the first data pattern into the plurality of memory cells and measuring the leakage current flowing in the SRAM, and a step (d) in which the maximum value of the leakage current flowing in the SRAM is calculated based on the first measurement value, the second measurement value and the third measurement value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、SRAM(Static Random Access Memory)において、トランジスタが静止している状態で電源間に流れるリーク電流を測定する方法に関し、特に、SRAMに含まれている複数のメモリセルに格納されるデータによって変化するリーク電流の最大値を求めるリーク電流測定方法に関する。   The present invention relates to a method for measuring a leakage current flowing between power supplies in a static random access memory (SRAM), in particular, data stored in a plurality of memory cells included in the SRAM. The present invention relates to a leak current measuring method for obtaining a maximum value of a leak current that varies depending on the current.

従来より、半導体集積回路の動作速度を高めることが要求されている。半導体集積回路に含まれている論理回路や記憶回路は、多数のトランジスタによって構成されており、それらのトランジスタがオン/オフするスイッチング動作を高速化することにより、高速演算が可能となる。MOSトランジスタのスイッチング動作を高速化するためには、ソースとドレインとの間のゲートの長さを短くすることが有効である。   Conventionally, it is required to increase the operation speed of a semiconductor integrated circuit. A logic circuit and a memory circuit included in a semiconductor integrated circuit are constituted by a large number of transistors, and high-speed computation can be performed by speeding up a switching operation for turning on / off these transistors. In order to speed up the switching operation of the MOS transistor, it is effective to shorten the gate length between the source and the drain.

一般に、半導体集積回路の微細度は、プロセスルール(ミクロンルール)によって表される。近年においては、半導体集積回路の微細化が進み、基本的な配線の太さが0.18μmである0.18ミクロンルールや、基本的な配線の太さが0.13μmである0.13ミクロンルール等の半導体集積回路が製造されている。   Generally, the fineness of a semiconductor integrated circuit is expressed by a process rule (micron rule). In recent years, miniaturization of semiconductor integrated circuits has progressed, and the 0.18 micron rule with a basic wiring thickness of 0.18 μm, and the basic wiring thickness of 0.13 μm with 0.13 μm. Semiconductor integrated circuits such as rules are manufactured.

このように、微細な構造の半導体集積回路を製造することにより、トランジスタのゲート長を短くして高速動作を実現しているが、その反面、ゲート長を短くすることにより、ゲート・ソース間、ゲート・ドレイン間、又は、トランジスタがオフしている時にソース・ドレイン間を流れるリーク電流が増大しつつある。   In this way, by manufacturing a semiconductor integrated circuit with a fine structure, the gate length of the transistor is shortened to realize high-speed operation, but on the other hand, by shortening the gate length, between the gate and the source, A leakage current flowing between the gate and the drain or between the source and the drain when the transistor is off is increasing.

また、複数のメモリセルを含むSRAMにおいては、これらのメモリセルに格納されるデータ「1」及び「0」の組合せによって、リーク電流の値が変化する現象が見られる。トランジスタが静止している状態で電源間に流れるリーク電流の値は「IQ」とも呼ばれ、測定されたリーク電流の最大値IQMAXは、SRAMの特性の1つを表す値として、特に、半導体集積回路の不良品判定の検査工程において管理されている。 In an SRAM including a plurality of memory cells, there is a phenomenon that the value of the leakage current changes depending on the combination of data “1” and “0” stored in these memory cells. The value of the leakage current flowing between the power supplies in a state where the transistor is stationary is also referred to as “IQ”, and the maximum value IQ MAX of the measured leakage current is a value representing one of the characteristics of the SRAM. It is managed in the inspection process for determining defective products of integrated circuits.

従来は、リーク電流の最大値IQMAXを求めるために、データ「1」及び「0」の様々な組合せをメモリセルに格納してリーク電流を測定し、それらの場合のリーク電流を比較することを行っていた。しかしながら、リーク電流が最大値IQMAXとなるデータの組合せを見付けるためには、膨大なデータの組合せで測定を行う必要があり、多大な測定時間が費やされていた。 Conventionally, in order to obtain the maximum value IQ MAX of the leakage current, various combinations of data “1” and “0” are stored in the memory cell, the leakage current is measured, and the leakage current in those cases is compared. Had gone. However, in order to find a combination of data in which the leakage current reaches the maximum value IQ MAX , it is necessary to perform measurement with a huge amount of data, and a great amount of measurement time is consumed.

