JP2013206508A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.
DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの半導体装置のウエハテストにおいては、メインエリアの欠陥メモリセルから冗長エリアの正常なメモリセル(冗長メモリセル)への置換を行ない、欠陥メモリセルの救済を実行する。この置換を行なうため、半導体装置は、救済アドレス(欠陥メモリセルのアドレス)をプログラムするアドレス指定用ヒューズと、当該アドレス指定用ヒューズを用いたか否かを示す情報を記憶するイネーブルヒューズと、を有するヒューズセットを備える。ウエハのトリミング工程においては、アドレス指定用ヒューズとイネーブルヒューズからなるヒューズセットに対して、レーザー光を用いて半導体装置のヒューズ上の開口部から各ヒューズを構成する配線層を溶断することが行なわれる。そして、各ヒューズが切断状態となったか、或いは未切断状態のままであるかが判定される。 In a wafer test of a semiconductor device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), a defective memory cell in a main area is replaced with a normal memory cell (redundant memory cell) in a redundant area, and the defective memory cell is repaired. . In order to perform this replacement, the semiconductor device has an addressing fuse that programs a relief address (address of a defective memory cell) and an enable fuse that stores information indicating whether or not the addressing fuse is used. Equipped with a fuse set. In the wafer trimming process, for the fuse set including the addressing fuse and the enable fuse, a wiring layer constituting each fuse is blown from the opening on the fuse of the semiconductor device using a laser beam. . Then, it is determined whether each fuse has been cut or remains uncut.
一般的なDRAMでは、複数の欠陥メモリセルを救済するため、或いは欠陥メモリセルを行アドレス単位または列アドレス単位で救済するため、上記ヒューズセットを複数有するヒューズセット回路を備えている。イネーブルヒューズが切断されたヒューズセットにおいては、アドレス指定用ヒューズに救済アドレスがプログラムされる。このヒューズセット回路により、通常のメモリセルへのアクセス時において、外部アドレスと、救済アドレスとが比較される。
そして、外部アドレスと救済アドレスとが一致した場合のみ、対応する冗長メモリセルが選択され、DRAMの外部からのデータ書込み、或いはDRAMへのデータ読み出し動作が行われる。このような、ヒューズセット回路を用いて欠陥メモリセルを冗長メモリセルへ置換する技術が、例えば特許文献1に記載されている。
A general DRAM includes a fuse set circuit having a plurality of fuse sets in order to relieve a plurality of defective memory cells or to relieve defective memory cells in units of row addresses or column addresses. In the fuse set in which the enable fuse is cut, the relief address is programmed in the addressing fuse. The fuse set circuit compares the external address with the relief address when accessing a normal memory cell.
Only when the external address coincides with the relief address, the corresponding redundant memory cell is selected, and the data writing from the outside of the DRAM or the data reading operation to the DRAM is performed. For example, Patent Document 1 discloses a technique for replacing a defective memory cell with a redundant memory cell using a fuse set circuit.
また、トリミング工程終了後のDRAMに関して、冗長エリアの冗長メモリセルが選択されたか否かを確認するため、DRAMはチェックロールコール機能(以下CRC機能と呼ぶ)を備えている。CRC機能を用いたテストモードでは、ヒューズセット回路は、例えばテストモードへ移行した後にアクトコマンド(ACTコマンド)で入力される行アドレスと、救済アドレスとを比較する。そして、行アドレスと救済アドレスとが一致した場合、例えばDRAMのデータ入出力端子DQを介して一致したことを示すデータが出力される。このCRC機能を用いたテストモードは、ACTコマンドに続くリードコマンド(READコマンド)またはライトコマンド(WRITEコマンド)とともに入力される列アドレスに対しても、上記構成を用いることにより同様に行なわれる。 Further, the DRAM has a check roll call function (hereinafter referred to as a CRC function) in order to confirm whether or not a redundant memory cell in the redundant area has been selected with respect to the DRAM after the trimming process. In the test mode using the CRC function, for example, the fuse set circuit compares the row address input by the act command (ACT command) after the transition to the test mode with the relief address. When the row address and the relief address match, for example, data indicating the match is output via the data input / output terminal DQ of the DRAM. The test mode using the CRC function is similarly performed for the column address input together with the read command (READ command) or the write command (WRITE command) following the ACT command by using the above configuration.
