JP2010287769A - Semiconductor device and method of evaluating semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device and method of evaluating semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2010287769A
JP2010287769A JP2009141125A JP2009141125A JP2010287769A JP 2010287769 A JP2010287769 A JP 2010287769A JP 2009141125 A JP2009141125 A JP 2009141125A JP 2009141125 A JP2009141125 A JP 2009141125A JP 2010287769 A JP2010287769 A JP 2010287769A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
line
signal
evaluation
semiconductor device
drain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009141125A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5568899B2 (en
Inventor
Masamichi Asano
正通 浅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2009141125A priority Critical patent/JP5568899B2/en
Publication of JP2010287769A publication Critical patent/JP2010287769A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5568899B2 publication Critical patent/JP5568899B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device of evaluating characteristics of large-scale transistors to be measured highly precisely and a method of evaluation with the use of the same. <P>SOLUTION: The semiconductor device includes evaluation cells C11 to Cnm having transistors DUT to be measured which are arrayed in a matrix of (n) rows by (m) columns, a drain stress line DVS etc., for applying a stress voltage to the transistors to be measured, row selection lines X1 to Xn for row selection signal supply and column selection lines Y1 to Ym for column selection signal supply for selecting the evaluation cells, and a selection circuit 10 which outputs a selection signal representing whether or not a transistor to be measured is selected in accordance with an input row selection signal and column selection signal. The row selection signal and the column selection signal are generated with a selection control signal etc., input to a selection signal supply circuit to switch a first transistor T1 to a ninth transistor T9 provided to each evaluation cell, and measurement evaluation of the transistors DUT to be measured or stress voltage applied to the transistors DUT to be measured is carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置及び半導体装置の評価方法に関し、特にDUT(Device Under Test)である被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置及び半導体装置の評価方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a semiconductor device evaluation method, and more particularly to a semiconductor device and a semiconductor device evaluation method for evaluating the characteristics of a transistor under measurement which is a DUT (Device Under Test).

半導体の微細プロセスを開発する場合、微細素子(トランジスタ、抵抗素子等)の特性の評価解析を行うため、種々の寸法の素子からなるTEG(Test Element Group)を半導体ウェハに作製し、その評価解析結果を基にプロセス条件等を設定することで大量生産に耐えうる素子を開発している。これまでのプロセス開発では、TEG中に作製された個々のトランジスタの特性を評価、解析することで最適なプロセス条件とトランジスタ構造を設定できた。しかし、微細化が進むにつれて複数のトランジスタ間において、例えばトランジスタのチャネル長(L)、チャネル幅(W)の出来上がり寸法の差に起因する特性ばらつき、或いは、トランジスタの閾値電圧を決定するチャネル注入のばらつき(不純物ばらつき)に起因する特性ばらつきが無視できなくなってきた。   When developing micro processes for semiconductors, TEG (Test Element Group) consisting of elements of various dimensions is fabricated on a semiconductor wafer to evaluate and analyze the characteristics of micro elements (transistors, resistor elements, etc.) We are developing devices that can withstand mass production by setting process conditions based on the results. In the process development so far, the optimum process conditions and transistor structure could be set by evaluating and analyzing the characteristics of individual transistors fabricated in the TEG. However, as miniaturization progresses, for example, characteristic variations caused by differences in the channel length (L) and channel width (W) of the transistors between the plurality of transistors, or channel injection that determines the threshold voltage of the transistors. Variations in characteristics due to variations (impurity variations) can no longer be ignored.

また、トランジスタ周辺の状態によって、トランジスタに加えられるストレスが変わり、トランジスタの特性が変化するという現象も無視できなくなってきている。このような状況から、例えば加工レベルが45nmの微細プロセスでは、隣接したトランジスタであっても両者の特性がばらついてしまうので、SRAM(Static Random Access Memory)等の微小信号をペアトランジスタ(隣接した2つのトランジスタ)で検知するような検知回路、増幅回路は動作マージンが低下するか、あるいは動作不能になることが予測されている。この場合、個々のトランジスタの評価のみでは十分なデータが得られないため、大量のトランジスタの特性を評価し、統計処理して分析を行ない、システマティックな特性差とばらつきによる特性差とを分離して解析できるような大規模なTEGが必要である。   Further, the phenomenon that the stress applied to the transistor changes depending on the state of the transistor and the characteristics of the transistor change cannot be ignored. From such a situation, for example, in a fine process with a processing level of 45 nm, the characteristics of both transistors vary even if they are adjacent transistors. Therefore, a minute signal such as SRAM (Static Random Access Memory) is transferred to a pair transistor (adjacent 2 It is predicted that the detection circuit and the amplification circuit that detect with two transistors) have a reduced operating margin or become inoperable. In this case, sufficient data cannot be obtained only by evaluating individual transistors. Therefore, the characteristics of a large number of transistors are evaluated, analyzed by statistical processing, and systematic characteristic differences and characteristic differences due to variations are separated. A large-scale TEG that can be analyzed is required.

従来、大規模な素子評価を行うTEGとして、例えば図21(a)に示すように複数個の被測定トランジスタをn行m列のマトリックス状に配置して評価できるDMA(Device Matrix Array)−TEGがある(非特許文献1参照)。
同図を参照して従来技術におけるDMA−TEGの構成を以下に説明する。DUT11〜DUTnmは被測定トランジスタである。1行目に属する被測定トランジスタDUT11〜DUT1mのドレインは、共通ドレイン線D1に接続され、ソースは共通ソース線S1に接続されている。共通ドレイン線D1はスイッチSW2を介してドレイン電圧が供給される共通のドレインフォース線(Drain Force)に接続されている。また、共通ドレイン線D1の電圧をモニターするために、副ドレインセンス線DS1がスイッチSW1を介してドレインセンス線(Drain Sense)に接続されている。また、共通ソース線S1は共通のソース電源(Source Force)に接続されている。さらに、この共通ソース線S1の電圧をモニターするために、共通ソース線S1はスイッチSW3を介してソースセンス線(Source Sense)に接続されている。なお、上記のスイッチSW1〜SW3は、図21(b)に示す回路構成をしており、ここでは図示しないデコーダの出力信号によって制御される。
Conventionally, as a TEG for performing large-scale element evaluation, for example, a DMA (Device Matrix Array) -TEG in which a plurality of transistors to be measured are arranged in a matrix of n rows and m columns as shown in FIG. (See Non-Patent Document 1).
The configuration of the DMA-TEG in the prior art will be described below with reference to FIG. DUT11 to DUTnm are transistors to be measured. The drains of the transistors under measurement DUT11 to DUT1m belonging to the first row are connected to the common drain line D1, and the sources are connected to the common source line S1. The common drain line D1 is connected via a switch SW2 to a common drain force line (Drain Force) to which a drain voltage is supplied. Further, in order to monitor the voltage of the common drain line D1, the sub-drain sense line DS1 is connected to the drain sense line (Drain Sense) via the switch SW1. The common source line S1 is connected to a common source power source (Source Force). Further, in order to monitor the voltage of the common source line S1, the common source line S1 is connected to a source sense line (Source Sense) via a switch SW3. The switches SW1 to SW3 have the circuit configuration shown in FIG. 21B, and are controlled by an output signal of a decoder (not shown) here.

上述と同様な接続がn行まで繰り返され、n行目においては被測定トランジスタDUTn1〜DUTnmが設けられている。また、1列目に属する被測定トランジスタDUT11〜DUTn1のゲートは共通ゲート線G1に接続され、同様にしてm列目に属する被測定トランジスタDUT1m〜DUTnmのゲートは共通ゲート線Gmに接続されている。
また、共通ゲート線G1にはゲート選択回路500を介してゲート電圧VG1またはゲート非選択電圧VGXの何れかが供給される。選択信号EN1がハイレベル(選択)になるとゲート電圧VG1がゲート線G1に供給され、選択信号EN1がローレベル(非選択)になると、ゲート非選択電圧VGXがゲート線G1に供給される。ゲート非選択電圧VGXは通常はゼロボルトであるが、必要に応じてマイナス電圧も供給できる。
このような構成のDMA−TEGにより、n×m個の被測定トランジスタDUT11〜DUTnmの特性を測定評価できる。
The same connection as described above is repeated up to n rows, and the transistors under measurement DUTn1 to DUTnm are provided in the nth row. The gates of the transistors under measurement DUT11 to DUTn1 belonging to the first column are connected to the common gate line G1, and the gates of the transistors under test DUT1m to DUTnm belonging to the mth column are connected to the common gate line Gm. .
Further, either the gate voltage VG1 or the gate non-selection voltage VGX is supplied to the common gate line G1 through the gate selection circuit 500. When the selection signal EN1 becomes high level (selected), the gate voltage VG1 is supplied to the gate line G1, and when the selection signal EN1 becomes low level (unselected), the gate non-selection voltage VGX is supplied to the gate line G1. The gate non-selection voltage VGX is normally zero volts, but a negative voltage can be supplied as necessary.
With the DMA-TEG having such a configuration, the characteristics of n × m transistors DUT11 to DUTnm can be measured and evaluated.

一方、近年、特にPチャネル型MOSトランジスタにおいて、ストレス変動による特性劣化と、その回復が時々刻々と変化する、いわゆるNBTI(Negative Bias Temperature Instability)の問題が顕著になっており、この解明を行う評価が盛んになっている。
しかしながら、この特性は、ストレス時間、回復時間に依存しており、従来は単体トランジスタでのみ評価しており、大規模な評価方法がなかった。
On the other hand, in particular, in the P-channel MOS transistor, the problem of so-called NBTI (Negative Bias Temperature Instability), in which the characteristic deterioration due to stress fluctuation and the recovery change momentarily, has become remarkable. Has become popular.
However, this characteristic depends on the stress time and the recovery time. Conventionally, this characteristic was evaluated only with a single transistor, and there was no large-scale evaluation method.

Yoshiyuki Shimizu, Mitsuo Nakamura, Toshimasa Matsuoka, and Kenji Taniguchi,“Test structure for precise statistical characteristics measurement of MOSFETs”, IEEE 2002 Int. Conference on Microelectronic Test Structure(ICMTS 2002), pp. 49-54, April 2002Yoshiyuki Shimizu, Mitsuo Nakamura, Toshimasa Matsuoka, and Kenji Taniguchi, “Test structure for precise statistical characteristics measurement of MOSFETs”, IEEE 2002 Int. Conference on Microelectronic Test Structure (ICMTS 2002), pp. 49-54, April 2002 Sanjay Rangan, Neal Mielke, and Everett C.C.Yeh, “Universal Recovery Behavior of Negative Bias Temperature Instability”,IEEE 2003Sanjay Rangan, Neal Mielke, and Everett C.C.Yeh, “Universal Recovery Behavior of Negative Bias Temperature Instability”, IEEE 2003 M.Denais, A.Bravaix, V.Huard, C.Parthasarathy, G.Ribed, F.Perrier, Y.Rey-Tauriac, and N.Revil,“On-the-fly characterization of NBTI in ultra-thin gate oxide PMOSFET’s”,IEDM 2004M. Denais, A. Bravaix, V. Huard, C. Parthasarathy, G. Ribed, F. Perrier, Y. Rey-Tauriac, and N. Revil, “On-the-fly characterization of NBTI in ultra-thin gate oxide PMOSFET's ”, IEDM 2004

しかしながら、上述の従来技術に係るDMA−TEGによりNBTI試験を行うこととした場合、全ての被測定トランジスタDUT11〜DUTnmにストレス電圧印加後、個々の被測定トランジスタの特性を順番に測定することになるので、測定が後になる被測定トランジスタの特性が回復してしまい、ストレス時間に対応した特性変化量を正確に求めることができないという問題があった。
また、特性回復による測定の精度の劣化を避けるために、各被測定トランジスタ毎にストレス電圧印加後すぐに特性を測定することも可能であるが、ストレス印加時間が被測定トランジスタの数に比例してしまうため、膨大な評価時間を要してしまうという問題があった。また、被測定トランジスタの選択に使用される各信号線も評価のたびに充放電を要し、消費電流の増加を招く問題があった。さらには、消費電流の増加により、測定系の内部電位安定のための時間を要するため、評価時間がさらに伸びてしまうという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、大規模な被測定トランジスタの特性を高精度かつ短時間に測定することが可能な半導体装置及び半導体装置の評価方法を提供することを目的とする。
However, when the NBTI test is performed by the DMA-TEG according to the above-described prior art, the characteristics of the individual transistors to be measured are sequentially measured after applying the stress voltage to all the transistors to be measured DUT11 to DUTnm. As a result, the characteristics of the transistor under measurement to be measured later recover, and there is a problem that the characteristic change amount corresponding to the stress time cannot be obtained accurately.
In addition, in order to avoid degradation of measurement accuracy due to characteristic recovery, it is possible to measure characteristics immediately after applying a stress voltage for each measured transistor, but the stress application time is proportional to the number of measured transistors. Therefore, there is a problem that enormous evaluation time is required. Further, each signal line used for selecting a transistor to be measured also requires charging / discharging every time it is evaluated, which causes a problem of increasing current consumption. Furthermore, since the time required for stabilizing the internal potential of the measurement system is required due to the increase in current consumption, there is a problem that the evaluation time is further increased.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a semiconductor device and a semiconductor device evaluation method capable of measuring characteristics of a large-scale transistor under measurement with high accuracy and in a short time. Objective.

上記問題を解決するために、本発明は、半導体装置に係る第1の解決手段として、被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置であって、
n行m列(n、mは正の整数)のマトリクス状に配列されていると共に被測定トランジスタを有するn×m個の評価セルと、
各行毎に設けられ、各行に属する前記評価セルを選択するための行選択信号の供給用の行選択線と、
各列毎に設けられ、各列に属する前記評価セルを選択するための列選択信号の供給用の列選択線と、
前記被測定トランジスタ用のドレイン端子にストレス電圧を印加するためのドレイン電源線と、
前記被測定トランジスタ用のソース端子にストレス電圧を印加するためのソース電源線と、
前記被測定トランジスタ用のゲート端子にストレス電圧を印加するためのゲート電源線と、
前記被測定トランジスタ用のドレイン電圧を供給するための主ドレイン電源線と、
前記被測定トランジスタ用のソース電圧を供給するための主ソース電源線と、
前記被測定トランジスタ用のゲート電圧を供給するための主ゲート電源線と、
各行または各列毎に設けられ、当該各行または各列に属する前記被測定トランジスタにドレイン電圧を供給するための副ドレイン電源線と、
各行または各列毎に設けられ、当該各行または各列に属する前記被測定トランジスタにソース電圧を供給するための副ソース電源線と、
各行または各列毎に設けられ、当該各行または各列に属する前記被測定トランジスタにゲート電圧を供給するための副ゲート電源線と、
前記副ドレイン電源線に対応して設けられ、当該副ドレイン電源線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ドレイン電源線と前記主ドレイン電源線を接続または非接続とするドレイン電源線切替回路と、
前記副ソース電源線に対応して設けられ、当該副ソース電源線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ソース電源線と前記主ソース電源線を接続または非接続とするソース電源線切替回路と、
前記副ゲート電源線に対応して設けられ、当該副ゲート電源線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ゲート電源線と前記主ゲート電源線を接続または非接続とするゲート電源線切替回路と、
前記被測定トランジスタのドレイン電圧を検出するための主ドレイン電圧検出線と、
前記被測定トランジスタのソース電圧を検出するための主ソース電圧検出線と、
前記被測定トランジスタのゲート電圧を検出するための主ゲート電圧検出線と、
各行または各列毎に設けられ、各行または各列に属する前記被測定トランジスタのドレイン電圧を検出するための副ドレイン電圧検出線と、
各行または各列毎に設けられ、各行または各列に属する前記被測定トランジスタのソース電圧を検出するための副ソース電圧検出線と、
各行または各列毎に設けられ、各行または各列に属する前記被測定トランジスタのゲート電圧を検出するための副ゲート電圧検出線と、
前記副ドレイン電圧検出線に対応して設けられ、当該副ドレイン電圧検出線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ドレイン電圧検出線と前記主ドレイン電圧検出線を接続または非接続とするドレイン検出線切替回路と、
前記副ソース電圧検出線に対応して設けられ、当該副ソース電圧検出線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ソース電圧検出線と前記主ソース電圧検出線を接続または非接続とするソース検出線切替回路と、
前記副ゲート電圧検出線に対応して設けられ、当該副ゲート電圧検出線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ゲート電圧検出線と前記主ゲート電圧検出線を接続または非接続とするゲート検出線切替回路と、
各列選択線に列選択信号を供給すると共に各行選択線に行選択信号を供給する選択信号供給回路と、を備え、
前記評価セルの各々は、
一方の入力端子が自己の行に属する前記行選択線と接続され、他方の入力端子が自己の列に属する前記列選択線と接続されていると共に、当該接続された行選択線に供給される行選択信号及び列選択線に供給される列選択信号に応じて自己の被測定トランジスタの選択/非選択を表す選択信号を出力する選択回路と、
前記選択信号に応じて、前記ドレイン端子と前記ドレイン電源線を接続または非接続とする第1のスイッチと、
前記選択信号に応じて、前記ソース端子と前記ソース電源線を接続または非接続とする第2のスイッチと、
前記選択信号に応じて、前記ゲート端子と前記ゲート電源線を接続または非接続とする第3のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ドレイン電源線と自己の被測定トランジスタのドレイン端子を接続または非接続とする第4のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ソース電源線と自己の被測定トランジスタのソース端子を接続または非接続とする第5のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ゲート電源線と自己の被測定トランジスタのゲート端子を接続または非接続とする第6のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ドレイン電圧検出線と自己の被測定トランジスタのドレイン端子を接続または非接続とする第7のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ソース電圧検出線と自己の被測定トランジスタのソース端子を接続または非接続とする第8のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ゲート電圧検出線と自己の被測定トランジスタのゲート端子を接続または非接続とする第9のスイッチと、
を備え、
前記選択信号供給回路は、選択制御信号と、クロック信号と、列アドレス信号と、行アドレス信号と、テスト信号とを入力とし、
前記テスト信号の状態に応じて、通常評価モード、第1のテストモードのいずれかのモードに移行し、
前記通常評価モードでは、前記選択制御信号の状態に応じて、前記列アドレス信号及び行アドレス信号を基に前記列選択信号及び前記行選択信号を生成する第1のアドレスモードと、前記クロック信号に同期してカウント動作を行い、当該カウント結果を基に前記列選択信号及び前記行選択信号を生成する第2のアドレスモードとを切り替え、
前記第1のテストモードでは、全ての評価セルを非選択にするための前記列選択信号及び前記行選択信号を生成する、ことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the present invention provides a semiconductor device for evaluating characteristics of a transistor under measurement as a first solving means relating to a semiconductor device,
n × m evaluation cells arranged in a matrix of n rows and m columns (n and m are positive integers) and having a transistor to be measured;
A row selection line provided for each row and for supplying a row selection signal for selecting the evaluation cell belonging to each row;
A column selection line provided for each column, for supplying a column selection signal for selecting the evaluation cell belonging to each column;
A drain power supply line for applying a stress voltage to the drain terminal for the transistor under measurement;
A source power line for applying a stress voltage to the source terminal for the transistor under measurement;
A gate power supply line for applying a stress voltage to the gate terminal for the transistor under measurement;
A main drain power supply line for supplying a drain voltage for the transistor under measurement;
A main source power line for supplying a source voltage for the transistor under measurement;
A main gate power supply line for supplying a gate voltage for the transistor under measurement;
A sub-drain power supply line that is provided for each row or column and supplies a drain voltage to the transistor under measurement belonging to each row or column;
A sub-source power supply line provided for each row or each column and for supplying a source voltage to the transistor under measurement belonging to each row or each column;
A sub-gate power supply line provided for each row or each column, for supplying a gate voltage to the transistor under measurement belonging to each row or each column;
Corresponding to the row selection signal belonging to the same row as the sub-drain power supply line or the column selection signal belonging to the column provided corresponding to the sub-drain power supply line, the sub-drain power supply line and the main drain power supply line are connected Or a drain power line switching circuit to be disconnected,
The sub-source power line is connected to the main source power line in response to a row selection signal belonging to the same row as the sub-source power line or a column selection signal belonging to the column. Or a source power line switching circuit to be disconnected,
Corresponding to the row selection signal belonging to the same row as the sub-gate power supply line or the column selection signal belonging to the column provided corresponding to the sub-gate power supply line, the sub-gate power supply line and the main gate power supply line are connected Or a gate power line switching circuit to be disconnected,
A main drain voltage detection line for detecting a drain voltage of the transistor under measurement;
A main source voltage detection line for detecting a source voltage of the transistor under measurement;
A main gate voltage detection line for detecting the gate voltage of the transistor under measurement;
A sub-drain voltage detection line provided for each row or each column and for detecting a drain voltage of the transistor under measurement belonging to each row or each column;
A sub-source voltage detection line provided for each row or each column, for detecting a source voltage of the transistor under measurement belonging to each row or each column;
A sub-gate voltage detection line provided for each row or each column, for detecting a gate voltage of the transistor under measurement belonging to each row or each column;
In response to a row selection signal belonging to the same row as the sub-drain voltage detection line or a column selection signal belonging to a column provided corresponding to the sub-drain voltage detection line, the sub-drain voltage detection line and the main drain voltage A drain detection line switching circuit for connecting or disconnecting the detection lines; and
The sub-source voltage detection line and the main source voltage are provided corresponding to the sub-source voltage detection line and according to a row selection signal belonging to the same row as the sub-source voltage detection line or a column selection signal belonging to the column. A source detection line switching circuit for connecting or disconnecting the detection line; and
The sub-gate voltage detection line and the main gate voltage are provided corresponding to the sub-gate voltage detection line and according to a row selection signal belonging to the same row as the sub-gate voltage detection line or a column selection signal belonging to a column. A gate detection line switching circuit for connecting or disconnecting the detection lines; and
A selection signal supply circuit for supplying a column selection signal to each column selection line and supplying a row selection signal to each row selection line;
Each of the evaluation cells is
One input terminal is connected to the row selection line belonging to its own row, and the other input terminal is connected to the column selection line belonging to its own column and supplied to the connected row selection line. A selection circuit for outputting a selection signal indicating selection / non-selection of its own transistor under measurement in accordance with a row selection signal and a column selection signal supplied to a column selection line;
A first switch for connecting or disconnecting the drain terminal and the drain power supply line according to the selection signal;
A second switch for connecting or disconnecting the source terminal and the source power line in accordance with the selection signal;
A third switch for connecting or disconnecting the gate terminal and the gate power supply line according to the selection signal;
A fourth switch for connecting or disconnecting the sub-drain power supply line belonging to the same row or column as the self and the drain terminal of the transistor under test according to the selection signal;
A fifth switch for connecting or disconnecting the sub-source power line belonging to the same row or column as the self and the source terminal of the transistor under test according to the selection signal;
A sixth switch for connecting or disconnecting the sub-gate power supply line belonging to the same row or column as itself and the gate terminal of the transistor under measurement according to the selection signal;
According to the selection signal, a seventh switch for connecting or disconnecting the sub-drain voltage detection line belonging to the same row or column as the self and the drain terminal of the transistor under measurement;
An eighth switch for connecting or disconnecting the sub-source voltage detection line belonging to the same row or column as itself and the source terminal of the transistor under measurement according to the selection signal;
A ninth switch for connecting or disconnecting the sub-gate voltage detection line belonging to the same row or column as itself and the gate terminal of the transistor under measurement according to the selection signal;
With
The selection signal supply circuit has a selection control signal, a clock signal, a column address signal, a row address signal, and a test signal as inputs,
Depending on the state of the test signal, the mode shifts to either the normal evaluation mode or the first test mode,
In the normal evaluation mode, a first address mode that generates the column selection signal and the row selection signal based on the column address signal and the row address signal according to the state of the selection control signal, and the clock signal Performing a count operation in synchronization, and switching between the second address mode for generating the column selection signal and the row selection signal based on the count result;
In the first test mode, the column selection signal and the row selection signal for deselecting all evaluation cells are generated.

また、半導体装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記テスト信号の状態に応じて、第2のテストモードに移行し、
前記第2のテストモードでは、全ての評価セルを選択するための前記列選択信号及び前記行選択信号を生成することを特徴とする。
Further, as a second solving means relating to the semiconductor device, in the first solving means, a transition is made to a second test mode according to the state of the test signal,
In the second test mode, the column selection signal and the row selection signal for selecting all evaluation cells are generated.

また、半導体装置に係る第3の解決手段として、上記第1または第2の解決手段において、前記第2のアドレスモードでは、
一番目の前記クロック信号に同期して、前記列アドレス信号及び行アドレス信号を基に前記列選択信号及び前記行選択信号を生成し、
二番目以降の前記クロック信号に同期して、カウント動作を行うことを特徴とする。
Further, as a third solution means for the semiconductor device, in the first or second solution means, in the second address mode,
In synchronization with the first clock signal, the column selection signal and the row selection signal are generated based on the column address signal and the row address signal,
A counting operation is performed in synchronization with the second and subsequent clock signals.

また、半導体装置に係る第4の解決手段として、上記第1〜第3の解決手段において、前記n行m列のマトリクス状に配列されている評価セルは、前記列アドレス信号及び前記行アドレス信号のうちのj(jは正の整数)ビットのアドレスにより、2のj乗にアレイ分割され、分割された各々のアレイにおいて、前記被測定トランジスタのチャネル幅及びチャネル長が同一であることを特徴とする。   Further, as a fourth solving means relating to the semiconductor device, in the first to third solving means, the evaluation cells arranged in a matrix of n rows and m columns may include the column address signal and the row address signal. Are divided into 2 to the power of j by the address of j (j is a positive integer) bit, and the channel width and the channel length of the transistor under measurement are the same in each of the divided arrays And

また、半導体装置に係る第5の解決手段として、上記第4の解決手段において、前記アレイ間において、前記被測定トランジスタのチャネル幅若しくはチャネル長、又はチャネル幅及びチャネル長が異なることを特徴とする。   Further, as a fifth solving means according to the semiconductor device, in the fourth solving means, the channel width or the channel length of the transistor under measurement or the channel width and the channel length are different between the arrays. .

また、半導体装置に係る第6の解決手段として、上記第1〜第5のいずれかの解決手段において、前記ドレイン電源線、前記ソース電源線、前記ゲート電源線、前記主ドレイン電源線、前記主ソース電源線、前記主ゲート電源線、前記主ドレイン電圧検出線、前記主ソース電圧検出線、前記主ゲート電圧検出線、電源線、接地線及び前記被測定トランジスタにバックバイアス電圧を与えるウェル電圧線が各々接続されるパッド電極並びに、前記選択制御信号、前記テスト信号、前記クロック信号、前記列アドレス信号及び前記行アドレス信号が各々入力されるパッド電極を備え、前記パッド電極は、チップの一辺に沿って配置されることを特徴とする。   Further, as a sixth solving means relating to the semiconductor device, in any one of the first to fifth solving means, the drain power source line, the source power source line, the gate power source line, the main drain power source line, the main main power source line. Source power line, main gate power line, main drain voltage detection line, main source voltage detection line, main gate voltage detection line, power line, ground line, and well voltage line for applying a back bias voltage to the transistor under measurement And pad electrodes to which the selection control signal, the test signal, the clock signal, the column address signal, and the row address signal are respectively input, and the pad electrode is provided on one side of the chip. It is characterized by being arranged along.

一方、本発明は、半導体評価方法に係る第1の解決手段として、被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、上記第1〜第6のいずれかの解決手段に記載の半導体装置を使用し、前記通常評価モードの第1のアドレスモードを用いて特性評価を行う場合は、
前記選択信号供給回路に入力するテスト信号の状態を通常評価モードに対応する状態に設定すると共に、前記選択信号供給回路に入力する選択制御信号の状態を第1のアドレスモードに対応する状態に設定し、評価対象となる評価セルの位置を表す列アドレス信号と行アドレス信号を前記選択信号供給回路に入力する第1の工程と、
前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給する第2の工程と、
前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記第1の工程により選択された評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、を有することを特徴とする。
On the other hand, the present invention is a semiconductor device evaluation method for evaluating the characteristics of a transistor under measurement as a first solving means related to a semiconductor evaluation method, and includes any one of the first to sixth solving means. When performing the characteristic evaluation using the first address mode of the normal evaluation mode using the described semiconductor device,
The state of the test signal input to the selection signal supply circuit is set to a state corresponding to the normal evaluation mode, and the state of the selection control signal input to the selection signal supply circuit is set to a state corresponding to the first address mode. A first step of inputting a column address signal and a row address signal representing the position of the evaluation cell to be evaluated to the selection signal supply circuit;
A second step of supplying a desired drain voltage to the main drain power line, supplying a desired source voltage to the main source power line, and supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
And a third step of evaluating the characteristics of the transistor under measurement of the evaluation cell selected in the first step by measuring a current flowing through the main drain power source line or the main source power source line. Features.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第2の解決手段として、被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、上記第1〜第6のいずれかの解決手段に記載の半導体装置を使用し、前記通常評価モードの第2のアドレスモードを用いて特性評価を行う場合は、
前記選択信号供給回路に入力するテスト信号の状態を通常評価モードに対応する状態に設定すると共に、前記選択信号供給回路に入力する選択制御信号の状態を第2のアドレスモードに対応する状態に設定する第1の工程と、
前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給する第2の工程と、
前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記第1の工程により選択された評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、を有することを特徴とする。
Further, the present invention provides a semiconductor device evaluation method for evaluating characteristics of a transistor under measurement as a second solving means relating to the semiconductor evaluation method, wherein any one of the first to sixth solving means is provided. When performing the characteristic evaluation using the second address mode of the normal evaluation mode using the described semiconductor device,
The state of the test signal input to the selection signal supply circuit is set to a state corresponding to the normal evaluation mode, and the state of the selection control signal input to the selection signal supply circuit is set to a state corresponding to the second address mode. A first step of:
A second step of supplying a desired drain voltage to the main drain power line, supplying a desired source voltage to the main source power line, and supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
And a third step of evaluating the characteristics of the transistor under measurement of the evaluation cell selected in the first step by measuring a current flowing through the main drain power source line or the main source power source line. Features.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第3の解決手段として、被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、上記第1〜第6のいずれかの解決手段に記載の半導体装置を使用し、前記第1のテストモードを用いて特性評価を行う場合は、
前記選択信号供給回路に入力するテスト信号の状態を第1のテストモードに対応する状態に設定する第1の工程と、
前記ドレイン電源線に所望のストレス電圧を供給し、前記ソース電源線に所望のストレス電圧を供給し、前記ゲート電源線に所望のストレス電圧を供給して、全ての被測定トランジスタのストレステストを行う第2の工程と、を有することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device evaluation method for evaluating characteristics of a transistor to be measured, as a third solving means relating to the semiconductor evaluation method. When performing the characteristic evaluation using the first test mode using the described semiconductor device,
A first step of setting a state of a test signal input to the selection signal supply circuit to a state corresponding to a first test mode;
A desired stress voltage is supplied to the drain power supply line, a desired stress voltage is supplied to the source power supply line, and a desired stress voltage is supplied to the gate power supply line to perform a stress test on all the transistors under measurement. And a second step.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第4の解決手段として、被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、上記第2〜第6のいずれかの解決手段に記載の半導体装置を使用し、前記第2のテストモードを用いて特性評価を行う場合は、
前記選択信号供給回路に入力するテスト信号の状態を第2のテストモードに対応する状態に設定する第1の工程と、
前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給する第2の工程と、
前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、全ての被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、を有することを特徴とする。
Further, the present invention provides a semiconductor device evaluation method for evaluating characteristics of a transistor under measurement as a fourth solution means related to a semiconductor evaluation method, wherein any one of the above second to sixth solution means is provided. When performing the characteristic evaluation using the second test mode using the described semiconductor device,
A first step of setting a state of a test signal input to the selection signal supply circuit to a state corresponding to a second test mode;
A second step of supplying a desired drain voltage to the main drain power line, supplying a desired source voltage to the main source power line, and supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
And measuring a current flowing in the main drain power source line or the main source power source line to perform characteristic evaluation of all the transistors under measurement.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第5の解決手段として、被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、
上記第1または第2の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタの特性評価を行い第1の特性評価結果を取得する第1の工程と、
前記第1の工程に引き続いて上記第3の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタにストレスを所望の時間印加する第2の工程と、
前記第2の工程に引き続いて上記第1または第2の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタの特性評価を行い第2の特性評価結果を取得する第3の工程と、を有し、
前記第1の特性評価結果、前記第2の特性評価結果及び前記時間に基づき、前記被測定トランジスタのストレス時間依存性を導出することを特徴とする。
Further, the present invention provides a semiconductor device evaluation method for evaluating characteristics of a transistor under measurement as a fifth solving means relating to a semiconductor evaluation method,
A first step of performing a characteristic evaluation of the transistor under measurement using the semiconductor device evaluation method according to the first or second solving means and obtaining a first characteristic evaluation result;
A second step of applying stress to the transistor under measurement for a desired time using the method for evaluating a semiconductor device according to the third means following the first step;
Subsequent to the second step, using the semiconductor device evaluation method described in the first or second solving means, a third characteristic evaluation is performed to obtain a second characteristic evaluation result by performing a characteristic evaluation of the transistor under measurement. And having a process
The stress time dependency of the transistor under measurement is derived based on the first characteristic evaluation result, the second characteristic evaluation result, and the time.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第6の解決手段として、被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、
上記第2の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記n×m個の評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行い第1の特性評価結果を取得する第1の工程と、
前記第1の特性評価結果に基づき、上記第1または第2の解決手段に記載の半導体装置の評価方法のいずれか一方を選択する第2の工程と、
選択された前記評価方法により前記n×m個の評価セルの一部の評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、
を有することを特徴とする。
Further, the present invention provides a semiconductor device evaluation method for evaluating characteristics of a transistor under measurement as a sixth solving means relating to a semiconductor evaluation method,
Using the semiconductor device evaluation method according to the second solution means, a first step of performing characteristic evaluation of the transistor under measurement of the n × m evaluation cells and obtaining a first characteristic evaluation result;
A second step of selecting one of the semiconductor device evaluation methods described in the first or second solving means based on the first characteristic evaluation result;
A third step of performing the characteristic evaluation of the transistors under measurement of some evaluation cells of the n × m evaluation cells by the selected evaluation method;
It is characterized by having.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第7の解決手段として、上記第6の解決手段に記載の半導体装置を、2行k列(kは正の整数)配置し、上記第1の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて評価する半導体装置の評価方法であって、
前記第1の工程においては、前記テスト信号、前記選択制御信号、前記列アドレス信号及び前記行アドレス信号を、複数配置された前記半導体装置へ同時に入力して同一モードに設定し、
前記第2の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々に対して、前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給し、
前記第3の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々の前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記第1の工程により選択された評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行うことを特徴とする。
Further, according to the present invention, as a seventh solving means relating to the semiconductor evaluation method, the semiconductor device described in the sixth solving means is arranged in 2 rows and k columns (k is a positive integer), and the first solution A semiconductor device evaluation method for evaluation using the semiconductor device evaluation method described in the means,
In the first step, the test signal, the selection control signal, the column address signal, and the row address signal are simultaneously input to the plurality of arranged semiconductor devices to set the same mode,
In the second step, a desired drain voltage is supplied to the main drain power supply line, and a desired source voltage is supplied to the main source power supply line for each of the plurality of semiconductor devices arranged. Supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
In the third step, the evaluation cell selected in the first step is measured by measuring a current flowing through the main drain power source line or the main source power source line of each of the plurality of semiconductor devices arranged. The characteristics of the transistor under measurement are evaluated.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第8の解決手段として、上記第6の解決手段に記載の半導体装置を、2行k列(kは正の整数)配置し、上記第2の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて評価する半導体装置の評価方法であって、
前記第1の工程においては、前記テスト信号、前記選択制御信号、前記列アドレス信号及び前記行アドレス信号を、複数配置された前記半導体装置へ同時に入力して同一モードに設定し、
前記第2の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々に対して、前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給し、
前記第3の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々の前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記第1の工程により選択された評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行うことを特徴とする。
Further, according to the present invention, as an eighth solution according to the semiconductor evaluation method, the semiconductor device described in the sixth solution is arranged in 2 rows and k columns (k is a positive integer), and the second solution. A semiconductor device evaluation method for evaluating using the semiconductor device evaluation method described in the means,
In the first step, the test signal, the selection control signal, the column address signal, and the row address signal are simultaneously input to the plurality of arranged semiconductor devices to set the same mode,
In the second step, a desired drain voltage is supplied to the main drain power supply line, and a desired source voltage is supplied to the main source power supply line for each of the plurality of semiconductor devices arranged. Supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
In the third step, the evaluation cell selected in the first step is measured by measuring a current flowing through the main drain power source line or the main source power source line of each of the plurality of semiconductor devices arranged. The characteristics of the transistor under measurement are evaluated.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第9の解決手段として、上記第6の解決手段に記載の半導体装置を、2行k列(kは正の整数)配置し、上記第3の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて評価する半導体装置の評価方法であって、
前記第1の工程においては、前記テスト信号を、複数配置された前記半導体装置へ同時に入力して前記第1のテストモードに設定し、
前記第2の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の全ての被測定トランジスタに対して、前記ドレイン、前記ソース電圧及び前記ゲート電圧を供給することを特徴とする。
According to the present invention, as a ninth solution according to the semiconductor evaluation method, the semiconductor device described in the sixth solution is arranged in 2 rows and k columns (k is a positive integer), and the third solution. A semiconductor device evaluation method for evaluation using the semiconductor device evaluation method described in the means,
In the first step, the test signals are simultaneously input to the plurality of semiconductor devices arranged to set the first test mode,
In the second step, the drain, the source voltage, and the gate voltage are supplied to all the transistors under measurement of the plurality of semiconductor devices arranged.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第10の解決手段として、上記第6の解決手段に記載の半導体装置を、2行k列(kは正の整数)配置し、上記第4の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて評価する半導体装置の評価方法であって、
前記第1の工程においては、前記テスト信号を、複数配置された前記半導体装置へ同時に入力して前記第2のテストモードに設定し、
前記第2の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々に対して、前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給し、
前記第3の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々の前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記半導体装置各々について、全ての被測定トランジスタの特性評価を行うことを特徴とする。
According to the present invention, as a tenth solving means related to the semiconductor evaluation method, the semiconductor device described in the sixth solving means is arranged in 2 rows and k columns (k is a positive integer), and the fourth solution. A semiconductor device evaluation method for evaluation using the semiconductor device evaluation method described in the means,
In the first step, the test signal is simultaneously input to the plurality of semiconductor devices arranged to set the second test mode,
In the second step, a desired drain voltage is supplied to the main drain power supply line, and a desired source voltage is supplied to the main source power supply line for each of the plurality of semiconductor devices arranged. Supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
In the third step, by measuring the current flowing through the main drain power source line or the main source power source line of each of the plurality of semiconductor devices arranged in the plurality, all the transistors under measurement for each of the semiconductor devices. Characteristic evaluation is performed.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第11の解決手段として、被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、
上記第7または第8の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタの特性評価を行い第1の特性評価結果を取得する第1の工程と、
前記第1の工程に引き続いて上記第9の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタにストレスを所望の時間印加する第2の工程と、
前記第2の工程に引き続いて上記第7または第8の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタの特性評価を行い第2の特性評価結果を取得する第3の工程と、を有し、
前記第1の特性評価結果、前記第2の特性評価結果及び前記時間に基づき、前記被測定トランジスタのストレス時間依存性を導出することを特徴とする。
The present invention also provides a semiconductor device evaluation method for evaluating the characteristics of a transistor under measurement as an eleventh means for solving the semiconductor evaluation method,
A first step of performing a characteristic evaluation of the transistor under measurement using the semiconductor device evaluation method according to the seventh or eighth solving means and obtaining a first characteristic evaluation result;
A second step of applying stress to the transistor under measurement for a desired time using the method for evaluating a semiconductor device according to the ninth means following the first step;
Subsequent to the second step, the semiconductor device evaluation method described in the seventh or eighth means is used to evaluate the characteristics of the transistor under measurement and obtain a second characteristic evaluation result. And having a process
The stress time dependency of the transistor under measurement is derived based on the first characteristic evaluation result, the second characteristic evaluation result, and the time.