関連する技術として、下記の特許文献1には、電源投入時のメモリLSIに書き込まれている全セルの情報と逆の情報を該メモリLSIの全セルに書き込み、次いで、該メモリLSIから該逆の情報が正常に読み出せるか否かをチェックすることを特徴とするメモリLSIのテスト方法が開示されている。しかしながら、このテスト方法は、メモリICにとってソフトエラーを生じ易い最悪のパターンでメモリICをテストすることにより、α線によるソフトエラーの試験を効率化するものであり、リーク電流の最大値を求めることに関しては何ら開示されていない。
特開平2−185800号公報(第1、3頁、第1図)
As a related technique, in Patent Document 1 below, information opposite to the information of all the cells written in the memory LSI at the time of power-on is written in all the cells of the memory LSI, and then the reverse from the memory LSI. A method for testing a memory LSI is disclosed in which it is checked whether or not the above information can be read normally. However, this test method improves the efficiency of the soft error test by α rays by testing the memory IC with the worst pattern in which the soft error is likely to occur for the memory IC, and obtains the maximum value of the leakage current. Is not disclosed at all.
JP-A-2-185800 (first and third pages, FIG. 1)

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、SRAMに含まれている複数のメモリセルに格納されるデータによって変化するリーク電流の最大値を効率的に求めることができるリーク電流測定方法を提供することを目的とする。   Accordingly, in view of the above points, the present invention provides a leakage current measuring method capable of efficiently obtaining the maximum value of leakage current that varies depending on data stored in a plurality of memory cells included in an SRAM. For the purpose.

上記課題を解決するため、本発明に係るリーク電流測定方法は、SRAMに含まれている複数のメモリセルに格納されるデータによって変化するリーク電流の最大値を求めるリーク電流測定方法であって、電源投入後にSRAMに流れるリーク電流を測定することにより、第1の測定値を得るステップ(a)と、複数のメモリセルに第1のデータパターンを格納してSRAMに流れるリーク電流を測定することにより、第2の測定値を得るステップ(b)と、複数のメモリセルに第1のデータパターンと相補的な第2のデータパターンを格納してSRAMに流れるリーク電流を測定することにより、第3の測定値を得るステップ(c)と、ステップ(a)において得られた第1の測定値とステップ(b)において得られた第2の測定値とステップ(c)において得られた第3の測定値とに基づいて、SRAMに流れるリーク電流の最大値を算出するステップ(d)とを具備する。   In order to solve the above problems, a leakage current measuring method according to the present invention is a leakage current measuring method for obtaining a maximum value of a leakage current that varies depending on data stored in a plurality of memory cells included in an SRAM, Step (a) of obtaining a first measurement value by measuring the leakage current flowing in the SRAM after power-on, and measuring the leakage current flowing in the SRAM by storing the first data pattern in a plurality of memory cells. The step (b) of obtaining the second measurement value, the second data pattern complementary to the first data pattern stored in the plurality of memory cells, and the leakage current flowing through the SRAM are measured. Step (c) to obtain the measurement value of 3, the first measurement value obtained in step (a), the second measurement value obtained in step (b), and the step On the basis of the third measurement value obtained in flops (c), it comprises a step (d) of calculating the maximum value of the leakage current flowing SRAM.

ここで、ステップ(b)において、複数のメモリセルにオール「0」のデータパターンを格納してSRAMに流れるリーク電流を測定し、ステップ(c)において、複数のメモリセルにオール「1」のデータパターンを格納してSRAMに流れるリーク電流を測定するようにしても良い。   Here, in step (b), the data pattern of all “0” is stored in the plurality of memory cells and the leakage current flowing in the SRAM is measured. In step (c), all “1” is stored in the plurality of memory cells. A data pattern may be stored and a leakage current flowing through the SRAM may be measured.

あるいは、ステップ(b)において、複数のメモリセルによって構成されるメモリセルアレイの各行に「01」の交番データパターンを格納してSRAMに流れるリーク電流を測定し、ステップ(c)において、複数のメモリセルによって構成されるメモリセルアレイの各行に「10」の交番データパターンを格納してSRAMに流れるリーク電流を測定するようにしても良い。   Alternatively, in step (b), an alternating data pattern of “01” is stored in each row of a memory cell array composed of a plurality of memory cells, and a leakage current flowing through the SRAM is measured. In step (c), a plurality of memories An alternating data pattern of “10” may be stored in each row of the memory cell array composed of cells, and the leakage current flowing in the SRAM may be measured.