つまり、DRAM内部では、行アドレスまたは列アドレスそれぞれに対応して搭載される複数のヒューズセットのうち、イネーブルヒューズが溶断されたヒューズセットを対象として、ヒューズセット回路は、外部入力アドレスとプログラムされた救済アドレスとを比較する。そして、ヒューズセット回路は、ヒューズセットにおいて両アドレスが一致した場合、一致したことを示すアドレスヒット信号を出力する。このアドレスヒット信号は、例えば入出力回路を介してデータ入出力端子DQからHレベルの信号として出力される。一方、ヒューズセットにおいて両アドレスが一致しない場合、一致しないことを示すアドレスヒット信号を出力する。このアドレスヒット信号は入出力回路を介して、Lレベルの信号として出力される。 That is, in the DRAM, the fuse set circuit is programmed with the external input address for the fuse set in which the enable fuse is blown out of the plurality of fuse sets mounted corresponding to the row address or the column address, respectively. Compare with the relief address. When both addresses match in the fuse set, the fuse set circuit outputs an address hit signal indicating that they match. This address hit signal is output as an H level signal from the data input / output terminal DQ via an input / output circuit, for example. On the other hand, if both addresses do not match in the fuse set, an address hit signal indicating that they do not match is output. This address hit signal is output as an L level signal via the input / output circuit.
従来においては、以下の工程により、所望のヒューズが溶断されているかをチェックしていた。まず、トリミング工程に先立つ第1のウエハテスト工程において、欠陥メモリセルのアドレス(救済すべきアドレス)を検出する。次に、トリミング工程において、欠陥メモリセルのアドレス(救済アドレス)を、ヒューズセットのアドレス指定用ヒューズにプログラムする。次に、トリミング工程に続く第2のウエハテスト工程において、CRC機能を用いて、ヒューズセットのアドレス指定用ヒューズにプログラムされた救済アドレスを検出する。そして、第1のウエハ工程で検出した救済すべきアドレスと、第2のウエハ工程で検出した救済アドレスとが比較され、所望のヒューズが正しく溶断されたか否かが判定される。 Conventionally, it has been checked whether a desired fuse is blown by the following steps. First, in the first wafer test process prior to the trimming process, the address of the defective memory cell (address to be relieved) is detected. Next, in the trimming step, the address (relief address) of the defective memory cell is programmed into the addressing fuse of the fuse set. Next, in the second wafer test process subsequent to the trimming process, the repair address programmed in the address setting fuse of the fuse set is detected using the CRC function. Then, the address to be repaired detected in the first wafer process and the repair address detected in the second wafer process are compared, and it is determined whether or not the desired fuse has been blown correctly.
また、従来においては、第1のウエハテスト工程において、冗長エリアについて、冗長メモリセルへのデータ書込み、及び冗長メモリセルからのデータ読み出しを行ない、冗長メモリセルに欠陥がなく、置換先とすることが可能であるかのチェックを行なっていた。しかしながら、ヒューズセットが救済アドレスを正しくプログラム可能であるか否かのチェックについては行なわれていなかった。そのため、例えばウエハ製造工程における工程間ばらつきに起因して、ヒューズセットを構成するヒューズ素子の抵抗値が高抵抗値となる場合がある。このような場合、トリミング工程において溶断対象ではなかったヒューズセットも溶断されていると第2のウエハテスト工程において判断され、トリミング工程において誤ったプログラムが行われたと判定されることがあった。 Conventionally, in the first wafer test process, data is written to and read from the redundant memory cell in the redundant area, and the redundant memory cell is not defective and is used as a replacement destination. I was checking if it was possible. However, no check has been made as to whether the fuse set can correctly program the relief address. For this reason, the resistance value of the fuse element constituting the fuse set may be a high resistance value due to, for example, process-to-process variation in the wafer manufacturing process. In such a case, it may be determined in the second wafer test process that a fuse set that was not the object of fusing in the trimming process is blown, and it may be determined that an incorrect program has been performed in the trimming process.