また、本発明は、半導体評価方法に係る第12の解決手段として、被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、
上記第8の解決手段に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記n×m個の評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行い第1の特性評価結果を取得する第1の工程と、
前記第1の特性評価結果に基づき、上記第7または第8の解決手段に記載の半導体装置の評価方法のいずれか一方を選択する第2の工程と、
選択された前記評価方法により前記n×m個の評価セルの一部の評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、を有することを特徴とする。
Further, the present invention provides a semiconductor device evaluation method for evaluating characteristics of a transistor under measurement as a twelfth solving means relating to a semiconductor evaluation method,
Using the semiconductor device evaluation method according to the eighth solving means, a first step of performing a characteristic evaluation of the transistor under measurement of the n × m evaluation cells and obtaining a first characteristic evaluation result;
A second step of selecting one of the semiconductor device evaluation methods described in the seventh or eighth solving means based on the first characteristic evaluation result;
And a third step of evaluating the characteristics of the transistors under measurement in some of the n × m evaluation cells by the selected evaluation method.

本発明によれば、n行m列のマトリクス状に配列された評価セルの被測定トランジスタのソース、ドレイン、ゲートの各端子にストレス電圧を印加するためのスイッチを設け、スイッチの開閉を行選択信号及び列選択信号が入力される選択回路で行うこととした。
これにより、n×m個の評価セルのうちの一つの評価セルの被測定トランジスタを測定評価している間、残りの評価セルの被測定トランジスタにおいてストレス電圧印加状態を維持することができる。従って、本発明により、被測定トランジスタ各々についてストレス時間に対応した特性変化量を正確に求めることができる半導体装置を実現できる。
According to the present invention, a switch for applying a stress voltage to the source, drain, and gate terminals of a transistor under measurement of an evaluation cell arranged in a matrix of n rows and m columns is provided, and the switch is selected to open or close the row. The selection circuit to which the signal and the column selection signal are input is used.
Thereby, while measuring and evaluating the transistor under measurement of one evaluation cell among the n × m evaluation cells, the stress voltage application state can be maintained in the transistors under measurement of the remaining evaluation cells. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a semiconductor device capable of accurately obtaining the characteristic change amount corresponding to the stress time for each transistor to be measured.

本発明の一実施形態に係る半導体装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 図1における評価セルの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the evaluation cell in FIG. 本発明の一実施形態に係る半導体装置の選択信号供給回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the selection signal supply circuit of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 図3におけるセルテスト回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the cell test circuit in FIG. 図4におけるカウンタ回路の回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a counter circuit in FIG. 4. 図4におけるカウンタ制御回路の回路構成図とその動作に関するタイミングチャートである。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a counter control circuit in FIG. 4 and a timing chart regarding its operation. 図4におけるデコード信号出力回路、セレクタ回路の回路構成図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a decode signal output circuit and a selector circuit in FIG. 4. 本発明の一実施形態に係る半導体装置の動作に関する真理値表である。It is a truth table regarding operation | movement of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る半導体装置の動作に関するタイミングチャートである。3 is a timing chart regarding the operation of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体装置の動作に関するタイミングチャートである。3 is a timing chart regarding the operation of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体装置の動作に関するタイミングチャートである。3 is a timing chart regarding the operation of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体装置の動作に関するタイミングチャートである。3 is a timing chart regarding the operation of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体装置を用いた被測定トランジスタのバイアス状態を示す表である。It is a table | surface which shows the bias state of the to-be-measured transistor using the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る半導体装置のレイアウト概念図である。It is a layout conceptual diagram of the semiconductor device concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る半導体装置のパッド電極の仕様図である。It is a specification figure of the pad electrode of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る半導体装置を4チップ同時測定行う際の概念図である。It is a conceptual diagram at the time of performing 4-chip simultaneous measurement of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 図16の測定に際して使用するプローブカードの端子仕様図である。It is a terminal specification figure of the probe card used in the case of the measurement of FIG. 本発明の一実施形態に係る半導体装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 図18における評価セルの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the evaluation cell in FIG. 本発明の一実施形態に係る半導体装置に関する補足説明図である。It is a supplementary explanatory drawing regarding the semiconductor device which concerns on one Embodiment of this invention. 従来の半導体装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the conventional semiconductor device.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態に係る半導体装置の回路構成図である。この図1に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、n行m列(n、mは正の整数)のマトリックス状に配列されたn×m個の評価セルC11〜Cnm内に設けられた被測定トランジスタの特性を評価するためのDMA−TEGである。そして、1つの評価セル内には、例えば45nmの微細プロセスで作製されたPチャネル型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタである被測定トランジスタDUTが設けられている。なお、この評価セルC11〜Cnmの詳細な内部回路構成については後述する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of the semiconductor device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the semiconductor device according to the present embodiment is provided in n × m evaluation cells C11 to Cnm arranged in a matrix of n rows and m columns (n and m are positive integers). This is a DMA-TEG for evaluating the characteristics of the measured transistor. In one evaluation cell, a transistor under test DUT, which is a P-channel MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor manufactured by a fine process of 45 nm, for example, is provided. The detailed internal circuit configuration of the evaluation cells C11 to Cnm will be described later.

第1実施形態に係る半導体装置は、その動作モードとして、通常評価モードと第1、第2のテストモードを有している。通常評価モードにおいては、2つのアクセス方法により、上述したn×m個の評価セルのうち、任意の評価セル内の被測定トランジスタDUTを測定評価することができる。また、DUT全選択モード(第2のテストモード)においては、全評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン等の端子に一括して電圧を供給し、Ion(ソース・ドレイン間に流れる電流)等を測定評価できる。さらに、DUT全非選択モード(第1のテストモード)テストモードにおいては、全評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン等の端子に一括してストレス電圧を供給し、NBTI等のストレス電圧印加を行うことができる。また、通常評価モードにおいては、一つの評価セルの被測定トランジスタDUTを測定評価している間、残りの全ての評価セルの被測定トランジスタDUTにストレス電圧を印加することができる。   The semiconductor device according to the first embodiment has a normal evaluation mode and first and second test modes as operation modes. In the normal evaluation mode, the transistor under test DUT in any evaluation cell can be measured and evaluated among the above-mentioned n × m evaluation cells by two access methods. Further, in the DUT full selection mode (second test mode), a voltage is collectively supplied to terminals such as the drains of the transistors under test DUT of all evaluation cells, and Ion (current flowing between the source and drain), etc. Can be measured and evaluated. Further, in the DUT all non-selection mode (first test mode) test mode, a stress voltage such as NBTI is applied by collectively supplying stress voltage to terminals such as drains of the transistors under test DUT of all evaluation cells. be able to. In the normal evaluation mode, a stress voltage can be applied to the measured transistors DUT of all remaining evaluation cells while measuring and evaluating the measured transistor DUT of one evaluation cell.

図1において、ドレインストレス線DVS(ドレイン電源線)は、被測定トランジスタのドレインにストレス電圧を印加するための電源線であり、その一端は外部の電源供給装置と接続するためのドレインストレス端子DVSPと接続されている。
ソースストレス線SVS(ソース電源線)は、被測定トランジスタのソースにストレス電圧を印加するための電源線であり、その一端は外部の電源供給装置と接続するためのソースストレス端子SVSPと接続されている。
ゲートストレス線GVS(ゲート電源線)は、被測定トランジスタのゲートにストレス電圧を印加するための電源線であり、その一端は外部の電源供給装置と接続するためのゲートストレス端子GVSPと接続されている。
In FIG. 1, a drain stress line DVS (drain power supply line) is a power supply line for applying a stress voltage to the drain of the transistor under measurement, and one end thereof is a drain stress terminal DVSP for connection to an external power supply device. Connected with.
The source stress line SVS (source power line) is a power line for applying a stress voltage to the source of the transistor under measurement, and one end of the source stress line SVS is connected to a source stress terminal SVSP for connection to an external power supply device. Yes.
The gate stress line GVS (gate power supply line) is a power supply line for applying a stress voltage to the gate of the transistor under measurement, and one end thereof is connected to a gate stress terminal GVSP for connection to an external power supply device. Yes.

主ドレインフォース線DF(主ドレイン電源線)は、被測定トランジスタにドレイン電圧を供給するための電源線であり、その一端は外部の電源供給装置(図示省略)と接続するためのドレイン電源端子DFPと接続されている。
主ソースフォース線SF(主ソース電源線)は、被測定トランジスタにソース電圧を供給するための電源線であり、その一端は外部の電源供給装置と接続するためのソース電源端子SFPと接続されている。
主ゲートフォース線GF(主ゲート電源線)は、被測定トランジスタにゲート電圧を供給するための電源線であり、その一端は外部の電源供給装置と接続するためのゲート電源端子GFPと接続されている。
The main drain force line DF (main drain power supply line) is a power supply line for supplying a drain voltage to the transistor under measurement, and one end thereof is a drain power supply terminal DFP for connection to an external power supply device (not shown). And connected.
The main source force line SF (main source power supply line) is a power supply line for supplying a source voltage to the transistor under measurement, and one end of the main source force line SF is connected to a source power supply terminal SFP for connecting to an external power supply device. Yes.
The main gate force line GF (main gate power supply line) is a power supply line for supplying a gate voltage to the transistor under measurement, and one end of the main gate force line GF is connected to a gate power supply terminal GFP for connecting to an external power supply device. Yes.

副ドレインフォース線DF1〜DFm(副ドレイン電源線)は、各列毎に設けられ、各列に属する評価セルの被測定トランジスタにドレイン電圧を供給するための電源線である。具体的には、副ドレインフォース線DF1は、1列目に属する評価セルC11〜Cn1と接続されており、副ドレインフォース線DFmは、m列目に属する評価セルC1m〜Cnmと接続されている。
副ゲートフォース線GF1〜GFm(副ゲート電源線)は、各列毎に設けられ、各列に属する評価セルの被測定トランジスタにゲート電圧を供給するための電源線である。具体的には、副ゲートフォース線GF1は、1列目に属する評価セルC11〜Cn1と接続されており、副ゲートフォース線GFmは、m列目に属する評価セルC1m〜Cnmと接続されている。
副ソースフォース線SF1〜SFm(副ソース電源線)は、各列毎に設けられ、各列に属する評価セルの被測定トランジスタにソース電圧を供給するための電源線である。具体的には、副ソースフォース線SF1は、1列目に属する評価セルC11〜Cn1と接続されており、副ソースフォース線SFmは、m列目に属する評価セルC1m〜Cnmと接続されている。
The sub-drain force lines DF1 to DFm (sub-drain power supply lines) are provided for each column, and are power supply lines for supplying a drain voltage to the transistor under measurement of the evaluation cell belonging to each column. Specifically, the sub-drain force line DF1 is connected to the evaluation cells C11 to Cn1 belonging to the first column, and the sub-drain force line DFm is connected to the evaluation cells C1m to Cnm belonging to the m-th column. .
The sub-gate force lines GF1 to GFm (sub-gate power supply lines) are provided for each column, and are power supply lines for supplying a gate voltage to the transistor under measurement of the evaluation cell belonging to each column. Specifically, the sub-gate force line GF1 is connected to the evaluation cells C11 to Cn1 belonging to the first column, and the sub-gate force line GFm is connected to the evaluation cells C1m to Cnm belonging to the m-th column. .
The sub source force lines SF1 to SFm (sub source power supply lines) are provided for each column, and are power supply lines for supplying a source voltage to the transistor under measurement of the evaluation cell belonging to each column. Specifically, the sub source force line SF1 is connected to the evaluation cells C11 to Cn1 belonging to the first column, and the sub source force line SFm is connected to the evaluation cells C1m to Cnm belonging to the m column. .

主ドレインセンス線DS(主ドレイン電圧検出線)は、被測定トランジスタのドレイン電圧を検出するための電圧検出線であり、その一端は外部の電圧測定器(図示省略)と接続するためのドレインセンス端子DSPと接続されている。
主ゲートセンス線GS(主ゲート電圧検出線)は、被測定トランジスタのゲート電圧を検出するための電圧検出線であり、その一端は外部の電圧測定器と接続するためのゲートセンス端子GSPと接続されている。
主ソースセンス線SS(主ソース電圧検出線)は、被測定トランジスタのソース電圧を検出するための電圧検出線であり、その一端は外部の電圧測定器と接続するためのソースセンス端子SSPと接続されている。
The main drain sense line DS (main drain voltage detection line) is a voltage detection line for detecting the drain voltage of the transistor under measurement, and one end thereof is a drain sense for connecting to an external voltage measuring device (not shown). It is connected to the terminal DSP.
The main gate sense line GS (main gate voltage detection line) is a voltage detection line for detecting the gate voltage of the transistor under measurement, and one end of the main gate sense line GS is connected to a gate sense terminal GSP for connection to an external voltage measuring device. Has been.
The main source sense line SS (main source voltage detection line) is a voltage detection line for detecting the source voltage of the transistor under measurement, and one end of the main source sense line SS is connected to the source sense terminal SSP for connection to an external voltage measuring device. Has been.

副ドレインセンス線DS1〜DSn(副ドレイン電圧検出線)は、各行毎に設けられ、各行に属する評価セルの被測定トランジスタのドレイン電圧を検出するための電圧検出線である。具体的には、副ドレインセンス線DS1は、1行目に属する評価セルC11〜C1mと接続されており、副ドレインセンス線DSnは、n行目に属する評価セルCn1〜Cnmと接続されている。
副ゲートセンス線GS1〜GSn(副ゲート電圧検出線)は、各行毎に設けられ、各行に属する評価セルの被測定トランジスタのゲート電圧を検出するための電圧検出線である。具体的には、副ゲートセンス線GS1は、1行目に属する評価セルC11〜C1mと接続されており、副ゲートセンス線GSnは、n行目に属する評価セルCn1〜Cnmと接続されている。
副ソースセンス線SS1〜SSn(副ソース電圧検出線)は、各行毎に設けられ、各行に属する評価セルの被測定トランジスタのソース電圧を検出するための電圧検出線である。具体的には、副ソースセンス線SS1は、1行目に属する評価セルC11〜C1mと接続されており、副ソースセンス線SSnは、n行目に属する評価セルCn1〜Cnmと接続されている。
The sub-drain sense lines DS1 to DSn (sub-drain voltage detection lines) are voltage detection lines provided for each row and for detecting the drain voltage of the transistor under measurement of the evaluation cell belonging to each row. Specifically, the sub-drain sense line DS1 is connected to the evaluation cells C11 to C1m belonging to the first row, and the sub-drain sense line DSn is connected to the evaluation cells Cn1 to Cnm belonging to the n-th row. .
The sub-gate sense lines GS1 to GSn (sub-gate voltage detection lines) are provided for each row and are voltage detection lines for detecting the gate voltage of the transistor under measurement of the evaluation cell belonging to each row. Specifically, the sub-gate sense line GS1 is connected to the evaluation cells C11 to C1m belonging to the first row, and the sub-gate sense line GSn is connected to the evaluation cells Cn1 to Cnm belonging to the n-th row. .
The sub source sense lines SS1 to SSn (sub source voltage detection lines) are provided for each row, and are voltage detection lines for detecting the source voltage of the transistor under measurement of the evaluation cell belonging to each row. Specifically, the sub-source sense line SS1 is connected to the evaluation cells C11 to C1m belonging to the first row, and the sub-source sense line SSn is connected to the evaluation cells Cn1 to Cnm belonging to the n-th row. .

列選択線Y1〜Ymは、各列毎に設けられ、各列に属する評価セルを選択するための選択線である。各列選択線Y1〜Ymの一端はYセレクト用メインデコーダMDY(図3におけるYセレクト用メインデコーダMDYに相当する)と接続されている。このYセレクト用メインデコーダMDYから出力されるYセレクト信号(列選択信号)YS1〜YSmは、各列選択線Y1〜Ymを介して各列に属する評価セルに入力する。具体的には、例えば1列目の列選択線Y1は1列目に属する評価セルC11〜Cn1と接続されており、Yセレクト用メインデコーダMDYから出力されるYセレクト信号YS1は列選択線Y1を介して評価セルC11〜Cn1に入力する。同様に、例えばm列目の列選択線Ymはm列目に属する評価セルC1m〜Cnmと接続されており、Yセレクト用メインデコーダMDYから出力されるYセレクト信号YSmは列選択線Ymを介して評価セルC1m〜Cnmに入力する。   The column selection lines Y1 to Ym are provided for each column and are selection lines for selecting an evaluation cell belonging to each column. One end of each column selection line Y1 to Ym is connected to a Y select main decoder MDY (corresponding to the Y select main decoder MDY in FIG. 3). Y select signals (column selection signals) YS1 to YSm output from the Y select main decoder MDY are input to the evaluation cells belonging to the respective columns via the respective column selection lines Y1 to Ym. Specifically, for example, the column selection line Y1 of the first column is connected to the evaluation cells C11 to Cn1 belonging to the first column, and the Y selection signal YS1 output from the Y selection main decoder MDY is the column selection line Y1. To the evaluation cells C11 to Cn1. Similarly, for example, the column selection line Ym of the mth column is connected to the evaluation cells C1m to Cnm belonging to the mth column, and the Y selection signal YSm output from the Y selection main decoder MDY is passed through the column selection line Ym. To the evaluation cells C1m to Cnm.

行選択線X1〜Xnは、各行毎に設けられ、各行に属する評価セルを選択するための選択線である。各行選択線X1〜Xnの一端はXセレクト用メインデコーダMDX(図3におけるXセレクト用メインデコーダMDXに相当する)と接続されている。このXセレクト用メインデコーダMDXから出力されるXセレクト信号(行選択信号)XS1〜XSnは各行選択線X1〜Xnを介して各行に属する評価セルに入力する。具体的には、例えば1行目の行選択線X1は1行目に属する評価セルC11〜C1mと接続されており、Xセレクト用メインデコーダMDXから出力されるXセレクト信号XS1は行選択線X1を介して評価セルC11〜C1mに入力する。同様に、例えばn行目の行選択線Xnはn行目に属する評価セルCn1〜Cnmと接続されており、Xセレクト用メインデコーダMDXから出力されるXセレクト信号XSnは行選択線Xnを介して評価セルCn1〜Cnmに入力する。   The row selection lines X1 to Xn are provided for each row and are selection lines for selecting evaluation cells belonging to each row. One end of each row selection line X1 to Xn is connected to an X select main decoder MDX (corresponding to the X select main decoder MDX in FIG. 3). X select signals (row selection signals) XS1 to XSn output from the X select main decoder MDX are input to the evaluation cells belonging to the respective rows via the respective row selection lines X1 to Xn. Specifically, for example, the row selection line X1 of the first row is connected to the evaluation cells C11 to C1m belonging to the first row, and the X selection signal XS1 output from the X selection main decoder MDX is the row selection line X1. To the evaluation cells C11 to C1m. Similarly, for example, the row selection line Xn of the nth row is connected to the evaluation cells Cn1 to Cnm belonging to the nth row, and the X selection signal XSn output from the X selection main decoder MDX passes through the row selection line Xn. To the evaluation cells Cn1 to Cnm.

電源線切替回路PSW1〜PSWmは、各列毎に設けられ、各列に属する列選択線に供給されるYセレクト信号に応じて、当該列に属する副ドレインフォース線と主ドレインフォース線DFを接続または非接続とし、当該列に属する副ソースフォース線と主ソースフォース線SFを接続または非接続とし、及び当該列に属する副ゲートフォース線と主ゲートフォース線GFを接続または非接続とする回路である。
各電源線切替回路PSW1〜PSWmは、それぞれ3つのNチャネル型MOSトランジスタから構成されている。具体的には、例えば、1列目に属する電源線切替回路PSW1は、トランジスタDFT1(ドレイン電源線切替回路)、トランジスタGFT1(ゲート電源線切替回路)及びトランジスタSFT1(ソース電源線切替回路)から構成されている。
The power supply line switching circuits PSW1 to PSWm are provided for each column, and connect the sub-drain force line and the main drain force line DF belonging to the column according to the Y select signal supplied to the column selection line belonging to each column. Or a circuit in which the sub-source force line and the main source force line SF belonging to the column are connected or disconnected, and the sub-gate force line and the main gate force line GF belonging to the column are connected or disconnected. is there.
Each of the power supply line switching circuits PSW1 to PSWm is composed of three N-channel MOS transistors. Specifically, for example, the power line switching circuit PSW1 belonging to the first column includes a transistor DFT1 (drain power line switching circuit), a transistor GFT1 (gate power line switching circuit), and a transistor SFT1 (source power line switching circuit). Has been.

トランジスタDFT1のドレイン端子は主ドレインフォース線DFと接続され、ソース端子は1列目に属する副ドレインフォース線DF1と接続され、ゲート端子は1列目に属する列選択線Y1と接続されている。トランジスタGFT1のドレイン端子は主ゲートフォース線GFと接続され、ソース端子は1列目に属する副ゲートフォース線GF1と接続され、ゲート端子は1列目に属する列選択線Y1と接続されている。トランジスタSFT1のドレイン端子は主ソースフォース線SFと接続され、ソース端子は1列目に属する副ソースフォース線SF1と接続され、ゲート端子は1列目に属する列選択線Y1と接続されている。   The drain terminal of the transistor DFT1 is connected to the main drain force line DF, the source terminal is connected to the sub-drain force line DF1 belonging to the first column, and the gate terminal is connected to the column selection line Y1 belonging to the first column. The drain terminal of the transistor GFT1 is connected to the main gate force line GF, the source terminal is connected to the sub-gate force line GF1 belonging to the first column, and the gate terminal is connected to the column selection line Y1 belonging to the first column. The drain terminal of the transistor SFT1 is connected to the main source force line SF, the source terminal is connected to the sub-source force line SF1 belonging to the first column, and the gate terminal is connected to the column selection line Y1 belonging to the first column.

同様に、m列目に属する電源線切替回路PSWmは、トランジスタDFTm、トランジスタGFTm及びトランジスタSFTmから構成されている。トランジスタDFTmのドレイン端子は主ドレインフォース線DFと接続され、ソース端子はm列目に属する副ドレインフォース線DFmと接続され、ゲート端子はm列目に属する列選択線Ymと接続されている。トランジスタGFTmのドレイン端子は主ゲートフォース線GFと接続され、ソース端子はm列目に属する副ゲートフォース線GFmと接続され、ゲート端子はm列目に属する列選択線Ymと接続されている。トランジスタSFTmのドレイン端子は主ソースフォース線SFと接続され、ソース端子はm列目に属する副ソースフォース線SFmと接続され、ゲート端子はm列目に属する列選択線Ymと接続されている。   Similarly, the power line switching circuit PSWm belonging to the m-th column includes a transistor DFTm, a transistor GFTm, and a transistor SFTm. The drain terminal of the transistor DFTm is connected to the main drain force line DF, the source terminal is connected to the sub-drain force line DFm belonging to the mth column, and the gate terminal is connected to the column selection line Ym belonging to the mth column. The drain terminal of the transistor GFTm is connected to the main gate force line GF, the source terminal is connected to the sub-gate force line GFm belonging to the m-th column, and the gate terminal is connected to the column selection line Ym belonging to the m-th column. The drain terminal of the transistor SFTm is connected to the main source force line SF, the source terminal is connected to the sub-source force line SFm belonging to the m-th column, and the gate terminal is connected to the column selection line Ym belonging to the m-th column.

検出線切替回路SSW1〜SSWnは、各行毎に設けられ、各行に属する行選択線に供給されるXセレクト信号に応じて、当該行に属する副ドレインセンス線と主ドレインセンス線DSを接続または非接続とし、当該行に属する副ソースセンス線と主ソースセンス線SSを接続または非接続とし、及び当該行に属する副ゲートセンス線と主ゲートセンス線GSを接続または非接続とする回路である。
各検出線切替回路SSW1〜SSWnは、それぞれ3つのNチャネル型MOSトランジスタから構成されている。具体的には、例えば、1行目に属する検出線切替回路SSW1は、トランジスタDST1(ドレイン検出線切替回路)、トランジスタGST1(ゲート検出線切替回路)及びトランジスタSST1(ソース検出線切替回路)から構成されている。
The detection line switching circuits SSW1 to SSWn are provided for each row, and connect or not connect the sub-drain sense line belonging to the row and the main drain sense line DS according to the X select signal supplied to the row selection line belonging to each row. This is a circuit that connects, connects or disconnects the sub-source sense line and main source sense line SS belonging to the row, and connects or disconnects the sub-gate sense line and main gate sense line GS belonging to the row.
Each of the detection line switching circuits SSW1 to SSWn is composed of three N-channel MOS transistors. Specifically, for example, the detection line switching circuit SSW1 belonging to the first row includes a transistor DST1 (drain detection line switching circuit), a transistor GST1 (gate detection line switching circuit), and a transistor SST1 (source detection line switching circuit). Has been.

トランジスタDST1のソース端子は主ドレインセンス線DSと接続され、ドレイン端子は1行目に属する副ドレインセンス線DS1と接続され、ゲート端子は1行目に属する行選択線X1と接続されている。トランジスタGST1のソース端子は主ゲートセンス線GSと接続され、ドレイン端子は1行目に属する副ゲートセンス線GS1と接続され、ゲート端子は1行目に属する行選択線X1と接続されている。トランジスタSST1のソース端子は主ソースセンス線SSと接続され、ドレイン端子は1行目に属する副ソースセンス線SS1と接続され、ゲート端子は1行目に属する行選択線X1と接続されている。   The source terminal of the transistor DST1 is connected to the main drain sense line DS, the drain terminal is connected to the sub-drain sense line DS1 belonging to the first row, and the gate terminal is connected to the row selection line X1 belonging to the first row. The source terminal of the transistor GST1 is connected to the main gate sense line GS, the drain terminal is connected to the sub-gate sense line GS1 belonging to the first row, and the gate terminal is connected to the row selection line X1 belonging to the first row. The source terminal of the transistor SST1 is connected to the main source sense line SS, the drain terminal is connected to the sub-source sense line SS1 belonging to the first row, and the gate terminal is connected to the row selection line X1 belonging to the first row.

同様に、n行目に属する検出線切替回路SSWnは、トランジスタDSTn、トランジスタGSTn及びトランジスタSSTnから構成されている。トランジスタDSTnのソース端子は主ドレインセンス線DSと接続され、ドレイン端子はn行目に属する副ドレインセンス線DSnと接続され、ゲート端子はn行目に属する行選択線Xnと接続されている。トランジスタGSTnのソース端子は主ゲートセンス線GSと接続され、ドレイン端子はn行目に属する副ゲートセンス線GSnと接続され、ゲート端子はn行目に属する行選択線Xnと接続されている。トランジスタSSTnのソース端子は主ソースセンス線SSと接続され、ドレイン端子はn行目に属する副ソースセンス線SSnと接続され、ゲート端子はn行目に属する行選択線Xnと接続されている。   Similarly, the detection line switching circuit SSWn belonging to the nth row includes a transistor DSTn, a transistor GSTn, and a transistor SSTn. The source terminal of the transistor DSTn is connected to the main drain sense line DS, the drain terminal is connected to the sub-drain sense line DSn belonging to the nth row, and the gate terminal is connected to the row selection line Xn belonging to the nth row. The source terminal of the transistor GSTn is connected to the main gate sense line GS, the drain terminal is connected to the sub-gate sense line GSn belonging to the nth row, and the gate terminal is connected to the row selection line Xn belonging to the nth row. The source terminal of the transistor SSTn is connected to the main source sense line SS, the drain terminal is connected to the sub-source sense line SSn belonging to the nth row, and the gate terminal is connected to the row selection line Xn belonging to the nth row.

続いて、評価セルC11〜Cnmの詳細な内部回路構成について説明する。なお、各評価セルC11〜Cnmにおける内部回路構成は共通であるため、以下では評価セルC11を代表として、図1から評価セルC11に関連する回路部分のみ抽出した図2を用いて説明する。
図2に示すように、評価セルC11は、被測定トランジスタDUT、選択回路10、第1のトランジスタT1(第4のスイッチ)、第2のトランジスタT2(第5のスイッチ)、第3のトランジスタT3(第6のスイッチ)、第4のトランジスタT4(第7のスイッチ)、第5のトランジスタT5(第8のスイッチ)、第6のトランジスタT6(第9のスイッチ)、第7のトランジスタT7(第1のスイッチ)、第8のトランジスタT8(第2のスイッチ)及び第9のトランジスタT9(第3のスイッチ)から構成されている。
上述したように、被測定トランジスタDUTは、例えば45nmの微細プロセスで作製されたPチャネル型MOSトランジスタである。また、第1のトランジスタT1〜第9のトランジスタT9は、特性の安定した3V系のNチャネル型MOSトランジスタであり、選択回路10も同一プロセスによって作製された3V系のMOSトランジスタから構成されている。
Next, a detailed internal circuit configuration of the evaluation cells C11 to Cnm will be described. Since the internal circuit configuration of each of the evaluation cells C11 to Cnm is common, the following description will be given with reference to FIG. 2 in which only the circuit portion related to the evaluation cell C11 is extracted from FIG.
As shown in FIG. 2, the evaluation cell C11 includes a measured transistor DUT, a selection circuit 10, a first transistor T1 (fourth switch), a second transistor T2 (fifth switch), and a third transistor T3. (Sixth switch), fourth transistor T4 (seventh switch), fifth transistor T5 (eighth switch), sixth transistor T6 (ninth switch), seventh transistor T7 (thin switch) 1 switch), an eighth transistor T8 (second switch), and a ninth transistor T9 (third switch).
As described above, the transistor DUT to be measured is a P-channel MOS transistor manufactured by a fine process of 45 nm, for example. The first transistor T1 to the ninth transistor T9 are 3V N-channel MOS transistors with stable characteristics, and the selection circuit 10 is also composed of 3V MOS transistors manufactured by the same process. .

選択回路10は、一方の入力端子が自己の(DMA内において評価セルが位置する場所の)行に属する行選択線(ここではX1)と接続され、他方の入力端子が自己の列に属する列選択線(ここではY1)と接続されていると共に、当該接続された行選択線X1に供給されるXセレクト信号XS1及び列選択線Y1に供給されるYセレクト信号YS1に応じて自己の被測定トランジスタDUTの選択/非選択を表す選択信号を出力する。具体的には、この選択回路10は、NAND回路10a(否定論理積回路)及び論理反転回路10b(インバータ回路)から構成されている。
NAND回路10aは、一方の入力端子が自己の行に属する行選択線(ここではX1)と接続され、他方の入力端子が自己の列に属する列選択線(ここではY1)と接続されている。そして、行選択線X1に供給されるXセレクト信号XS1と列選択線Y1に供給されるYセレクト信号YS1との否定論理積信号を、論理反転回路10b及び第7のトランジスタT7(第1のスイッチ)〜第9のトランジスタT9(第3のスイッチ)に対して出力する。また、論理反転回路10bは、NAND回路10aの出力信号を論理反転し、被測定トランジスタDUTの選択/非選択を表す選択信号を、第1のトランジスタT1(第4のスイッチ)〜第6のトランジスタT6(第9のスイッチ)に対して出力する。
In the selection circuit 10, one input terminal is connected to a row selection line (X1 in this case) belonging to its own row (where the evaluation cell is located in the DMA), and the other input terminal is a column belonging to its own column. It is connected to a selection line (here, Y1) and is itself measured in response to an X selection signal XS1 supplied to the connected row selection line X1 and a Y selection signal YS1 supplied to a column selection line Y1. A selection signal indicating selection / non-selection of the transistor DUT is output. Specifically, the selection circuit 10 includes a NAND circuit 10a (negative AND circuit) and a logic inversion circuit 10b (inverter circuit).
In the NAND circuit 10a, one input terminal is connected to a row selection line (here, X1) belonging to its own row, and the other input terminal is connected to a column selection line (here, Y1) belonging to its own column. . Then, a NAND signal of the X select signal XS1 supplied to the row selection line X1 and the Y select signal YS1 supplied to the column selection line Y1 is converted into a logic inversion circuit 10b and a seventh transistor T7 (first switch). To the ninth transistor T9 (third switch). The logic inversion circuit 10b logically inverts the output signal of the NAND circuit 10a, and sends a selection signal indicating selection / non-selection of the transistor under test DUT to the first transistor T1 (fourth switch) to the sixth transistor. Output to T6 (9th switch).

第1のトランジスタT1は、上記選択信号に応じて、自己の列(ここでは1列目)に属する副ドレインフォース線DF1と自己の被測定トランジスタDUTのドレイン端子を接続または非接続とするものであり、そのドレイン端子は副ドレインフォース線DF1と接続され、ソース端子は被測定トランジスタDUTのドレイン端子と接続され、ゲート端子は選択回路10(詳細には論理反転回路10b)の出力端子と接続されている。
第2のトランジスタT2は、上記選択信号に応じて、自己の列(ここでは1列目)に属する副ソースフォース線SF1と自己の被測定トランジスタDUTのソース端子を接続または非接続とするものであり、そのソース端子は副ソースフォース線SF1と接続され、ドレイン端子は被測定トランジスタDUTのソース端子と接続され、ゲート端子は選択回路10(詳細には論理反転回路10b)の出力端子と接続されている。
第3のトランジスタT3は、上記選択制御信号に応じて、自己の列(ここでは1列目)に属する副ゲートフォース線GF1と自己の被測定トランジスタDUTのゲート端子を接続または非接続とするものであり、そのドレイン端子は副ゲートフォース線GF1と接続され、ソース端子は被測定トランジスタDUTのゲート端子と接続され、ゲート端子は選択回路10(詳細には論理反転回路10b)の出力端子と接続されている。
The first transistor T1 connects or disconnects the sub-drain force line DF1 belonging to its own column (here, the first column) and the drain terminal of its own transistor under test DUT according to the selection signal. The drain terminal is connected to the sub-drain force line DF1, the source terminal is connected to the drain terminal of the transistor under test DUT, and the gate terminal is connected to the output terminal of the selection circuit 10 (specifically, the logic inverting circuit 10b). ing.
The second transistor T2 connects or disconnects the sub-source force line SF1 belonging to its own column (here, the first column) and the source terminal of its own measured transistor DUT according to the selection signal. The source terminal is connected to the sub-source force line SF1, the drain terminal is connected to the source terminal of the transistor DUT to be measured, and the gate terminal is connected to the output terminal of the selection circuit 10 (specifically, the logic inverting circuit 10b). ing.
The third transistor T3 connects or disconnects the sub-gate force line GF1 belonging to its own column (here, the first column) and the gate terminal of its own transistor under test DUT according to the selection control signal. The drain terminal is connected to the sub-gate force line GF1, the source terminal is connected to the gate terminal of the transistor DUT to be measured, and the gate terminal is connected to the output terminal of the selection circuit 10 (specifically, the logic inverting circuit 10b). Has been.