また、ステップ(d)において、第2の測定値と第3の測定値との和から第1の測定値を減算することにより、SRAMに流れるリーク電流の最大値を算出するようにしても良い。   In step (d), the maximum value of the leakage current flowing in the SRAM may be calculated by subtracting the first measurement value from the sum of the second measurement value and the third measurement value. .

本発明によれば、特定の3つの状態においてリーク電流を測定し、それらの測定値に基づいて演算を行うことにより、SRAMに含まれている複数のメモリセルに格納されるデータによって変化するリーク電流の最大値を効率的に求めることができる。その結果、半導体集積回路の検査工程におけるリーク電流の測定時間を大幅に削減することができる。   According to the present invention, a leakage current that varies depending on data stored in a plurality of memory cells included in an SRAM by measuring a leakage current in three specific states and performing an operation based on the measured values. The maximum value of current can be obtained efficiently. As a result, the leakage current measurement time in the semiconductor integrated circuit inspection process can be significantly reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は、SRAMに含まれているメモリセルの等価回路を示す回路図である。説明を簡単にするために、図1においては1つのメモリセルのみを示しているが、実際には複数のメモリセルが2次元アレイ状に配列されてメモリセルアレイを構成している。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a memory cell included in an SRAM. In order to simplify the explanation, only one memory cell is shown in FIG. 1, but actually a plurality of memory cells are arranged in a two-dimensional array to constitute a memory cell array.

図1に示すように、このメモリセルは、PチャネルMOSトランジスタQP11及びNチャネルMOSトランジスタQN11によって構成されるインバータ10と、PチャネルMOSトランジスタQP21及びNチャネルMOSトランジスタQN21によって構成されるインバータ20と、書込み/読出しポートを構成するNチャネルMOSトランジスタQN31及びQN32とを含んでおり、データが格納される第1のストアノードN1及び第2のストアノードN2を有している。   As shown in FIG. 1, this memory cell includes an inverter 10 constituted by a P channel MOS transistor QP11 and an N channel MOS transistor QN11, an inverter 20 constituted by a P channel MOS transistor QP21 and an N channel MOS transistor QN21, N channel MOS transistors QN31 and QN32 constituting a write / read port are included, and a first store node N1 and a second store node N2 for storing data are provided.

トランジスタQN31のソース〜ドレイン経路は、第1のストアノードN1とビットラインBLaとの間に接続されており、トランジスタQN32のソース〜ドレイン経路は、第2のストアノードN2とビットラインBLbとの間に接続されている。また、トランジスタQN31及びQN32のゲートは、ワードラインWLに接続されている。   The source-drain path of the transistor QN31 is connected between the first store node N1 and the bit line BLa, and the source-drain path of the transistor QN32 is connected between the second store node N2 and the bit line BLb. It is connected to the. The gates of the transistors QN31 and QN32 are connected to the word line WL.

インバータ10において、トランジスタQP11及びQN11のゲートは第1のストアノードN1に接続され、トランジスタQP11及びQN11のドレインは第2のストアノードN2に接続されている。また、トランジスタQP11のソースは電源電位VDDに接続され、トランジスタQN11のソースは電源電位VSSに接続されている。 In the inverter 10, the gates of the transistors QP11 and QN11 are connected to the first store node N1, and the drains of the transistors QP11 and QN11 are connected to the second store node N2. In addition, the source of the transistor QP11 is connected to the power supply potential V DD, the source of the transistor QN11 is connected to the power supply potential V SS.

インバータ20において、トランジスタQP21及びQN21のゲートは第2のストアノードN2に接続され、トランジスタQP21及びQN21のドレインは第1のストアノードN1に接続されている。また、トランジスタQP21のソースは電源電位VDDに接続され、トランジスタQN21のソースは電源電位VSSに接続されている。 In the inverter 20, the gates of the transistors QP21 and QN21 are connected to the second store node N2, and the drains of the transistors QP21 and QN21 are connected to the first store node N1. In addition, the source of the transistor QP21 is connected to the power supply potential V DD, the source of the transistor QN21 is connected to the power supply potential V SS.