この誤判定を防ぐためには、第1のウエハ工程において、例えばヒューズセットが正しく救済アドレスをプログラム可能であるか否かのチェックを、CRC機能を用いて行なうことが考えられる。しかしながら、CRC機能を用いてチェックを行なうには、上述の通り、ヒューズセットにおけるイネーブルヒューズを溶断する必要がある。そのため、トリミング工程前に、CRC機能を用いたチェックを行なうことができず、ヒューズセット個々の不具合をチェックすることができなかった。つまり、従来においては、トリミング工程前に、救済に用いることができないヒューズセットを検出することができない問題があった。 In order to prevent this erroneous determination, in the first wafer process, for example, it is conceivable to check whether or not the fuse set can correctly program the relief address using the CRC function. However, in order to check using the CRC function, it is necessary to blow the enable fuse in the fuse set as described above. For this reason, before the trimming process, a check using the CRC function cannot be performed, and it is impossible to check a defect of each fuse set. That is, conventionally, there has been a problem that a fuse set that cannot be used for relief cannot be detected before the trimming process.
本発明は、欠陥メモリセルのアドレスを記憶するアドレス指定用ヒューズと、前記アドレス指定用ヒューズを使用するか否かを示す情報を記憶するイネーブルヒューズと、を有し、前記イネーブルヒューズの情報が前記アドレス指定用ヒューズを使用することを示し、かつ、外部から入力されるアドレスと前記欠陥メモリセルのアドレスとが一致する場合、一致したことを示すアドレスヒット信号を出力するヒューズセット回路と、テストコマンドとともに試験用アドレスが入力されると、前記ヒューズセット回路に対してテストモード信号を出力し、前記イネーブルヒューズが記憶する情報に係らず、前記試験用アドレスと前記アドレス指定用ヒューズが記憶するアドレスとを比較させて前記アドレスヒット信号を出力させるテスト回路と、を備えることを特徴とする半導体装置である。 The present invention includes an addressing fuse for storing an address of a defective memory cell, and an enable fuse for storing information indicating whether or not to use the addressing fuse. A fuse set circuit for indicating that a fuse for addressing is used, and outputting an address hit signal indicating a match when an externally input address and the address of the defective memory cell match, and a test command When a test address is input together, a test mode signal is output to the fuse set circuit, and regardless of the information stored in the enable fuse, the test address and the address stored in the addressing fuse And a test circuit for outputting the address hit signal by comparing A semiconductor device, characterized in that it comprises a.
本発明においては、テスト回路が、イネーブルヒューズが記憶する情報に係らず、ヒューズセット回路に対して、試験用アドレスとアドレス指定用ヒューズが記憶するアドレスとが一致したことを示すアドレスヒット信号を出力させる。すなわち、トリミング工程前に、CRC機能を用いたチェックを行なえば、ヒューズセット回路は、アドレスヒット信号を出力する。これにより、トリミング工程前において、欠陥メモリセルのアドレス情報を記憶するヒューズが切断状態にあるか否かを検出できる半導体装置を提供することができる。従って、救済に用いることができないヒューズセットをトリミング工程前に検出することができるので、トリミング工程において誤ったプログラムを行なうことがなくなり、ウエハテストにおける歩留り低下を抑制することができる。 