第4のトランジスタT4は、上記選択信号に応じて、自己の行(ここでは1行目)に属する副ドレインセンス線DS1と自己の被測定トランジスタDUTのドレイン端子を接続または非接続とするものであり、そのソース端子は副ドレインセンス線DS1と接続され、ドレイン端子は被測定トランジスタDUTのドレイン端子と接続され、ゲート端子は選択回路10(詳細には論理反転回路10b)の出力端子と接続されている。
第5のトランジスタT5は、上記選択信号に応じて、自己の行(ここでは1行目)に属する副ソースセンス線SS1と自己の被測定トランジスタDUTのソース端子を接続または非接続とするものであり、そのソース端子は副ソースセンス線SS1と接続され、ドレイン端子は被測定トランジスタDUTのソース端子と接続され、ゲート端子は選択回路10(詳細には論理反転回路10b)の出力端子と接続されている。
第6のトランジスタT6は、上記選択信号に応じて、自己の行(ここでは1行目)に属する副ゲートセンス線GS1と自己の被測定トランジスタDUTのゲート端子を接続または非接続とするものであり、そのソース端子は副ゲートセンス線GS1と接続され、ドレイン端子は被測定トランジスタDUTのゲート端子と接続され、ゲート端子は選択回路10(詳細には論理反転回路10b)の出力端子と接続されている。
The fourth transistor T4 connects or disconnects the sub-drain sense line DS1 belonging to its own row (here, the first row) and the drain terminal of its own transistor under test DUT according to the selection signal. The source terminal is connected to the sub-drain sense line DS1, the drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor under test DUT, and the gate terminal is connected to the output terminal of the selection circuit 10 (specifically, the logic inverting circuit 10b). ing.
The fifth transistor T5 connects or disconnects the sub-source sense line SS1 belonging to its own row (here, the first row) and the source terminal of its own transistor DUT to be measured according to the selection signal. The source terminal is connected to the sub-source sense line SS1, the drain terminal is connected to the source terminal of the transistor DUT to be measured, and the gate terminal is connected to the output terminal of the selection circuit 10 (specifically, the logic inverting circuit 10b). ing.
The sixth transistor T6 connects or disconnects the sub-gate sense line GS1 belonging to its own row (here, the first row) and the gate terminal of its own transistor DUT to be measured according to the selection signal. The source terminal is connected to the sub-gate sense line GS1, the drain terminal is connected to the gate terminal of the transistor DUT to be measured, and the gate terminal is connected to the output terminal of the selection circuit 10 (specifically, the logic inverting circuit 10b). ing.

第7のトランジスタT7は、上記選択信号に応じて、ドレインストレス線DVSと自己の被測定トランジスタDUTのドレイン端子を接続または非接続とするものであり、そのソース端子はドレインストレス線DVSと接続され、ドレイン端子は被測定トランジスタDUTのドレイン端子と接続され、ゲート端子は選択回路10(詳細にはNAND回路10a)の出力端子と接続されている。
第8のトランジスタT8は、上記選択信号に応じて、ソースストレス線SVSと自己の被測定トランジスタDUTのソース端子を接続または非接続とするものであり、そのソース端子はソースストレス線SVSと接続され、ドレイン端子は被測定トランジスタDUTのソース端子と接続され、ゲート端子は選択回路10(詳細にはNAND回路10a)の出力端子と接続されている。
第9のトランジスタT9は、上記選択信号に応じて、ゲートストレス線GVSと自己の被測定トランジスタDUTのゲート端子を接続または非接続とするものであり、そのソース端子はゲートストレス線GVSと接続され、ドレイン端子は被測定トランジスタDUTのゲート端子と接続され、ゲート端子は選択回路10(詳細にはNAND回路10a)の出力端子と接続されている。
The seventh transistor T7 connects or disconnects the drain stress line DVS and the drain terminal of its own transistor under test DUT according to the selection signal, and its source terminal is connected to the drain stress line DVS. The drain terminal is connected to the drain terminal of the transistor DUT to be measured, and the gate terminal is connected to the output terminal of the selection circuit 10 (specifically, the NAND circuit 10a).
The eighth transistor T8 connects or disconnects the source stress line SVS and the source terminal of the transistor under test DUT of its own according to the selection signal, and the source terminal is connected to the source stress line SVS. The drain terminal is connected to the source terminal of the transistor DUT to be measured, and the gate terminal is connected to the output terminal of the selection circuit 10 (specifically, the NAND circuit 10a).
The ninth transistor T9 connects or disconnects the gate stress line GVS and the gate terminal of the transistor under test DUT of its own according to the selection signal, and its source terminal is connected to the gate stress line GVS. The drain terminal is connected to the gate terminal of the transistor DUT to be measured, and the gate terminal is connected to the output terminal of the selection circuit 10 (specifically, the NAND circuit 10a).

このように、本実施形態に係る半導体装置では、評価セルの回路構成として、1つの被測定トランジスタ毎にケルビンセンス評価を行うことができる完全分離型ケルビンセンス方式を採用している。ここで、本実施形態に係る半導体装置の動作を説明する前に、その前提となる完全分離型ケルビンセンス方式について、図20を参照して予備説明を行う。なお、図20では、図1に対応する部分を省略しており、電源線切替回路PSW1及び検出線切替回路SSW1に相当する回路を省略し、第1のトランジスタT1のドレイン端子と主ドレインフォース線DFとを直接接続し、第2のトランジスタT2のソース端子と主ソースフォース線SFとを直接接続し、第3のトランジスタT3のドレイン端子と主ゲートフォース線GFとを直接接続し、第4のトランジスタT4のソース端子と主ドレインセンス線DSとを直接接続し、第5のトランジスタT5のソース端子と主ソースセンス線SSとを直接接続し、第6のトランジスタT6のソース端子と主ゲートセンス線GSとを直接接続した場合を図示している。   As described above, the semiconductor device according to the present embodiment employs a completely separated Kelvin sense method capable of performing Kelvin sense evaluation for each measured transistor as the circuit configuration of the evaluation cell. Here, before describing the operation of the semiconductor device according to the present embodiment, a complete separation type Kelvin sensing method as a premise thereof will be described with reference to FIG. In FIG. 20, portions corresponding to those in FIG. 1 are omitted, circuits corresponding to the power supply line switching circuit PSW1 and the detection line switching circuit SSW1 are omitted, and the drain terminal and the main drain force line of the first transistor T1 are omitted. DF is directly connected, the source terminal of the second transistor T2 and the main source force line SF are directly connected, the drain terminal of the third transistor T3 and the main gate force line GF are directly connected, and the fourth The source terminal of the transistor T4 and the main drain sense line DS are directly connected, the source terminal of the fifth transistor T5 and the main source sense line SS are directly connected, and the source terminal of the sixth transistor T6 and the main gate sense line are connected. The case where it connects directly with GS is shown in figure.

図20において、列選択線Y1及び行選択線X1に論理レベル「1」を示すYセレクト信号YS1及びXセレクト信号XS1が供給されて評価セルC11が選択されると、選択回路10のうち、NAND回路10aから論理レベル「0」を示す信号、論理反転回路10bから論理レベル「1」を示す信号が出力される。これにより、第1のトランジスタT1〜第6のトランジスタT6の全てはオン状態となり、被測定トランジスタDUTのドレイン端子は主ドレインフォース線DF及び主ドレインセンス線DSと接続され、ソース端子は主ソースフォース線SF及び主ソースセンス線SSと接続され、ゲート端子は主ゲートフォース線GF及び主ゲートセンス線GSと接続される。   In FIG. 20, when the Y select signal YS1 and the X select signal XS1 indicating the logic level “1” are supplied to the column selection line Y1 and the row selection line X1, and the evaluation cell C11 is selected, the NAND circuit of the selection circuit 10 A signal indicating a logic level “0” is output from the circuit 10a, and a signal indicating a logic level “1” is output from the logic inversion circuit 10b. As a result, all of the first transistor T1 to the sixth transistor T6 are turned on, the drain terminal of the transistor DUT to be measured is connected to the main drain force line DF and the main drain sense line DS, and the source terminal is the main source force. The gate terminal is connected to the main gate force line GF and the main gate sense line GS, and is connected to the line SF and the main source sense line SS.

このような状態で、外部の電源供給装置から主ドレインフォース線DFにドレイン電圧を供給し、主ソースフォース線SFにソース電圧を供給し、主ゲートフォース線GFにゲート電圧を供給することで被測定トランジスタDUTを駆動させ、主ドレインセンス線DSに生じるドレイン電圧を検出すると共に主ソースセンス線SSに生じるソース電圧、主ゲートセンス線GSに生じるゲート電圧を検出することにより、被測定トランジスタDUTの特性評価を行う。   In this state, the drain voltage is supplied from the external power supply device to the main drain force line DF, the source voltage is supplied to the main source force line SF, and the gate voltage is supplied to the main gate force line GF. The measurement transistor DUT is driven to detect the drain voltage generated in the main drain sense line DS, and also to detect the source voltage generated in the main source sense line SS and the gate voltage generated in the main gate sense line GS. Perform characterization.

一方、列選択線Y1及び行選択線X1の少なくとも一方に論理レベル「0」を示すYセレクト信号YS1またはXセレクト信号XS1が出力されて評価セルC11が非選択とされると、選択回路10の出力は論理レベル「0」となる。この場合、第1のトランジスタT1〜第6のトランジスタT6の全てはオフ状態となり、被測定トランジスタDUTは非選択状態となる。
このように完全分離型ケルビンセンス方式を採用した評価セルでは、個々の被測定トランジスタに対してスイッチ(トランジスタ)が設けられており、完全に分離されたケルビンセンス評価が可能となるので高精度の評価が可能である。
On the other hand, when the Y select signal YS1 or the X select signal XS1 indicating the logic level “0” is output to at least one of the column selection line Y1 and the row selection line X1, and the evaluation cell C11 is not selected, the selection circuit 10 The output is a logic level “0”. In this case, all of the first transistor T1 to the sixth transistor T6 are turned off, and the measured transistor DUT is not selected.
As described above, in the evaluation cell adopting the complete separation type Kelvin sense method, a switch (transistor) is provided for each transistor to be measured, and it becomes possible to evaluate Kelvin sense completely separated. Evaluation is possible.

しかしながら、例えば、図20に示す評価セルをn=m=128のマトリクス状に配置し、16K個の被測定トランジスタDUTの評価が可能な中規模のDMA−TEGを構成する場合において、一つの被測定トランジスタDUTの特性評価に約10μ秒要すると仮定する。すると、ストレス電圧印加後最後の被測定トランジスタDUTの評価を行うまでに大凡128×128×10μsec≒0.16sec要する。この間、被測定トランジスタDUTは、第1のトランジスタT1〜第6のトランジスタT6はオフしており、ストレス電圧が印加されない。一般に、NBTI試験では、PMOSトランジスタの特性はm秒オーダーで回復してしまうので、実際にストレスが印加されている時間に対応した特性変動量を正確に測定ができないという問題が生じる。   However, for example, in the case where the evaluation cells shown in FIG. 20 are arranged in a matrix of n = m = 128 and a medium-scale DMA-TEG capable of evaluating 16K measured transistors DUT is configured, one evaluation target is provided. Assume that it takes about 10 μs to characterize the measurement transistor DUT. Then, it takes about 128 × 128 × 10 μsec≈0.16 sec until the last transistor under test DUT is evaluated after the stress voltage is applied. During this time, in the measured transistor DUT, the first transistor T1 to the sixth transistor T6 are off, and no stress voltage is applied. In general, in the NBTI test, the characteristics of the PMOS transistor are recovered in the order of milliseconds, which causes a problem that the characteristic variation corresponding to the time during which the stress is actually applied cannot be measured accurately.

また、かかる問題を回避するために、被測定トランジスタDUT各々に対して、ストレス電圧印加後直ちに特性評価を行うことも考えられるが、大凡ストレス時間を16K倍した時間をストレス電圧印加に要してしまい、測定時間が増加する問題が生じる。
また、被測定トランジスタDUTの16K個の被測定トランジスタDUTをストレス電圧印加状態にするには、上述の第1のトランジスタT1〜第6のトランジスタT6のゲートを全てオンする必要があるので、ゲート容量の充放電及び選択回路10等の充放電に大電流を消費してしまう問題も生じる。また、ゲートを全てオンする時の消費電流により、選択回路等の内部電位安定のため、被測定トランジスタDUTの測定をある時間待たなければならず、測定時間がさらに増加する問題も生じる。
In order to avoid such a problem, it is conceivable to evaluate the characteristics of each transistor under test DUT immediately after applying the stress voltage. However, it takes about 16K times the stress time to apply the stress voltage. As a result, there arises a problem that the measurement time increases.
Further, in order to put the 16K measured transistors DUT of the measured transistor DUT into the stress voltage application state, it is necessary to turn on all the gates of the first transistor T1 to the sixth transistor T6 described above. There is also a problem that a large current is consumed for charging / discharging and charging / discharging of the selection circuit 10 and the like. In addition, due to the current consumption when all the gates are turned on, the measurement of the transistor DUT to be measured has to wait for a certain time in order to stabilize the internal potential of the selection circuit and the like.

そこで、本実施形態では、完全分離型ケルビンセンス方式を採用した評価セルをマトリクス状に配置してDMA−TEGを構成する場合において、図2を用いて説明したように、各列に属する列選択線に供給されるYセレクト信号及び各行に属する行選択線に供給されるXセレクト信号に応じて、副ドレインフォース線DF1と自己の被測定トランジスタDUTのドレイン端子を接続または非接続とする第1のトランジスタT1、副ソースフォース線SF1と自己の被測定トランジスタDUTのソース端子を接続または非接続とする第2のトランジスタT2、副ゲートフォース線GF1と自己の被測定トランジスタDUTのゲート端子を接続または非接続とする第3のトランジスタT3、副ドレインセンス線DS1と自己の被測定トランジスタDUTのドレイン端子を接続または非接続とする第4のトランジスタT4、副ソースセンス線SS1と自己の被測定トランジスタDUTのソース端子を接続または非接続とする第5のトランジスタT5、副ゲートセンス線GS1と自己の被測定トランジスタDUTのゲート端子を接続または非接続とする第6のトランジスタT6、ドレインストレス線DVSと自己の被測定トランジスタDUTのドレイン端子を接続または非接続とする第7のトランジスタT7、ソースストレス線SVSと自己の被測定トランジスタDUTのソース端子を接続または非接続とする第8のトランジスタT8、ゲートストレス線GVSと自己の被測定トランジスタDUTのゲート端子を接続または非接続とする第9のトランジスタT9を設けている。   Therefore, in the present embodiment, when the DMA-TEG is configured by arranging evaluation cells adopting the complete separation type Kelvin sense method in a matrix form, as described with reference to FIG. 2, the column selection belonging to each column is selected. In accordance with the Y select signal supplied to the line and the X select signal supplied to the row selection line belonging to each row, the first drain terminal DF1 and the drain terminal of its own transistor DUT to be connected are connected or disconnected. The transistor T1, the sub-source force line SF1, and the second transistor T2 that connects or disconnects the source terminal of the transistor under test DUT, or the sub-gate force line GF1 connects the gate terminal of the transistor under test DUT The third transistor T3 to be disconnected, the sub-drain sense line DS1, and the transistor to be measured A fourth transistor T4 that connects or disconnects the drain terminal of the DUT, a fifth transistor T5 that connects or disconnects the source terminal of the transistor under test DUT and the sub-source sense line SS1, and a sub-gate sense line GS1 A sixth transistor T6 for connecting or disconnecting the gate terminal of the transistor under test DUT with or without connecting to the drain stress line DVS and a drain terminal of the transistor under test DUT with its own connection or disconnecting. An eighth transistor T8 that connects or disconnects the source stress line SVS and the source terminal of the transistor under test DUT itself, and a ninth transistor T8 that connects or disconnects the gate stress line GVS and the gate terminal of the transistor under test DUT itself. The transistor T9 is provided.

また、評価セル内に、NAND回路10a及び論理反転回路10bから構成される選択回路10を備え、NAND回路10aの出力信号を、第7のトランジスタT7(第1のスイッチ)〜第9のトランジスタT9(第3のスイッチ)のゲートへと入力させ、論理反転回路10bの出力信号を、第1のトランジスタT1(第4のスイッチ)〜第6のトランジスタT6(第9のスイッチ)のゲートへと入力させる。
これにより、1つの評価セルの被測定トランジスタDUTを評価中に、残りの評価セルの被測定トランジスタDUTにストレス電圧が印加されるようにして、上記問題を解決している。
Further, the evaluation cell includes a selection circuit 10 including a NAND circuit 10a and a logic inversion circuit 10b, and the output signal of the NAND circuit 10a is sent from the seventh transistor T7 (first switch) to the ninth transistor T9. (The third switch) is input to the gate, and the output signal of the logic inversion circuit 10b is input to the gates of the first transistor T1 (fourth switch) to the sixth transistor T6 (the ninth switch). Let
This solves the above problem by applying a stress voltage to the measured transistors DUT of the remaining evaluation cells during evaluation of the measured transistor DUT of one evaluation cell.

以下、図1に示す本実施形態に係る半導体装置の動作説明において、1つの評価セルの被測定トランジスタDUTを評価中に、残りの評価セルの被測定トランジスタDUTには、ストレス電圧が印加される原理について説明する。なお、以下では、評価セルC11の被測定トランジスタDUTを評価対象として選択する場合を例示して説明する。   Hereinafter, in the description of the operation of the semiconductor device according to the present embodiment shown in FIG. 1, a stress voltage is applied to the measured transistors DUT of the remaining evaluation cells while evaluating the measured transistor DUT of one evaluation cell. The principle will be described. In the following, a case where the transistor under test DUT of the evaluation cell C11 is selected as an evaluation target will be described as an example.

まず、列選択線Y1及び行選択線X1に論理レベル「1」を示すYセレクト信号YS1及びXセレクト信号XS1が供給されて評価セルC11が選択されると、1列目に属する電源線切替回路PSW1におけるトランジスタDFT1、トランジスタGFT1及びトランジスタSFT1が全てオン状態となる。これにより、1列目に属する副ドレインフォース線DF1と主ドレインフォース線DFとが接続され、副ゲートフォース線GF1と主ゲートフォース線GFとが接続され、副ソースフォース線SF1と主ソースフォース線SFとが接続される。   First, when the Y select signal YS1 and the X select signal XS1 indicating the logic level “1” are supplied to the column selection line Y1 and the row selection line X1, and the evaluation cell C11 is selected, the power line switching circuit belonging to the first column The transistors DFT1, GFT1, and SFT1 in PSW1 are all turned on. Thereby, the sub drain force line DF1 and the main drain force line DF belonging to the first column are connected, the sub gate force line GF1 and the main gate force line GF are connected, and the sub source force line SF1 and the main source force line are connected. SF is connected.

一方、他の列(2列目〜m列目)に属する列選択線Y2〜Ymには、論理レベル「0」を示すYセレクト信号YS2〜YSmが供給されるため、2列目〜m列目に属する電源線切替回路PSW2〜PSWmにおける各トランジスタはオフ状態となる。これにより、2列目〜m列目に属する副ドレインフォース線DF2〜DFm、副ゲートフォース線GF2〜GFm及び副ソースフォース線SF2〜SFmは、主ドレインフォース線DF、主ゲートフォース線GF及び主ソースフォース線SFと非接続状態となる。   On the other hand, since the Y selection signals YS2 to YSm indicating the logic level “0” are supplied to the column selection lines Y2 to Ym belonging to the other columns (second column to m column), the second column to m column. Each transistor in the power supply line switching circuits PSW2 to PSWm belonging to the eyes is turned off. Thus, the sub-drain force lines DF2 to DFm, the sub-gate force lines GF2 to GFm, and the sub-source force lines SF2 to SFm belonging to the second to m-th columns are the main drain force line DF, the main gate force line GF, and the main gate force line GF. The source force line SF is disconnected.

また、この時、1行目に属する検出線切替回路SSW1におけるトランジスタDST1、トランジスタGST1及びトランジスタSST1が全てオン状態となるため、1行目に属する副ドレインセンス線DS1と主ドレインセンス線DSとが接続され、副ゲートセンス線GS1と主ゲートセンス線GSとが接続され、副ソースセンス線SS1と主ソースセンス線SSとが接続される。   At this time, since the transistor DST1, the transistor GST1, and the transistor SST1 in the detection line switching circuit SSW1 belonging to the first row are all turned on, the sub-drain sense line DS1 and the main drain sense line DS belonging to the first row are The sub-gate sense line GS1 and the main gate sense line GS are connected, and the sub-source sense line SS1 and the main source sense line SS are connected.

一方、他の行(2行目〜n行目)に属する行選択線X2〜Xnには、論理レベル「0」を示すXセレクト信号XS2〜XSnが供給されるため、2行目〜n行目に属する検出線切替回路SSW2〜SSWnにおける各トランジスタはオフ状態となる。これにより、2行目〜n行目に属する副ドレインセンス線DS2〜DSm、副ゲートセンス線GS2〜GSm及び副ソースセンス線SS2〜SSmは、主ドレインセンス線DS、主ゲートセンス線GS及び主ソースセンス線SSと非接続状態となる。   On the other hand, since the X select signals XS2 to XSn indicating the logic level “0” are supplied to the row selection lines X2 to Xn belonging to the other rows (the second row to the nth row), the second row to the nth row. The transistors in the detection line switching circuits SSW2 to SSWn belonging to the eyes are turned off. Accordingly, the sub-drain sense lines DS2 to DSm, the sub-gate sense lines GS2 to GSm, and the sub-source sense lines SS2 to SSm belonging to the second to n-th rows are the main drain sense line DS, the main gate sense line GS, and the main The source sense line SS is disconnected.

そして、評価セルC11では、選択回路10を構成する論理反転回路10bから論理レベル「1」を示す選択信号が出力され、第1のトランジスタT1〜第6のトランジスタT6の全てはオン状態となる。そして、被測定トランジスタDUTのドレイン端子は、副ドレインフォース線DF1(つまり主ドレインフォース線DF)及び副ドレインセンス線DS1(つまり主ドレインセンス線DS)と接続され、ソース端子は副ソースフォース線SF1(つまり主ソースフォース線SF)及び副ソースセンス線SS1(つまり主ソースセンス線SS)と接続され、ゲート端子は副ゲートフォース線GF1(つまり主ゲートフォース線GF)及び副ゲートセンス線GS1(つまり主ゲートセンス線GS)と接続される。   In the evaluation cell C11, a selection signal indicating a logic level “1” is output from the logic inverting circuit 10b constituting the selection circuit 10, and all of the first transistor T1 to the sixth transistor T6 are turned on. The drain terminal of the measured transistor DUT is connected to the sub-drain force line DF1 (that is, the main drain force line DF) and the sub-drain sense line DS1 (that is, the main drain sense line DS), and the source terminal is connected to the sub-source force line SF1. (Ie, the main source force line SF) and the sub source sense line SS1 (ie, the main source sense line SS), and the gate terminals thereof are the sub gate force line GF1 (ie, the main gate force line GF) and the sub gate sense line GS1 (ie, Main gate sense line GS).

一方、評価セルC11以外のセル、すなわち残りの(16k−1)個の評価セルC21〜Cnmにおいては、選択回路10を構成する論理反転回路10bからは論理レベル「0」を示す選択信号が出力される。そして、被測定トランジスタDUTのドレイン端子は、主ドレインフォース線DF及び主ドレインセンス線DSと、ソース端子は主ソースフォース線SF及び主ソースセンス線SSと、ゲート端子は主ゲートフォース線GF及び主ゲートセンス線GSと、それぞれ非接続状態とされる。しかし、選択回路10を構成するNAND回路10aからは論理レベル「1」を示す選択信号が出力されるので、被測定トランジスタDUTのドレイン端子はドレインストレス線DVSと、ソース端子はソースストレス線SVSと、ゲート端子はゲートストレス線GVSと、それぞれ接続状態とされる。   On the other hand, in cells other than the evaluation cell C11, that is, in the remaining (16k−1) evaluation cells C21 to Cnm, a selection signal indicating a logic level “0” is output from the logic inversion circuit 10b constituting the selection circuit 10. Is done. The drain terminal of the transistor DUT to be measured is the main drain force line DF and the main drain sense line DS, the source terminal is the main source force line SF and the main source sense line SS, and the gate terminal is the main gate force line GF and the main drain sense line DS. The gate sense lines GS are not connected to each other. However, since the selection signal indicating the logic level “1” is output from the NAND circuit 10a constituting the selection circuit 10, the drain terminal of the transistor DUT to be measured is the drain stress line DVS, and the source terminal is the source stress line SVS. The gate terminals are connected to the gate stress line GVS.

このような状態で、外部の電源供給装置からドレイン電源端子DFP(主ドレインフォース線DF)にドレイン電圧VDを供給し、ソース電源端子SFP(主ソースフォース線SF)にソース電圧VSを供給し、ゲート電源端子GFP(主ゲートフォース線GF)にゲート電圧VGを供給することで評価セルC11の被測定トランジスタDUTを駆動させる。この時、外部の電圧測定器によって、ドレインセンス端子DSP(主ドレインセンス線DS)の電圧を測定すると共にソースセンス端子SSP(主ソースセンス線SS)の電圧、ゲートセンス端子GSP(主ゲートセンス線GS)の電圧を測定することにより、被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧、ソース端子電圧及びゲート端子電圧を監視し、各端子電圧が所望の電圧になるように電源供給装置から供給するドレイン電圧VD、ソース電圧VS及びゲート電圧VGを調整する。   In such a state, the drain voltage VD is supplied from the external power supply device to the drain power supply terminal DFP (main drain force line DF), the source voltage VS is supplied to the source power supply terminal SFP (main source force line SF), By supplying the gate voltage VG to the gate power supply terminal GFP (main gate force line GF), the transistor under test DUT of the evaluation cell C11 is driven. At this time, the voltage of the drain sense terminal DSP (main drain sense line DS) is measured by an external voltage measuring device, the voltage of the source sense terminal SSP (main source sense line SS), and the gate sense terminal GSP (main gate sense line). GS) is measured to monitor the drain terminal voltage, the source terminal voltage, and the gate terminal voltage of the transistor DUT to be measured, and the drain voltage VD supplied from the power supply device so that each terminal voltage becomes a desired voltage. The source voltage VS and the gate voltage VG are adjusted.

例えば、ドレイン電圧VD及びソース電圧VSを固定し、ゲート電圧VGを所望の範囲で振った場合のドレイン−ソース間に流れる電流を測定することにより、被測定トランジスタDUTの特性評価を行う。なお、ドレイン電流またはソース電流を測定するためには、ドレイン電源端子DFPまたはソース電源端子SFPと電源供給装置との間に直列に電流計を接続すれば良い。   For example, the drain voltage VD and the source voltage VS are fixed, and the current flowing between the drain and the source when the gate voltage VG is swung in a desired range is measured to evaluate the characteristics of the measured transistor DUT. In order to measure the drain current or the source current, an ammeter may be connected in series between the drain power supply terminal DFP or the source power supply terminal SFP and the power supply device.

一方、外部の電源供給装置からドレインストレス端子DVSP(ドレインストレス線DVS)にドレインストレス電圧を供給し、ソースストレス端子SVSP(ソースストレス線SVS)にソースストレス電圧を供給し、ゲートストレス端子GVSP(ゲートストレス線GVS)にゲートストレス電圧を供給することで、(16k−1)個の評価セルC21〜Cnmの被測定トランジスタDUTをストレス印加状態とする。   On the other hand, a drain stress voltage is supplied from an external power supply device to a drain stress terminal DVSP (drain stress line DVS), a source stress voltage is supplied to a source stress terminal SVSP (source stress line SVS), and a gate stress terminal GVSP (gate). By supplying a gate stress voltage to the stress line GVS), the transistors to be measured DUT of (16k−1) evaluation cells C21 to Cnm are put into a stress application state.

このように、評価セルC11が選択されて被測定トランジスタDUTの特性評価が行われている間、他の評価セルC21〜Cnmにおける第1のトランジスタT1〜第6のトランジスタT6の全てはオフ状態となる。しかし、第7のトランジスタT7〜第9のトランジスタT9の全てはオン状態にあるため、C21〜Cnmにおける被測定トランジスタDUTは、ドレイン端子がドレインストレス線DVSと、ソース端子がソースストレス線SVSと、ゲート端子がゲートストレス線GVSと、各々電気的に接続されている状態となる。すなわち、評価セルC11の被測定トランジスタDUTを評価中に、残りの(16k−1個)の評価セルC21〜Cnmの被測定トランジスタDUTには、ストレス電圧が印加されている状態となっている。   In this way, while the evaluation cell C11 is selected and the characteristics of the measured transistor DUT are being evaluated, all of the first transistors T1 to T6 in the other evaluation cells C21 to Cnm are in the OFF state. Become. However, since all of the seventh transistor T7 to the ninth transistor T9 are in the on state, the measured transistor DUT in C21 to Cnm has a drain terminal having a drain stress line DVS and a source terminal having a source stress line SVS. The gate terminals are electrically connected to the gate stress line GVS. That is, during the evaluation of the measured transistor DUT of the evaluation cell C11, a stress voltage is applied to the remaining (16k−1) measured cells DUT of the evaluation cells C21 to Cnm.

続いて、図3〜図8を参照して、本実施形態に係る半導体装置の構成について詳細に説明する。
図3は、列選択線Y1〜YmにYセレクト信号YS1〜YSmを供給し、行選択線X1〜XnにXセレクト信号XS1〜XSnを供給する回路の全体回路図である。この図3に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、Xセレクト信号及びYセレクト信号を供給するための回路として、セルテスト回路20、Xセレクト用プリデコーダPDX、Yセレクト用プリデコーダPDY、Xセレクト用メインデコーダMDX及びYセレクト用メインデコーダMDYを備えている。なお、図3では、n=m=128の場合を想定している。また、セルテスト回路20、Xセレクト用プリデコーダPDX、Yセレクト用プリデコーダPDY、Xセレクト用メインデコーダMDX及びYセレクト用メインデコーダMDYは、本発明における選択信号供給回路を構成するものである。
Next, the configuration of the semiconductor device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 3 is an overall circuit diagram of a circuit for supplying Y select signals YS1 to YSm to the column selection lines Y1 to Ym and supplying X select signals XS1 to XSn to the row selection lines X1 to Xn. As shown in FIG. 3, the semiconductor device according to the present embodiment includes a cell test circuit 20, an X select predecoder PDX, and a Y select predecoder PDY as circuits for supplying an X select signal and a Y select signal. , An X select main decoder MDX and a Y select main decoder MDY. In FIG. 3, it is assumed that n = m = 128. The cell test circuit 20, the X select predecoder PDX, the Y select predecoder PDY, the X select main decoder MDX, and the Y select main decoder MDY constitute a selection signal supply circuit in the present invention.

セルテスト回路20は、セレクタ制御信号SELCONT(選択制御信号)、クロック信号CLK(クロック信号)、7ビットのYアドレス信号AY0〜AY6(列アドレス信号)、7ビットのXアドレス信号AX0〜AX6(行アドレス信号)、テスト信号TEST0及びTEST1(2つのテスト信号)を入力とする。そして、これら各信号を基にXアドレスデコード信号AXDEC0〜6及びAXDECB0〜6を生成して、Xセレクト用プリデコーダPDXに対して出力する。また、Yアドレスデコード信号AYDEC0〜6及びAYDECB0〜6を生成して、Yセレクト用プリデコーダPDYに対して出力する。   The cell test circuit 20 includes a selector control signal SELCONT (selection control signal), a clock signal CLK (clock signal), a 7-bit Y address signal AY0 to AY6 (column address signal), and a 7-bit X address signal AX0 to AX6 (row). Address signal) and test signals TEST0 and TEST1 (two test signals). Based on these signals, X address decode signals AXDEC0 to AXDEC6 and AXDECB0 to 6 are generated and output to the X select predecoder PDX. Also, Y address decode signals AYDEC0-6 and AYDECB0-6 are generated and output to the Y select predecoder PDY.

なお、以下、7ビットのアドレス信号であるYアドレス信号AY0〜AY6を統合して、Yアドレス信号AY<6:0>と表わし、同様に、Xアドレス信号AX0〜AX6を、Xアドレス信号AX<6:0>と表わす。また、Yアドレスデコード信号AYDEC0〜6をYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>、Yアドレスデコード信号AYDECB0〜6をYアドレスデコード信号AYDECB<6:0>と表わし、同様に、Xアドレスデコード信号AXDEC0〜6をXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>、Xアドレスデコード信号AXDECB0〜6をXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>と表わす。   Hereinafter, Y address signals AY0 to AY6, which are 7-bit address signals, are integrated and represented as Y address signal AY <6: 0>. Similarly, X address signals AX0 to AX6 are represented as X address signal AX < 6: 0>. Y address decode signals AYDEC0-6 are represented as Y address decode signals AYDEC <6: 0>, Y address decode signals AYDECB0-6 are represented as Y address decode signals AYDECB <6: 0>, and similarly, X address decode signals AXDEC0. -6 are represented as X address decode signals AXDEC <6: 0>, and X address decode signals AXDECB0-6 are represented as X address decode signals AXDECB <6: 0>.

また、以下の説明においては、Yアドレス信号AY<6:0>の全ての論理レベルが「0」の場合、すなわち、AY6を最上位ビット(Most Significant Bit:以下MSBとする)、AY0を最下位ビット(Least Significant Bit:以下LSBとする)として、AY<6:0>の論理レベルが「0000000」のとき、これを16進数でAY<6:0>=「00h」と表わすものとする。例えば、AY<6:0>の論理レベルが「1111111」のときは「7Fh」となる。Xアドレス信号AX<6:0>、Yアドレスデコード信号AYDECB<6:0>、Yアドレスデコード信号AYDECB<6:0>、Xアドレスデコード信号AXDEC<6:0>及びXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>についても、Yアドレス信号AY<6:0>と同様に、「00h」の様に表わすものとする。   In the following description, when all the logic levels of the Y address signal AY <6: 0> are “0”, that is, AY6 is the most significant bit (hereinafter referred to as MSB), and AY0 is the highest. When the logical level of AY <6: 0> is “0000000” as a low-order bit (Least Significant Bit: hereinafter referred to as LSB), this is expressed in hexadecimal as AY <6: 0> = “00h”. . For example, when the logical level of AY <6: 0> is “1111111”, “7Fh” is obtained. X address signal AX <6: 0>, Y address decode signal AYDECB <6: 0>, Y address decode signal AYDECB <6: 0>, X address decode signal AXDEC <6: 0> and X address decode signal AXDECB <6 : 0> is also expressed as “00h” in the same manner as the Y address signal AY <6: 0>.

図4は、セルテスト回路20の内部回路構成図である。この図4に示すように、セルテスト回路20は、14個のデコード信号出力回路DC(デコード信号出力回路DC0〜DC13)、14個のセレクタ回路ST(セレクタ回路ST0〜ST13)、カウンタ回路CT、カウンタ制御回路CTMS及びセルテスト回路20に入力されるセレクタ制御信号SELCONT、Yアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>の各々を論理反転する複数の論理反転回路から構成されている。
また、セルテスト回路20を構成する、これらの回路について更に詳細に説明するため、カウンタ回路CTについては図5に、カウンタ制御回路CTMSについては図6に、デコード信号出力回路DC及びセレクタ回路STについては図7に、それぞれ回路構成を示している。以下、各図にもとづいて、セルテスト回路20の回路構成について説明する。
FIG. 4 is an internal circuit configuration diagram of the cell test circuit 20. As shown in FIG. 4, the cell test circuit 20 includes 14 decode signal output circuits DC (decode signal output circuits DC0 to DC13), 14 selector circuits ST (selector circuits ST0 to ST13), a counter circuit CT, The counter control circuit CTMS and the cell test circuit 20 are composed of a plurality of logic inverting circuits that logically invert each of the selector control signal SELCONT, the Y address signal AY <6: 0>, and the X address signal AX <6: 0>. Has been.
In order to describe these circuits constituting the cell test circuit 20 in more detail, the counter circuit CT is shown in FIG. 5, the counter control circuit CTMS is shown in FIG. 6, and the decode signal output circuit DC and the selector circuit ST are shown. FIG. 7 shows the circuit configuration. Hereinafter, the circuit configuration of the cell test circuit 20 will be described with reference to the drawings.