即ち、インバータ10は、入力が第1のストアノードN1に接続され、出力が第2のストアノードN2に接続されている。また、インバータ20は、入力が第2のストアノードN2に接続され、出力が第1のストアノードN1に接続されている。例えば、メモリセルにデータ「0」を格納する場合には、ワードラインWLをハイレベルとしてトランジスタQN31及びQN32をオンさせると共に、ビットラインBLa及びBLbを介してストアノードN1及びN2に電圧を印加することにより、第1のストアノードN1をローレベルとし、第2のストアノードN2をハイレベルとする。   That is, the inverter 10 has an input connected to the first store node N1 and an output connected to the second store node N2. The inverter 20 has an input connected to the second store node N2 and an output connected to the first store node N1. For example, when data “0” is stored in the memory cell, the word line WL is set to the high level to turn on the transistors QN31 and QN32, and a voltage is applied to the store nodes N1 and N2 via the bit lines BLa and BLb. As a result, the first store node N1 is set to the low level, and the second store node N2 is set to the high level.

一方、メモリセルにデータ「1」を格納する場合には、ワードラインWLをハイレベルとしてトランジスタQN31及びQN32をオンさせると共に、ビットラインBLa及びBLbを介してストアノードN1及びN2に電圧を印加することにより、第1のストアノードN1をハイレベルとし、第2のストアノードN2をローレベルとする。その後、トランジスタQN31及びQN32をオフさせても、ストアノードN1及びN2に格納されたデータの状態が維持される。   On the other hand, when data “1” is stored in the memory cell, the word line WL is set to the high level to turn on the transistors QN31 and QN32, and a voltage is applied to the store nodes N1 and N2 via the bit lines BLa and BLb. As a result, the first store node N1 is set to the high level, and the second store node N2 is set to the low level. Thereafter, even if the transistors QN31 and QN32 are turned off, the state of the data stored in the store nodes N1 and N2 is maintained.

トランジスタQP11〜QP21及びQN11〜QN32は半導体集積回路に形成されており、トランジスタのゲート長を短くして高速動作を実現しているが、その反面、ゲート長を短くすることにより、ゲート・ソース間、ゲート・ドレイン間、又は、トランジスタがオフしている時にソース・ドレイン間を流れるリーク電流が存在する。   The transistors QP11 to QP21 and QN11 to QN32 are formed in a semiconductor integrated circuit, and realize high-speed operation by shortening the gate length of the transistor. There is a leakage current flowing between the gate and the drain or between the source and the drain when the transistor is off.

このリーク電流は、半導体集積回路におけるメモリセルのレイアウト(セル構造)によって定まるものであるが、ここでは、トランジスタQP11のソース・ゲート間におけるリーク電流が特に大きいものとして、これを等価的に抵抗(リーク抵抗)によって表している。この場合に、第1のストアノードN1がローレベルのときにはリーク抵抗によるリーク電流が大きくなるが、第1のストアノードN1がハイレベルのときにはリーク抵抗によるリーク電流が無視できる。このように、ストアノードに格納されるデータの状態によって、メモリセルに実際に流れるリーク電流の値が異なって来る。   This leakage current is determined by the layout (cell structure) of the memory cell in the semiconductor integrated circuit. Here, it is assumed that the leakage current between the source and gate of the transistor QP11 is particularly large, and this is equivalent to resistance ( Leakage resistance). In this case, when the first store node N1 is at a low level, the leakage current due to the leakage resistance increases, but when the first store node N1 is at a high level, the leakage current due to the leakage resistance can be ignored. Thus, the value of the leakage current that actually flows through the memory cell varies depending on the state of the data stored in the store node.

複数のメモリセルを含むSRAMにおいては、これらのメモリセルに格納されるデータ「1」及び「0」の組合せによって、SRAM全体に流れるリーク電流IQの値が変化するので、リーク電流IQの最大値IQMAXを測定することが困難である。そこで、本実施形態においては、以下に述べるような測定方法によってリーク電流IQを測定することにより、リーク電流IQの最大値IQMAXを効率的に求めている。 In an SRAM including a plurality of memory cells, the value of the leakage current IQ flowing through the entire SRAM changes depending on the combination of data “1” and “0” stored in these memory cells. It is difficult to measure IQ MAX . Therefore, in the present embodiment, the maximum value IQ MAX of the leakage current IQ is efficiently obtained by measuring the leakage current IQ by the measurement method described below.

次に、本発明の第1の実施形態に係るリーク電流測定方法について、図1〜図3を参照しながら説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係るリーク電流測定方法を示すフローチャートである。   Next, a leakage current measuring method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing a leakage current measuring method according to the first embodiment of the present invention.