In the present invention, the test circuit outputs an address hit signal indicating that the test address matches the address stored in the addressing fuse to the fuse set circuit regardless of the information stored in the enable fuse. Let That is, if a check using the CRC function is performed before the trimming process, the fuse set circuit outputs an address hit signal. Thereby, it is possible to provide a semiconductor device capable of detecting whether or not a fuse for storing address information of a defective memory cell is in a cut state before the trimming process. Therefore, since a fuse set that cannot be used for relief can be detected before the trimming process, erroneous programming is not performed in the trimming process, and a decrease in yield in the wafer test can be suppressed.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
[第1の実施形態]
図1は、半導体装置10の概略構成を示すブロック図である。なお、図1に示されている各回路ブロックは、全て単結晶シリコンからなる同一の半導体チップ上に形成される。各回路ブロックは、例えば、PMOSトランジスタ(P型チャネルMOSトランジスタ)及びNMOSトランジスタ(N型チャネルMOSトランジスタ)等の複数のトランジスタで構成される。また、○印で示されているのは、当該半導体チップに設けられる外部端子としてのパッドである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
半導体装置10は、アドレス/コマンドデコーダ回路5、Xデコーダ6a、及びYデコーダ6b、メモリセルアレイ7、入出力回路8、テスト回路11、ヒューズセット回路12、及び内部電圧発生回路9を含んで構成される。まず、半導体装置10の概略について説明する。
The
半導体装置10は、外部端子として、コマンド端子1a〜1d、アドレス端子2、データ入出力端子3a、データストローブ端子3b、及び電源端子4a,4bを備えている。その他、クロック端子やリセット端子なども備えられているが、これらについては図示を省略してある。本明細書において、信号名の末尾に「/」が付されている信号は、対応する信号の反転信号又はローアクティブな信号であることを意味する。
The
コマンド端子1a〜1dは、それぞれロウアドレスストローブ信号/RAS、カラムアドレスストローブ信号/CAS、チップセレクト信号/CS、及びライトイネーブル信号/WENが供給される端子である。これらの端子に入力される信号の組合せによりコマンド信号CMDが構成される。このコマンド信号CMDは、アドレス/コマンドデコーダ回路5に入力される。アドレス/コマンドデコーダ回路5は、コマンド信号CMDの保持、デコードなどを行うことによって、各種内部コマンド信号ICMDを生成する。生成された内部コマンド信号ICMDは、ロウ系制御回路の一つであるXデコーダ6a、カラム系制御回路であるYデコーダ6bに供給される。
The
アドレス端子2は、アドレス信号ADDが供給される端子であり、供給されたアドレス信号ADDは、アドレス/コマンドデコーダ回路5に入力される。アドレス/コマンドデコーダ回路5はアドレス信号ADDをラッチし、アドレス/コマンドデコーダ回路5のデコード結果に応じて内部アドレスIADDを出力する。この内部アドレスIADDのうち、ロウアドレスについてはXデコーダ6aに入力され、カラムアドレスについてはYデコーダ6bに入力される。
The
メモリセルアレイ7は、複数のサブワード線、複数のビット線、ワード線及びビット線の交点にある複数のメモリセルを有する。また、メモリセルアレイ7は、メインエリアとメインエリア内に欠陥メモリセルがある場合に、この欠陥メモリセルに替えてアクセスされる冗長メモリセルを含む冗長エリアを有する。
The
Xデコーダ6aは、メモリセルアレイ7に含まれるいずれかのワード線を選択する回路である。また、Yデコーダ6bは、メモリセルアレイ7におけるセンスアンプに含まれるいずれかのセンスアンプを選択する回路である。Yデコーダ6bによって選択されたセンスアンプは、例えば不図示のデータアンプに接続される。このデータアンプは、リード動作時においてはセンスアンプによって増幅されたリードデータをさらに増幅し、リードライトバスを介してリードデータを入出力回路8に出力する。一方、ライト動作時においては、リードライトバスを介して入出力回路8から入力されるライトデータを増幅し、これをセンスアンプに出力する。なお、Xデコーダ6aは、冗長エリアにおける冗長メモリセルを選択する冗長ワード線を駆動する冗長行ドライバを含む。また、Yデコーダ6bは、冗長エリアにおける冗長メモリセルに接続される冗長ビット線とデータアンプとを接続する冗長カラムスイッチを導通させる冗長列ドライバを含む。
The