まず、図4におけるカウンタ回路CTの回路構成について説明する。
図4に示すカウンタ回路CTは、カウンタ制御回路CTMSから入力されるカウンタモード設定信号ADRCNTM、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCH及びカウンタアドレス初期化信号ADRINIT、セルテスト回路20に入力されるクロック信号CLK、同じくセルテスト回路20に入力されるYアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>の論理反転信号を入力とし、カウンタアドレス信号CA0〜13をセレクタ回路ST0〜13に対して出力する。以下、14ビットのカウンタアドレス信号CA0〜13を、カウンタアドレス信号CA<13:0>と表わす。なお、カウンタアドレス信号CA<13:0>のうち、カウンタアドレス信号CA<6:0>はYアドレス信号AY<6:0>と、カウンタアドレス信号CA<13:7>はXアドレス信号AX<6:0>と対応関係にある。また、以下、カウンタアドレス信号CA<13:0>の論理反転信号をカウンタアドレス信号CAB<13:0>、Yアドレス信号AY<6:0>の論理反転信号をYアドレス信号AYB<6:0>、Xアドレス信号AX<6:0>の論理反転信号をXアドレス信号AXB<6:0>とする。
First, the circuit configuration of the counter circuit CT in FIG. 4 will be described.
The counter circuit CT shown in FIG. 4 includes a counter mode setting signal ADRCNTM, a counter start address latch signal ADRLTCH, a counter address initialization signal ADRINIT input from the counter control circuit CTMS, a clock signal CLK input to the cell test circuit 20, The logical inputs of Y address signal AY <6: 0> and X address signal AX <6: 0> input to cell test circuit 20 are input, and counter address signals CA0-13 are sent to selector circuits ST0-13. Output. Hereinafter, the 14-bit counter address signals CA0 to CA13 are represented as counter address signals CA <13: 0>. Of the counter address signals CA <13: 0>, the counter address signal CA <6: 0> is a Y address signal AY <6: 0>, and the counter address signal CA <13: 7> is an X address signal AX <. 6: 0>. Also, hereinafter, the logical inversion signal of the counter address signal CA <13: 0> is the counter address signal CAB <13: 0>, and the logical inversion signal of the Y address signal AY <6: 0> is the Y address signal AYB <6: 0. >, The logical inversion signal of the X address signal AX <6: 0> is taken as the X address signal AXB <6: 0>.

なお、以下の説明においては、カウンタアドレス信号CA<13:0>の全ての論理レベルが「0」の場合、すなわち、カウンタアドレス信号CA13をMSB、カウンタアドレス信号CA0をLSBとして、CA<13:0>の論理レベルが「00000000000000」のとき、これを16進数でCA<13:0>=「0000h」と表わすものとする。例えば、CA<13:0>の論理レベルが「11111111111111」のときは「3FFFh」となる。カウンタアドレス信号CAB<13:0>についても、カウンタアドレス信号CA<13:0>と同様に「0000h」の様に表わすものとし、Yアドレス信号AYB<6:0>、Xアドレス信号AXB<6:0>、カウンタアドレス信号CA<6:0>及びカウンタアドレス信号CA<13:7>については、上述のYアドレス信号AY<6:0>と同様に、「00h」の様に表わすものとする。   In the following description, when all the logic levels of the counter address signal CA <13: 0> are “0”, that is, the counter address signal CA13 is MSB and the counter address signal CA0 is LSB, CA <13: When the logical level of 0> is “00000000000000”, this is expressed in hexadecimal as CA <13: 0> = “0000h”. For example, when the logical level of CA <13: 0> is “11111111111111”, it is “3FFFh”. Similarly to the counter address signal CA <13: 0>, the counter address signal CAB <13: 0> is expressed as “0000h”, and the Y address signal AYB <6: 0> and the X address signal AXB <6. : 0>, the counter address signal CA <6: 0>, and the counter address signal CA <13: 7> are expressed as “00h” in the same manner as the Y address signal AY <6: 0> described above. To do.

カウンタ回路CTは、カウント動作におけるカウンタ開始アドレスを、Yアドレス信号AYB<6:0>及びXアドレス信号AXB<6:0>の論理レベルにより決定すべく、カウンタ制御回路CTMSと接続される。そして、カウンタ制御回路CTMSから入力されるカウンタモード設定信号ADRCNTM、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCH、カウンタアドレス初期化信号ADRINITに基づいてカウント動作を行う。   The counter circuit CT is connected to the counter control circuit CTMS in order to determine the counter start address in the count operation based on the logic levels of the Y address signal AYB <6: 0> and the X address signal AXB <6: 0>. Then, the count operation is performed based on the counter mode setting signal ADRCNTM, the counter start address latch signal ADRLTCH, and the counter address initialization signal ADRINIT input from the counter control circuit CTMS.

図5は、カウンタ回路CTの具体的な回路構成図であり、図6は、カウンタ回路CTを制御する上述の各制御信号を生成するカウンタ制御回路CTMSの具体的な回路構成図である。
図5に示すカウンタ回路CTは、リセット端子付きD型フリップフロップDFc0〜13、各々のD型フリップフロップのD端子及びCLK端子に接続されるセレクタ回路、各々のD型フリップフロップのQB端子に接続される論理反転回路から構成されている。
カウンタ回路CTは、カウント動作の際(各々のD型フリップフロップのRB端子に入力されるカウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」の期間)、最初のクロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して、Yアドレス信号AYB<6:0>及びXアドレス信号AXB<6:0>を取り込み、その論理レベルに応じたカウンタアドレス信号CA<13:0>を出力する。そして、以降クロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して、カウンタの値を1ずつ増やし、カウンタアドレス信号CA<13:0>からなる14ビットのアドレスを1ずつインクリメントしていく。
FIG. 5 is a specific circuit configuration diagram of the counter circuit CT, and FIG. 6 is a specific circuit configuration diagram of the counter control circuit CTMS that generates the above-described control signals for controlling the counter circuit CT.
The counter circuit CT shown in FIG. 5 is connected to a D-type flip-flop DFc0-13 with reset terminal, a selector circuit connected to the D terminal and CLK terminal of each D-type flip-flop, and a QB terminal of each D-type flip-flop. The logic inversion circuit is configured.
The counter circuit CT is synchronized with the rising edge of the first clock signal CLK during the count operation (period in which the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM input to the RB terminal of each D-type flip-flop is “1”). Then, the Y address signal AYB <6: 0> and the X address signal AXB <6: 0> are fetched, and the counter address signal CA <13: 0> corresponding to the logic level is output. Thereafter, in synchronization with the rising edge of the clock signal CLK, the counter value is incremented by 1, and the 14-bit address consisting of the counter address signal CA <13: 0> is incremented by 1.

例えば、AY<6:0>=AX<6:0>=「00h」の場合、カウンタアドレス信号CA<13:0>=「0000h」となり、カウンタアドレスの開始アドレスは、「0000h」となる。以降、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、カウンタモード設定信号ADRCNTMが「1」の間、クロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して、「0001h」から「3FFFh」までインクリメントされる。これは、AY<6:0>が「00h」から「7Fh」まで1ずつ増え、Yアドレスが「7Fh」から「00h」に戻る度に、Xアドレスが1ずつインクリメントされ、「00h」から「7Fh」まで増えていくことに対応する。   For example, when AY <6: 0> = AX <6: 0> = “00h”, the counter address signal CA <13: 0> = “0000h”, and the start address of the counter address is “0000h”. Thereafter, the counter address signal CA <13: 0> is incremented from “0001h” to “3FFFh” in synchronization with the rising edge of the clock signal CLK while the counter mode setting signal ADRCNTM is “1”. This is because AY <6: 0> is incremented by 1 from “00h” to “7Fh”, and every time the Y address returns from “7Fh” to “00h”, the X address is incremented by 1 from “00h” to “ It corresponds to increasing to “7Fh”.

このようなカウント動作を実現するため、カウンタ制御回路CTMSは、カウンタモード設定信号ADRCNTM等の制御信号を、図6に示す回路構成で生成する。
図6(a)に示すカウンタ制御回路CTMSは、リセット端子(RB端子)付きD型フリップフロップDFcs1〜2、各D型フリップフロップのRB端子及びQB端子に接続される論理反転回路等の論理回路から構成されている。
カウンタ制御回路CTMSは、セレクタ制御信号SELCONT、テスト信号TEST0、テスト信号TEST1及びクロック信号CLKが入力され、カウンタモード設定信号ADRCNTM、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCH、カウンタアドレス初期化信号ADRINITをカウンタ回路CTに対して出力する。
In order to realize such a counting operation, the counter control circuit CTMS generates a control signal such as a counter mode setting signal ADRCNTM with the circuit configuration shown in FIG.
The counter control circuit CTMS shown in FIG. 6A is a logic circuit such as a D-type flip-flop DFcs1 and 2 having a reset terminal (RB terminal), a logic inversion circuit connected to the RB terminal and the QB terminal of each D-type flip-flop. It is composed of
The counter control circuit CTMS receives the selector control signal SELCONT, the test signal TEST0, the test signal TEST1, and the clock signal CLK, and supplies the counter mode setting signal ADRCNTM, the counter start address latch signal ADRLTTCH, and the counter address initialization signal ADRINIT to the counter circuit CT. Output.

図6(b)は、カウンタ制御回路CTMSの動作タイミングチャートである。以下、図6(a)に示すカウンタ制御回路CTMSの動作を、図6(b)に示すタイミングチャートを用いて説明する。
時刻tcs1以前において、例えば、セレクタ制御信号SELCONT、テスト信号TEST0及びTEST1の全ての論理レベルが「0」の場合、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルは「0」、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルは「0」である。D型フリップフロップDFcs1は、RB端子に入力されるカウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「0」であるので、QB端子(ノードAとする)の論理レベルを強制的に「1」に保持している。また、D型フリップフロップDFcs2も、RB端子に入力されるカウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルが「0」であるので、QB端子(ノードBとする)の論理レベルを強制的に「1」に保持している。なお、この期間においては、D型フリップフロップDFcs1〜2は、各RB端子の論理レベルが「0」であるので、入力クロック信号CLKが入力されても、カウンタ制御回路CTMSの各ノード及び出力信号の論理レベルに変化はない。
FIG. 6B is an operation timing chart of the counter control circuit CTMS. Hereinafter, the operation of the counter control circuit CTMS shown in FIG. 6A will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
Before the time tcs1, for example, when all the logic levels of the selector control signal SELCONT and the test signals TEST0 and TEST1 are “0”, the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM is “0” and the logic of the counter address initialization signal ADRINIT The level is “0”. Since the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM input to the RB terminal is “0”, the D-type flip-flop DFcs1 forcibly holds the logic level of the QB terminal (referred to as node A) at “1”. ing. The D-type flip-flop DFcs2 also forcibly sets the logic level of the QB terminal (referred to as node B) to “1” because the logic level of the counter start address latch signal ADRLTCH input to the RB terminal is “0”. Hold on. In this period, the D-type flip-flops DFcs1 and 2 have the logic level of each RB terminal being “0”, so that even if the input clock signal CLK is input, each node and output signal of the counter control circuit CTMS There is no change in the logic level.

時刻tcs1において、例えばセレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「1」に遷移すると、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」に遷移する。しかし、クロック信号CLKはまだ入力しないので、ノードAの論理レベルは「1」に保持され、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルは「0」のままである。また、D型フリップフロップDFcs2のノードBの論理レベルは「1」に保持されているので、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」に遷移したことにより、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルは「1」に遷移する。   For example, when the logic level of the selector control signal SELCONT transitions to “1” at time tcs1, the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM transitions to “1”. However, since the clock signal CLK is not yet input, the logic level of the node A is held at “1”, and the logic level of the counter start address latch signal ADRLTCH remains “0”. Further, since the logic level of the node B of the D-type flip-flop DFcs2 is held at “1”, the logic level of the counter address initialization signal ADRINIT is changed by the transition of the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM to “1”. The level transitions to “1”.

時刻tcs2において、クロック信号CLKの論理レベルが「1」に遷移すると、D型フリップフロップDFcs1は、D端子から「1」を取り込み、QB端子(ノードA)を「0」にする。これにより、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルは「1」に遷移する。しかし、D型フリップフロップDFcs2は、CLK端子の論理レベルが「0」であるので、QB端子(ノードB)の論理レベルを「1」に保持している。
時刻tcs3において、クロック信号CLKの論理レベルが「0」に遷移すると、D型フリップフロップDFcs2は、D端子から「1」を取り込み、ノードBの論理レベルを「0」にする。これにより、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルは「0」に遷移する。その後は、クロック信号CLKが入力されても、D端子の論理レベルが「1」に固定されているので、ノードA及びノードBの論理レベルは「0」のまま保持され、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルは「1」、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルは「0」のまま保持される。
When the logic level of the clock signal CLK transitions to “1” at time tcs2, the D-type flip-flop DFcs1 takes in “1” from the D terminal and sets the QB terminal (node A) to “0”. As a result, the logical level of the counter start address latch signal ADRLTCH changes to “1”. However, since the logic level of the CLK terminal is “0”, the D-type flip-flop DFcs2 holds the logic level of the QB terminal (node B) at “1”.
When the logic level of the clock signal CLK transitions to “0” at time tcs3, the D-type flip-flop DFcs2 captures “1” from the D terminal and sets the logic level of the node B to “0”. As a result, the logical level of the counter address initialization signal ADRINIT transitions to “0”. After that, even if the clock signal CLK is input, the logic level of the D terminal is fixed to “1”, so that the logic levels of the node A and the node B are kept “0”, and the counter start address latch signal The logic level of ADRLTCH is held at “1”, and the logic level of the counter address initialization signal ADRINIT is kept at “0”.

時刻tcs4において、例えば、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「1」の状態で、テスト信号TEST0の論理レベルが「1」に遷移すると、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「0」に遷移する。D型フリップフロップDFcs1は、カウンタモード設定信号ADRCNTMが入力されるRB端子の論理レベルが「0」になるので、ノードAの論理レベルを「1」に遷移させ、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルを「0」に遷移させる。また、D型フリップフロップDFcs2も、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHが入力されるRB端子の論理レベルが「0」となるので、ノードBの論理レベルを「1」に遷移させる。以降、クロック信号CLKが入力されても、D型フリップフロップDFcs1のD端子の論理レベル、ノードAの論理レベル、D型フリップフロップDFcs2のD端子の論理レベル及びノードBの論理レベルは「1」であるので、カウンタ制御回路CTMSの各ノード及び出力信号の論理レベルに変化はない。   At time tcs4, for example, when the logic level of the selector control signal SELCONT is “1” and the logic level of the test signal TEST0 changes to “1”, the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM changes to “0”. . In the D-type flip-flop DFcs1, since the logic level of the RB terminal to which the counter mode setting signal ADRCNTM is input becomes “0”, the logic level of the node A is changed to “1”, and the logic of the counter start address latch signal ADRLTCH The level is changed to “0”. The D-type flip-flop DFcs2 also changes the logic level of the node B to “1” because the logic level of the RB terminal to which the counter start address latch signal ADRLTCH is input is “0”. Thereafter, even when the clock signal CLK is input, the logic level of the D terminal of the D flip-flop DFcs1, the logic level of the node A, the logic level of the D terminal of the D flip-flop DFcs2, and the logic level of the node B are “1”. Therefore, there is no change in the logic level of each node and output signal of the counter control circuit CTMS.

時刻tcs5において、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「1」の状態で、例えばテスト信号TEST0の論理レベルが「0」に遷移すると、時刻tcs1と同じく、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」に遷移する。このとき、クロック信号CLKの論理レベルは「1」であるが、このクロック信号CLKの立ち上がりのとき、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルは「0」であったので、D型フリップフロップDFcs1のノードA及びD型フリップフロップDFcs2のノードBの論理レベルはいずれも「1」に保持されている。また、ノードBの論理レベルが「1」であるので、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルは「1」に遷移する。
時刻tcs6において、クロック信号CLKが立ち上がり、続いて時刻tcs7において立下ることで、時刻tcs2及びtcs3のときと同じく、時刻tcs6においてカウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルは「1」に遷移され、時刻tcs7においてカウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルが「0」に遷移される。
At time tcs5, when the logic level of the selector control signal SELCONT is “1”, for example, when the logic level of the test signal TEST0 transitions to “0”, the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM is “1” as at time tcs1. ”. At this time, the logic level of the clock signal CLK is “1”. However, since the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM is “0” at the rising edge of the clock signal CLK, the node of the D-type flip-flop DFcs1 The logic levels of the node B of the A and D flip-flops DFcs2 are both held at “1”. Further, since the logic level of the node B is “1”, the logic level of the counter address initialization signal ADRINIT transitions to “1”.
At time tcs6, the clock signal CLK rises and then falls at time tcs7, so that the logic level of the counter start address latch signal ADRLTCH is changed to “1” at time tcs6 as in the case of time tcs2 and tcs3. At tcs7, the logical level of the counter address initialization signal ADRINIT is changed to “0”.

このように、カウンタ制御回路CTMSは、セレクタ制御信号SELCONT、テスト信号TEST0及びTEST1の論理レベルの組合せにより、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」になると、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルを「1」に遷移させる。また、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」の状態で、クロック信号CLKが入力されると、その最初のクロック信号CLKの立ち下がりに同期して、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルを「0」に遷移させる。   As described above, when the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM becomes “1” by the combination of the logic levels of the selector control signal SELCONT and the test signals TEST0 and TEST1, the counter control circuit CTMS outputs the logic of the counter address initialization signal ADRINIT. The level is changed to “1”. Further, when the clock signal CLK is input with the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM being “1”, the logic level of the counter address initialization signal ADRINIT is synchronized with the fall of the first clock signal CLK. Is changed to “0”.

また、カウンタ制御回路CTMSは、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」の状態で、クロック信号CLKが入力されると、その最初のクロック信号CLKの立ち上がりに同期して、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルを「1」に遷移させる。また、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「0」に遷移すると、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルを「0」に遷移させる。   Further, when the clock signal CLK is input when the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM is “1”, the counter control circuit CTMS synchronizes with the rising edge of the first clock signal CLK, and starts the counter start address latch. The logic level of the signal ADRLTCH is changed to “1”. When the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM transitions to “0”, the logic level of the counter start address latch signal ADRLTCH is transitioned to “0”.

図5に示すカウンタ回路CTは、入力されるカウンタモード設定信号ADRCNTM等の制御信号を生成するカウンタ制御回路CTMSの論理構成を以上のような構成としたので、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルに応じて、以下のカウント動作を行う。
カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」になる以前において(図6(b)の時刻tcs1以前に相当する)、カウンタモード設定信号ADRCNTMが入力されるD型フリップフロップDFc0〜13の各RB端子の論理レベルは「0」であるので、各QB端子の論理レベルは、全て「1」、すなわち、カウンタアドレス信号CAB<13:0>=「3FFFh」である。これにより、カウンタアドレス信号CA<13:0>=「0000h」である。
The counter circuit CT shown in FIG. 5 has the above-described logical configuration of the counter control circuit CTMS that generates a control signal such as the input counter mode setting signal ADRCNTM. In response, the following counting operation is performed.
Before the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM becomes “1” (corresponding to before the time tcs1 in FIG. 6B), each RB of the D-type flip-flops DFc0 to 13 to which the counter mode setting signal ADRCNTM is input. Since the logic levels of the terminals are “0”, the logic levels of the respective QB terminals are all “1”, that is, the counter address signal CAB <13: 0> = “3FFFh”. Thereby, the counter address signal CA <13: 0> = “0000h”.

カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」になると(図6(b)の時刻tcs1に相当する)、D型フリップフロップDFc0〜13の各RB端子の論理レベルは「1」となるので、カウンタ回路CTは、カウント動作に移行する。また、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルが「1」となることで、D端子に接続された各セレクタ回路は、Yアドレス信号AYB<6:0>及びXアドレス信号AXB<6:0>をD端子へ出力する。また、CLK端子に接続されたセレクタ回路は、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHをCLK端子へ出力する。ただし、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルは「0」であるので、各QB端子の論理レベルは全て「1」、すなわち、カウンタアドレス信号CAB<13:0>=「3FFFh」である。   When the logical level of the counter mode setting signal ADRCNTM becomes “1” (corresponding to the time tcs1 in FIG. 6B), the logical level of each RB terminal of the D flip-flops DFc0 to DFc13 becomes “1”. The counter circuit CT shifts to a count operation. In addition, when the logical level of the counter address initialization signal ADRINIT becomes “1”, each selector circuit connected to the D terminal has the Y address signal AYB <6: 0> and the X address signal AXB <6: 0>. Is output to the D terminal. The selector circuit connected to the CLK terminal outputs the counter start address latch signal ADRLTCH to the CLK terminal. However, since the logic level of the counter start address latch signal ADRLTCH is “0”, the logic levels of the respective QB terminals are all “1”, that is, the counter address signal CAB <13: 0> = “3FFFh”.

最初のクロック信号CLKが入力されると(図6(b)の時刻tcs2に相当する)、カウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルは「1」となり、D型フリップフロップDFc0〜13は、各D端子からYアドレス信号AYB<6:0>及びXアドレス信号AXB<6:0>を取り込み、QB端子の論理レベルを遷移させる。例えば、AY<6:0>=「02h」、AX<6:0>=「00h」であるとすると、D型フリップフロップDFc1のQB端子の論理レベルのみ「0」となり、他のD型フリップフロップのQB端子の論理レベルは、全て「1」となる。すなわち、CAB<13:0>=「3FFDh」である。これにより、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0002h」となる。すなわち、セルテスト回路に入力されるアドレス信号の論理レベルに応じて、カウント動作における開始アドレスが設定される。   When the first clock signal CLK is input (corresponding to the time tcs2 in FIG. 6B), the logic level of the counter start address latch signal ADRLTCH becomes “1”, and the D-type flip-flops DFc0 to 13 are connected to each D flip-flop DFc0-13. The Y address signal AYB <6: 0> and the X address signal AXB <6: 0> are fetched from the terminal, and the logic level of the QB terminal is changed. For example, if AY <6: 0> = “02h” and AX <6: 0> = “00h”, only the logic level of the QB terminal of the D-type flip-flop DFc1 becomes “0”, and other D-type flip-flops The logic levels of the QB terminals of the group are all “1”. That is, CAB <13: 0> = “3FFDh”. As a result, the counter address signal CA <13: 0> becomes “0002h”. That is, the start address in the count operation is set according to the logic level of the address signal input to the cell test circuit.

最初のクロック信号CLKが立ち下がると(図6(b)の時刻tcs3に相当する)、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルは「0」となり、各D型フリップフロップのD端子はアドレス信号とは電気的に非接続にされ、各QB端子と電気的に接続される。また、D型フリップフロップDFc0のCLK端子には、クロック信号CLKが入力され、その他のD型フリップフロップのCLK端子は、前段のD型フリップフロップのQB端子と電気的に接続される。なお、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0002h」のままである。   When the first clock signal CLK falls (corresponding to time tcs3 in FIG. 6B), the logic level of the counter address initialization signal ADRINIT becomes “0”, and the D terminal of each D-type flip-flop Are electrically disconnected and electrically connected to each QB terminal. The clock signal CLK is input to the CLK terminal of the D-type flip-flop DFc0, and the CLK terminals of the other D-type flip-flops are electrically connected to the QB terminal of the preceding D-type flip-flop. Note that the counter address signal CA <13: 0> remains “0002h”.

以降、カウンタ回路CTは、クロック信号CLKの立ち上がりに同期してカウント動作を進める。すなわち、カウンタ回路CTは、カウンタアドレス信号CA<13:0>を、「0002h」を開始アドレスとして、1ビットずつインクリメントし、「0003h」、「0004h」と、クロック信号CLKが入力されるたびにインクリメントされたカウンタアドレス信号CA<13:0>を生成し、セレクタ回路ST0〜ST13に対して出力する。
カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「0」になると(図6(b)の時刻tcs4に相当する)、カウンタモード設定信号ADRCNTMが入力されるD型フリップフロップDFc0〜13の各RB端子の論理レベルは全て「0」となるので、各QB端子の論理レベルは全て「1」、すなわち、カウンタアドレス信号CAB<13:0>は「3FFFh」となる。これにより、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0000h」へとリセットされる。
Thereafter, the counter circuit CT advances the count operation in synchronization with the rising edge of the clock signal CLK. That is, the counter circuit CT increments the counter address signal CA <13: 0> bit by bit with “0002h” as the start address, and every time “0003h”, “0004h” and the clock signal CLK are input. Incremented counter address signal CA <13: 0> is generated and output to selector circuits ST0-ST13.
When the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM becomes “0” (corresponding to the time tcs4 in FIG. 6B), the logic of each RB terminal of the D-type flip-flops DFc0 to 13 to which the counter mode setting signal ADRCNTM is input. Since the levels are all “0”, the logic levels of the respective QB terminals are all “1”, that is, the counter address signal CAB <13: 0> is “3FFFh”. As a result, the counter address signal CA <13: 0> is reset to “0000h”.

このように、カウンタ回路CTは、カウント動作の際(カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「1」の期間)、最初のクロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して、Yアドレス信号AYB<6:0>及びXアドレス信号AXB<6:0>を取り込み、その論理レベルに応じたカウンタアドレス信号CA<13:0>を出力する。そして、以降クロック信号CLKの立ち上がりエッジに同期して、カウンタの値を1ずつ増やし、カウンタアドレス信号CA<13:0>からなる14ビットのアドレスを1ずつインクリメントしていく。また、カウンタ回路CTは、図4に示すように、カウンタアドレス信号CA<13:0>をセレクタ回路ST0〜13に対して出力する。   As described above, the counter circuit CT performs the Y address signal AYB <6: in synchronization with the rising edge of the first clock signal CLK during the counting operation (period in which the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM is “1”). 0> and X address signal AXB <6: 0> are fetched, and counter address signal CA <13: 0> corresponding to the logic level is output. Thereafter, in synchronization with the rising edge of the clock signal CLK, the counter value is incremented by 1, and the 14-bit address consisting of the counter address signal CA <13: 0> is incremented by 1. Further, as shown in FIG. 4, the counter circuit CT outputs a counter address signal CA <13: 0> to the selector circuits ST0 to ST13.

次に、図4におけるセレクタ回路ST0〜ST13について、図7(a)を用いて説明する。
図7(a)に示すセレクタ回路STは、セレクタ回路ST0〜ST13と同一の回路構成を示している。セレクタ回路STは、図7(a)に示すように論理反転回路及びNチャネル型MOSトランジスタ及びPチャネル型MOSトランジスタから構成される。
セレクタ回路STは、セレクタ制御信号SELCONTの論理反転信号であるSEL信号と、カウンタアドレス信号CA(カウンタアドレス信号CA<13:0>のいずれか1ビット)と、Xアドレス信号AX又はYアドレス信号AY(カウンタアドレス信号CA<13:0>のいずれか1ビットに対応する、Xアドレス信号<6:0>又はYアドレス信号<6:0>のいずれか1ビット)とを入力とし、SEL信号の論理レベルに応じてカウンタアドレス信号CAと、Xアドレス信号AX又はYアドレス信号AYのいずれか一方を選択的に、アドレス信号ATESTとしてデコード信号出力回路DCに対して出力する。
Next, the selector circuits ST0 to ST13 in FIG. 4 will be described with reference to FIG.
The selector circuit ST shown in FIG. 7A has the same circuit configuration as the selector circuits ST0 to ST13. As shown in FIG. 7A, the selector circuit ST includes a logic inversion circuit, an N channel type MOS transistor, and a P channel type MOS transistor.
The selector circuit ST includes a SEL signal that is a logical inversion signal of the selector control signal SELCONT, a counter address signal CA (one bit of the counter address signal CA <13: 0>), and an X address signal AX or a Y address signal AY. (One bit of either the X address signal <6: 0> or the Y address signal <6: 0> corresponding to any one bit of the counter address signal CA <13: 0>) and the SEL signal The counter address signal CA and either the X address signal AX or the Y address signal AY are selectively output to the decode signal output circuit DC as the address signal ATEST according to the logic level.

具体的には、SEL信号の論理レベルが「0」(つまりセレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「1」)の場合に、カウンタアドレス信号CAを出力し、SEL信号の論理レベルが「1」(つまりセレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「0」)の場合に、Xアドレス信号AX又はYアドレス信号AYを出力する。すなわち、セレクタ回路STは、セレクタ制御信号SELCONT(選択制御信号)の状態に応じて、Xアドレス信号AX又はYアドレス信号AY(第1のアドレスモード)と、カウンタアドレス信号(第2のアドレスモード)を切り替えて、デコード信号出力回路DCに対して出力する。   Specifically, when the logic level of the SEL signal is “0” (that is, the logic level of the selector control signal SELCONT is “1”), the counter address signal CA is output, and the logic level of the SEL signal is “1” ( That is, when the logic level of the selector control signal SELCONT is “0”), the X address signal AX or the Y address signal AY is output. That is, the selector circuit ST has an X address signal AX or a Y address signal AY (first address mode) and a counter address signal (second address mode) according to the state of the selector control signal SELCONT (selection control signal). Are output to the decode signal output circuit DC.

次に、図4におけるデコード信号出力回路DC0〜DC13について図7(b)を用いて説明する。
図7(b)に示すデコード信号出力回路DCは、デコード信号出力回路DC0〜DC13と同一の回路構成を示す。
デコード信号出力回路DCは、図7(b)に示すように論理反転回路及び否定論理積回路から構成され、上述のセレクタ回路STの出力信号ATESTと、テスト信号TEST0の論理反転信号TESTB0と、テスト信号TEST1の論理反転信号TESTB1が入力される。
Next, the decode signal output circuits DC0 to DC13 in FIG. 4 will be described with reference to FIG.
The decode signal output circuit DC shown in FIG. 7B has the same circuit configuration as the decode signal output circuits DC0 to DC13.
As shown in FIG. 7B, the decode signal output circuit DC is composed of a logic inversion circuit and a NAND circuit, and the output signal ATEST of the selector circuit ST, the logic inversion signal TESTB0 of the test signal TEST0, and the test A logic inversion signal TESTB1 of the signal TEST1 is input.

デコード信号出力回路DCは、TESTB0信号及びTESTB1信号の両方の論理レベルが「1」の場合(つまりテスト信号TEST0及びTEST1の両方の論理レベルが「0」の場合)、セレクタ回路STの出力信号ATESTと同じ論理レベルの信号であるアドレスデコード信号ADEC、その論理反転信号であるアドレスデコード信号ADECBを出力する。   The decode signal output circuit DC outputs the output signal ATEST of the selector circuit ST when the logic levels of both the TESTB0 signal and the TESTB1 signal are “1” (that is, when the logic levels of both the test signals TEST0 and TEST1 are “0”). The address decode signal ADEC, which is a signal having the same logic level as the output signal, and the address decode signal ADECB, which is a logical inversion signal thereof, are output.

また、デコード信号出力回路DCは、TESTB0の論理レベルが「0」(テスト信号TEST0の論理レベルが「1」)且つTESTB1の論理レベルが「1」(テスト信号TEST1の論理レベルが「0」)の場合、論理レベルが「0」のアドレスデコード信号ADEC及びADECBを出力する。
さらに、デコード信号出力回路DCは、TESTB0の論理レベルに関係なく(テスト信号TEST0のレベルに関係なく)、TESTB1の論理レベルが「0」(テスト信号TEST1の論理レベルが「1」)の場合、論理レベルが「1」のアドレスデコード信号ADEC及びADECBを出力する。
Further, in the decode signal output circuit DC, the logic level of TESTB0 is “0” (the logic level of test signal TEST0 is “1”) and the logic level of TESTB1 is “1” (the logic level of test signal TEST1 is “0”). In this case, address decode signals ADEC and ADECB having a logic level of “0” are output.
Furthermore, the decode signal output circuit DC is not related to the logic level of TESTB0 (regardless of the level of the test signal TEST0), and when the logic level of TESTB1 is “0” (the logic level of the test signal TEST1 is “1”), Address decode signals ADEC and ADECB having a logic level of “1” are output.

デコード信号出力回路DC及びセレクタ回路STを以上の様な回路構成とすることで、図4に示すデコード信号出力回路DC0は、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「1」であって、テスト信号TEST0及びTEST1の両方の論理レベルが「0」の場合、Yアドレス信号AY0と同じ論理レベルの信号であるYアドレスデコード信号AYDEC0を出力すると共に、その論理反転信号であるYアドレスデコード信号AYDECB0を出力する。
また、デコード信号出力回路DC0は、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「0」であって、テスト信号TEST0及びTEST1の両方の論理レベルが「0」の場合、カウンタ回路CTが出力するカウンタアドレス信号CA0と同じ論理レベルの信号であるYアドレスデコード信号AYDEC0を出力すると共に、その論理反転信号であるYアドレスデコード信号AYDECB0を出力する。
By configuring the decode signal output circuit DC and the selector circuit ST as described above, the decode signal output circuit DC0 shown in FIG. 4 has the logic level of the selector control signal SELCONT and the test signal TEST0. When both logical levels of TEST1 and TEST1 are "0", the Y address decode signal AYDEC0, which is a signal having the same logical level as the Y address signal AY0, is output, and the Y address decode signal AYDECB0, which is a logical inversion signal thereof, is output. .
The decode signal output circuit DC0 has a counter address signal output from the counter circuit CT when the logic level of the selector control signal SELCONT is “0” and the logic levels of both the test signals TEST0 and TEST1 are “0”. A Y address decode signal AYDEC0, which is a signal having the same logic level as CA0, is output, and a Y address decode signal AYDECB0, which is a logical inversion signal thereof, is output.

一方、デコード信号出力回路DC0は、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルに関わらず、テスト信号TEST0が「1」且つテスト信号TEST1の論理レベルが「0」の場合、論理レベルが「0」のアドレスデコード信号AYDEC0及びAYDECB0を出力する。
さらに、デコード信号出力回路DC0は、セレクタ制御信号SELCONT及びテスト信号TEST0の論理レベルに関係なく、テスト信号TEST1の論理レベルが「1」の場合、論理レベルが「1」のアドレスデコード信号AYDEC0及びAYDECB0を出力する。
On the other hand, when the test signal TEST0 is “1” and the test signal TEST1 is “0” regardless of the logic level of the selector control signal SELCONT, the decode signal output circuit DC0 performs address decoding with the logic level “0”. Signals AYDEC0 and AYDECB0 are output.
Further, the decode signal output circuit DC0 has the address decode signals AYDEC0 and AYDECB0 having the logic level “1” when the logic level of the test signal TEST1 is “1” regardless of the logic levels of the selector control signal SELCONT and the test signal TEST0. Is output.

デコード信号出力回路DC1〜DC6も、同様に、それぞれセレクタ回路ST1〜ST6に接続され、Yアドレスデコード信号AYDEC1〜6及びAYDECB1〜6を出力する。すなわち、例えば、デコード信号出力回路DC6は、セレクタ回路ST6の出力信号と、TESTB0信号及びTESTB1とを入力とし、セレクタ制御信号SELCONT、TEST0信号及びTEST1信号の論理レベルに応じて、Yアドレスデコード信号AYDEC6及びYアドレスデコード信号AYDECB6を出力する。   Similarly, the decode signal output circuits DC1 to DC6 are connected to the selector circuits ST1 to ST6, respectively, and output Y address decode signals AYDEC1 to AYDEC1 and AYDECB1 to 6, respectively. That is, for example, the decode signal output circuit DC6 receives the output signal of the selector circuit ST6, the TESTB0 signal, and the TESTB1 and inputs the Y address decode signal AYDEC6 according to the logic levels of the selector control signal SELCONT, TEST0 signal, and TEST1 signal. And Y address decode signal AYDECB6.

また、Xアドレスデコード信号を出力するデコード信号出力回路DC7〜DC13も、同様に、それぞれセレクタ回路ST7〜ST13に接続され、Xアドレスデコード信号AXDEC0〜6及びAXDECB0〜6を出力する。すなわち、例えば、デコード信号出力回路DC13は、セレクタ回路ST13の出力信号と、TESTB0信号及びTESTB1とを入力とし、セレクタ制御信号SELCONT、TEST0信号及びTEST1信号の論理レベルに応じて、Xアドレスデコード信号AXDEC6及びXアドレスデコード信号AXDECB6を出力する。   Similarly, the decode signal output circuits DC7 to DC13 that output the X address decode signal are also connected to the selector circuits ST7 to ST13, respectively, and output X address decode signals AXDEC0 to AXDECB0 to AXDECB0 to 6, respectively. That is, for example, the decode signal output circuit DC13 receives the output signal of the selector circuit ST13, the TESTB0 signal, and the TESTB1, and inputs the X address decode signal AXDEC6 according to the logic levels of the selector control signal SELCONT, TEST0 signal, and TEST1 signal. And the X address decode signal AXDECB6.

以上がセルテスト回路20の説明であり、以下では図3に戻って説明を続ける。
Yセレクト用プリデコーダPDYは、セルテスト回路20から入力されるYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>及びAYDECB<6:0>をプリデコード処理した後、その処理結果であるプリデコード信号をYセレクト用メインデコーダMDYに出力する。Yセレクト用メインデコーダMDYは、Yセレクト用プリデコーダPDYから入力されるプリデコード信号を基にYセレクト信号YS1〜YSm(m=128)を生成して列選択線Y1〜Ymに供給する。
The above is the description of the cell test circuit 20, and the description will be continued below by returning to FIG.
The Y select predecoder PDY predecodes the Y address decode signals AYDEC <6: 0> and AYDECB <6: 0> input from the cell test circuit 20, and then outputs a predecode signal as a result of the Y decode. Output to select main decoder MDY. The Y select main decoder MDY generates Y select signals YS1 to YSm (m = 128) based on the predecode signal input from the Y select predecoder PDY and supplies it to the column select lines Y1 to Ym.

Xセレクト用プリデコーダPDXは、セルテスト回路20から入力されるXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>及びAXDECB<6:0>をプリデコード処理した後、その処理結果であるプリデコード信号をXセレクト用メインデコーダMDXに出力する。Xセレクト用メインデコーダMDXは、Xセレクト用プリデコーダPDXから入力されるプリデコード信号を基にXセレクト信号XS1〜XSn(n=128)を生成して行選択線X1〜Xnに供給する。   The X select predecoder PDX predecodes the X address decode signals AXDEC <6: 0> and AXDECB <6: 0> input from the cell test circuit 20, and then outputs the predecode signal, which is the result of the process, to X Output to the main decoder MDX for selection. The X select main decoder MDX generates X select signals XS1 to XSn (n = 128) based on the predecode signals input from the X select predecoder PDX and supplies them to the row select lines X1 to Xn.