まず、ステップS1において、SRAMに電源を投入する。これにより、SRAMに含まれている複数のメモリセルにおいて、第1及び第2のストアノードN1及びN2に電位が発生する。これらの電位は、メモリセルの外部から与えられるものではなく、メモリセルを構成する複数のトランジスタにおけるリーク電流の大きさによって決定されるものである。即ち、複数のメモリセルにおいて、セル構造がそれぞれ異なっており、複数のトランジスタ間におけるリーク電流の大小関係が異なっている。従って、各々のメモリセルにおける複数のトランジスタ間のリーク電流の大小関係により、第1及び第2のストアノードN1及びN2のいずれがハイレベルになっていずれがローレベルになるかが決定される。これにより、SRAMに電源が投入されると、複数のメモリセルに格納されるデータの状態が自然に定まる。   First, in step S1, the SRAM is turned on. As a result, in the plurality of memory cells included in the SRAM, potentials are generated at the first and second store nodes N1 and N2. These potentials are not applied from the outside of the memory cell, but are determined by the magnitude of leakage current in a plurality of transistors constituting the memory cell. That is, the cell structures of the plurality of memory cells are different from each other, and the magnitude relation of the leakage current between the plurality of transistors is different. Accordingly, which one of the first and second store nodes N1 and N2 is at a high level and which is at a low level is determined by the magnitude relationship of leakage currents between a plurality of transistors in each memory cell. As a result, when power is supplied to the SRAM, the state of data stored in the plurality of memory cells is naturally determined.

図3の(a)は、SRAMの電源投入後に複数のメモリセルに格納されているデータの状態を示す図である。ここでは、図1に示す第1のストアノードN1がローレベルであり、第2のストアノードN2がハイレベルであるときに、メモリセルにデータ「0」が格納され、第1のストアノードN1がハイレベルであり、第2のストアノードN2がローレベルであるときに、メモリセルにデータ「1」が格納されるものとする。   FIG. 3A is a diagram showing the state of data stored in a plurality of memory cells after the SRAM is powered on. Here, when the first store node N1 shown in FIG. 1 is at a low level and the second store node N2 is at a high level, data “0” is stored in the memory cell, and the first store node N1 When the second store node N2 is at the low level, data “1” is stored in the memory cell.

次に、ステップS2において、図3の(a)に示す状態においてSRAM全体に流れるリーク電流IQを測定して測定値IQを得る。この状態においては、各メモリセルに含まれている複数のトランジスタにおけるリーク電流の和が最小になっているので、測定値IQは、SRAM全体に流れるリーク電流IQの最小値を表している。 Next, in step S2, obtain measurements IQ 1 by measuring the leakage current IQ flowing throughout SRAM in the state shown in (a) of FIG. In this state, since the sum of the leakage current is at the minimum in a plurality of transistors included in each memory cell, measurements IQ 1 represents the minimum value of the leak current IQ flowing across SRAM.

ステップS3において、SRAMに含まれている全てのメモリセルにデータ「0」を格納する。図3の(b)は、全てのメモリセルにデータ「0」が格納された状態を示す図である。ここで、グレーで示したメモリセルにおいては、図3の(a)に示す電源投入後の状態からデータが反転している。   In step S3, data “0” is stored in all the memory cells included in the SRAM. FIG. 3B is a diagram illustrating a state where data “0” is stored in all the memory cells. Here, in the memory cells shown in gray, the data is inverted from the state after power-on shown in FIG.

ステップS4において、図3の(b)に示す状態においてSRAM全体に流れるリーク電流IQを測定して測定値IQを得る。図3の(b)に示す状態においては、図3の(a)に示す電源投入後の状態と比較して、グレーで示したメモリセルにおいてリーク電流が増加しているので、測定値IQは、ステップS2において得られた測定値IQよりも大きくなる。 In step S4, obtain measurements IQ 2 by measuring the leakage current IQ flowing throughout SRAM in the state shown in (b) of FIG. In the state shown in FIG. 3 (b), as compared to the state after the power-on shown in FIG. 3 (a), since the leakage current is increased in the memory cell shown in gray, measurements IQ 2 Is greater than the measured value IQ 1 obtained in step S2.