データ入出力端子3aは、リードデータDQの出力及びライトデータDQの入力を行うための端子であり、入出力回路8に接続されている。入出力回路8は、リード動作時において、メモリセルアレイ7からのリードデータをデータ入出力端子3aへリードデータDQ0−nとして並列出力する。また、入出力回路8は、ライト動作時において、データ入出力端子3aからのライトデータDQ0−nを、メモリセルアレイ7へ直列出力する。なお、データ入出力端子3aの数は、図1に示すように複数あるが、4,8,16などであってもよい。また、データストローブ端子3bは、リードデータDQ0−nとともに出力されるデータストローブ信号DQS、/DQSの出力を行なう端子であり、入出力回路8に接続されている。このデータストローブ信号は、半導体装置10に接続される外部装置がリードデータDQ0−nを受け取る際の基準となる信号である。また、データストローブ信号DQS、/DQSは、ライトデータDQ0−nとともに入出力回路8に入力される。このデータストローブ信号は、半導体装置10がライトデータDQ0−nを外部装置から受け取る際の基準となる信号でもある。
The data input /
電源端子4a,4bは、それぞれ外部電圧VDD及び接地電圧VSSが供給される端子である。本明細書においては、外部電圧VDD及び接地電圧VSS間の電圧を単に「外部電圧VDD」と呼ぶことがある。電源端子4a,4bは、それぞれ内部電圧発生回路9に接続されている。外部電圧VDDは、内部電圧発生回路9に供給される。内部電圧発生回路9は、内部回路の役割に応じた複数の内部電圧として、例えば第1内部電圧VODPP(例えば1.6V)、第2内部電圧VPERI(例えば1.2V)、メモリセルアレイ7の動作用電圧VARY等を発生する。これらの各内部電圧は、それぞれ対応する内部回路に供給される。
The
本実施形態では、半導体装置10は通常の動作モードと、テスト動作モードを有する。
通常の動作モードでは、次に示す動作が行われる。すなわち、アドレス/コマンドデコーダ回路5に、ワード線の選択を指示するアクトコマンド(ACTコマンド)が入力される。すると、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、このACTコマンドと同時に行アドレスを取り込み、内部アドレスIADDとして内部行アドレスXをヒューズセット回路12に対して出力する。ヒューズセット回路12は、内部行アドレスXと内蔵するヒューズセットが記憶する救済アドレスとを比較し、一致した場合、アドレスヒット信号AH1〜AHnのうちの1つをハイ(H)レベルとしてXデコーダ6aに対して出力する。なお、本実施形態において、ヒューズセット回路12は、複数のヒューズセットを備え、各ヒューズセットはXデコーダ6a内部の冗長行ドライバに対応して設けられる(詳細後述)。
Xデコーダ6aは、Hレベルのアドレスヒット信号AH1〜AHnのうち1つの信号が入力されると、本来選択すべきワード線(外部行アドレスが指定する位置のワード線)を選択する替わりに、冗長行ドライバを選択する。冗長行ドライバは、冗長ワード線に接続されるメモリセルを選択する。これにより、メインエリアの欠陥メモリセルから冗長エリアの冗長メモリセルへの置換が、行単位で実行される。
In the present embodiment, the
In the normal operation mode, the following operation is performed. That is, an act command (ACT command) instructing selection of a word line is input to the address /
When one of the H level address hit signals AH1 to AHn is input, the
また、アドレス/コマンドデコーダ回路5に、ACTコマンドに続いて、メモリセル〜のデータの読み出しを指示するリードコマンド(READコマンド)または、メモリセルへのデータ書き込みを指示するライトコマンド(WRITコマンド)が入力される。すると、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、このREADコマンドまたはWRITコマンドと同時に列アドレスを取り込み、内部アドレスIADDとして内部列アドレスYをヒューズセット回路12に対して出力する。ヒューズセット回路12は、内部列アドレス信号Yと内蔵するヒューズセットが記憶する救済アドレスとを比較し、一致した場合、アドレスヒット信号AH1〜AHnのうちの1つの信号をHレベルとしてYデコーダ6bに対して出力する。
Further, following the ACT command, the address /
Yデコーダ6bは、Hレベルのアドレスヒット信号AH1〜AHnのうち1つの信号が入力されると、本来選択すべきビット線(外部列アドレスが指定する位置のビット線)を選択する替わりに、冗長列ドライバを選択する。冗長列ドライバは、冗長ビット線を選択してデータアンプと接続する。これにより、メインエリアの欠陥メモリセルから冗長エリアの冗長メモリセルへの置換が、列単位で実行される。
なお、本実施形態において、ヒューズセット回路12は、複数のヒューズセットを備え、各ヒューズセットはXデコーダ6a内部の冗長行ドライバに対応して設けられる。もちろん、ヒューズセット回路12が備えるヒューズセットを、Yデコーダ6b内部の冗長列ドライバに対応して設けることも可能である。本実施形態では、以下の説明において、ヒューズセット回路12が備える各ヒューズセットは、冗長行ドライバに対応して設けられるものとする。なお、ヒューズセット回路12、及びテスト回路11についての詳細は後述する。
When one of the H level address hit signals AH1 to AHn is input, the
In the present embodiment, the fuse set