以上のように構成される半導体装置の入力信号と出力信号との関係を表す真理値表を図8に示す。なお、図8において「X」は「Invalid」、すなわち、論理レベルが「0」でも「1」でも当該動作モードに関係しないことを示す。
この図8に示すように、テスト信号TEST0及びTEST1の両方の論理レベルが「0」で且つセレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「0」の場合(図中No.1で示す)、半導体装置は、通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)状態となる。そして、入力されるYアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>と同じ論理レベルの信号であるYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>及びXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>を出力すると共に、その論理反転信号であるYアドレスデコード信号AYDECB<6:0>及びXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>を出力する。例えば、AY<6:0>=「02h」、AX<6:0>=「00h」であるとすると、AYDEC<6:0>=「02h」、AXDEC<6:0>=「00h」、AYDECB<6:0>=「7Dh」、AXDECB<6:0>=「7Fh」を出力する。
FIG. 8 shows a truth table representing the relationship between the input signal and the output signal of the semiconductor device configured as described above. In FIG. 8, “X” indicates “Invalid”, that is, the logical level “0” or “1” does not relate to the operation mode.
As shown in FIG. 8, when the logic levels of both the test signals TEST0 and TEST1 are “0” and the logic level of the selector control signal SELCONT is “0” (indicated by No. 1 in the figure), the semiconductor device is The normal evaluation mode (random access: first address mode in the normal evaluation mode) is entered. Then, the Y address decode signal AYDEC <6: 0> and the X address decode signal AXDEC <6, which are signals of the same logic level as the input Y address signal AY <6: 0> and X address signal AX <6: 0>. : 0> and Y address decode signal AYDECB <6: 0> and X address decode signal AXDECB <6: 0>, which are logically inverted signals, are output. For example, if AY <6: 0> = “02h” and AX <6: 0> = “00h”, then AYDEC <6: 0> = “02h”, AXDEC <6: 0> = “00h”, AYDECB <6: 0> = “7Dh” and AXDECB <6: 0> = “7Fh” are output.

また、テスト信号TEST0及びTEST1の両方の論理レベルが「0」で且つセレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「1」の場合、半導体装置は、通常評価モード(カウンタアクセス:通常評価モードにおける第2のアドレスモード)状態となる。そして、カウンタ回路CTが出力するカウンタアドレス信号CA<6:0>と同じ論理レベルの信号であるYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>を出力すると共に、その論理反転信号であるYアドレスデコード信号AYDECB<6:0>を出力する。また、カウンタ回路CTが出力するカウンタアドレス信号CA<13:7>と同じ論理レベルの信号であるXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>を出力すると共に、その論理反転信号であるXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>を出力する。   When the logic levels of both the test signals TEST0 and TEST1 are “0” and the logic level of the selector control signal SELCONT is “1”, the semiconductor device operates in the normal evaluation mode (counter access: second in the normal evaluation mode). Address mode). Then, the Y address decode signal AYDEC <6: 0>, which is a signal having the same logic level as the counter address signal CA <6: 0> output from the counter circuit CT, is output, and the Y address decode signal which is a logical inversion signal thereof. AYDECB <6: 0> is output. Further, the X address decode signal AXDEC <6: 0>, which is a signal having the same logic level as the counter address signal CA <13: 7> output from the counter circuit CT, is output, and the X address decode signal which is a logical inversion signal thereof. AXDECB <6: 0> is output.

なお、カウンタアクセスにおいては、上述のように、クロック信号CLKの最初の立ち上がりで取り込んだYアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>の論理レベルを、カウンタアドレス信号CA<6:0>及びカウンタアドレス信号CA<13:7>の論理レベルとする(図中No.2−1で示す開始アドレスの設定)。そして、以降クロック信号CLKの立ち上がりに同期して、カウンタアドレス信号CA<13:0>を1ビットずつインクリメントしていく(図中No.2−2で示す)。例えば、クロック信号CLKの最初の立ち上がりにおいてAY<6:0>=「04h」、AX<6:0>=「02h」であるとすると、CA<6:0>=「04h」、CA<13:7>=「02h」であり、AYDEC<6:0>=「04h」、AXDEC<6:0>=「02h」、AYDECB<6:0>=「7Bh」、AXDECB<6:0>=「7Dh」を出力する。そして、以降クロック信号CLKが入力されると、CA<6:0>=「05h」、「06h」、「07h」とカウンタアドレス信号CAをLSBから1ビットずつインクリメントし、AYDEC<6:0>を「05h」、「06h」、「07h」と、AYDECB<6:0>を「7Ah」、「79h」、「78h」と変化させる。   In the counter access, as described above, the logical levels of the Y address signal AY <6: 0> and the X address signal AX <6: 0> captured at the first rising edge of the clock signal CLK are set to the counter address signal CA. The logic levels of <6: 0> and counter address signal CA <13: 7> are set (setting of the start address indicated by No. 2-1 in the figure). Subsequently, the counter address signal CA <13: 0> is incremented bit by bit in synchronization with the rising edge of the clock signal CLK (indicated by No. 2-2 in the figure). For example, if AY <6: 0> = “04h” and AX <6: 0> = “02h” at the first rising edge of the clock signal CLK, CA <6: 0> = “04h”, CA <13. : 7> = “02h”, AYDEC <6: 0> = “04h”, AXDEC <6: 0> = “02h”, AYDECB <6: 0> = “7Bh”, AXDECB <6: 0> = “7Dh” is output. Subsequently, when the clock signal CLK is input, CA <6: 0> = “05h”, “06h”, “07h” and the counter address signal CA are incremented bit by bit from the LSB, and AYDEC <6: 0>. Are changed to “05h”, “06h”, “07h”, and AYDECB <6: 0> are changed to “7Ah”, “79h”, and “78h”.

また、セレクタ制御信号SELCONT及びテスト信号TEST0の論理レベルに関係なく、TEST1の論理レベルが「1」の場合(図中No.3で示す)、半導体装置は、テストモード(DUT全選択モード:第2のテストモード)状態となる。そして、Yアドレスデコード信号AYDEC<6:0>、Yアドレスデコード信号AYDECB<6:0>、Xアドレスデコード信号AXDEC<6:0>及びXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>の論理レベルは全て「1」となる。すなわち、AYDEC<6:0>=AYDECB<6:0>=AXDEC<6:0>=AXDECB<6:0>=「7Fh」となる。   When the logic level of TEST1 is “1” (indicated by No. 3 in the figure) regardless of the logic levels of the selector control signal SELCONT and the test signal TEST0, the semiconductor device operates in the test mode (DUT full selection mode: first). 2 test mode) state. The logical levels of the Y address decode signal AYDEC <6: 0>, the Y address decode signal AYDECB <6: 0>, the X address decode signal AXDEC <6: 0>, and the X address decode signal AXDECB <6: 0> are all “1”. That is, AYDEC <6: 0> = AYDECB <6: 0> = AXDEC <6: 0> = AXDECB <6: 0> = “7Fh”.

また、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルに関係なく、テスト信号TEST0の論理が「1」且つTEST1の論理が「0」の場合(図中No.4で示す)、半導体装置は、テストモード(DUT全非選択モード:第1のテストモード)状態となる。そして、Yアドレスデコード信号AYDEC<6:0>、Yアドレスデコード信号AYDECB<6:0>、Xアドレスデコード信号AXDEC<6:0>及びXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>の論理レベルは全て「0」となる。すなわち、AYDEC<6:0>=AYDECB<6:0>=AXDEC<6:0>=AXDECB<6:0>=「00h」となる。   In addition, when the logic of the test signal TEST0 is “1” and the logic of the TEST1 is “0” (indicated by No. 4 in the drawing) regardless of the logic level of the selector control signal SELCONT, the semiconductor device is in the test mode (DUT All non-selection mode: first test mode) state. The logical levels of the Y address decode signal AYDEC <6: 0>, the Y address decode signal AYDECB <6: 0>, the X address decode signal AXDEC <6: 0>, and the X address decode signal AXDECB <6: 0> are all “0”. That is, AYDEC <6: 0> = AYDECB <6: 0> = AXDEC <6: 0> = AXDECB <6: 0> = “00h”.

続いて、上記のようにセルテスト回路20、Xセレクト用プリデコーダPDX、Yセレクト用プリデコーダPDY、Xセレクト用メインデコーダMDX及びYセレクト用メインデコーダMDYを備えた半導体装置の動作及び被測定トランジスタDUTの評価方法について、図9〜図13を用いて説明する。
図9は、本実施形態における半導体装置が、通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)から、テストモード(DUT全非選択モード:第1のテストモード)へ移行し、その後、再び通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)へ移行する場合の各信号の時間的関係を表すタイミングチャートである。
Subsequently, the operation of the semiconductor device including the cell test circuit 20, the X-select predecoder PDX, the Y-select predecoder PDY, the X-select main decoder MDX, and the Y-select main decoder MDY as described above and the transistor under measurement A DUT evaluation method will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 shows that the semiconductor device according to the present embodiment shifts from the normal evaluation mode (random access: first address mode in the normal evaluation mode) to the test mode (DUT all non-selection mode: first test mode). Then, it is a timing chart showing the temporal relationship of each signal when shifting to normal evaluation mode (random access: first address mode in normal evaluation mode) again.

また、図10は、本実施形態における半導体装置が、通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)と、テストモード(DUT全非選択モード:第1のテストモード)の間を移行する場合の各信号の時間的関係を表すタイミングチャートである。
図11は、本実施形態における半導体装置が、テストモード(DUT全非選択モード:第1のテストモード)後の通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)から、通常評価モード(カウンタアクセス:通常評価モードにおける第2のアドレスモード)へ移行する場合の各信号の時間的関係を表すタイミングチャートである。
FIG. 10 shows that the semiconductor device according to the present embodiment is between a normal evaluation mode (random access: first address mode in normal evaluation mode) and a test mode (DUT all non-selection mode: first test mode). 6 is a timing chart showing the temporal relationship of each signal when shifting.
FIG. 11 shows that the semiconductor device according to the present embodiment performs normal evaluation from the normal evaluation mode (random access: first address mode in the normal evaluation mode) after the test mode (DUT all non-selection mode: first test mode). It is a timing chart showing the temporal relationship of each signal when shifting to a mode (counter access: second address mode in normal evaluation mode).

また、図12は、本実施形態における半導体装置が、通常評価モード(カウンタアクセス:通常評価モードにおける第2のアドレスモード)からテストモード(DUT全非選択モード:第1のテストモード)へ移行し、その後、再び通常評価モード(カウンタアクセス:通常評価モードにおける第2のアドレスモード)へ移行する場合の各信号の時間的関係を表すタイミングチャートである。   FIG. 12 shows that the semiconductor device according to the present embodiment shifts from the normal evaluation mode (counter access: the second address mode in the normal evaluation mode) to the test mode (DUT all non-selection mode: first test mode). FIG. 5 is a timing chart showing the temporal relationship of each signal when shifting to the normal evaluation mode (counter access: the second address mode in the normal evaluation mode) again.

図13は、各モードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態を表したものであり、図8に示した真理値表における各モードに対応する。図中、通常評価モード(ランダムアクセス及びカウンタアクセス)においては、任意の評価セルの被測定トランジスタDUTのトランジスタ特性を評価でき、その他の評価セルの被測定トランジスタDUTにはストレス電圧を印加できる。また、DUT全非選択(第1のテストモード)においては、すべての評価セルの被測定トランジスタDUTにストレス電圧を印加できる。これらについて、モード間の移行も含めて以下に詳述する。   FIG. 13 shows the bias state of the transistor under test DUT in each mode, and corresponds to each mode in the truth table shown in FIG. In the figure, in the normal evaluation mode (random access and counter access), the transistor characteristics of the measured transistor DUT of any evaluation cell can be evaluated, and a stress voltage can be applied to the measured transistor DUT of other evaluation cells. In addition, in the DUT all non-selection (first test mode), a stress voltage can be applied to the measured transistors DUT of all the evaluation cells. These are described in detail below, including transitions between modes.

図9においては、主ドレインフォース線DFに0.95V、主ソースフォース線SFに1.0V、主ゲートフォース線GFに0.6V、ドレインストレス線DVS及びソースストレス線SVSに3.0V、ゲートストレス線GVSに0Vを供給する場合を表している。また、Yアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>は、上述の通り、16進法でそれぞれアドレスを表している。   In FIG. 9, the main drain force line DF is 0.95 V, the main source force line SF is 1.0 V, the main gate force line GF is 0.6 V, the drain stress line DVS and the source stress line SVS are 3.0 V, and the gate. The case where 0V is supplied to the stress line GVS is shown. The Y address signal AY <6: 0> and the X address signal AX <6: 0> represent addresses in hexadecimal as described above.

また、説明の都合上、AY<6:0>=「00h」かつAX<6:0>=「00h」で選ばれる評価セルを評価セルA0とし、評価セルA0の被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧をVD(A0)、ソース端子電圧をVS(A0)、ゲート端子電圧をVG(A0)と表している。同様に、AY<6:0>=「00h」かつAX<6:0>=「01h」で選ばれる評価セルを評価セルA1とし、評価セルA1の被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧をVD(A1)、ソース端子電圧をVS(A1)、ゲート端子電圧をVG(A1)と表している。また、AY<6:0>=「7Fh」かつAX<6:0>=「7Fh」で選ばれる評価セルを評価セルA2とし、評価セルA2の被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧をVD(A2)、ソース端子電圧をVS(A2)、ゲート端子電圧をVG(A2)と表している。   For convenience of explanation, an evaluation cell selected by AY <6: 0> = “00h” and AX <6: 0> = “00h” is defined as an evaluation cell A0, and the drain terminal of the transistor DUT to be measured in the evaluation cell A0. The voltage is represented as VD (A0), the source terminal voltage is represented as VS (A0), and the gate terminal voltage is represented as VG (A0). Similarly, the evaluation cell selected by AY <6: 0> = “00h” and AX <6: 0> = “01h” is set as the evaluation cell A1, and the drain terminal voltage of the transistor DUT to be measured in the evaluation cell A1 is set to VD ( A1), the source terminal voltage is represented as VS (A1), and the gate terminal voltage is represented as VG (A1). Further, an evaluation cell selected by AY <6: 0> = “7Fh” and AX <6: 0> = “7Fh” is defined as an evaluation cell A2, and the drain terminal voltage of the transistor DUT to be measured in the evaluation cell A2 is set to VD (A2 ), The source terminal voltage is represented as VS (A2), and the gate terminal voltage is represented as VG (A2).

図13に示すように、通常評価モードにおける選択された評価セルの被測定トランジスタDUTのバイアス状態は、ドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vであり、この状態でソース端子からドレイン端子へ流れる電流を測定評価する。また、テストモードにおける全ての評価セルの被測定トランジスタDUTのバイアス状態は、ドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧は3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vであり、この状態はNBTI試験におけるストレス電圧が印加されている状態である。   As shown in FIG. 13, the bias state of the measured transistor DUT of the selected evaluation cell in the normal evaluation mode is 0.95V for the drain terminal voltage VD, 1.0V for the source terminal voltage VS, and 0 for the gate terminal voltage VG. The current flowing from the source terminal to the drain terminal in this state is measured and evaluated. In addition, the bias state of the measured transistor DUT of all the evaluation cells in the test mode is the drain terminal voltage VD and the source terminal voltage are 3.0 V, and the gate terminal voltage VG is 0 V. This state is the stress voltage in the NBTI test. It is in the state of being applied.

図9に示すように、時刻t1〜t2及びt3〜t4において、テスト信号TEST0及びTEST1の両方の論理レベルが「0」で且つセレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「0」であるので、半導体装置は、通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)状態となる。そして、入力されるYアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>と同じ論理レベルの信号であるYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>及びXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>を出力するとともに、その論理反転信号であるYアドレスデコード信号AYDECB<6:0>及びXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>を出力する。   As shown in FIG. 9, since the logic levels of both the test signals TEST0 and TEST1 are “0” and the logic level of the selector control signal SELCONT is “0” at times t1 to t2 and t3 to t4, the semiconductor device Is in the normal evaluation mode (random access: first address mode in the normal evaluation mode). Then, the Y address decode signal AYDEC <6: 0> and the X address decode signal AXDEC <6, which are signals of the same logic level as the input Y address signal AY <6: 0> and X address signal AX <6: 0>. : 0> and also outputs the Y address decode signal AYDECB <6: 0> and the X address decode signal AXDECB <6: 0>, which are the logical inversion signals.

すなわち、この場合、ユーザがYアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>を自由に設定することにより、所望のXY座標(行及び列)に配置されている評価セルの被測定トランジスタDUTを選択することができる(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)。
例えば、評価セルA0が時刻t1において選択された場合、主ドレインフォース線DFに0.95V、主ソースフォース線SFに1.0V、主ゲートフォース線GFに0.6Vが供給されているので、評価セルA0の被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD(A0)は0.95V、ソース端子電圧VS(A0)は1.0V、ゲート端子電圧VG(A0)は0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13においてランダムアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。
That is, in this case, the evaluation cell arranged at a desired XY coordinate (row and column) by freely setting the Y address signal AY <6: 0> and the X address signal AX <6: 0> by the user. Can be selected (random access: first address mode in normal evaluation mode).
For example, when the evaluation cell A0 is selected at time t1, 0.95V is supplied to the main drain force line DF, 1.0V to the main source force line SF, and 0.6V to the main gate force line GF. The drain terminal voltage VD (A0) of the transistor under test DUT of the evaluation cell A0 is 0.95V, the source terminal voltage VS (A0) is 1.0V, and the gate terminal voltage VG (A0) is 0.6V. A current flows to the terminal (corresponding to the bias state of the transistor under test DUT in the random access mode in FIG. 13).

一方、評価セルA0以外の(16K−1)個の評価セルについては、選択回路10のうち論理反転回路10bの出力の論理レベルが「0」であるので、被測定トランジスタDUTは、主ドレインフォース線DF、主ソースフォース線SF、主ゲートフォース線GFに電気的に接続されない。
従って、上述の通りドレイン電源端子DFPまたはソース電源端子SFPと電源供給装置との間に直列に接続された電流計により、評価セルA0のみの電流を測定できる。
On the other hand, for the (16K−1) evaluation cells other than the evaluation cell A0, since the logic level of the output of the logic inverting circuit 10b in the selection circuit 10 is “0”, the measured transistor DUT has a main drain force. It is not electrically connected to the line DF, the main source force line SF, and the main gate force line GF.
Therefore, as described above, the current of only the evaluation cell A0 can be measured by the ammeter connected in series between the drain power supply terminal DFP or the source power supply terminal SFP and the power supply device.

また、評価セルA0以外の(16K−1)個の評価セルについては、選択回路10のうちNAND回路10aの出力の論理レベルが「1」であり、ドレインストレス線DVS及びソースストレス線SVSに3.0V、ゲートストレス線GVSに0Vが供給されているので、図に示す評価セルA1及びA2の様に、被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなる。すなわち、被測定トランジスタDUTは、NBTI試験におけるストレス電圧が印加されていることになる(図13においてランダムアクセスモードにおける被測定トランジスタDUT以外のバイアス状態に相当する)。   For (16K−1) evaluation cells other than the evaluation cell A0, the logical level of the output of the NAND circuit 10a in the selection circuit 10 is “1”, and the drain stress line DVS and the source stress line SVS have 3 Since 0 V is supplied to the gate stress line GVS, the drain terminal voltage VD and the source terminal voltage VS of the transistor DUT to be measured are 3.0 V and the gate terminal voltage as in the evaluation cells A1 and A2 shown in the figure. VG becomes 0V. That is, a stress voltage in the NBTI test is applied to the measured transistor DUT (corresponding to a bias state other than the measured transistor DUT in the random access mode in FIG. 13).

次に、AY<6:0>=「00h」かつAX<6:0>=「01h」にアドレスが切り替わると、評価セルは評価セルA0から評価セルA1となり、評価セルA1の被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD(A1)は0.95V、ソース端子電圧VS(A1)は1.0V、ゲート端子電圧VG(A1)は0.6Vとなり、被測定トランジスタDUTのソース端子からドレイン端子へ電流が流れる。(図13においてランダムアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。
一方、評価セルA0は、被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなり、NBTI試験におけるストレス電圧が印加されることになる(図13においてランダムアクセスモードにおける被測定トランジスタDUT以外のバイアス状態に相当する)。
Next, when the address is switched from AY <6: 0> = “00h” and AX <6: 0> = “01h”, the evaluation cell becomes the evaluation cell A1 from the evaluation cell A0, and the transistor under test DUT of the evaluation cell A1 The drain terminal voltage VD (A1) of the transistor is 0.95V, the source terminal voltage VS (A1) is 1.0V, the gate terminal voltage VG (A1) is 0.6V, and the current flows from the source terminal to the drain terminal of the transistor DUT to be measured. Flows. (This corresponds to the bias state of the transistor DUT under measurement in the random access mode in FIG. 13).
On the other hand, in the evaluation cell A0, the drain terminal voltage VD and the source terminal voltage VS of the measured transistor DUT are 3.0V, the gate terminal voltage VG is 0V, and the stress voltage in the NBTI test is applied (in FIG. 13). This corresponds to a bias state other than the transistor under test DUT in the random access mode).

このように、時刻t1〜t2の間において、AY<6:0>及びAX<6:0>を、AY<6:0>=「00h」かつAX<6:0>=「00h」から、例えばXアドレス信号AX0をLSB、Yアドレス信号AY6をMSBとして1ビットずつ変化させていき、最後にアドレスをAY<6:0>=「7Fh」かつAX<6:0>=「7Fh」として評価セルA2の被測定トランジスタDUTの電流を測定評価する。これにより、16K個の評価セルの被測定トランジスタDUT全ての電流を測定評価できる。また、測定評価されている評価セル以外の(16k−1)個の評価セルの被測定トランジスタDUTには、NBTI試験におけるストレス電圧が印加されている状態となる。   Thus, between time t1 and t2, AY <6: 0> and AX <6: 0> are changed from AY <6: 0> = “00h” and AX <6: 0> = “00h”. For example, the X address signal AX0 is changed to LSB and the Y address signal AY6 is changed to 1 bit at a time. Finally, the address is evaluated as AY <6: 0> = “7Fh” and AX <6: 0> = “7Fh”. The current of the transistor under test DUT in the cell A2 is measured and evaluated. Thereby, it is possible to measure and evaluate the currents of all the transistors under test DUT of 16K evaluation cells. In addition, the stress voltage in the NBTI test is applied to the measured transistors DUT of (16k−1) evaluation cells other than the evaluation cell being measured and evaluated.

次に、テストモード(時刻t2〜t3)において、時刻t2にテスト信号TEST0の論理レベルが「1」になると、セルテスト回路20は、「00h」のYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>及び「00h」のXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>を出力するとともに、「00h」のYアドレスデコード信号AYDECB<6:0>及び「00h」のXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>を出力する。従って、全ての評価セルの選択回路10のうちNAND回路10aの出力の論理レベルが「1」、論理反転回路10bの出力の論理レベルが「0」となる。この場合、図に示す評価セルA0〜A2の様に、全ての評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなり、16K個の評価セルの被測定トランジスタDUT全てに、NBTI試験のストレス電圧が印加されることになる(図13におけるDUT全非選択のバイアス状態に相当する)。   Next, in the test mode (time t2 to t3), when the logic level of the test signal TEST0 becomes “1” at time t2, the cell test circuit 20 causes the Y address decode signal AYDEC <6: 0> of “00h” and “00h” X address decode signal AXDEC <6: 0> is output, and “00h” Y address decode signal AYDECB <6: 0> and “00h” X address decode signal AXDECB <6: 0> are output. To do. Therefore, the logic level of the output of the NAND circuit 10a is “1” and the logic level of the output of the logic inverting circuit 10b is “0” among the selection circuits 10 of all the evaluation cells. In this case, like the evaluation cells A0 to A2 shown in the figure, the drain terminal voltage VD and the source terminal voltage VS of the measured transistors DUT of all the evaluation cells are 3.0 V, the gate terminal voltage VG is 0 V, and 16K pieces. The stress voltage of the NBTI test is applied to all the measured transistors DUT of the evaluation cell (corresponding to the bias state in which all DUTs are not selected in FIG. 13).

次に、時刻t3において、テスト信号TEST0の論理レベルが「0」になると、テストモードは終了し、通常評価モードに移行する。通常評価モード(時刻t3〜t4)において、Yアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>を、先の時刻t1〜t2におけるアドレスと同じ順番で切り替えていくことで、16K個の評価セルの被測定トランジスタDUT全てのドレイン電流を測定できる。また、時刻t3〜t4において、電流を測定評価しているDUT以外のDUTは全てストレス電圧が印加された状態とすることができる。   Next, when the logic level of the test signal TEST0 becomes “0” at time t3, the test mode ends and the normal evaluation mode is entered. In the normal evaluation mode (time t3 to t4), the Y address signal AY <6: 0> and the X address signal AX <6: 0> are switched in the same order as the addresses at the previous times t1 to t2. It is possible to measure the drain currents of all the transistors DUT to be measured in 16K evaluation cells. In addition, at times t3 to t4, all the DUTs other than the DUT that measures and evaluates the current can be in a state where a stress voltage is applied.

また、評価セルの被測定トランジスタDUTに追加ストレスを加えることも可能である。一般にPMOSトランジスタのNBTI試験においては、時間の経過とともにPMOSトランジスタの閾値電圧の絶対値が増大する(ドレイン電流は減少する)傾向にあることが知られており、閾値電圧がストレス時間の経過に従ってどのように変化していくかを評価する必要がある。本実施形態における半導体装置においては、次に説明するように、ストレス電圧印加後の測定評価のあと、更にストレス電圧を追加して印加することもできるので、閾値電圧とストレス時間の依存性を調査する評価も可能である。   It is also possible to apply additional stress to the transistor under test DUT of the evaluation cell. In general, in the NBTI test of a PMOS transistor, it is known that the absolute value of the threshold voltage of the PMOS transistor tends to increase (the drain current decreases) as time passes. It is necessary to evaluate how it will change. In the semiconductor device according to the present embodiment, as described below, after the measurement evaluation after applying the stress voltage, a stress voltage can be additionally applied, so the dependency between the threshold voltage and the stress time is investigated. It is also possible to evaluate.

図10は、テストモード後の通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)から再びテストモード(DUT全非選択モード:第1のテストモード)へ移行し、その後再び通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)と移行する場合の各信号の時間的関係を表すタイミングチャートである。   FIG. 10 shows a transition from the normal evaluation mode after the test mode (random access: first address mode in the normal evaluation mode) to the test mode (DUT all non-selection mode: first test mode), and then normal evaluation again. It is a timing chart showing the temporal relationship of each signal when shifting to a mode (random access: first address mode in normal evaluation mode).

図10においては、説明の便宜上、図9の説明に用いた評価セルA0及びA2の2ビットにアクセスする場合を示している。図10において、セレクタ制御信号SELCONT、テスト信号TEST0及びテスト信号TEST1の論理レベルが全て「0」である期間(時刻t1〜t3、時刻t4〜t6、時刻t7〜t9)において、セルテスト回路20は通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)状態にある。そして、残りの期間、すなわちテスト信号TEST0の論理レベルが「1」である期間(時刻t3〜t4、時刻t6〜t7)において、セルテスト回路20はテストモード(DUT全非選択モード:第1のテストモード)状態にある。   FIG. 10 shows a case where the two bits of the evaluation cells A0 and A2 used in the description of FIG. 9 are accessed for convenience of description. In FIG. 10, the cell test circuit 20 is in the period (time t1 to t3, time t4 to t6, time t7 to t9) in which the logic levels of the selector control signal SELCONT, the test signal TEST0, and the test signal TEST1 are all “0”. In normal evaluation mode (random access: first address mode in normal evaluation mode). Then, in the remaining period, that is, the period in which the logic level of the test signal TEST0 is “1” (time t3 to t4, time t6 to t7), the cell test circuit 20 operates in the test mode (DUT all non-selection mode: first Test mode).

例えば、評価セルA0を例にとると、時刻t1〜t2において、被測定トランジスタDUTのストレス電圧印加前の初期特性を測定評価する。続く時刻t2〜t3において、評価セルA2の被測定トランジスタDUTが測定評価されている間、評価セルA0にはストレス電圧が印加される。また、時刻t3〜t4においても、全評価セルの被測定トランジスタDUTが全非選択モードにあるから、評価セルA0にはストレス電圧が印加される。従って、評価セルA0について、1回目のストレス時間(t4−t2)経過後、時刻t4〜t5において被測定トランジスタDUTの1回目のストレス電圧印加後の特性を測定評価することになる。また、同様に、更に2回目のストレス時間(t7−t5)経過後、時刻t7〜t8において被測定トランジスタDUTの2回目のストレス電圧印加後の特性を測定評価することになる。   For example, taking the evaluation cell A0 as an example, the initial characteristics before applying the stress voltage of the transistor under test DUT are measured and evaluated at times t1 to t2. At subsequent times t2 to t3, a stress voltage is applied to the evaluation cell A0 while the measured transistor DUT of the evaluation cell A2 is being measured and evaluated. Also, at times t3 to t4, since the measured transistors DUT of all the evaluation cells are in the all non-selection mode, the stress voltage is applied to the evaluation cell A0. Therefore, after the first stress time (t4-t2) has elapsed for the evaluation cell A0, the characteristics of the transistor under test DUT after the first stress voltage application are measured and evaluated at times t4 to t5. Similarly, after the second stress time (t7-t5) has elapsed, the characteristics of the transistor DUT after the second stress voltage application are measured and evaluated at times t7 to t8.

同様に、評価セルA2については、1回目のストレス時間が(t5−t3)、2回目のストレス時間が(t8−t6)となり、これら各々のストレス時間は、特性測定時間が評価セル毎に同一とすれば、評価セルA0の一回目及び2回目のストレス時間と同一時間とすることができる。また、テスト信号TEST0の論理レベルが「1」にある時間(時刻t3〜t4及び時刻t6〜7)の時間の設定はユーザが任意に行えるので、上述の1回目のストレス時間、2回目のストレス時間はユーザが任意に設定できる。従って、評価セルA0、A2について、例えば横軸をストレス時間、縦軸を被測定トランジスタのソース・ドレイン間電流としたグラフを作成する場合、同一ストレス時間において評価セルA0、A2についてプロットすることも可能となる。   Similarly, for the evaluation cell A2, the first stress time is (t5-t3) and the second stress time is (t8-t6), and each of these stress times is the same for each evaluation cell. Then, it can be set to the same time as the first and second stress times of the evaluation cell A0. In addition, since the user can arbitrarily set the time during which the logic level of the test signal TEST0 is “1” (time t3 to t4 and time t6 to 7), the first stress time and the second stress are described above. The user can arbitrarily set the time. Therefore, for the evaluation cells A0 and A2, for example, when creating a graph in which the horizontal axis is the stress time and the vertical axis is the source-drain current of the transistor under measurement, the evaluation cells A0 and A2 can be plotted at the same stress time. It becomes possible.

ここで、評価セル(ここでは評価セルA0、A2の2ビット)、ストレス印加の回数(ここでは2回)、測定内容(ここでは電流測定)は例示である。従って、16k全ての評価セルについて、ストレス回数及び時間を変化させ評価することで、同一のストレス時間経過における、例えば閾値電圧特性の変化依存性を求めることも可能であり、16k個の中に異常な(他と比べてNBTI試験における特性変動の大きい)被測定トランジスタDUTがあるかどうかを探し出すことができる。   Here, the evaluation cell (here, two bits of the evaluation cells A0 and A2), the number of times of stress application (here, twice), and the measurement content (here, current measurement) are examples. Therefore, by changing the number of stresses and the time for all 16k evaluation cells and evaluating them, it is also possible to determine, for example, the change dependency of the threshold voltage characteristics over the same stress time. It is possible to find out whether there is a transistor under test DUT (having a large characteristic variation in the NBTI test as compared with others).

また、上述の通常評価モードにおいては、ランダムアクセスによる測定評価の動作を説明したが、カウンタアクセス(通常評価モードにおける第2のアドレスモード)による測定評価を行うことができる。
図11は、本実施形態における半導体装置が、テストモード後の通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)から、通常評価モード(カウンタアクセス:通常評価モードにおける第2のアドレスモード)へ移行する場合の各信号の時間的関係を表すタイミングチャートである。
In the above-described normal evaluation mode, the measurement evaluation operation by random access has been described. However, measurement evaluation by counter access (second address mode in the normal evaluation mode) can be performed.
FIG. 11 shows that the semiconductor device according to the present embodiment changes from the normal evaluation mode after the test mode (random access: first address mode in the normal evaluation mode) to the normal evaluation mode (counter access: second address in the normal evaluation mode). It is a timing chart showing the temporal relationship of each signal when shifting to (mode).

時刻t1〜t2の期間においては、AY<6:0>=「7Fh」かつAX<6:0>=「7Eh」の評価セルが選択され、図11においては図示しないが、被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、ランダムアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。   During the period from the time t1 to the time t2, the evaluation cell of AY <6: 0> = “7Fh” and AX <6: 0> = “7Eh” is selected. Although not shown in FIG. The drain terminal voltage VD is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, the gate terminal voltage VG is 0.6 V, and current flows from the source terminal to the drain terminal (in FIG. 13, the transistor under test DUT in the random access mode). Equivalent to the bias state).

また、時刻t2〜t3の期間においては、AY<6:0>=「7Fh」かつAX<6:0>=「7Fh」の評価セルが選択され、被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、ランダムアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。
続いて、時刻t3〜t4の期間においては、全ての評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなり、16K個の評価セルの被測定トランジスタDUT全てに、NBTI試験のストレス電圧が印加されることになる(図13におけるDUT全非選択のバイアス状態に相当する)。
In the period from time t2 to time t3, the evaluation cell with AY <6: 0> = “7Fh” and AX <6: 0> = “7Fh” is selected, and the drain terminal voltage VD of the transistor DUT to be measured is 0. .95 V, source terminal voltage VS is 1.0 V, and gate terminal voltage VG is 0.6 V, and current flows from the source terminal to the drain terminal (corresponding to the bias state of the transistor under test DUT in the random access mode in FIG. 13). ).
Subsequently, in the period from time t3 to time t4, the drain terminal voltage VD and source terminal voltage VS of the measured transistors DUT of all the evaluation cells are 3.0 V, the gate terminal voltage VG is 0 V, and 16K evaluation cells The stress voltage of the NBTI test is applied to all the transistors to be measured DUT (corresponding to the bias state in which all DUTs are not selected in FIG. 13).

ストレス印加後の時刻t4〜t5の期間においては、AY<6:0>=「00h」かつAX<6:0>=「00h」の評価セルが選択され、被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、ランダムアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。
続く時刻t5〜t6の期間においては、AY<6:0>=「00h」かつAX<6:0>=「01h」の評価セルが選択され、被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、ランダムアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。
In the period from time t4 to time t5 after the stress application, an evaluation cell with AY <6: 0> = “00h” and AX <6: 0> = “00h” is selected, and the drain terminal voltage VD of the transistor DUT to be measured Is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, and the gate terminal voltage VG is 0.6 V, so that a current flows from the source terminal to the drain terminal (in FIG. 13, the measured transistor DUT is biased in the random access mode). Equivalent to).
In the subsequent period from time t5 to t6, the evaluation cell of AY <6: 0> = “00h” and AX <6: 0> = “01h” is selected, and the drain terminal voltage VD of the transistor DUT to be measured is 0. 95 V, source terminal voltage VS is 1.0 V, and gate terminal voltage VG is 0.6 V, and current flows from the source terminal to the drain terminal (corresponding to the bias state of the transistor under test DUT in the random access mode in FIG. 13). .

時刻t6において、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルが「1」となると、図4におけるセレクタ制御信号SELCONTの論理反転信号であるSEL信号の論理レベルが「0」となり、セレクタ回路ST0〜ST13は、カウンタアドレス信号CAを選択的に、デコード信号出力回路DC0〜13に対して出力する。
このとき、カウンタ回路CTは、D型フリップフロップDFc0〜Dfc13のRB端子に入力されるカウンタモード設定信号ADRCNTM及び、D端子,CLK端子に接続されたセレクタ回路の切替信号であるカウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルがいずれも「1」となる(上述の図6(b)の時刻tcs1またはtcs5に相当する)。これにより、カウンタ回路CTは、カウント動作に移行するが、まだ、クロック信号CLKが入力されないので、QB端子の論理レベル(カウンタアドレス信号CAB<13:0>の論理レベル)は全て「1」である。すなわち、カウンタアドレス信号CAB<13:0>=「3FFFh」である。従って、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0000h」となり、セレクタ回路ST0〜ST13は、デコード信号出力回路DC0〜13に対して、全て論理レベルが「0」のカウンタアドレス信号CAを出力する。
At time t6, when the logic level of the selector control signal SELCONT becomes “1”, the logic level of the SEL signal that is the logic inversion signal of the selector control signal SELCONT in FIG. 4 becomes “0”, and the selector circuits ST0 to ST13 Address signal CA is selectively output to decode signal output circuits DC0-13.
At this time, the counter circuit CT receives a counter mode setting signal ADRCNTM input to the RB terminals of the D-type flip-flops DFc0 to Dfc13 and a counter address initialization signal which is a selector circuit switching signal connected to the D terminal and the CLK terminal. The logic levels of ADRINIT are all “1” (corresponding to the above-described time tcs1 or tcs5 in FIG. 6B). As a result, the counter circuit CT shifts to the count operation, but since the clock signal CLK is not yet input, the logic level of the QB terminal (the logic level of the counter address signal CAB <13: 0>) is all “1”. is there. That is, the counter address signal CAB <13: 0> = “3FFFh”. Accordingly, the counter address signal CA <13: 0> becomes “0000h”, and the selector circuits ST0 to ST13 output the counter address signal CA whose logic level is “0” to the decode signal output circuits DC0 to DC13. To do.