ステップS5において、SRAMに含まれている全てのメモリセルにデータ「1」を格納する。図3の(c)は、全てのメモリセルにデータ「1」が格納された状態を示す図である。ここで、グレーで示したメモリセルにおいては、図3の(a)に示す電源投入後の状態と比較してデータが反転している。   In step S5, data “1” is stored in all the memory cells included in the SRAM. FIG. 3C shows a state where data “1” is stored in all the memory cells. Here, in the memory cells shown in gray, the data is inverted as compared with the state after power-on shown in FIG.

ステップS6において、図3の(c)に示す状態においてSRAM全体に流れるリーク電流IQを測定して測定値IQを得る。図3の(c)に示す状態においては、図3の(a)に示す電源投入後の状態と比較して、グレーで示したメモリセルにおいてリーク電流が増加しているので、得られた測定値IQは、ステップS2において得られた測定値IQよりも大きくなる。 In step S6, obtaining a measurement value IQ 3 by measuring the leakage current IQ flowing throughout SRAM in the state shown in (c) of FIG. In the state shown in FIG. 3C, since the leakage current is increased in the memory cell shown in gray as compared with the state after turning on the power shown in FIG. The value IQ 3 is larger than the measured value IQ 1 obtained in step S2.

ステップS7においては、ステップS2において得られた測定値IQと、ステップS4において得られた測定値IQと、ステップS6において得られた測定値IQとに基づいて、次式(1)により、SRAM全体に流れるリーク電流IQの最大値IQMAXを求める。
IQMAX=IQ+IQ−IQ ・・・(1)
In step S7, based on the measured value IQ 1 obtained in step S2, the measured value IQ 2 obtained in step S4, and the measured value IQ 3 obtained in step S6, the following equation (1) is obtained. The maximum value IQ MAX of the leakage current IQ flowing through the entire SRAM is obtained.
IQ MAX = IQ 2 + IQ 3 −IQ 1 (1)

ここで、測定値IQは、図3の(b)に示すグレーで示したメモリセルにおいてデータ「1」がデータ「0」に置き換わることによりリーク電流が増加した分ΔIQが、測定値IQに加算されたものである。
IQ=IQ+ΔIQ ・・・(2)
Here, the measurement value IQ 2, it min? Iq 2 leakage current is increased by the memory cell shown in gray as shown in FIG. 3 (b) data "1" is replaced by data "0", the measured value IQ It is added to 1 .
IQ 2 = IQ 1 + ΔIQ 2 (2)

また、測定値IQは、図3の(c)に示すグレーで示したメモリセルにおいてデータ「0」がデータ「1」に置き換わることによりリーク電流が増加した分ΔIQが、測定値IQに加算されたものである。
IQ=IQ+ΔIQ ・・・(3)
The measurement value IQ 3, it min? Iq 3 a leakage current is increased by the memory cell shown in gray data "0" is replaced by data "1" shown in FIG. 3 (c), the measured value IQ 1 Is added.
IQ 3 = IQ 1 + ΔIQ 3 (3)

式(2)及び式(3)の両辺をそれぞれ足し合わせると、次式(4)が得られる。
IQ+IQ=2・IQ+ΔIQ+ΔIQ ・・・(4)
従って、式(1)の右辺は、次のように変形される。
IQ+IQ−IQ=2・IQ+ΔIQ+ΔIQ−IQ
=IQ+ΔIQ+ΔIQ
When both sides of Formula (2) and Formula (3) are added together, the following Formula (4) is obtained.
IQ 2 + IQ 3 = 2 · IQ 1 + ΔIQ 2 + ΔIQ 3 (4)
Therefore, the right side of Equation (1) is transformed as follows.
IQ 2 + IQ 3 −IQ 1 = 2 · IQ 1 + ΔIQ 2 + ΔIQ 3 −IQ 1
= IQ 1 + ΔIQ 2 + ΔIQ 3