次に、テスト動作モードについて説明する。半導体装置10はテスト動作モードとして、第1のテストモード(冗長エリアチェック機能)と第2のテストモード(CRC機能)とを有する。
第1のテストモードは、例えばトリミング工程前に行われる第1のウエハテストにおいて用いることができる。第1のテストモードでは、次に示す動作が行われる。すなわち、アドレス/コマンドデコーダ回路5に、テストモードへの移行を示すテストコマンド(TEST1コマンド)が入力される。アドレス/コマンドデコーダ回路5は、このTEST1コマンドにより、テスト回路11を活性化する。テスト回路11は、ヒューズセット選択テストモード信号FSTM1〜FSTMnのうちの1つを、例えばヒューズセット選択テストモード信号FSTMj(j=1〜n)を選択的にHレベルとしてヒューズセット回路12に対して出力する。なお、ヒューズセット選択テストモード信号FSTMjを選択的にHレベルにするため、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、例えばモードレジスタを有している。このモードレジスタにはTEST1コマンド取り込みと同時に、アドレス端子からヒューズセット回路12内のヒューズセットを選択する際のアドレス、例えば行アドレスのうち最下位(X0)ビット側から連続した4ビットのデータが取り込まれる。テスト回路11は、この4ビットのデータに基づいて、ヒューズセット選択テストモード信号FSTMjをHレベルとし、この状態を維持する。
Next, the test operation mode will be described. The
The first test mode can be used, for example, in a first wafer test performed before the trimming process. In the first test mode, the following operation is performed. In other words, a test command (TEST 1 command) indicating a shift to the test mode is input to the address /
また、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、テストコマンドTEST1に続いてACTコマンド、行アドレス(オールロウ(L)レベル)を取り込み、内部アドレスIADDとして内部行アドレスX=#0000をヒューズセット回路12に対して出力する。ヒューズセット回路12は、内部行アドレスXと内蔵するヒューズセットが記憶するアドレスとを比較する。このときヒューズが正常、つまり、この場合は未溶断であれば、ヒューズセットが記憶するアドレスはオールLであり、両アドレスは一致する。
Further, the address /
これにより、ヒューズセット回路12は、アドレスヒット信号AH1〜AHnのうち1つのアドレスヒット信号AHj(j=1〜n)をHレベルとしてXデコーダ6aに対して出力する。Xデコーダ6aは、本来選択すべきワード線(内部行アドレスX=#0000が指定する位置のワード線)を選択する替わりに、ヒューズセット回路12のヒューズセットに対応する冗長行ドライバを選択し、冗長行ドライバは冗長ワード線に接続されるメモリセルを選択する。ACTコマンドに続いて、WRITコマンドが供給されると、冗長エリアのメモリセルへ外部からデータが書き込まれる。また、上述したTEST1コマンド、ACTコマンド、及びREADコマンドの順番でコマンドが入力されると、冗長エリアのメモリセルに書き込んだデータが読みだされ、冗長エリアのメモリセルが正常なメモリセルであるか否かを判定することができる。
As a result, the fuse set
これにより、冗長エリア内の全ての冗長メモリセルが欠陥のないメモリセルであれば、メモリエリアに欠陥メモリセルがあった場合に、行単位で置換を行ってよいか否かを決定することができる。なお、全ての冗長行ドライバ、すなわちn個の冗長行ドライバを選択するテストは、次のように実行される。すなわち、上述したTEST1コマンド、ACTコマンド、READコマンドまたはWRITコマンドの組合せを、ACTコマンドと共に取り込む行アドレスを変化させながら実行される(冗長エリアチェック機能)。 As a result, if all the redundant memory cells in the redundant area are non-defective memory cells, it is possible to determine whether or not replacement may be performed in units of rows when there are defective memory cells in the memory area. it can. Note that a test for selecting all redundant row drivers, that is, n redundant row drivers, is performed as follows. That is, the combination of the TEST1 command, the ACT command, the READ command, or the WRIT command described above is executed while changing the row address fetched together with the ACT command (redundancy area check function).