これにより、セルテスト回路20は、「00h」のYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>(AYDECB<6:0>は「7Fh」)、「00h」のXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>(AXDECB<6:0>は「7Fh」)を出力し、評価セルA0が選択される。選択された評価セルA0の被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、カウンタアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。   As a result, the cell test circuit 20 uses the “00h” Y address decode signal AYDEC <6: 0> (AYDECB <6: 0> is “7Fh”), and the “00h” X address decode signal AXDEC <6: 0>. (AXDECB <6: 0> is “7Fh”), and the evaluation cell A0 is selected. The drain terminal voltage VD of the measured transistor DUT of the selected evaluation cell A0 is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, and the gate terminal voltage VG is 0.6 V, so that a current flows from the source terminal to the drain terminal ( In FIG. 13, this corresponds to the bias state of the transistor DUT under measurement in the counter access mode).

時刻t7において、最初のクロック信号CLKが入力されると、カウンタ回路CTにおけるカウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルは「1」となり、D型フリップフロップDFc0〜13は、各D端子からアドレス信号(Yアドレス信号AY0B〜AY6B、Xアドレス信号AX0B〜AX6B)を取り込み、QB端子の論理レベルを遷移させる(上述の図6(b)の時刻tcs2またはtcs6に相当する)。
図11においては、Yアドレス信号<6:0>が「00h」、Xアドレス信号が「02h」であるので、D型フリップフロップDFc8のQB端子の論理レベル(CA8Bの論理レベル)のみ「0」となり、他のD型フリップフロップのQB端子の論理レベルは、全て「1」となる。これにより、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0100h」(Yアドレス信号AY及びXアドレス信号AXにそれぞれ対応するカウンタアドレス信号CA<6:0>は「00h」、カウンタアドレス信号CA<13:7>は「02h」)となる。
At time t7, when the first clock signal CLK is input, the logic level of the counter start address latch signal ADRLTCH in the counter circuit CT becomes “1”, and the D flip-flops DFc0 to DFc0-13 receive the address signal ( Y address signals AY0B to AY6B and X address signals AX0B to AX6B) are taken in and the logic level of the QB terminal is changed (corresponding to the time tcs2 or tcs6 in FIG. 6B).
In FIG. 11, since the Y address signal <6: 0> is “00h” and the X address signal is “02h”, only the logic level of the QB terminal of the D-type flip-flop DFc8 (CA8B logic level) is “0”. Thus, the logic levels of the QB terminals of the other D-type flip-flops are all “1”. Accordingly, the counter address signal CA <13: 0> is “0100h” (the counter address signal CA <6: 0> corresponding to the Y address signal AY and the X address signal AX is “00h”, and the counter address signal CA < 13: 7> becomes “02h”).

セルテスト回路20は、「00h」のYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>及び「02h」のXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>を出力するとともに、「7Fh」のYアドレスデコード信号AYDECB<6:0>及び「7Dh」のXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>を出力する。これにより、半導体装置においては、該当するアドレスの評価セルが選択され、当該評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、カウンタアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。   The cell test circuit 20 outputs the Y address decode signal AYDEC <6: 0> of “00h” and the X address decode signal AXDEC <6: 0> of “02h” and the Y address decode signal AYDECB <7Fh of “7Fh”. The X address decode signal AXDECB <6: 0> of 6: 0> and “7Dh” is output. Thereby, in the semiconductor device, the evaluation cell of the corresponding address is selected, the drain terminal voltage VD of the transistor under test DUT of the evaluation cell is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, and the gate terminal voltage VG is The voltage is 0.6 V, and a current flows from the source terminal to the drain terminal (corresponding to the bias state of the transistor DUT to be measured in the counter access mode in FIG. 13).

すなわち、セルテスト回路20に入力されるアドレス信号の論理レベルに応じて、カウント動作における開始アドレスが設定され、該当する評価セルの被測定トランジスタDUTが測定評価される。
最初のクロック信号CLKが立ち下がると(上述の図6(b)の時刻tcs3またはtcs7に相当する)、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルは「0」となり、各D型フリップフロップのD端子はアドレス信号と電気的に非接続にされ、各QB端子と電気的に接続される。また、D型フリップフロップDFc0のCLK端子には、クロック信号CLKが入力され、その他のD型フリップフロップのCLK端子は、前段のD型フリップフロップのQB端子と電気的に接続される。
以降、時刻t8,t9,t10におけるクロック信号CLKの立ち上がりに同期して、カウンタ回路CTは、カウント動作を行い、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0100h」を開始アドレスとして、「0101h」、「0102h」、「0103h」と1ビットずつインクリメントされていく。
That is, the start address in the count operation is set according to the logic level of the address signal input to the cell test circuit 20, and the measured transistor DUT of the corresponding evaluation cell is measured and evaluated.
When the first clock signal CLK falls (corresponding to the time tcs3 or tcs7 in FIG. 6B described above), the logical level of the counter address initialization signal ADRINIT becomes “0”, and the D terminal of each D-type flip-flop Is electrically disconnected from the address signal and electrically connected to each QB terminal. The clock signal CLK is input to the CLK terminal of the D-type flip-flop DFc0, and the CLK terminals of the other D-type flip-flops are electrically connected to the QB terminal of the preceding D-type flip-flop.
Thereafter, in synchronization with the rise of the clock signal CLK at times t8, t9, and t10, the counter circuit CT performs a count operation, and the counter address signal CA <13: 0> uses “0100h” as a start address “0101h”. ”,“ 0102h ”, and“ 0103h ”are incremented bit by bit.

セルテスト回路20は、Yアドレスデコード信号AYDEC<6:0>を「00h」から「01h」、「02h」、「03h」と順に遷移させ、Xアドレスデコード信号AXDEC<6:0>を「02h」に保持する。また、図示しないが、Yアドレスデコード信号AYDECB<6:0>を「7Fh」から「7Eh」、「7Dh」、「7Ch」と順に遷移させ、Xアドレスデコード信号AXDECB<6:0>を「7Dh」に保持する。時刻t8〜t9、時刻t9〜t10、時刻t10〜t11のいずれの期間においても、選択される評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、カウンタアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。   The cell test circuit 20 sequentially changes the Y address decode signal AYDEC <6: 0> from “00h” to “01h”, “02h”, “03h”, and changes the X address decode signal AXDEC <6: 0> to “02h”. ”. Although not shown, the Y address decode signal AYDECB <6: 0> is sequentially shifted from “7Fh” to “7Eh”, “7Dh”, “7Ch”, and the X address decode signal AXDECB <6: 0> is changed to “7Dh”. ”. In any period from time t8 to t9, time t9 to t10, and time t10 to t11, the drain terminal voltage VD of the measured transistor DUT of the selected evaluation cell is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, The gate terminal voltage VG becomes 0.6 V, and a current flows from the source terminal to the drain terminal (corresponding to the bias state of the measured transistor DUT in the counter access mode in FIG. 13).

このように、カウンタアクセスにおいても、主ドレインフォース線DFに0.95V、主ソースフォース線SFに1.0V、主ゲートフォース線GFに0.6Vを供給することで、ランダムアクセスと同じく、評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなる。これにより、被測定トランジスタDUTのソース端子からドレイン端子へ電流が流れるので、上述の通りドレイン電源端子DFPまたはソース電源端子SFPと電源供給装置との間に直列に接続された電流計により、選択される評価セルのみの電流を測定できる。   As described above, in the counter access, 0.95V is supplied to the main drain force line DF, 1.0V is supplied to the main source force line SF, and 0.6V is supplied to the main gate force line GF. The drain terminal voltage VD of the measured transistor DUT of the cell is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, and the gate terminal voltage VG is 0.6 V. As a result, a current flows from the source terminal to the drain terminal of the transistor DUT to be measured, so that the current is selected by the ammeter connected in series between the drain power supply terminal DFP or the source power supply terminal SFP and the power supply device as described above. The current of only the evaluation cell can be measured.

また、評価セル以外の(16K−1)個の評価セルについては、ランダムアクセスと同じく、選択回路10のうちNAND回路10aの出力の論理レベルが「1」であり、ドレインストレス線DVS及びソースストレス線SVSに3.0V、ゲートストレス線GVSに0Vが供給される。これにより、被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなり、被測定トランジスタDUTはNBTI試験におけるストレス電圧が印加されていることになる。   For (16K−1) evaluation cells other than the evaluation cell, the logic level of the output of the NAND circuit 10a in the selection circuit 10 is “1” as in random access, and the drain stress line DVS and the source stress are The line SVS is supplied with 3.0V, and the gate stress line GVS is supplied with 0V. As a result, the drain terminal voltage VD and the source terminal voltage VS of the measured transistor DUT are 3.0 V, the gate terminal voltage VG is 0 V, and the stress voltage in the NBTI test is applied to the measured transistor DUT.

また、カウンタアクセスにおいても、先の図10におけるランダムアクセスと同じく、評価セルの被測定トランジスタDUTに追加ストレスを加えることが可能である。
図12は、本実施形態における半導体装置が、図11における通常評価モード(カウンタアクセス:通常評価モードにおける第2のアドレスモード)から、テストモード(全評価セル非選択:第1のテストモード)へ移行し、その後再び通常評価モード(カウンタアクセス:通常評価モードにおける第2のアドレスモード)へと移行する場合の各信号の時間的関係を表すタイミングチャートである。
図12において、時刻t6〜t11の期間における半導体装置の動作は、図11における時刻t6〜t11の期間における動作と同じである。
Also in the counter access, it is possible to apply additional stress to the measured transistor DUT of the evaluation cell, similarly to the random access in FIG.
12 shows that the semiconductor device according to the present embodiment changes from the normal evaluation mode (counter access: the second address mode in the normal evaluation mode) in FIG. 11 to the test mode (all evaluation cells are not selected: the first test mode). It is a timing chart showing the temporal relationship of each signal when it transfers to normal evaluation mode (counter access: 2nd address mode in normal evaluation mode) again after that.
In FIG. 12, the operation of the semiconductor device in the period from time t6 to t11 is the same as the operation in the period from time t6 to t11 in FIG.

時刻t11において、セルテスト回路20は、テスト信号TEST0の論理レベルが「1」になると、「00h」のYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>及び「00h」のXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>を出力するとともに、「00h」のYアドレスデコード信号AYDECB<6:0>及び「00h」のXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>を出力する。従って、全ての評価セルの選択回路10のうちNAND回路10aの出力の論理レベルが「1」、論理反転回路10bの出力の論理レベルが「0」となる。これにより、全ての評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなり、16K個の評価セルの被測定トランジスタDUT全てに、NBTI試験のストレス電圧が印加されることになる(図13におけるDUT全非選択のバイアス状態に相当する)。   At time t11, when the logic level of the test signal TEST0 becomes “1”, the cell test circuit 20 reads the “00h” Y address decode signal AYDEC <6: 0> and the “00h” X address decode signal AXDEC <6: 0> is output, and the Y address decode signal AYDECB <6: 0> of “00h” and the X address decode signal AXDECB <6: 0> of “00h” are output. Therefore, the logic level of the output of the NAND circuit 10a is “1” and the logic level of the output of the logic inverting circuit 10b is “0” among the selection circuits 10 of all the evaluation cells. As a result, the drain terminal voltage VD and the source terminal voltage VS of the measured transistors DUT of all the evaluation cells are 3.0 V, and the gate terminal voltage VG is 0 V. The NBTI test is performed on all the measured transistors DUT of 16K evaluation cells. The stress voltage is applied (corresponding to the DUT all unselected bias state in FIG. 13).

また、カウンタ制御回路CTMSにおいて、カウンタモード設定信号ADRCNTMの論理レベルが「0」になるので(上述の図6(b)の時刻tcs4に相当する)、カウンタ回路CTにおいては、カウンタモード設定信号ADRCNTMが入力されるD型フリップフロップDFc0〜13の各RB端子の論理レベルは全て「0」となる。これにより、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0000h」へとリセットされ、Yアドレス信号AY及びXアドレス信号AXにそれぞれ対応するカウンタアドレス信号CA<13:7>は「00h」、カウンタアドレス信号CA<6:0>は「00h」となる。   Further, in the counter control circuit CTMS, the logic level of the counter mode setting signal ADRCNTM becomes “0” (corresponding to the time tcs4 in FIG. 6B described above), and therefore, in the counter circuit CT, the counter mode setting signal ADRCNTM. All the logic levels of the RB terminals of the D-type flip-flops DFc0 to 13 input to “0”. As a result, the counter address signal CA <13: 0> is reset to “0000h”, and the counter address signal CA <13: 7> corresponding to the Y address signal AY and the X address signal AX is “00h”. The address signal CA <6: 0> is “00h”.

時刻t12において、テスト信号TEST0の論理レベルが「0」となると、カウンタ回路CTにおいて、D型フリップフロップDFc0〜Dfc13のRB端子に入力されるカウンタモード設定信号ADRCNTM及び、D端子,CLK端子に接続されたセレクタ回路の切替信号であるカウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルがいずれも「1」となる(上述の図6(b)の時刻tcs1またはtcs5に相当する)。
これにより、カウンタ回路CTは、カウント動作に移行するが、まだ、クロック信号CLKが入力されないので、QB端子の論理レベル(カウンタアドレス信号CAB<13:0>の論理レベル)は全て「1」である。すなわち、カウンタアドレス信号CAB<13:0>=「3FFFh」である。従って、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0000h」であるので、セレクタ回路ST0〜ST13は、デコード信号出力回路DC0〜13に対して、全て論理レベルが「0」のカウンタアドレス信号CAを出力する。
When the logic level of the test signal TEST0 becomes “0” at time t12, the counter mode setting signal ADRCNTM input to the RB terminals of the D-type flip-flops DFc0 to Dfc13 and the D terminal and the CLK terminal are connected in the counter circuit CT. The logic level of the counter address initialization signal ADRINIT, which is the selector circuit switching signal, becomes “1” (corresponding to the above-described time tcs1 or tcs5 in FIG. 6B).
As a result, the counter circuit CT shifts to the count operation, but since the clock signal CLK is not yet input, the logic level of the QB terminal (the logic level of the counter address signal CAB <13: 0>) is all “1”. is there. That is, the counter address signal CAB <13: 0> = “3FFFh”. Therefore, since the counter address signal CA <13: 0> is “0000h”, the selector circuits ST0 to ST13 are all counter signals CA0 to which the logic level is “0” with respect to the decode signal output circuits DC0 to DC13. Is output.

これにより、セルテスト回路20は、「00h」のYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>(AYDECB<6:0>は「7Fh」)、「00h」のXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>(AXDECB<6:0>は「7Fh」)を出力し、評価セルA0が選択される。選択された評価セルA0の被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、カウンタアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。   As a result, the cell test circuit 20 uses the “00h” Y address decode signal AYDEC <6: 0> (AYDECB <6: 0> is “7Fh”), and the “00h” X address decode signal AXDEC <6: 0>. (AXDECB <6: 0> is “7Fh”), and the evaluation cell A0 is selected. The drain terminal voltage VD of the measured transistor DUT of the selected evaluation cell A0 is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, and the gate terminal voltage VG is 0.6 V, so that a current flows from the source terminal to the drain terminal ( In FIG. 13, this corresponds to the bias state of the transistor DUT under measurement in the counter access mode).

時刻t13において、最初のクロック信号CLKが入力されると、カウンタ回路CTにおけるカウンタ開始アドレスラッチ信号ADRLTCHの論理レベルは「1」となり、D型フリップフロップDFc0〜13は、各D端子からアドレス信号(Yアドレス信号AY0B〜AY6B、Xアドレス信号AX0B〜AX6B)を取り込み、QB端子の論理レベルを遷移させる(上述の図6(b)の時刻tcs2またはtcs6に相当する)。
図12においては、Yアドレス信号<6:0>が「04h」、Xアドレス信号が「02h」であるので、D型フリップフロップDFc2及びD型フリップフロップDFc8のQB端子の論理レベル(カウンタアドレス信号CA2B及びCA8Bの論理レベル)のみが「0」となり、他のD型フリップフロップのQB端子の論理レベルは、全て「1」となる。すなわち、CAB<13:0>=「3EFBh」である。これにより、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0104h」(Yアドレス信号AYに対応するカウンタアドレス信号CA<6:0>は「04h」、Xアドレス信号AXに対応するカウンタアドレス信号CA<13:7>は「02h」)となる。
When the first clock signal CLK is input at time t13, the logical level of the counter start address latch signal ADRLTCH in the counter circuit CT becomes “1”, and the D flip-flops DFc0 to DFc0-13 receive the address signal ( Y address signals AY0B to AY6B and X address signals AX0B to AX6B) are taken in and the logic level of the QB terminal is changed (corresponding to the time tcs2 or tcs6 in FIG. 6B).
In FIG. 12, the Y address signal <6: 0> is “04h” and the X address signal is “02h”. Only the logic levels of CA2B and CA8B) are “0”, and the logic levels of the QB terminals of the other D-type flip-flops are all “1”. That is, CAB <13: 0> = “3EFBh”. Thus, the counter address signal CA <13: 0> is “0104h” (the counter address signal CA <6: 0> corresponding to the Y address signal AY is “04h”, and the counter address signal CA corresponding to the X address signal AX is set. <13: 7> is “02h”).

セルテスト回路20は、「04h」のYアドレスデコード信号AYDEC<6:0>及び「02h」のXアドレスデコード信号AXDEC<6:0>を出力するとともに、「7Bh」のYアドレスデコード信号AYDECB<6:0>及び「7Dh」のXアドレスデコード信号AXDECB<6:0>を出力する。これにより、半導体装置においては、該当するアドレスの評価セルが選択される。選択された評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、カウンタアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。   The cell test circuit 20 outputs the Y address decode signal AYDEC <6: 0> of “04h” and the X address decode signal AXDEC <6: 0> of “02h” and the Y address decode signal AYDECB <7B ”of“ 7Bh ”. The X address decode signal AXDECB <6: 0> of 6: 0> and “7Dh” is output. Thereby, in the semiconductor device, the evaluation cell of the corresponding address is selected. The drain terminal voltage VD of the transistor under test DUT of the selected evaluation cell is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, and the gate terminal voltage VG is 0.6 V, so that a current flows from the source terminal to the drain terminal (see FIG. 13 corresponds to the bias state of the transistor under test DUT in the counter access mode).

最初のクロック信号CLKが立ち下がると(上述の図6(b)の時刻tcs3またはtcs7に相当する)、カウンタアドレス初期化信号ADRINITの論理レベルは「0」となり、各D型フリップフロップのD端子はアドレス信号と電気的に非接続にされ、各QB端子と電気的に接続される。また、D型フリップフロップDFc0のCLK端子には、クロック信号CLKが入力され、その他のD型フリップフロップのCLK端子は、前段のD型フリップフロップのQB端子と電気的に接続される。
以降、時刻t14,t15,t16におけるクロック信号CLKの立ち上がりに同期して、カウンタ回路CTは、カウント動作を行い、カウンタアドレス信号CA<13:0>は、「0104h」を開始アドレスとして、「0105h」、「0106h」、「0107h」と1ビットずつインクリメントされていく。
When the first clock signal CLK falls (corresponding to the time tcs3 or tcs7 in FIG. 6B described above), the logical level of the counter address initialization signal ADRINIT becomes “0”, and the D terminal of each D-type flip-flop Is electrically disconnected from the address signal and electrically connected to each QB terminal. The clock signal CLK is input to the CLK terminal of the D-type flip-flop DFc0, and the CLK terminals of the other D-type flip-flops are electrically connected to the QB terminal of the preceding D-type flip-flop.
Thereafter, in synchronization with the rise of the clock signal CLK at times t14, t15, and t16, the counter circuit CT performs a count operation, and the counter address signal CA <13: 0> has “0104h” as the start address “0105h”. "," 0106h "and" 0107h "are incremented bit by bit.

セルテスト回路20は、Yアドレスデコード信号AYDEC<6:0>を「04h」から「05h」、「06h」、「07h」と順に遷移させ、Xアドレスデコード信号AXDEC<6:0>を「02h」に保持する。また、図示しないが、Yアドレスデコード信号AYDECB<6:0>を「7Bh」から「7Ah」、「79h」、「78h」と順に遷移させ、Xアドレスデコード信号AXDECB<6:0>を「7Dh」に保持する。時刻t14〜t15、時刻t15〜t16、時刻t16〜t17のいずれの期間においても、選択される評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる(図13において、カウンタアクセスモードにおける被測定トランジスタDUTのバイアス状態に相当する)。
このように、カウンタアクセスにおいても、ランダムアクセスと同じく、評価セルの被測定トランジスタDUTに追加ストレスを加えることが可能である。
The cell test circuit 20 sequentially changes the Y address decode signal AYDEC <6: 0> from “04h” to “05h”, “06h”, “07h”, and changes the X address decode signal AXDEC <6: 0> to “02h”. ”. Although not shown, the Y address decode signal AYDECB <6: 0> is sequentially changed from “7Bh” to “7Ah”, “79h”, “78h”, and the X address decode signal AXDECB <6: 0> is changed to “7Dh”. ”. In any period of time t14 to t15, time t15 to t16, and time t16 to t17, the drain terminal voltage VD of the measured transistor DUT of the selected evaluation cell is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, The gate terminal voltage VG becomes 0.6 V, and a current flows from the source terminal to the drain terminal (corresponding to the bias state of the measured transistor DUT in the counter access mode in FIG. 13).
As described above, also in the counter access, it is possible to apply additional stress to the measured transistor DUT of the evaluation cell, as in the random access.

図13は、上述した本発明の半導体装置における被測定トランジスタの評価方法を、バイアス状態と併せて整理した図である。図中のNoとして、図8における動作モード分類と同じ番号を用いている。
図13に示すように、通常評価モード(図中のNo1、2で示す)においては、主ドレインフォース線DFに0.95V、主ソースフォース線SFに1.0V、主ゲートフォース線GFに0.6Vを供給する。これにより、評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる。従って、ドレイン電源端子DFPまたはソース電源端子SFPと電源供給装置との間に直列に接続された電流計により、被測定トランジスタDUTの電流を測定できる。
FIG. 13 is a diagram in which the above-described evaluation method of the transistor under measurement in the semiconductor device of the present invention is arranged together with the bias state. As No in the figure, the same number as the operation mode classification in FIG. 8 is used.
As shown in FIG. 13, in the normal evaluation mode (indicated by No. 1 and No. 2 in the figure), the main drain force line DF is 0.95 V, the main source force line SF is 1.0 V, and the main gate force line GF is 0. Supply 6V. As a result, the drain terminal voltage VD of the transistor under test DUT of the evaluation cell is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, and the gate terminal voltage VG is 0.6 V, and current flows from the source terminal to the drain terminal. Therefore, the current of the transistor under test DUT can be measured by an ammeter connected in series between the drain power supply terminal DFP or the source power supply terminal SFP and the power supply device.

なお、通常評価モードにおいて測定できる項目は上述のIonだけではない。例えば、主ドレインフォース線DFに0V、主ソースフォース線SF及び主ゲートフォース線GFに1.0Vを供給し、評価セルの被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VDを0V、ソース端子電圧VS及びゲート端子電圧VGを1Vとすることで、ソース・ドレイン間電圧1Vでのオフ電流(Ioff)も測定できる。
また、主ドレインフォース線DFに0V、主ソースフォース線SFに1Vを供給した状態で、主ゲートフォース線GFに供給する電圧を所望の範囲で変化させ、例えば1マイクロアンペアのソース電流が流れる電圧を求めることで、評価セルの被測定トランジスタDUTのソース・ドレイン間電圧1Vでの閾値電圧(Vt)も求めることができる。
Note that the above-described Ion is not the only item that can be measured in the normal evaluation mode. For example, 0 V is supplied to the main drain force line DF, 1.0 V is supplied to the main source force line SF and the main gate force line GF, the drain terminal voltage VD of the transistor DUT to be measured of the evaluation cell is 0 V, the source terminal voltage VS and the gate. By setting the terminal voltage VG to 1V, the off-current (Ioff) at the source-drain voltage of 1V can also be measured.
In addition, the voltage supplied to the main gate force line GF is changed within a desired range in a state where 0 V is supplied to the main drain force line DF and 1 V is supplied to the main source force line SF. For example, the voltage at which a source current of 1 microampere flows , The threshold voltage (Vt) at the source-drain voltage 1 V of the transistor under test DUT of the evaluation cell can also be obtained.

また、評価セル以外の残りの(16K−1)個の評価セルについては、ドレインストレス線DVS及びソースストレス線SVSに3.0V、ゲートストレス線GVSに0Vを供給することで、被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなり、NBTI試験におけるストレス電圧が印加される状態となる。   For the remaining (16K-1) evaluation cells other than the evaluation cell, 3.0 V is supplied to the drain stress line DVS and the source stress line SVS, and 0 V is supplied to the gate stress line GVS, so that the transistor DUT to be measured is supplied. The drain terminal voltage VD and the source terminal voltage VS are 3.0 V, the gate terminal voltage VG is 0 V, and the stress voltage in the NBTI test is applied.

また、図13に示すように、第2のテストモード(図中のNo3で示すDUT全選択)では、全ての評価セルが同時に選択されるため、ドレイン電源端子DFP、ゲート電源端子GFP及びソース電源端子SFPを介して全評価セルの被測定トランジスタDUTに各電圧を印加することにより、全ての被測定トランジスタDUT一括の特性評価を行うことができる。
具体的には、主ドレインフォース線DFにドレイン電圧VD=0.95Vを供給し、主ソースフォース線SFにソース電圧VS=1.0Vを供給し、主ゲートフォース線GFにゲート電圧VG=0.6Vを供給することで、16k個の評価セルの被測定トランジスタDUT各々において、ドレイン端子電圧VDは0.95V、ソース端子電圧VSは1.0V、ゲート端子電圧VGは0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる。
Further, as shown in FIG. 13, in the second test mode (all DUT selection indicated by No. 3 in the figure), all the evaluation cells are selected simultaneously, so that the drain power supply terminal DFP, the gate power supply terminal GFP, and the source power supply are selected. By applying each voltage to the measured transistors DUT of all the evaluation cells via the terminal SFP, the characteristics of all the measured transistors DUT can be collectively evaluated.
Specifically, the drain voltage VD = 0.95V is supplied to the main drain force line DF, the source voltage VS = 1.0V is supplied to the main source force line SF, and the gate voltage VG = 0 is supplied to the main gate force line GF. By supplying .6 V, the drain terminal voltage VD is 0.95 V, the source terminal voltage VS is 1.0 V, and the gate terminal voltage VG is 0.6 V in each of the measured transistors DUT of 16k evaluation cells. Current flows from the terminal to the drain terminal.

従って、ドレイン電源端子DFPまたはソース電源端子SFPと電源供給装置との間に直列に接続された電流計により、16k個の被測定トランジスタDUTの電流を測定できる。また、測定結果を16kで除することによりDMAにおける被測定トランジスタDUTの平均電流を求めることができる。例えば、本テストモードを用いることで、製造後の半導体装置が所望のデバイス特性を示すかどうかを短時間に知ることができる。
また、上述の通常評価モードと同様に主ドレインフォース線DF、主ソースフォース線SF及び主ゲートフォース線GFに電圧を供給し、測定評価することで、16k個の被測定トランジスタDUTのIoff、Vtも測定できる。
Therefore, the current of 16k transistors under test DUT can be measured by an ammeter connected in series between the drain power supply terminal DFP or the source power supply terminal SFP and the power supply device. Moreover, the average current of the transistor under test DUT in the DMA can be obtained by dividing the measurement result by 16k. For example, by using this test mode, it is possible to know in a short time whether or not a manufactured semiconductor device exhibits desired device characteristics.
Similarly to the above-described normal evaluation mode, voltages are supplied to the main drain force line DF, the main source force line SF, and the main gate force line GF, and measurement evaluation is performed, so that Ioff and Vt of the 16k transistors DUT to be measured. Can also be measured.

一方、図13に示すように、第1のテストモード(図中のNo4で示すDUT全非選択)では、16k個全ての評価セルの被測定トランジスタDUTにストレス電圧を印加できる。具体的には、ドレインストレス線DVS及びソースストレス線SVSに3.0V、ゲートストレス線GVSに0Vを供給することで、各々の被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなり、16k個の被測定トランジスタDUT全てにNBTI試験におけるストレス電圧が印加される状態となる。   On the other hand, as shown in FIG. 13, in the first test mode (DUT all unselected indicated by No. 4 in the figure), a stress voltage can be applied to the measured transistors DUT of all 16k evaluation cells. Specifically, by supplying 3.0 V to the drain stress line DVS and the source stress line SVS and 0 V to the gate stress line GVS, the drain terminal voltage VD and the source terminal voltage VS of each measured transistor DUT are 3. 0V and the gate terminal voltage VG are 0V, and the stress voltage in the NBTI test is applied to all 16k transistors DUT.

以上のように、本実施形態に係る半導体装置を用いることにより、通常評価モード(ランダムアクセス及びカウンタアクセス)においては、任意の評価セルの被測定トランジスタDUTのトランジスタ特性を評価でき、当該評価期間中において、その他の評価セルの被測定トランジスタDUTにはストレス電圧を印加できる。また、第1のテストモードにおいては、すべての評価セルの被測定トランジスタDUTにストレス電圧を印加できる。従って、通常評価モードにおいて被測定トランジスタDUTの特性評価を行い、第1のテストモードに移行してストレス電圧を印加し、更に通常評価モードに移行して被測定トランジスタDUTの特性評価を行う場合、評価セルの被測定トランジスタDUTは、測定評価している時間以外においてはストレス電圧が印加される状態にあるため、上述した測定が後になる被測定トランジスタの特性が回復してしまうという問題を解決できる。   As described above, by using the semiconductor device according to the present embodiment, in the normal evaluation mode (random access and counter access), the transistor characteristics of the measured transistor DUT of any evaluation cell can be evaluated. The stress voltage can be applied to the transistor under test DUT of other evaluation cells. In the first test mode, a stress voltage can be applied to the measured transistors DUT of all the evaluation cells. Therefore, in the normal evaluation mode, the characteristics of the transistor DUT to be measured are evaluated, the stress voltage is applied by shifting to the first test mode, and the characteristics of the transistor DUT to be measured is further shifted to the normal evaluation mode. Since the transistor under test DUT of the evaluation cell is in a state in which a stress voltage is applied except for the time during which the measurement is evaluated, the problem that the characteristics of the transistor under measurement after the measurement described above are recovered can be solved. .

なお、図11を用いて説明したように、通常評価モードにおいては、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルによってランダムアクセスとカウンタアクセスとのいずれか一方を用いることができる。どちらのアクセス方式であっても、選択された評価セルの被測定トランジスタの評価方法は、上述の通り同じであるので、いずれのアクセス方式を採っても、評価セルの被測定トランジスタDUTは、測定評価している時間以外においてはストレス電圧が印加される状態にある。   As described with reference to FIG. 11, in the normal evaluation mode, either random access or counter access can be used depending on the logic level of the selector control signal SELCONT. Regardless of which access method is used, the evaluation method of the transistor under measurement of the selected evaluation cell is the same as described above. Therefore, regardless of which access method is used, the transistor under measurement DUT of the evaluation cell is measured. The stress voltage is applied during the time other than the evaluation time.

また、全ての評価セルに加わるストレス時間を同一にできる。上述の図9を用いて説明すると、最初の通常評価モードの時間(時刻t1〜t2)の間に16K全ての評価セルの被測定トランジスタDUTの測定を順番に行い、第1のテストモードの時間(時刻t2〜t3)において、全ての評価セルの被測定トランジスタDUTにストレス電圧を印加する。次に、続く通常評価モードの時間(時刻t3〜t4)の間に、先の時刻t1〜t2と同じ順番で全ての評価セルの被測定トランジスタDUTの測定を行う。こうすれば、全ての評価セルの被測定トランジスタDUTのストレス電圧印加時間を、1個の評価セルに要する時間×(16K−1)+テストモード時間(t3−t2の時間に相当する)とすることができる。従って、本実施形態に係る半導体評価回路を用いることにより、全評価セルの被測定トランジスタDUTのストレス電圧印加時間を等しくでき、高精度のTEGを提供できる。   Moreover, the stress time applied to all the evaluation cells can be made the same. Referring to FIG. 9 described above, during the time of the first normal evaluation mode (time t1 to t2), the measurement of the measured transistors DUT of all the evaluation cells of 16K is performed in order, and the time of the first test mode At (time t2 to t3), a stress voltage is applied to the measured transistors DUT of all the evaluation cells. Next, during the subsequent normal evaluation mode time (time t3 to t4), the measured transistors DUT of all evaluation cells are measured in the same order as the previous times t1 to t2. In this way, the stress voltage application time of the transistor under test DUT of all evaluation cells is set to the time required for one evaluation cell × (16K−1) + test mode time (corresponding to the time t3−t2). be able to. Therefore, by using the semiconductor evaluation circuit according to this embodiment, the stress voltage application time of the transistors under test DUT of all evaluation cells can be made equal, and a highly accurate TEG can be provided.

また、本実施形態の半導体装置においては、アドレス信号とカウンタ回路CTの出力を、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルに応じて切り替える回路構成をとっているが、例えば、セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルを「1」、Yアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>の論理レベルを「0」に固定しておくことで、カウンタアクセスモードのみで評価することが可能である。そのときは、アドレス入力ピンが必要なくなる。従って、例えば本発明の実施形態に係わる半導体評価回路をパッケージ組み立て後に多数同時に測定評価する場合などは、評価用のピン数を大幅に削減することができる効果を奏する。   In the semiconductor device according to the present embodiment, the circuit configuration is such that the address signal and the output of the counter circuit CT are switched according to the logic level of the selector control signal SELCONT. For example, the logic level of the selector control signal SELCONT is changed. By fixing the logic levels of “1”, Y address signal AY <6: 0> and X address signal AX <6: 0> to “0”, it is possible to evaluate only in the counter access mode. . In that case, the address input pin is not necessary. Therefore, for example, when many semiconductor evaluation circuits according to embodiments of the present invention are measured and evaluated simultaneously after assembling the package, the number of pins for evaluation can be greatly reduced.

また、本発明の実施形態のように、ランダムアクセスとカウンタアクセスを有することで、以下のような利点がある。
(1)初期特性の測定においては、半導体装置全体の被測定トランジスタDUTを評価する際、評価セルを変えるたびにアドレス入力をする必要をなくすため、クロック信号CLKで制御できるカウンタアクセスモードで特性評価する。例えば、Yアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>を、「00h」、「00h」として評価セルA0に開始アドレスを設定し、以降クロック信号CLKを入力させることで、カウンタ回路CTにより「7Fh」、「7Fh」まで(上述の評価セルA2)までカウントアップして、全ての被測定トランジスタDUTの初期特性を取得することができる。
Further, as in the embodiment of the present invention, having random access and counter access has the following advantages.
(1) In measuring the initial characteristics, when evaluating the transistor under test DUT of the entire semiconductor device, it is not necessary to input an address every time the evaluation cell is changed. Therefore, the characteristics are evaluated in the counter access mode that can be controlled by the clock signal CLK. To do. For example, the Y address signal AY <6: 0> and the X address signal AX <6: 0> are set to “00h” and “00h”, the start address is set in the evaluation cell A0, and the clock signal CLK is input thereafter. The counter circuit CT counts up to “7Fh” and “7Fh” (the above-described evaluation cell A2), and the initial characteristics of all the transistors DUT to be measured can be acquired.

(2)次に、(1)でデータを取得した後、DMA内の特定領域で正規分布から外れる異常特性の被測定トランジスタDUTが集まっているなどの問題が起きた場合、アドレスが判明しているその領域を再度、詳細に評価しなおす必要がある。この場合、ランダムアクセスとカウンタアクセスを組み合わせ特性評価することができる。例えば、かかる特定領域がDMAの外周の同一Xアドレス沿いに発生している場合、Xアドレスのアドレス及び領域におけるYアドレスの最下位アドレスを入力し、その後セレクタ制御信号SELCONTの論理レベルを「1」とし、クロック信号CLKを入力していくことで、上記特定領域領域内の被測定トランジスタDUTを、更に詳細に測定評価を行うことができる。   (2) Next, after acquiring the data in (1), if a problem occurs such as gathering the measured transistors DUT with abnormal characteristics that deviate from the normal distribution in a specific area in the DMA, the address is found The area in question needs to be re-evaluated in detail again. In this case, it is possible to evaluate characteristics by combining random access and counter access. For example, when such a specific area occurs along the same X address on the outer periphery of the DMA, the address of the X address and the lowest address of the Y address in the area are input, and then the logic level of the selector control signal SELCONT is set to “1”. By inputting the clock signal CLK, measurement and evaluation of the transistor under test DUT in the specific region can be performed in more detail.