これは、最小のリーク電流を表す測定値IQに、図3の(b)に示すグレーで示したメモリセルにおけるリーク電流の増分ΔIQと、図3の(c)に示すグレーで示したメモリセルにおけるリーク電流の増分ΔIQとを加算した値を表している。図3を参照すれば明らかなように、図3の(b)においてグレーで示したメモリセルと、図3の(c)においてグレーで示したメモリセルとは、相補的な関係にあるので、これらの増分の和(ΔIQ+ΔIQ)は、全てのメモリセルにおけるリーク電流の増分に相当する。このように、3つの状態におけるリーク電流IQを測定し、それらの測定値IQ、IQ、IQに基づいて演算を行うことにより、リーク電流IQの最大値IQMAXを効率的に求めることができる。 This is indicated by the measured value IQ 1 representing the minimum leakage current, the leakage current increment ΔIQ 2 in the memory cell shown in gray in FIG. 3B, and the gray shown in FIG. 3C. represents a value obtained by adding the increment? Iq 3 of leakage current in the memory cell. As apparent from FIG. 3, the memory cells shown in gray in FIG. 3B and the memory cells shown in gray in FIG. 3C have a complementary relationship. The sum of these increments (ΔIQ 2 + ΔIQ 3 ) corresponds to the increase in leakage current in all memory cells. As described above, the leakage current IQ in the three states is measured, and the maximum value IQ MAX of the leakage current IQ is efficiently obtained by performing the calculation based on the measured values IQ 1 , IQ 2 , IQ 3. Can do.

次に、本発明の第2の実施形態に係るリーク電流測定方法について、図4を参照しながら説明する。第1の実施形態においては、ステップS3において全てのメモリセルにデータ「0」を格納し、ステップS5において全てのメモリセルにデータ「1」を格納したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ステップS3においてメモリセルに格納されるデータパターンと、ステップS5においてメモリセルに格納されるデータパターンとが、相補性を有するものであれば良い。   Next, a leakage current measuring method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, data “0” is stored in all memory cells in step S3, and data “1” is stored in all memory cells in step S5. However, the present invention is not limited to this. Instead, the data pattern stored in the memory cell in step S3 and the data pattern stored in the memory cell in step S5 need only be complementary.

図4は、本発明の第2の実施形態に係るリーク電流測定方法においてメモリセルに格納されるデータパターンを示す図である。
図4の(a)は、SRAMの電源投入後に複数のメモリセルに格納されているデータの状態を示す図である。この状態においてSRAM全体に流れるリーク電流IQを測定して測定値IQを得る。
FIG. 4 is a diagram showing data patterns stored in the memory cell in the leakage current measurement method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a diagram showing the state of data stored in a plurality of memory cells after the SRAM is powered on. Obtain a measure IQ 1 by measuring the leakage current IQ flowing throughout SRAM in this state.

次に、図4の(b)に示すように、複数のメモリセルによって構成されるメモリセルアレイの各行に交番データパターン「0101・・・」が格納される。ここで、グレーで示したメモリセルにおいては、図4の(a)に示す電源投入後の状態からデータが反転している。この状態においてSRAM全体に流れるリーク電流IQを測定して測定値IQを得る。 Next, as shown in FIG. 4B, the alternating data pattern “0101...” Is stored in each row of the memory cell array composed of a plurality of memory cells. Here, in the memory cells shown in gray, the data is inverted from the state after power-on shown in FIG. Obtain a measure IQ 2 by measuring the leakage current IQ flowing throughout SRAM in this state.

さらに、図4の(c)に示すように、複数のメモリセルによって構成されるメモリセルアレイの各行に交番データパターン「1010・・・」が格納される。ここで、グレーで示したメモリセルにおいては、図4の(a)に示す電源投入後の状態と比較してデータが反転している。この状態においてSRAM全体に流れるリーク電流IQを測定して測定値IQを得る。 Further, as shown in FIG. 4C, an alternating data pattern “1010...” Is stored in each row of the memory cell array composed of a plurality of memory cells. Here, in the memory cells shown in gray, the data is inverted as compared with the state after power-on shown in FIG. Obtain a measure IQ 3 by measuring the leakage current IQ flowing throughout SRAM in this state.

その後、第1の実施形態と同様に、測定値IQ、IQ、IQに基づいて、式(1)により、SRAM全体に流れるリーク電流IQの最大値IQMAXを求める。本実施形態においても、3つの状態におけるリーク電流IQを測定し、それらの測定値IQ、IQ、IQに基づいて演算を行うことにより、リーク電流IQの最大値IQMAXを効率的に求めることができる。 Thereafter, similarly to the first embodiment, based on the measured values IQ 1 , IQ 2 , IQ 3 , the maximum value IQ MAX of the leakage current IQ flowing through the entire SRAM is obtained by the equation (1). Also in the present embodiment, the leakage current IQ in three states is measured, and the maximum value IQ MAX of the leakage current IQ is efficiently obtained by performing calculations based on the measured values IQ 1 , IQ 2 , IQ 3. Can be sought.