(3)また、上記(1)或いは(2)の評価において、正規分布から大きく外れる異常な被測定トランジスタDUTが複数見つかった場合、その被測定トランジスタDUTを特定し詳細評価を行う必要がある。この場合、ランダム読み出しモードを使用して、当該被測定トランジスタDUTのアドレスを直接入力して、詳細に測定評価を行うことができる。
このように、本発明の半導体装置は、その評価の目的によって、各種モードを使い分けることができる。
(3) Further, in the evaluation of (1) or (2) above, when a plurality of abnormal measured transistors DUT that deviate greatly from the normal distribution are found, it is necessary to specify the measured transistor DUT and perform detailed evaluation. In this case, it is possible to perform detailed measurement evaluation by directly inputting the address of the transistor DUT to be measured using the random read mode.
Thus, the semiconductor device of the present invention can use various modes depending on the purpose of the evaluation.

なお、上記(2)、(3)における測定評価においては、(1)と同じドレイン、ソース及びゲート電圧を主ドレインフォース線DF等に供給してもよいが、更に詳細に評価を行ってもよい。例えば、該当する評価セルを選択して、主ドレインフォース線DFに1V、主ソースフォース線SFに0Vを供給して、主ゲートフォース線GFに供給する電圧を1Vから0Vへ変化させ、VG−ID曲線を求めてもよい。
また、例えば、主ソースフォース線SFに0Vを、主ゲートフォース線GFに供給する電圧を数点に固定(例えば0.75V、0.5V、0.25V、0Vの4点に固定)して、それぞれの主ゲートフォース線GFへの供給電圧において、主ドレインフォース線DFに供給する電圧を1Vから0Vまで変化させ、VD−ID曲線を求めてもよい。
In the measurement evaluation in the above (2) and (3), the same drain, source, and gate voltages as in (1) may be supplied to the main drain force line DF or the like. Good. For example, the relevant evaluation cell is selected, 1V is supplied to the main drain force line DF, 0V is supplied to the main source force line SF, the voltage supplied to the main gate force line GF is changed from 1V to 0V, and VG− An ID curve may be obtained.
Also, for example, 0V is fixed to the main source force line SF and the voltage supplied to the main gate force line GF is fixed to several points (for example, fixed to four points of 0.75V, 0.5V, 0.25V, and 0V). The VD-ID curve may be obtained by changing the voltage supplied to the main drain force line DF from 1 V to 0 V in the supply voltage to each main gate force line GF.

次に、図14〜図17を用いて、半導体装置の評価における測定環境等について説明する。
図14は、本発明の実施形態における半導体装置のレイアウト概念図を示す。図14において、P1〜P35は、パッド電極を示している。また、図中、制御回路は、上述のXセレクト用プリデコーダPDX、Yセレクト用プリデコーダPDY、Xセレクト用メインデコーダMDX、Yセレクト用メインデコーダMDY及びセルテスト回路20を含んで構成されている。16k個の評価セルは、図示はしないが、マトリックス状に配置され、図中のDUTアレイ1〜4内に4kずつ配置されている。
Next, the measurement environment and the like in the evaluation of the semiconductor device will be described with reference to FIGS.
FIG. 14 is a conceptual diagram of the layout of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. In FIG. 14, P1 to P35 indicate pad electrodes. In the figure, the control circuit includes the X-select predecoder PDX, the Y-select predecoder PDY, the X-select main decoder MDX, the Y-select main decoder MDY, and the cell test circuit 20. . Although not shown, the 16k evaluation cells are arranged in a matrix, and 4k are arranged in each of the DUT arrays 1 to 4 in the figure.

図15は、図14における各パッド電極の仕様図であり、パッド番号P、パッド名及び内容(用途)を示している。図15において、電源電圧等を供給するパッドがパッド電極P1〜P3へ、被測定トランジスタDUTの評価用パッドがパッド電極P5〜P10へ、被測定トランジスタDUTへのストレス電圧印加用パッドがパッド電極P11〜P13へ、セルテスト回路20へ入力される制御信号等及びアドレス信号用パッドがP15〜P35へと割り当てられている。   FIG. 15 is a specification diagram of each pad electrode in FIG. 14 and shows the pad number P, the pad name, and the contents (use). In FIG. 15, a pad for supplying a power supply voltage or the like is applied to pad electrodes P1 to P3, an evaluation pad for the transistor under measurement DUT is connected to pad electrodes P5 to P10, and a pad for applying a stress voltage to the transistor under measurement DUT is a pad electrode P11. To P13, control signal and the like and address signal pads input to the cell test circuit 20 are assigned to P15 to P35.

図14において、16k個の評価セルを、DUTアレイ1〜4に4kずつ4分割しているのは、各評価セルへの、パッド電極P1〜P3からの電源配線、パッド電極P5〜P10からの測定用電源配線、パッド電極P11〜13からのストレス印加用配線等の配線抵抗を小さくすることで電圧降下を抑え、被測定トランジスタDUTを精度良く測定するためである。   In FIG. 14, 16k evaluation cells are divided into 4k by 4k in DUT arrays 1 to 4, because power wiring from pad electrodes P1 to P3 and pad electrodes P5 to P10 are connected to each evaluation cell. This is because the voltage drop is suppressed by reducing the wiring resistance of the measurement power supply wiring and the stress application wiring from the pad electrodes P11 to P13, and the measured transistor DUT is accurately measured.

また、16k個の評価セルは、DUTアレイ1〜4へ4kビットずつ分割されることで、DUTアレイ毎に回路定数(ゲート幅W,ゲート長L等)の異なる被測定トランジスタDUTを配置し、測定評価をすることができる。例えば、DUTアレイ1〜4において、被測定トランジスタDUTのWを同一サイズとし、Lのサイズはアレイ毎に異なるものとして、ストレス印加によるVt等の特性変動のL依存性のデータを取得することが出来る。また、Lを同一サイズとし、WのサイズをDUTアレイ1〜4各々において異なるものとしてW依存性を取得する、或いは、L及びWをDUTアレイ1〜4各々において異なるものとしてゲート面積依存性を取得することができる構成としてもよい。   In addition, the 16k evaluation cells are divided into 4 kbits into the DUT arrays 1 to 4 so that the measured transistors DUT having different circuit constants (gate width W, gate length L, etc.) are arranged for each DUT array. Measurement evaluation can be made. For example, in the DUT arrays 1 to 4, it is possible to obtain data on L dependency of characteristic fluctuations such as Vt due to stress application, assuming that W of the transistor DUT to be measured has the same size and the size of L is different for each array. I can do it. In addition, it is assumed that L is the same size and W size is different in each of the DUT arrays 1 to 4 to obtain W dependency, or L and W are different in each of the DUT arrays 1 to 4 to obtain gate area dependency. It is good also as a structure which can be acquired.

また、以上の例に限らず、各々のDUTアレイ内で、被測定トランジスタDUTの寸法を更に変える構成としてもよい。或いは、レイアウトにおいてL又はWの寸法を変更することなく、例えばウエハー製造の際に、専用のレチクル(フォトマスク)を準備し、アレイ1〜4における被測定トランジスタのゲート酸化膜厚をアレイ毎に変えることも可能である。一般にはゲート酸化膜厚が薄くなるにつれ、NBTI耐性は悪くなると言われているので、プロセス開発におけるゲート酸化膜厚を決定する際に、4種類の膜厚に対応するNBTI評価特性を一回の評価で採取することができ、プロセス条件設定を迅速に行うこともできる。   Further, the present invention is not limited to the above example, and the dimensions of the transistor DUT to be measured may be further changed in each DUT array. Alternatively, without changing the dimension of L or W in the layout, for example, when a wafer is manufactured, a dedicated reticle (photomask) is prepared, and the gate oxide film thickness of the transistors under measurement in the arrays 1 to 4 is set for each array. It is also possible to change. In general, it is said that the NBTI resistance deteriorates as the gate oxide film thickness decreases. Therefore, when determining the gate oxide film thickness in the process development, the NBTI evaluation characteristics corresponding to the four types of film thicknesses are obtained once. It can be collected by evaluation, and process conditions can be set quickly.

なお、DUTアレイ1〜4のうちのいずれのアレイが選択されるかは、MSB及びその一つ下位のアドレスにどのアドレスを用いるかによって決定されるが、上述の実施例においては、Xアドレス信号AX6及びAX5が、かかるアドレスに該当する。例えば、Xアドレス信号AX6及びAX5の論理レベルの組み合わせ(AX6、AX5)によって、(0、0)の場合はDUTアレイ1、(0,1)の場合はDUTアレイ2、(1,0)の場合はDUTアレイ3、(1,1)の場合はDUTアレイ4の評価セルが選択されるように構成される。   Note that which one of the DUT arrays 1 to 4 is selected is determined by which address is used for the MSB and its lower address. In the above embodiment, the X address signal is selected. AX6 and AX5 correspond to such addresses. For example, depending on the combination of the logic levels of the X address signals AX6 and AX5 (AX6, AX5), (0, 0) is DUT array 1, (0, 1) is DUT array 2, (1,0) In the case of DUT array 3, the evaluation cell of DUT array 4 is selected in the case of (1, 1).

また、図14において、PAD配置をチップ(半導体装置)の一辺に平行な直線上に1列に配置しているのは、4チップ(複数チップ)同時測定を容易にするためである。この理由を図16及び図17を用いて説明する。
図16は、半導体装置が、パッド電極形成工程まで製造された後に行う4チップ(複数の半導体装置)同時測定の概念図である。
また、図17は、4チップの同時測定に用いられるプローブカードの端子仕様を示す図であり、プローブカードの端子番号Qと、端子名及び内容(用途)、4チップの番号(1〜4)及びパッド番号Pが示されている。
In FIG. 14, the PAD arrangement is arranged in a line on a straight line parallel to one side of the chip (semiconductor device) in order to facilitate simultaneous measurement of 4 chips (plural chips). The reason for this will be described with reference to FIGS.
FIG. 16 is a conceptual diagram of simultaneous measurement of four chips (a plurality of semiconductor devices) performed after the semiconductor device is manufactured up to the pad electrode formation step.
FIG. 17 is a diagram showing the terminal specifications of the probe card used for the simultaneous measurement of 4 chips. And pad number P is shown.

図16において、プローブ針は、各チップのパッド電極P35(図15におけるYアドレス信号AY6)に接触されるプローブ針のみを示している。4本のプローブ針は、図17に仕様を示すプローブカード(図16において図示せず)に電気的に接続され、プローブカードにおいてプリント配線により短絡されるか、或いはプローブカードが装着されるテスタ(半導体評価装置)のパフォーマンスボード上で短絡される。そして、テスタにより端子Q44(Yアドレス信号AY6)に電圧を供給すれば、プローブカードの4本のプローブ針を介して、4チップのパッド電極P35には同じ電圧が供給される。なお、4チップが同時測定される本プローブカードにおいては、テスタの使用ピン数(端子数)を削減するために、他のピンの大半も共通化されている。   In FIG. 16, the probe needles show only the probe needles that are in contact with the pad electrode P35 (Y address signal AY6 in FIG. 15) of each chip. The four probe needles are electrically connected to a probe card (not shown in FIG. 16) whose specifications are shown in FIG. 17, and are short-circuited by printed wiring in the probe card or a tester on which the probe card is mounted ( Shorted on the performance board of the semiconductor evaluation equipment. If a voltage is supplied to the terminal Q44 (Y address signal AY6) by the tester, the same voltage is supplied to the pad electrode P35 of the four chips through the four probe needles of the probe card. In this probe card in which four chips are measured simultaneously, most of the other pins are shared in order to reduce the number of tester pins used (number of terminals).

例えば、テスタにより、図17に仕様を示すプローブカードの端子Q31〜44へ電圧を供給する。対応する4チップのアドレス信号入力パッド電極P19〜P35には、それぞれのチップに接触されるプローブ針を介して、4チップにおいて同一の電圧が供給されることになる。また、セルテスト回路20に入力される制御信号は、端子Q45〜48に相当し、全て4チップ共通であるので、図17に仕様を示すプローブカードを用いることで、4チップの動作モードは同じになる。   For example, a tester supplies a voltage to the terminals Q31-44 of the probe card whose specifications are shown in FIG. Corresponding four chips of address signal input pad electrodes P19 to P35 are supplied with the same voltage in the four chips via probe needles in contact with the respective chips. Further, since the control signals input to the cell test circuit 20 correspond to the terminals Q45 to 48 and are common to all four chips, the operation mode of the four chips is the same by using the probe card whose specifications are shown in FIG. become.

また、端子Q1〜6に相当する電源電圧(VDD)、接地電圧(GND)、ストレス電圧(ゲート電源線、ドレイン電源線、ソース電源線にそれぞれ印加されるG STRESS、D STRESS、S STRESS)及び被測定トランジスタへのバックバイアス電圧供給用のウェル電圧(WELL)は、4チップに共通に供給され、4チップは同じ電源電圧で動作し、同じストレス電圧が印加される。
一方、端子Q7〜30は、被測定トランジスタDUTの測定評価に用いる端子であり、チップ1〜4に供給するバイアスを個別に設定できるように、チップ毎、パッド電極毎に別々に設けられている。すなわち、図17に仕様を示すプローブカードを用いることで、これらのパッド電極に供給される電圧を4チップにおいて各々異なる電圧とすることが可能である。
Also, the power supply voltage (VDD), ground voltage (GND), stress voltage (G STRESS, D STRESS, S STRESS applied to the gate power supply line, drain power supply line, and source power supply line, respectively) corresponding to the terminals Q1 to Q6, and A well voltage (WELL) for supplying a back bias voltage to the transistor under measurement is commonly supplied to the four chips, and the four chips operate at the same power supply voltage and are applied with the same stress voltage.
On the other hand, the terminals Q7 to 30 are terminals used for measurement and evaluation of the transistor DUT to be measured, and are provided separately for each chip and each pad electrode so that the bias supplied to the chips 1 to 4 can be individually set. . That is, by using the probe card whose specifications are shown in FIG. 17, it is possible to set the voltages supplied to these pad electrodes to different voltages in the four chips.

例えば、図17に仕様を示すプローブカードを用いて、4チップを、通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)から、テストモード(DUT全非選択モード:第1のテストモード)へ移行させ、その後、再び通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)へ移行させる場合を例にとり説明すると、4チップの動作は次の動作になる。なお、プローブカードの端子Q3(ゲートストレス端子)には0V、端子Q4(ドレインストレス端子)及び端子Q5(ソースストレス端子)には3Vが、それぞれ供給されているものとする。   For example, by using the probe card whose specification is shown in FIG. 17, four chips are changed from the normal evaluation mode (random access: first address mode in the normal evaluation mode) to the test mode (DUT all non-selection mode: first test). In the case of shifting to the normal evaluation mode (random access: the first address mode in the normal evaluation mode), the operation of 4 chips is as follows. It is assumed that 0V is supplied to the terminal Q3 (gate stress terminal) of the probe card, and 3V is supplied to the terminal Q4 (drain stress terminal) and the terminal Q5 (source stress terminal).

端子Q1、2及び6(VDD,GND、WELL)に所定の電圧(例えばVDD=1.2V、GND=0V,WELL=1.2V)を供給し、端子Q45に入力されるテスト信号TEST0、端子Q46に入力されるテスト信号TEST1及び端子Q48に入力されるセレクタ制御信号SELCONTの論理レベルを「0」(電圧レベル0V)にすると、チップ1〜4は通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)となる。   A predetermined voltage (for example, VDD = 1.2V, GND = 0V, WELL = 1.2V) is supplied to the terminals Q1, 2, and 6 (VDD, GND, WELL), and the test signal TEST0, which is input to the terminal Q45, the terminal When the logic levels of the test signal TEST1 input to Q46 and the selector control signal SELCONT input to the terminal Q48 are set to “0” (voltage level 0V), the chips 1 to 4 are in the normal evaluation mode (random access: normal evaluation mode). (First address mode).

例えば、Yアドレス信号AY<6:0>=「00h」、Xアドレス信号AX<6:0>=「00h」と設定すると、チップ1〜4各々において、上述の評価セルA0が選択される。端子Q10、16、22及び28に0.95Vを、端子Q12、18、24、30に1.0Vを、端子Q8、14、20及び26に0.6Vを供給すると、各々のチップにおいて、主ドレインフォース線DFにドレイン電圧VD=0.95V、主ソースフォース線SFにソース電圧VS=1.0V、主ゲートフォース線GFにゲート電圧VG=0.6Vが供給される。
これにより、チップ1〜4各々において、評価セルA0の被測定トランジスタDUTのドレイン端子電圧VD(A0)は0.95V、ソース端子電圧VS(A0)は1.0V、ゲート端子電圧VG(A0)は0.6Vとなり、ソース端子からドレイン端子へ電流が流れる。テスタにおいてソース端子に対応する端子Q12、18、24、30から流れ出る電流をモニターすれば、被測定トランジスタDUTの電流値を個別に取得できる。
For example, when the Y address signal AY <6: 0> = “00h” and the X address signal AX <6: 0> = “00h” are set, the evaluation cell A0 is selected in each of the chips 1 to 4. When 0.95V is supplied to the terminals Q10, 16, 22, and 28, 1.0V is supplied to the terminals Q12, 18, 24, and 30 and 0.6V is supplied to the terminals Q8, 14, 20, and 26, A drain voltage VD = 0.95V is supplied to the drain force line DF, a source voltage VS = 1.0V is supplied to the main source force line SF, and a gate voltage VG = 0.6V is supplied to the main gate force line GF.
Accordingly, in each of the chips 1 to 4, the drain terminal voltage VD (A0) of the transistor under test DUT of the evaluation cell A0 is 0.95V, the source terminal voltage VS (A0) is 1.0V, and the gate terminal voltage VG (A0). Becomes 0.6 V, and a current flows from the source terminal to the drain terminal. If the current flowing out from the terminals Q12, 18, 24, 30 corresponding to the source terminal is monitored in the tester, the current value of the transistor DUT to be measured can be individually acquired.

なお、被測定トランジスタDUTのドレイン、ソース、ゲートの各端子に対応するテスタにおける端子は、図17に示すようにチップ毎に設けられているので、上述のようにチップ1〜4へ同一電圧を供給せず、個別に電圧を供給して異なる条件で被測定トランジスタDUTを測定評価してもよい。
また、各チップの評価セルA0の被測定トランジスタDUTを評価している期間において、残りの(64k−4)個の被測定トランジスタDUTには、端子Q3〜Q5よりストレス電圧が印加され、各々のドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなる。すなわち、これらの被測定トランジスタDUTはNBTI試験におけるストレス電圧が印加される状態となる。
Since the terminals in the tester corresponding to the drain, source, and gate terminals of the transistor DUT to be measured are provided for each chip as shown in FIG. 17, the same voltage is applied to the chips 1 to 4 as described above. The transistor under test DUT may be measured and evaluated under different conditions by supplying voltages individually without supplying them.
Further, during the period when the measured transistor DUT of the evaluation cell A0 of each chip is being evaluated, a stress voltage is applied to the remaining (64k-4) measured transistors DUT from the terminals Q3 to Q5. The drain terminal voltage VD and the source terminal voltage VS are 3.0V, and the gate terminal voltage VG is 0V. That is, the transistor under test DUT is in a state where a stress voltage in the NBTI test is applied.

また、このモードにおいて、ユーザがYアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>を自由に設定することにより、所望のXY座標(行及び列)に配置されている評価セルの被測定トランジスタDUTを測定評価できる。
例えば、Yアドレス信号AY<6:0>及びXアドレス信号AX<6:0>を、AY<6:0>=「00h」かつAX<6:0>=「00h」から、Xアドレス信号AX0をLSB、Yアドレス信号AY6をMSBとして1ビットずつ変化させていき、最後にアドレスをAY<6:0>=「7Fh」かつAX<6:0>=「7Fh」とする。そして、それぞれの期間において評価セルの被測定トランジスタDUTの電流を測定評価することで、64K個の評価セルの被測定トランジスタDUT全ての電流を、図9の動作説明において述べた16k個の測定時間と同じ時間で測定評価することができる。
Further, in this mode, the user can freely set the Y address signal AY <6: 0> and the X address signal AX <6: 0>, whereby the evaluation arranged at the desired XY coordinates (row and column). The measured transistor DUT of the cell can be measured and evaluated.
For example, the Y address signal AY <6: 0> and the X address signal AX <6: 0> are changed from AY <6: 0> = “00h” and AX <6: 0> = “00h” to the X address signal AX0. LSB and Y address signal AY6 as MSB, and the address is changed bit by bit. Finally, the address is set to AY <6: 0> = “7Fh” and AX <6: 0> = “7Fh”. Then, by measuring and evaluating the current of the transistor under test DUT of the evaluation cell in each period, the current of all the transistors under test DUT of the 64K evaluation cells is converted to the 16k measurement time described in the operation description of FIG. Can be measured and evaluated at the same time.

次に、端子Q45に入力されるテスト信号TEST0の論理レベルを「1」(電圧レベル1.2V)にすると、チップ1〜4はテストモード(DUT全非選択モード:第1のテストモード)へ移行する。そして、64k個の被測定トランジスタDUTには、端子Q3〜Q5よりストレス電圧が印加され、各々のドレイン端子電圧VD及びソース端子電圧VSは3.0V、ゲート端子電圧VGは0Vとなる。すなわち、全ての被測定トランジスタDUTはNBTI試験におけるストレス電圧が印加された状態となる。   Next, when the logic level of the test signal TEST0 input to the terminal Q45 is set to “1” (voltage level 1.2 V), the chips 1 to 4 enter the test mode (DUT all non-selection mode: first test mode). Transition. A stress voltage is applied to the 64 k measured transistors DUT from the terminals Q3 to Q5, and the drain terminal voltage VD and the source terminal voltage VS are 3.0 V and the gate terminal voltage VG is 0 V, respectively. That is, all the transistors under test DUT are in a state where the stress voltage in the NBTI test is applied.

次に、端子Q45に入力されるテスト信号TEST0の論理レベルを「0」(電圧レベル1.2V)にすることで、4チップは再び通常評価モード(ランダムアクセス:通常評価モードにおける第1のアドレスモード)へ移行する。上に述べた通常評価モードと同じく、AY<6:0>=「00h」かつAX<6:0>=「00h」から、Xアドレス信号AX0をLSB、Yアドレス信号AY6をMSBとして1ビットずつ変化させていき、最後にアドレスをAY<6:0>=「7Fh」かつAX<6:0>=「7Fh」とする。そして、それぞれの期間において評価セルの被測定トランジスタDUTの電流を測定評価することで、NBTI試験におけるストレス電圧印加後の64K個の評価セルの被測定トランジスタDUT全ての電流を、測定評価することができる。   Next, the logic level of the test signal TEST0 input to the terminal Q45 is set to “0” (voltage level 1.2V), so that the four chips are again in the normal evaluation mode (random access: first address in the normal evaluation mode). Mode). As in the normal evaluation mode described above, from AY <6: 0> = “00h” and AX <6: 0> = “00h”, the X address signal AX0 is LSB and the Y address signal AY6 is MSB bit by bit. Finally, the address is changed to AY <6: 0> = “7Fh” and AX <6: 0> = “7Fh”. Then, by measuring and evaluating the current of the measured transistor DUT of the evaluation cell in each period, it is possible to measure and evaluate the current of all the measured transistors DUT of the 64K evaluation cells after applying the stress voltage in the NBTI test. it can.

このように、4チップ同時測定においては、一つの被測定トランジスタDUTの測定評価に要する時間を1チップ測定のときと同じ時間にすれば、全ての被測定トランジスタDUTの測定評価時間を1チップ測定と同じ時間にできる。すなわち、同じ時間で4倍の被測定トランジスタの測定評価を行うことができる。しかし、それだけにとどまらず、NBTI試験を行う被測定トランジスタDUTの数も、同一時間(テスト信号TEST0の論理レベルが「1」の期間)において4倍にできる。
なお、上述した4チップ同時測定においては、図9を用いて説明した1チップにおける動作モードの移行と同じ例について説明したが、図10の動作に相当するストレス追加、図11の動作に相当するランダムモードからカウンタモードへの移行、図12の動作に相当するカウンタモードにおけるストレス追加についても、4チップ同時測定可能である。いずれにおいても、図17に仕様を示すプローブカードを用いて、被測定トランジスタDUTを測定評価する際、選択される評価セルのXY座標(行及び列)は、チップ1〜4において同じとなる。
In this way, in the 4-chip simultaneous measurement, if the time required for measurement and evaluation of one measured transistor DUT is set to the same time as that for one-chip measurement, the measurement evaluation time for all the measured transistors DUT is measured by one chip. At the same time. That is, the measurement evaluation of the transistor under measurement can be performed four times in the same time. However, the number of transistors under test DUT that perform the NBTI test can be quadrupled in the same time (period in which the logic level of the test signal TEST0 is “1”).
In the four-chip simultaneous measurement described above, the same example as the transition of the operation mode in one chip described with reference to FIG. 9 has been described, but stress addition corresponding to the operation of FIG. 10 and the operation of FIG. The transition from the random mode to the counter mode and the stress addition in the counter mode corresponding to the operation of FIG. In any case, when the measured transistor DUT is measured and evaluated using the probe card whose specification is shown in FIG. 17, the XY coordinates (row and column) of the selected evaluation cell are the same in the chips 1 to 4.

また、当該座標の評価セルの被測定トランジスタDUTを測定評価しているときは、他の被測定トランジスタDUTは、同じストレス電圧が印加される。また、DUT全非選択モード(図13のNo.4に示す)においては、4チップ全ての被測定トランジスタDUTには、同じストレス電圧が印加される。
なお、DUT全選択モード(図13のNo.3に示す)においては、16k個の被測定トランジスタDUT一括のIon,Ioff、Vtを測定できるが、4チップ同時測定においては、チップ1〜4の各々について測定端子が別々に設けられているので、異なるバイアス条件で上記各項目を測定できる。
When the measured transistor DUT of the evaluation cell at the coordinates is measured and evaluated, the same stress voltage is applied to the other measured transistors DUT. In the DUT all non-selection mode (shown as No. 4 in FIG. 13), the same stress voltage is applied to the transistors under test DUT of all four chips.
In the DUT all selection mode (shown in No. 3 in FIG. 13), Ion, Ioff, and Vt of 16k transistors under test DUT can be measured. Since each measurement terminal is provided separately, each of the above items can be measured under different bias conditions.

また、図17に仕様を示す同時測定用プローブカードを用いることで、テスタによる測定における使用端子数を削減できる。半導体装置4チップの測定に必要なプローブカードの端子数は、本来、図15に示すパッド電極30個の4倍の120であるが、本プローブカードを用いてパッド電極の大半を共通化することで、合計48個の端子で済ますことができ、テスト測定時における使用端子数を削減できる。
また、図14に示すように、半導体装置のレイアウトにおいて、全パッド電極を、半導体装置を構成するチップの一辺に平行な直線上に配置する構成としたので、例えば4チップ同時測定したときにおいても、プローブカードのプローブ針が交叉することはない。図16において、チップ1,2のパッド電極に接触されるプローブ針は、各パッドから図面上向き奥に真っ直ぐに伸び、チップ3,4のパッド電極に接触されるプローブ針は、各パッドから図面上向き手前に真っ直ぐに伸び、各々のプローブ針はプローブカードに接続される。従って、チップの一辺に平行な直線上に全パッドを配置する構成としたことで、プローブカードにおいて各プローブ針が交叉しない構成となり、容易に複数チップ同時測定が可能となっている。
In addition, by using the simultaneous measurement probe card whose specifications are shown in FIG. 17, the number of terminals used in measurement by the tester can be reduced. The number of terminals of the probe card necessary for the measurement of the four chips of the semiconductor device is originally 120 times four times the 30 pad electrodes shown in FIG. 15, but the majority of the pad electrodes should be shared by using this probe card. Thus, a total of 48 terminals can be used, and the number of terminals used during test measurement can be reduced.
Further, as shown in FIG. 14, in the layout of the semiconductor device, since all the pad electrodes are arranged on a straight line parallel to one side of the chip constituting the semiconductor device, for example, even when four chips are measured simultaneously The probe needles on the probe card do not cross. In FIG. 16, the probe needles that are in contact with the pad electrodes of the chips 1 and 2 extend straight from the respective pads upward in the drawing, and the probe needles that are in contact with the pad electrodes of the chips 3 and 4 are upward from the pads in the drawing. It extends straight forward and each probe needle is connected to a probe card. Therefore, by adopting a configuration in which all pads are arranged on a straight line parallel to one side of the chip, each probe needle is not crossed in the probe card, and simultaneous measurement of a plurality of chips can be easily performed.

なお、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上述した例においては、被測定トランジスタとしてPチャネル型MOSトランジスタを例に説明したが、被測定トランジスタはNチャネル型MOSトランジスタであってもよい。
本実施形態によれば、評価セルの被測定トランジスタのドレイン端子及びソース端子に異なるストレス電圧を印加することが可能なので、被測定トランジスタがNチャネル型MOSトランジスタの場合、例えば、ストレス電圧が印加される第1のテストモードにおけるドレイン端子電圧VDを3.0V、ソース端子電圧VSを0V、ゲート端子電圧VGを1.5Vとして、ホットキャリアによる特性劣化の評価を行うこともできる。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention. For example, in the example described above, a P-channel MOS transistor has been described as an example of the transistor to be measured, but the transistor to be measured may be an N-channel MOS transistor.
According to this embodiment, since different stress voltages can be applied to the drain terminal and the source terminal of the transistor under measurement of the evaluation cell, when the transistor under measurement is an N-channel MOS transistor, for example, a stress voltage is applied. In the first test mode, the drain terminal voltage VD is set to 3.0V, the source terminal voltage VS is set to 0V, and the gate terminal voltage VG is set to 1.5V.

また、上記実施形態では、評価セルの内部回路構成として図2に示す回路を例示して説明したが、これに限定されず、例えば図19に示すような評価セルの変形例を採用しても良い。
図19において、第8のトランジスタT8は、Xセレクト信号XS1及び列選択線Y1に供給されるYセレクト信号YS1に応じて、ドレインストレス線DVS(ドレイン電源線)と自己の被測定トランジスタDUTのソース端子を接続または非接続とするものである。
また、図18は、図19に示した評価セルを搭載した半導体装置の回路構成図であり、図1に示す半導体装置と違う点は、ソースストレス端子SVSPを備えない点である。被測定トランジスタがPチャネル型MOSトランジスタであってNBTI試験を行う場合、第1のテストモードにおけるストレス電圧印加において、ソース電圧とドレイン電圧に差を設ける必要はないことから、ソースストレス端子SVSPを省略し、パッド電極の個数を削減したものである。
Moreover, in the said embodiment, although the circuit shown in FIG. 2 was illustrated and demonstrated as an internal circuit structure of an evaluation cell, it is not limited to this, For example, even if the modification of an evaluation cell as shown in FIG. 19 is employ | adopted. good.
In FIG. 19, the eighth transistor T8 includes a drain stress line DVS (drain power supply line) and the source of the transistor under test DUT in response to the X select signal XS1 and the Y select signal YS1 supplied to the column selection line Y1. A terminal is connected or disconnected.
18 is a circuit configuration diagram of the semiconductor device on which the evaluation cell shown in FIG. 19 is mounted. The difference from the semiconductor device shown in FIG. 1 is that the source stress terminal SVSP is not provided. When the transistor under measurement is a P-channel type MOS transistor and the NBTI test is performed, the source stress terminal SVSP is omitted because there is no need to provide a difference between the source voltage and the drain voltage when applying the stress voltage in the first test mode. However, the number of pad electrodes is reduced.

また、被測定トランジスタDUTの個数は上述した例に限定されない。例えばm=1024、n=1024として、計1メガ個の評価セル各々に被測定トランジスタDUTを備える構成としてもよい。この場合、Xアドレス信号AX<9,0>及びYアドレス信号AY<9,0>の20ビットがセルテスト回路20に入力される構成となる。   In addition, the number of transistors DUT to be measured is not limited to the above-described example. For example, assuming that m = 1024 and n = 1024, a total of 1 mega evaluation cells may each include a transistor DUT to be measured. In this case, 20 bits of the X address signal AX <9,0> and the Y address signal AY <9,0> are input to the cell test circuit 20.

また、行と列の関係を入れ替えてもよい。例えば、上述の例では、MSBをXアドレス信号AX6、LSBをYアドレス信号AY0としたが、これに限定されるものではない。例えば、LSBからMSBのアドレスをAX2〜6、AY0〜6、AX0,AX1の順番としてもよい。この場合、1チップにおいて4アレイ構成をとる場合、アレイ切替のアドレス信号はAX1及びAX0となり、DUTアレイ1は、両アドレス信号の論理レベルを(A1、A0)とした場合、(A1,A0)=(0、0)で、アレイ2は(A1,A0)=(0、1)で、アレイ3は(A1,A0)=(1,0)で、アレイ4は(A1,A0)=(1,1)で各々選択される構成としてよい。   In addition, the relationship between rows and columns may be interchanged. For example, in the above example, the MSB is the X address signal AX6 and the LSB is the Y address signal AY0. However, the present invention is not limited to this. For example, the addresses from LSB to MSB may be in the order of AX2-6, AY0-6, AX0, AX1. In this case, when a 4-chip configuration is used in one chip, the array switching address signals are AX1 and AX0. When the logical level of both address signals is (A1, A0), the DUT array 1 is (A1, A0). = (0,0), array 2 is (A1, A0) = (0,1), array 3 is (A1, A0) = (1,0), and array 4 is (A1, A0) = ( 1, 1) may be selected.

このとき、図4に示したセレクタ回路ST0〜ST13に入力されるアドレス信号及びカウンタ回路CTのD型フリップフロップDFc0〜DFc13に入力されるアドレス信号は、上述のLSBからMSBで定められたアドレス信号及びその論理反転信号が順番に入力される構成となる。
なお、アレイ分割数は4に限定されるものではなく、Yアドレス信号及びXアドレス信号のうちから、任意のj(jは正の整数)ビットのアドレスを選ぶことにより分割できる。例えばj=3とすれば、アレイ分割は8であり、DUTアレイ1〜8を3ビットのアドレス信号を用いて切り替える構成とすることができる。
At this time, the address signal input to the selector circuits ST0 to ST13 shown in FIG. 4 and the address signal input to the D-type flip-flops DFc0 to DFc13 of the counter circuit CT are the address signals determined by the above LSB to MSB. And its logic inversion signal is inputted in order.
Note that the number of array divisions is not limited to four, and can be divided by selecting an address of an arbitrary j (j is a positive integer) bit from the Y address signal and the X address signal. For example, if j = 3, the array division is 8, and the DUT arrays 1 to 8 can be switched using a 3-bit address signal.

また、上記実施形態では、同時測定するチップ数を4として、説明したが、この数字に限られるものではない。チップの一辺に平行する直線に対して垂直方向に2個、該直線と同一方向にk(kは正の整数)個配置し、測定に対応可能なプローブカードを準備して、2×k個のチップを同時測定してもよい。   In the above embodiment, the number of chips to be simultaneously measured has been described as four. However, the number is not limited to this number. 2 × k pieces of probe cards are prepared by arranging two pieces in the vertical direction with respect to a straight line parallel to one side of the chip and k pieces (k is a positive integer) in the same direction as the straight line. These chips may be measured simultaneously.

また、上記実施形態では、副ドレインフォース線、副ソースフォース線及び副ゲートフォース線の3本を列方向に設け、副ドレインセンス線、副ソースセンス及び副ゲートセンス線の3本を行方向に設けた場合を例示したが、これらフォース線とセンス線は、行方向と列方向のどちらに設けるか決まっているわけではない。例えば、フォース線とセンス線の全て(6本)を行方向または列方向の一方に設けてもよいし、または、フォース線とセンス線とをペアにして、ドレインフォースとドレインセンス、ゲートフォースとゲートセンス、ソースフォースとソースセンスというような組み合わせで、行方向2本、列方向4本としてもよい。   In the above-described embodiment, three sub-drain force lines, sub-source force lines, and sub-gate force lines are provided in the column direction, and three sub-drain sense lines, sub-source sense lines, and sub-gate sense lines are provided in the row direction. Although the case where they are provided is illustrated, it is not determined whether the force lines and the sense lines are provided in the row direction or the column direction. For example, all of the force lines and the sense lines (six lines) may be provided in one of the row direction and the column direction, or the force line and the sense line may be paired to form a drain force, a drain sense, and a gate force. A combination of gate sense, source force, and source sense may be used in two rows and four columns.

本発明の半導体装置では、図8に示すように、テスト信号としてテスト信号TEST0及びTEST1の2信号を使い、第1のテストモード(DUT全非選択)と第2のテストモード(DUT全選択)との2つのモードを設けている。しかし、本発明の最大のポイントは、全評価セルを非選択にして、全DUTに一括してストレスを印加するものである。この主旨から、本発明の半導体装置は、必要最小限の機能として、第1のテストモードによりDUTを全非選択とする機能を有すればよい。もし、ピン数(外部端子数)を削減したい場合、テスト信号を1つにし、第1のテストモード(DUT全非選択)と通常評価モードとを切り換えるようにすることで、更にピン数を削減できる。   In the semiconductor device of the present invention, as shown in FIG. 8, two test signals TEST0 and TEST1 are used as test signals, and a first test mode (DUT full non-selection) and a second test mode (DUT full select) are used. Two modes are provided. However, the greatest point of the present invention is to apply stress to all DUTs at once by deselecting all evaluation cells. From this point of view, the semiconductor device of the present invention only needs to have a function of deselecting all DUTs in the first test mode as a necessary minimum function. If you want to reduce the number of pins (the number of external terminals), you can reduce the number of pins by switching the test mode to the first test mode (DUT all unselected) and normal evaluation mode. it can.