SRAMに含まれているメモリセルの等価回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the equivalent circuit of the memory cell contained in SRAM. 本発明の第1の実施形態に係るリーク電流測定方法を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a leakage current measuring method according to the first embodiment of the present invention. 第1の実施形態においてメモリセルに格納されるデータパターンを示す図。The figure which shows the data pattern stored in a memory cell in 1st Embodiment. 第2の実施形態においてメモリセルに格納されるデータパターンを示す図。The figure which shows the data pattern stored in a memory cell in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10、20 インバータ、 QP11〜QP21 PチャネルMOSトランジスタ、 QN11〜QN32 NチャネルMOSトランジスタ、 N1、N2 ストアノード、 BLa、BLb ビットライン、 WL ワードライン   10, 20 Inverter, QP11 to QP21 P channel MOS transistor, QN11 to QN32 N channel MOS transistor, N1, N2 store node, BLa, BLb bit line, WL word line

Claims (4)

SRAMに含まれている複数のメモリセルに格納されるデータによって変化するリーク電流の最大値を求めるリーク電流測定方法であって、
電源投入後に前記SRAMに流れるリーク電流を測定することにより、第1の測定値を得るステップ(a)と、
前記複数のメモリセルに第1のデータパターンを格納して前記SRAMに流れるリーク電流を測定することにより、第2の測定値を得るステップ(b)と、
前記複数のメモリセルに第1のデータパターンと相補的な第2のデータパターンを格納して前記SRAMに流れるリーク電流を測定することにより、第3の測定値を得るステップ(c)と、
ステップ(a)において得られた第1の測定値とステップ(b)において得られた第2の測定値とステップ(c)において得られた第3の測定値とに基づいて、前記SRAMに流れるリーク電流の最大値を算出するステップ(d)と、
を具備するリーク電流測定方法。
A leakage current measurement method for obtaining a maximum value of a leakage current that varies depending on data stored in a plurality of memory cells included in an SRAM,
(A) obtaining a first measurement value by measuring a leakage current flowing in the SRAM after power-on;
(B) obtaining a second measurement value by storing a first data pattern in the plurality of memory cells and measuring a leakage current flowing in the SRAM;
(C) obtaining a third measurement value by storing a second data pattern complementary to the first data pattern in the plurality of memory cells and measuring a leakage current flowing in the SRAM;
Based on the first measurement value obtained in step (a), the second measurement value obtained in step (b), and the third measurement value obtained in step (c), it flows to the SRAM. Calculating the maximum value of the leakage current (d);
A leakage current measuring method comprising:
ステップ(b)が、前記複数のメモリセルにオール「0」のデータパターンを格納して前記SRAMに流れるリーク電流を測定することを含み、
ステップ(c)が、前記複数のメモリセルにオール「1」のデータパターンを格納して前記SRAMに流れるリーク電流を測定することを含む、
請求項1記載のリーク電流測定方法。
Step (b) includes storing all “0” data patterns in the plurality of memory cells and measuring a leakage current flowing in the SRAM;
Step (c) includes storing all “1” data patterns in the plurality of memory cells and measuring a leakage current flowing in the SRAM;
The leakage current measuring method according to claim 1.
ステップ(b)が、前記複数のメモリセルによって構成されるメモリセルアレイの各行に「01」の交番データパターンを格納して前記SRAMに流れるリーク電流を測定することを含み、
ステップ(c)が、前記複数のメモリセルによって構成されるメモリセルアレイの各行に「10」の交番データパターンを格納して前記SRAMに流れるリーク電流を測定することを含む、
請求項1記載のリーク電流測定方法。
Step (b) includes storing an alternating data pattern of “01” in each row of the memory cell array composed of the plurality of memory cells and measuring a leakage current flowing through the SRAM;
Step (c) includes storing an alternating data pattern of “10” in each row of the memory cell array constituted by the plurality of memory cells and measuring a leakage current flowing through the SRAM.
The leakage current measuring method according to claim 1.
ステップ(d)が、第2の測定値と第3の測定値との和から第1の測定値を減算することにより、前記SRAMに流れるリーク電流の最大値を算出することを含む、請求項1〜3のいずれか1項記載のリーク電流測定方法。   The step (d) includes calculating a maximum value of a leakage current flowing through the SRAM by subtracting the first measurement value from the sum of the second measurement value and the third measurement value. The leakage current measuring method of any one of 1-3.
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