C11,C21,Cn1,C1m,A0,A1,A2…評価セル、
DF…主ドレインフォース線、GF…主ゲートフォース線、SF…主ソースフォース線、DF1,DF2,DFm…副ドレインフォース線、
GF1,GF2,GFm…副ゲートフォース線、
SF1,SF2,SFm…副ソースフォース線、
DS…主ドレインセンス線、GS…主ゲートセンス線、SS…主ソースセンス線、
DS1,DS2,DSn…副ドレインセンス線、
GS1,GS2,GSn…副ゲートセンス線、
SS1,SS2,SSn…副ソースセンス線、
DVS…ドレインストレス線、GVS…ゲートストレス線、SVS…ソースストレス線、Y1,Y2,Ym…列選択線、X1,X2,Xn…行選択線、
PSW1,PSW2,PSWm…電源線切替回路、
SSW1,SSW2,SSWn…検出線切替回路、
DUT,DUT11,DUT1m,DUTn1…被測定トランジスタ、
10…選択回路、10a…NAND回路、10b…論理反転回路、20…セルテスト回路、DC,DC0,DC1,DC6,DC7,DC13…デコード信号出力回路、
ST,ST0,ST1,ST6,ST7,ST13…セレクタ回路、CT…カウンタ回路、CTMS…カウンタ制御回路、
DFc0,DFc1,DFc2,DFc8,DFcs1,DFcs2…D型フリップフロップ、
AY,AYB,AY0,AY6,AY0B…Yアドレス信号、AX,AXB,AX0,AX6,AX0B…Xアドレス信号、
CA,CAB,CA0,CA2B,CA13…カウンタアドレス信号、
SELCONT…セレクタ制御信号、CLK…クロック信号、TEST0,TEST1…テスト信号、ADRCNTM…カウンタモード設定信号、ADRLTCH…カウンタ開始アドレスラッチ信号、ADRINIT…カウンタアドレス初期化信号、
T1…第1のトランジスタ、T2…第2のトランジスタ、T3…第3のトランジスタ、
T4…第4のトランジスタ、T5…第5のトランジスタ、T6…第6のトランジスタ、
T7…第7のトランジスタ、T8…第8のトランジスタ、T9…第9のトランジスタ、
PDX…Xセレクト用プリデコーダ、PDY…Yセレクト用プリデコーダ、
MDX…Xセレクト用メインデコーダ、MDY…Yセレクト用メインデコーダ、
500…ゲート選択回路、
DFP…ドレイン電源端子、SFP…ソース電源端子、GFP…ゲート電源端子、
DSP…ドレインセンス端子、SSP…ソースセンス端子、GSP…ゲートセンス端子、DVSP…ドレインストレス端子、SVSP…ソースストレス端子、GVSP…ゲートストレス端子
C11, C21, Cn1, C1m, A0, A1, A2 ... evaluation cells,
DF ... Main drain force line, GF ... Main gate force line, SF ... Main source force line, DF1, DF2, DFm ... Sub drain force line,
GF1, GF2, GFm ... Sub-gate force line,
SF1, SF2, SFm ... sub source force line,
DS ... main drain sense line, GS ... main gate sense line, SS ... main source sense line,
DS1, DS2, DSn ... sub-drain sense line,
GS1, GS2, GSn ... sub-gate sense lines,
SS1, SS2, SSn ... sub-source sense lines,
DVS ... drain stress line, GVS ... gate stress line, SVS ... source stress line, Y1, Y2, Ym ... column selection line, X1, X2, Xn ... row selection line,
PSW1, PSW2, PSWm ... power line switching circuit,
SSW1, SSW2, SSWn ... detection line switching circuit,
DUT, DUT11, DUT1m, DUTn1 ... transistor under test,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Selection circuit, 10a ... NAND circuit, 10b ... Logic inversion circuit, 20 ... Cell test circuit, DC, DC0, DC1, DC6, DC7, DC13 ... Decode signal output circuit,
ST, ST0, ST1, ST6, ST7, ST13 ... selector circuit, CT ... counter circuit, CTMS ... counter control circuit,
DFc0, DFc1, DFc2, DFc8, DFcs1, DFcs2,... D-type flip-flop,
AY, AYB, AY0, AY6, AY0B ... Y address signal, AX, AXB, AX0, AX6, AX0B ... X address signal,
CA, CAB, CA0, CA2B, CA13... Counter address signal,
SELCONT ... selector control signal, CLK ... clock signal, TEST0, TEST1 ... test signal, ADRCNTM ... counter mode setting signal, ADRLTCH ... counter start address latch signal, ADRINIT ... counter address initialization signal,
T1 ... 1st transistor, T2 ... 2nd transistor, T3 ... 3rd transistor,
T4 ... fourth transistor, T5 ... fifth transistor, T6 ... sixth transistor,
T7 ... seventh transistor, T8 ... eighth transistor, T9 ... ninth transistor,
PDX ... X select predecoder, PDY ... Y select predecoder,
MDX ... X select main decoder, MDY ... Y select main decoder,
500: Gate selection circuit,
DFP: drain power supply terminal, SFP: source power supply terminal, GFP: gate power supply terminal,
DSP ... Drain sense terminal, SSP ... Source sense terminal, GSP ... Gate sense terminal, DVSP ... Drain stress terminal, SVSP ... Source stress terminal, GVSP ... Gate stress terminal

Claims (18)

被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置であって、
n行m列(n、mは正の整数)のマトリクス状に配列されていると共に被測定トランジスタを有するn×m個の評価セルと、
各行毎に設けられ、各行に属する前記評価セルを選択するための行選択信号の供給用の行選択線と、
各列毎に設けられ、各列に属する前記評価セルを選択するための列選択信号の供給用の列選択線と、
前記被測定トランジスタ用のドレイン端子にストレス電圧を印加するためのドレイン電源線と、
前記被測定トランジスタ用のソース端子にストレス電圧を印加するためのソース電源線と、
前記被測定トランジスタ用のゲート端子にストレス電圧を印加するためのゲート電源線と、
前記被測定トランジスタ用のドレイン電圧を供給するための主ドレイン電源線と、
前記被測定トランジスタ用のソース電圧を供給するための主ソース電源線と、
前記被測定トランジスタ用のゲート電圧を供給するための主ゲート電源線と、
各行または各列毎に設けられ、当該各行または各列に属する前記被測定トランジスタにドレイン電圧を供給するための副ドレイン電源線と、
各行または各列毎に設けられ、当該各行または各列に属する前記被測定トランジスタにソース電圧を供給するための副ソース電源線と、
各行または各列毎に設けられ、当該各行または各列に属する前記被測定トランジスタにゲート電圧を供給するための副ゲート電源線と、
前記副ドレイン電源線に対応して設けられ、当該副ドレイン電源線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ドレイン電源線と前記主ドレイン電源線を接続または非接続とするドレイン電源線切替回路と、
前記副ソース電源線に対応して設けられ、当該副ソース電源線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ソース電源線と前記主ソース電源線を接続または非接続とするソース電源線切替回路と、
前記副ゲート電源線に対応して設けられ、当該副ゲート電源線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ゲート電源線と前記主ゲート電源線を接続または非接続とするゲート電源線切替回路と、
前記被測定トランジスタのドレイン電圧を検出するための主ドレイン電圧検出線と、
前記被測定トランジスタのソース電圧を検出するための主ソース電圧検出線と、
前記被測定トランジスタのゲート電圧を検出するための主ゲート電圧検出線と、
各行または各列毎に設けられ、各行または各列に属する前記被測定トランジスタのドレイン電圧を検出するための副ドレイン電圧検出線と、
各行または各列毎に設けられ、各行または各列に属する前記被測定トランジスタのソース電圧を検出するための副ソース電圧検出線と、
各行または各列毎に設けられ、各行または各列に属する前記被測定トランジスタのゲート電圧を検出するための副ゲート電圧検出線と、
前記副ドレイン電圧検出線に対応して設けられ、当該副ドレイン電圧検出線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ドレイン電圧検出線と前記主ドレイン電圧検出線を接続または非接続とするドレイン検出線切替回路と、
前記副ソース電圧検出線に対応して設けられ、当該副ソース電圧検出線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ソース電圧検出線と前記主ソース電圧検出線を接続または非接続とするソース検出線切替回路と、
前記副ゲート電圧検出線に対応して設けられ、当該副ゲート電圧検出線と同一の行に属する行選択信号または列に属する列選択信号に応じて、当該副ゲート電圧検出線と前記主ゲート電圧検出線を接続または非接続とするゲート検出線切替回路と、
各列選択線に列選択信号を供給すると共に各行選択線に行選択信号を供給する選択信号供給回路と、を備え、
前記評価セルの各々は、
一方の入力端子が自己の行に属する前記行選択線と接続され、他方の入力端子が自己の列に属する前記列選択線と接続されていると共に、当該接続された行選択線に供給される行選択信号及び列選択線に供給される列選択信号に応じて自己の被測定トランジスタの選択/非選択を表す選択信号を出力する選択回路と、
前記選択信号に応じて、前記ドレイン端子と前記ドレイン電源線を接続または非接続とする第1のスイッチと、
前記選択信号に応じて、前記ソース端子と前記ソース電源線を接続または非接続とする第2のスイッチと、
前記選択信号に応じて、前記ゲート端子と前記ゲート電源線を接続または非接続とする第3のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ドレイン電源線と自己の被測定トランジスタのドレイン端子を接続または非接続とする第4のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ソース電源線と自己の被測定トランジスタのソース端子を接続または非接続とする第5のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ゲート電源線と自己の被測定トランジスタのゲート端子を接続または非接続とする第6のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ドレイン電圧検出線と自己の被測定トランジスタのドレイン端子を接続または非接続とする第7のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ソース電圧検出線と自己の被測定トランジスタのソース端子を接続または非接続とする第8のスイッチと、
前記選択信号に応じて、自己と同一の行または列に属する前記副ゲート電圧検出線と自己の被測定トランジスタのゲート端子を接続または非接続とする第9のスイッチと、
を備え、
前記選択信号供給回路は、選択制御信号と、クロック信号と、列アドレス信号と、行アドレス信号と、テスト信号とを入力とし、
前記テスト信号の状態に応じて、通常評価モード、第1のテストモードのいずれかのモードに移行し、
前記通常評価モードでは、前記選択制御信号の状態に応じて、前記列アドレス信号及び行アドレス信号を基に前記列選択信号及び前記行選択信号を生成する第1のアドレスモードと、前記クロック信号に同期してカウント動作を行い、当該カウント結果を基に前記列選択信号及び前記行選択信号を生成する第2のアドレスモードとを切り替え、
前記第1のテストモードでは、全ての評価セルを非選択にするための前記列選択信号及び前記行選択信号を生成する、
ことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device for evaluating the characteristics of a transistor under measurement,
n × m evaluation cells arranged in a matrix of n rows and m columns (n and m are positive integers) and having a transistor to be measured;
A row selection line provided for each row and for supplying a row selection signal for selecting the evaluation cell belonging to each row;
A column selection line provided for each column, for supplying a column selection signal for selecting the evaluation cell belonging to each column;
A drain power supply line for applying a stress voltage to the drain terminal for the transistor under measurement;
A source power line for applying a stress voltage to the source terminal for the transistor under measurement;
A gate power supply line for applying a stress voltage to the gate terminal for the transistor under measurement;
A main drain power supply line for supplying a drain voltage for the transistor under measurement;
A main source power line for supplying a source voltage for the transistor under measurement;
A main gate power supply line for supplying a gate voltage for the transistor under measurement;
A sub-drain power supply line that is provided for each row or column and supplies a drain voltage to the transistor under measurement belonging to each row or column;
A sub-source power supply line provided for each row or column and for supplying a source voltage to the transistor under measurement belonging to each row or column;
A sub-gate power supply line provided for each row or each column, for supplying a gate voltage to the transistor under measurement belonging to each row or each column;
Corresponding to the row selection signal belonging to the same row as the sub-drain power supply line or the column selection signal belonging to the column provided corresponding to the sub-drain power supply line, the sub-drain power supply line and the main drain power supply line are connected Or a drain power line switching circuit to be disconnected,
The sub-source power line is connected to the main source power line in response to a row selection signal belonging to the same row as the sub-source power line or a column selection signal belonging to the column. Or a source power line switching circuit to be disconnected,
Corresponding to the row selection signal belonging to the same row as the sub-gate power supply line or the column selection signal belonging to the column provided corresponding to the sub-gate power supply line, the sub-gate power supply line and the main gate power supply line are connected Or a gate power line switching circuit to be disconnected,
A main drain voltage detection line for detecting a drain voltage of the transistor under measurement;
A main source voltage detection line for detecting a source voltage of the transistor under measurement;
A main gate voltage detection line for detecting the gate voltage of the transistor under measurement;
A sub-drain voltage detection line provided for each row or each column and for detecting a drain voltage of the transistor under measurement belonging to each row or each column;
A sub-source voltage detection line provided for each row or each column, for detecting a source voltage of the transistor under measurement belonging to each row or each column;
A sub-gate voltage detection line provided for each row or each column, for detecting a gate voltage of the transistor under measurement belonging to each row or each column;
In response to a row selection signal belonging to the same row as the sub-drain voltage detection line or a column selection signal belonging to a column provided corresponding to the sub-drain voltage detection line, the sub-drain voltage detection line and the main drain voltage A drain detection line switching circuit for connecting or disconnecting the detection lines; and
The sub-source voltage detection line and the main source voltage are provided corresponding to the sub-source voltage detection line and according to a row selection signal belonging to the same row as the sub-source voltage detection line or a column selection signal belonging to the column. A source detection line switching circuit for connecting or disconnecting the detection line; and
The sub-gate voltage detection line and the main gate voltage are provided corresponding to the sub-gate voltage detection line and according to a row selection signal belonging to the same row as the sub-gate voltage detection line or a column selection signal belonging to a column. A gate detection line switching circuit for connecting or disconnecting the detection lines; and
A selection signal supply circuit for supplying a column selection signal to each column selection line and supplying a row selection signal to each row selection line;
Each of the evaluation cells is
One input terminal is connected to the row selection line belonging to its own row, and the other input terminal is connected to the column selection line belonging to its own column and supplied to the connected row selection line. A selection circuit for outputting a selection signal indicating selection / non-selection of its own transistor under measurement in accordance with a row selection signal and a column selection signal supplied to a column selection line;
A first switch for connecting or disconnecting the drain terminal and the drain power supply line according to the selection signal;
A second switch for connecting or disconnecting the source terminal and the source power line in accordance with the selection signal;
A third switch for connecting or disconnecting the gate terminal and the gate power supply line according to the selection signal;
A fourth switch for connecting or disconnecting the sub-drain power supply line belonging to the same row or column as the self and the drain terminal of the transistor under test according to the selection signal;
A fifth switch for connecting or disconnecting the sub-source power line belonging to the same row or column as the self and the source terminal of the transistor under test according to the selection signal;
A sixth switch for connecting or disconnecting the sub-gate power supply line belonging to the same row or column as itself and the gate terminal of the transistor under measurement according to the selection signal;
According to the selection signal, a seventh switch for connecting or disconnecting the sub-drain voltage detection line belonging to the same row or column as the self and the drain terminal of the transistor under measurement;
An eighth switch for connecting or disconnecting the sub-source voltage detection line belonging to the same row or column as itself and the source terminal of the transistor under measurement according to the selection signal;
A ninth switch for connecting or disconnecting the sub-gate voltage detection line belonging to the same row or column as itself and the gate terminal of the transistor under measurement according to the selection signal;
With
The selection signal supply circuit has a selection control signal, a clock signal, a column address signal, a row address signal, and a test signal as inputs,
Depending on the state of the test signal, the mode shifts to either the normal evaluation mode or the first test mode,
In the normal evaluation mode, a first address mode that generates the column selection signal and the row selection signal based on the column address signal and the row address signal according to the state of the selection control signal, and the clock signal Performing a count operation in synchronization, and switching between the second address mode for generating the column selection signal and the row selection signal based on the count result;
In the first test mode, the column selection signal and the row selection signal for deselecting all evaluation cells are generated.
A semiconductor device.
前記テスト信号の状態に応じて、第2のテストモードに移行し、
前記第2のテストモードでは、全ての評価セルを選択するための前記列選択信号及び前記行選択信号を生成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
Depending on the state of the test signal, the mode shifts to the second test mode,
The semiconductor device according to claim 1, wherein in the second test mode, the column selection signal and the row selection signal for selecting all evaluation cells are generated.
前記第2のアドレスモードでは、
一番目の前記クロック信号に同期して、前記列アドレス信号及び行アドレス信号を基に前記列選択信号及び前記行選択信号を生成し、
二番目以降の前記クロック信号に同期して、カウント動作を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載の半導体装置。
In the second address mode,
In synchronization with the first clock signal, the column selection signal and the row selection signal are generated based on the column address signal and the row address signal,
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a count operation is performed in synchronization with the second and subsequent clock signals.
前記n行m列のマトリクス状に配列されている評価セルは、前記列アドレス信号及び前記行アドレス信号のうちのj(jは正の整数)ビットのアドレスにより、2のj乗にアレイ分割され、分割された各々のアレイにおいて、前記被測定トランジスタのチャネル幅及びチャネル長が同一であることを特徴とする請求項1乃至請求項3記載の半導体装置。   The evaluation cells arranged in a matrix of n rows and m columns are divided into 2 to the power of j by the address of j (j is a positive integer) bit of the column address signal and the row address signal. 4. The semiconductor device according to claim 1, wherein each of the divided arrays has the same channel width and channel length of the transistor under measurement. 前記アレイ間において、前記被測定トランジスタのチャネル幅若しくはチャネル長、又はチャネル幅及びチャネル長が異なることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。   5. The semiconductor device according to claim 4, wherein a channel width or a channel length, or a channel width and a channel length of the transistor under measurement are different between the arrays. 前記ドレイン電源線、前記ソース電源線、前記ゲート電源線、前記主ドレイン電源線、前記主ソース電源線、前記主ゲート電源線、前記主ドレイン電圧検出線、前記主ソース電圧検出線、前記主ゲート電圧検出線、電源線、接地線及び前記被測定トランジスタにバックバイアス電圧を与えるウェル電圧線が各々接続されるパッド電極並びに、前記選択制御信号、前記テスト信号、前記クロック信号、前記列アドレス信号及び前記行アドレス信号が各々入力されるパッド電極を備え、前記パッド電極は、チップの一辺に沿って配置されることを特徴とする請求項1乃至5記載の半導体装置。   The drain power supply line, the source power supply line, the gate power supply line, the main drain power supply line, the main source power supply line, the main gate power supply line, the main drain voltage detection line, the main source voltage detection line, and the main gate A pad electrode to which a voltage detection line, a power supply line, a ground line, and a well voltage line for applying a back bias voltage to the transistor under measurement are connected; a selection control signal; a test signal; a clock signal; a column address signal; 6. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a pad electrode to which each of the row address signals is input, wherein the pad electrode is disposed along one side of the chip. 被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、請求項1乃至請求項6に記載の半導体装置を使用し、前記通常評価モードの第1のアドレスモードを用いて特性評価を行う場合は、
前記選択信号供給回路に入力するテスト信号の状態を通常評価モードに対応する状態に設定すると共に、前記選択信号供給回路に入力する選択制御信号の状態を第1のアドレスモードに対応する状態に設定し、評価対象となる評価セルの位置を表す列アドレス信号と行アドレス信号を前記選択信号供給回路に入力する第1の工程と、
前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給する第2の工程と、
前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記第1の工程により選択された評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の評価方法。
A semiconductor device evaluation method for evaluating characteristics of a transistor under measurement, wherein the semiconductor device according to claim 1 is used, and the characteristic evaluation is performed using the first address mode of the normal evaluation mode. If you do
The state of the test signal input to the selection signal supply circuit is set to a state corresponding to the normal evaluation mode, and the state of the selection control signal input to the selection signal supply circuit is set to a state corresponding to the first address mode. A first step of inputting a column address signal and a row address signal representing the position of the evaluation cell to be evaluated to the selection signal supply circuit;
A second step of supplying a desired drain voltage to the main drain power line, supplying a desired source voltage to the main source power line, and supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
A third step of evaluating the characteristics of the transistor under measurement of the evaluation cell selected in the first step by measuring a current flowing through the main drain power source line or the main source power source line;
A method for evaluating a semiconductor device, comprising:
被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、請求項1乃至請求項6に記載の半導体装置を使用し、前記通常評価モードの第2のアドレスモードを用いて特性評価を行う場合は、
前記選択信号供給回路に入力するテスト信号の状態を通常評価モードに対応する状態に設定すると共に、前記選択信号供給回路に入力する選択制御信号の状態を第2のアドレスモードに対応する状態に設定する第1の工程と、
前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給する第2の工程と、
前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記第1の工程により選択された評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の評価方法。
A semiconductor device evaluation method for evaluating characteristics of a transistor under measurement, wherein the semiconductor device according to claim 1 is used, and characteristic evaluation is performed using a second address mode of the normal evaluation mode. If you do
The state of the test signal input to the selection signal supply circuit is set to a state corresponding to the normal evaluation mode, and the state of the selection control signal input to the selection signal supply circuit is set to a state corresponding to the second address mode. A first step of:
A second step of supplying a desired drain voltage to the main drain power line, supplying a desired source voltage to the main source power line, and supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
A third step of evaluating the characteristics of the transistor under measurement of the evaluation cell selected in the first step by measuring a current flowing through the main drain power source line or the main source power source line;
A method for evaluating a semiconductor device, comprising:
被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、請求項1乃至請求項6に記載の半導体装置を使用し、前記第1のテストモードを用いて特性評価を行う場合は、
前記選択信号供給回路に入力するテスト信号の状態を第1のテストモードに対応する状態に設定する第1の工程と、
前記ドレイン電源線に所望のストレス電圧を供給し、前記ソース電源線に所望のストレス電圧を供給し、前記ゲート電源線に所望のストレス電圧を供給して、全ての被測定トランジスタのストレステストを行う第2の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の評価方法。
A semiconductor device evaluation method for evaluating characteristics of a transistor under measurement, wherein the semiconductor device according to claim 1 is used and characteristic evaluation is performed using the first test mode. ,
A first step of setting a state of a test signal input to the selection signal supply circuit to a state corresponding to a first test mode;
A desired stress voltage is supplied to the drain power supply line, a desired stress voltage is supplied to the source power supply line, and a desired stress voltage is supplied to the gate power supply line to perform a stress test on all the transistors under measurement. A second step;
A method for evaluating a semiconductor device, comprising:
被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、請求項2乃至請求項6に記載の半導体装置を使用し、前記第2のテストモードを用いて特性評価を行う場合は、
前記選択信号供給回路に入力するテスト信号の状態を第2のテストモードに対応する状態に設定する第1の工程と、
前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給する第2の工程と、
前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、全ての被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の評価方法。
A method for evaluating a semiconductor device for evaluating characteristics of a transistor under measurement, wherein the semiconductor device according to claim 2 is used and characteristic evaluation is performed using the second test mode. ,
A first step of setting a state of a test signal input to the selection signal supply circuit to a state corresponding to a second test mode;
A second step of supplying a desired drain voltage to the main drain power line, supplying a desired source voltage to the main source power line, and supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
A third step of evaluating the characteristics of all the transistors under measurement by measuring a current flowing through the main drain power source line or the main source power source line;
A method for evaluating a semiconductor device, comprising:
被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、
請求項7または請求項8に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタの特性評価を行い第1の特性評価結果を取得する第1の工程と、
前記第1の工程に引き続いて請求項9記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタにストレスを所望の時間印加する第2の工程と、
前記第2の工程に引き続いて請求項7または請求項8に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタの特性評価を行い第2の特性評価結果を取得する第3の工程と、
を有し、
前記第1の特性評価結果、前記第2の特性評価結果及び前記時間に基づき、前記被測定トランジスタのストレス時間依存性を導出することを特徴とする半導体装置の評価方法。
A method for evaluating a semiconductor device for evaluating the characteristics of a transistor under measurement,
A first step of performing a characteristic evaluation of the transistor under measurement using a method for evaluating a semiconductor device according to claim 7 or claim 8 to obtain a first characteristic evaluation result;
A second step of applying stress to the transistor under measurement for a desired time using the semiconductor device evaluation method according to claim 9 subsequent to the first step;
A third step of performing characteristic evaluation of the transistor under measurement by using the method for evaluating a semiconductor device according to claim 7 or 8 following the second step and obtaining a second characteristic evaluation result. ,
Have
A method for evaluating a semiconductor device, wherein stress time dependence of the transistor under measurement is derived based on the first characteristic evaluation result, the second characteristic evaluation result, and the time.
被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、
請求項8に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記n×m個の評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行い第1の特性評価結果を取得する第1の工程と、
前記第1の特性評価結果に基づき、請求項7または請求項8に記載の半導体装置の評価方法のいずれか一方を選択する第2の工程と、
選択された前記評価方法により前記n×m個の評価セルの一部の評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の評価方法。
A method for evaluating a semiconductor device for evaluating the characteristics of a transistor under measurement,
A first step of performing a characteristic evaluation of the transistor under measurement of the n × m evaluation cells using the semiconductor device evaluation method according to claim 8 to obtain a first characteristic evaluation result;
A second step of selecting one of the semiconductor device evaluation methods according to claim 7 or 8, based on the first characteristic evaluation result;
A third step of performing the characteristic evaluation of the transistors under measurement of some evaluation cells of the n × m evaluation cells by the selected evaluation method;
A method for evaluating a semiconductor device, comprising:
請求項6記載の半導体装置を、2行k列(kは正の整数)配置し、請求項7記載の半導体装置の評価方法を用いて評価する半導体装置の評価方法であって、
前記第1の工程においては、前記テスト信号、前記選択制御信号、前記列アドレス信号及び前記行アドレス信号を、複数配置された前記半導体装置へ同時に入力して同一モードに設定し、
前記第2の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々に対して、前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給し、
前記第3の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々の前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記第1の工程により選択された評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行うことを特徴とする半導体装置の評価方法。
A semiconductor device evaluation method according to claim 6, wherein the semiconductor device is arranged in 2 rows and k columns (k is a positive integer) and evaluated using the semiconductor device evaluation method according to claim 7,
In the first step, the test signal, the selection control signal, the column address signal, and the row address signal are simultaneously input to the plurality of arranged semiconductor devices to set the same mode,
In the second step, a desired drain voltage is supplied to the main drain power supply line, and a desired source voltage is supplied to the main source power supply line for each of the plurality of semiconductor devices arranged. Supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
In the third step, the evaluation cell selected in the first step is measured by measuring a current flowing through the main drain power source line or the main source power source line of each of the plurality of semiconductor devices arranged. A method for evaluating a semiconductor device, wherein the characteristics of the transistor under measurement are evaluated.
請求項6記載の半導体装置を、2行k列(kは正の整数)配置し、請求項8記載の半導体装置の評価方法を用いて評価する半導体装置の評価方法であって、
前記第1の工程においては、前記テスト信号、前記選択制御信号、前記列アドレス信号及び前記行アドレス信号を、複数配置された前記半導体装置へ同時に入力して同一モードに設定し、
前記第2の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々に対して、前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給し、
前記第3の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々の前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記第1の工程により選択された評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行うことを特徴とする半導体装置の評価方法。
A semiconductor device evaluation method, wherein the semiconductor device according to claim 6 is arranged in 2 rows and k columns (k is a positive integer), and the semiconductor device evaluation method according to claim 8 is evaluated.
In the first step, the test signal, the selection control signal, the column address signal, and the row address signal are simultaneously input to the plurality of arranged semiconductor devices to set the same mode,
In the second step, a desired drain voltage is supplied to the main drain power supply line, and a desired source voltage is supplied to the main source power supply line for each of the plurality of semiconductor devices arranged. Supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
In the third step, the evaluation cell selected in the first step is measured by measuring a current flowing through the main drain power source line or the main source power source line of each of the plurality of semiconductor devices arranged. A method for evaluating a semiconductor device, wherein the characteristics of the transistor under measurement are evaluated.
請求項6記載の半導体装置を、2行k列(kは正の整数)配置し、請求項9記載の半導体装置の評価方法を用いて評価する半導体装置の評価方法であって、
前記第1の工程においては、前記テスト信号を、複数配置された前記半導体装置へ同時に入力して前記第1のテストモードに設定し、
前記第2の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の全ての被測定トランジスタに対して、前記ドレイン、前記ソース電圧及び前記ゲート電圧を供給することを特徴とする半導体装置の評価方法。
A semiconductor device evaluation method according to claim 6, wherein the semiconductor device is arranged in 2 rows and k columns (k is a positive integer) and evaluated using the semiconductor device evaluation method according to claim 9,
In the first step, the test signals are simultaneously input to the plurality of semiconductor devices arranged to set the first test mode,
In the second step, the drain, the source voltage, and the gate voltage are supplied to all the transistors under measurement of the plurality of semiconductor devices arranged in plurality.
請求項6記載の半導体装置を、2行k列(kは正の整数)配置し、請求項10記載の半導体装置の評価方法を用いて評価する半導体装置の評価方法であって、
前記第1の工程においては、前記テスト信号を、複数配置された前記半導体装置へ同時に入力して前記第2のテストモードに設定し、
前記第2の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々に対して、前記主ドレイン電源線に所望のドレイン電圧を供給し、前記主ソース電源線に所望のソース電圧を供給し、前記主ゲート電源線に所望のゲート電圧を供給し、
前記第3の工程においては、前記複数配置された前記半導体装置の各々の前記主ドレイン電源線又は前記主ソース電源線に流れる電流を測定することにより、前記半導体装置各々について、全ての被測定トランジスタの特性評価を行うことを特徴とする半導体装置の評価方法。
A semiconductor device evaluation method according to claim 6, wherein the semiconductor device is arranged in 2 rows and k columns (k is a positive integer) and evaluated using the semiconductor device evaluation method according to claim 10,
In the first step, the test signal is simultaneously input to the plurality of semiconductor devices arranged to set the second test mode,
In the second step, a desired drain voltage is supplied to the main drain power supply line, and a desired source voltage is supplied to the main source power supply line for each of the plurality of semiconductor devices arranged. Supplying a desired gate voltage to the main gate power line;
In the third step, by measuring the current flowing through the main drain power source line or the main source power source line of each of the plurality of semiconductor devices arranged in the plurality, all the transistors under measurement for each of the semiconductor devices. And evaluating the characteristics of the semiconductor device.
被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、
請求項13または請求項14に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタの特性評価を行い第1の特性評価結果を取得する第1の工程と、
前記第1の工程に引き続いて請求項15記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタにストレスを所望の時間印加する第2の工程と、
前記第2の工程に引き続いて請求項13または請求項14に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記被測定トランジスタの特性評価を行い第2の特性評価結果を取得する第3の工程と、
を有し、
前記第1の特性評価結果、前記第2の特性評価結果及び前記時間に基づき、前記被測定トランジスタのストレス時間依存性を導出することを特徴とする半導体装置の評価方法。
A method for evaluating a semiconductor device for evaluating the characteristics of a transistor under measurement,
A first step of performing a characteristic evaluation of the transistor under measurement using the semiconductor device evaluation method according to claim 13 or 14 to obtain a first characteristic evaluation result;
A second step of applying stress to the transistor under measurement for a desired time using the semiconductor device evaluation method according to claim 15 following the first step.
A third step of performing a characteristic evaluation of the transistor under measurement and obtaining a second characteristic evaluation result by using the semiconductor device evaluation method according to claim 13 or 14 following the second step. ,
Have
A method for evaluating a semiconductor device, wherein stress time dependence of the transistor under measurement is derived based on the first characteristic evaluation result, the second characteristic evaluation result, and the time.
被測定トランジスタの特性を評価するための半導体装置の評価方法であって、
請求項14に記載の半導体装置の評価方法を用いて、前記n×m個の評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行い第1の特性評価結果を取得する第1の工程と、
前記第1の特性評価結果に基づき、請求項13または請求項14記載の半導体装置の評価方法のいずれか一方を選択する第2の工程と、
選択された前記評価方法により前記n×m個の評価セルの一部の評価セルの被測定トランジスタの特性評価を行う第3の工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の評価方法。
A method for evaluating a semiconductor device for evaluating the characteristics of a transistor under measurement,
A first step of performing a characteristic evaluation of a transistor under measurement of the n × m evaluation cells using the semiconductor device evaluation method according to claim 14 to obtain a first characteristic evaluation result;
A second step of selecting one of the semiconductor device evaluation methods according to claim 13 or 14, based on the first characteristic evaluation result;
A third step of performing the characteristic evaluation of the transistors under measurement of some evaluation cells of the n × m evaluation cells by the selected evaluation method;
A method for evaluating a semiconductor device, comprising:
JP2009141125A 2009-06-12 2009-06-12 Semiconductor device and method for evaluating semiconductor device Active JP5568899B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009141125A JP5568899B2 (en) 2009-06-12 2009-06-12 Semiconductor device and method for evaluating semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009141125A JP5568899B2 (en) 2009-06-12 2009-06-12 Semiconductor device and method for evaluating semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010287769A true JP2010287769A (en) 2010-12-24
JP5568899B2 JP5568899B2 (en) 2014-08-13

Family

ID=43543240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009141125A Active JP5568899B2 (en) 2009-06-12 2009-06-12 Semiconductor device and method for evaluating semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5568899B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9576613B2 (en) 2014-03-07 2017-02-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04259990A (en) * 1991-02-15 1992-09-16 Fujitsu Ltd Memory device
JP2006258686A (en) * 2005-03-18 2006-09-28 Agilent Technol Inc Reliability measuring device and measuring method
JP2007103946A (en) * 2005-10-03 2007-04-19 Pdf Solutions Inc Layout for dut array used for semiconductor wafer test
JP2008089598A (en) * 2007-10-03 2008-04-17 Advantest Corp Electronic device and analysis method
WO2009017223A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Toppan Printing Co., Ltd. Semiconductor evaluation circuit
JP2010147224A (en) * 2008-12-18 2010-07-01 Toppan Printing Co Ltd Semiconductor evaluating circuit and semiconductor evaluating device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04259990A (en) * 1991-02-15 1992-09-16 Fujitsu Ltd Memory device
JP2006258686A (en) * 2005-03-18 2006-09-28 Agilent Technol Inc Reliability measuring device and measuring method
JP2007103946A (en) * 2005-10-03 2007-04-19 Pdf Solutions Inc Layout for dut array used for semiconductor wafer test
WO2009017223A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Toppan Printing Co., Ltd. Semiconductor evaluation circuit
JP2008089598A (en) * 2007-10-03 2008-04-17 Advantest Corp Electronic device and analysis method
JP2010147224A (en) * 2008-12-18 2010-07-01 Toppan Printing Co Ltd Semiconductor evaluating circuit and semiconductor evaluating device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9576613B2 (en) 2014-03-07 2017-02-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5568899B2 (en) 2014-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10725102B2 (en) Addressable test chip with sensing circuit
US7868640B2 (en) Array-based early threshold voltage recovery characterization measurement
US8837230B1 (en) Circuits and methods for measuring circuit elements in an integrated circuit device
US5343429A (en) Semiconductor memory device having redundant circuit and method of testing to see whether or not redundant circuit is used therein
US8437213B2 (en) Characterization of bits in a functional memory
US20080209285A1 (en) Method and Circuit for Measuring Operating and Leakage Current of Individual Blocks Within an Array of Test Circuit Blocks
US9817058B2 (en) Addressable test circuit and test method for key parameters of transistors
JP2008176830A (en) Method and means for discriminating minute current of semiconductor, and semiconductor memory
KR20120132764A (en) Resistive memory device and memory system having the same
US20040148123A1 (en) Semiconductor device having a test circuit for testing an output circuit
US8907687B2 (en) Integrated circuit with stress generator for stressing test devices
JP5417836B2 (en) Semiconductor evaluation circuit and semiconductor evaluation method
US5896332A (en) Method and apparatus for measuring the offset voltages of SRAM sense amplifiers
JP5343851B2 (en) Semiconductor evaluation circuit
JP5568899B2 (en) Semiconductor device and method for evaluating semiconductor device
JP5292906B2 (en) Semiconductor evaluation circuit and semiconductor evaluation method
US11243251B2 (en) Addressable test system with address register
JP5453980B2 (en) Semiconductor integrated circuit evaluation method, semiconductor integrated circuit, and semiconductor integrated circuit evaluation apparatus
US8045409B2 (en) Semiconductor memory device
US9153346B2 (en) Code coverage circuitry
JP5637227B2 (en) Evaluation cell
JP2011027548A (en) Semiconductor evaluation circuit
JP3980560B2 (en) Testable cascode circuit and method for testing the same
TWI830414B (en) Evaluation circuit, semiconductor device and evaluation method
JP5298624B2 (en) Semiconductor evaluation circuit and semiconductor evaluation method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120522

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20140106

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140527

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140609

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5568899

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250