また、第2のテストモードは、例えばトリミング工程前に行われる第1のウエハテストにおいて用いることができる。第2のテストモードでは、次に示す動作が行われる。すなわち、アドレス/コマンドデコーダ回路5に、テストモードへの移行を示すテストコマンド(TEST2コマンド)が入力される。アドレス/コマンドデコーダ回路5は、このTEST2コマンドにより、テスト回路11を活性化する。テスト回路11は、ヒューズセット選択テストモード信号FSTM1〜FSTMnのうちの1つの選択テストモード信号FSTMj(j=1〜n)を、選択的にHレベルとしてヒューズセット回路12に対して出力する。
The second test mode can be used, for example, in a first wafer test performed before the trimming process. In the second test mode, the following operation is performed. That is, a test command (TEST2 command) indicating a shift to the test mode is input to the address /
なお、ヒューズセット選択テストモード信号FSTMjを選択的にHレベルにするには、TEST1コマンドのときと同じようにすればよい。すなわち、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、例えばモードレジスタを有する。このモードレジスタは、TEST2コマンド取り込みと同時に、アドレス端子からヒューズセット回路12内のヒューズセットを選択する際のアドレス、例えば行アドレスのうち最下位(X0)ビット側から連続した4ビットのデータを取り込む。テスト回路11は、この4ビットのデータに基づいて、ヒューズセット選択テストモード信号FSTMjをHレベルとし、この状態を維持する。
Note that the fuse set selection test mode signal FSTMj can be selectively set to the H level in the same manner as in the TEST1 command. That is, the address /
また、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、テストコマンドTEST2に続いてACTコマンド、行アドレス(オールロウ(L)レベル)を取り込む。アドレス/コマンドデコーダ回路5は、内部アドレスIADDとして内部行アドレスX=#0000(試験用アドレス)をヒューズセット回路12に対して出力し、このHレベルの状態を維持する。ヒューズセット回路12は、内部行アドレスXと内蔵するヒューズセットが記憶するアドレスとを比較する。このときヒューズが正常、つまり未溶断であればヒューズセットが記憶するアドレスはオールLであり、両アドレスは一致する。これにより、ヒューズセット回路12は、アドレスヒット信号AHjをHレベルとして入出力回路8に対して出力する。
The address /
つまり、ヒューズセット回路12は、テスト回路11から選択テストモード信号FSTMjが入力されると、各ヒューズセットの記憶するアドレスが内部行アドレスX=#0000と一致するか否かを判定する。ヒューズセット回路12は、一致した場合、アドレスヒット信号AHjを入出力回路8に対して出力する。これにより、入出力回路8は、ヒューズセット回路12内の各ヒューズセットが未溶断状態であるか否かを示す信号(DQ信号)を、いずれかのデータ入出力端子3aから出力する。なお、本実施形態において、ヒューズセット内の全てのヒューズが未溶断状態であると判定した場合、アドレスヒット信号AHjはHレベルであり、入出力回路8は、HレベルのDQ信号を出力する。
That is, when the selection test mode signal FSTMj is input from the
一方、ヒューズセット内の少なくとも1つのヒューズが溶断状態であると判定した場合、アドレスヒット信号AHjはLレベルであり、入出力回路8は、LレベルのDQ信号を出力する。これらのDQ信号は、トリミング工程においてヒューズを切断すべきか否かを示す信号である。そのため、このDQ信号の論理により、溶断状態と判定されたヒューズセットをトリミング工程における溶断対象から除くことにより、冗長行ドライバが不必要に使用されることを防ぐことができる。なお、全てのヒューズセット、すなわちアドレスヒット信号を出力するn個のヒューズセットを選択するテストは、次のように実行される。すなわち、上述したTEST2コマンド、ACTコマンドの組合せを、TEST2コマンドと共に取り込む行アドレスを変化させながら実行する(CRC機能)。
On the other hand, when it is determined that at least one fuse in the fuse set is in a blown state, the address hit signal AHj is at the L level, and the input /
続いて、本発明の半導体装置10の特徴部分となるヒューズセット回路12について詳細に説明する。図2は、図1に示すヒューズセット回路12の構成を示すブロック図である。
ヒューズセット回路12は、複数のヒューズセット12_1〜12_n(n≧1)を有する。各ヒューズセットは、Xデコーダ6aにおけるn個の冗長行ドライバ(図1、図2において不図示)各々に対して、1対1に対応して設けられる。ヒューズセット12_i(i=1〜n)は、図2に示すヒューズセット12_1と同様の構成を有する。そのため、ヒューズセット12_1の構成について説明し、ヒューズセット12_2〜12_nの構成についての説明は省略する。
Next, the fuse set
The fuse set
ヒューズセット12_1は、イネーブルヒューズEF12_1、アドレス比較回路C12_1_0〜C12_1_13、X=0ヒューズ(ヒューズ回路F12_1_0とする)〜X=13ヒューズ(ヒューズ回路F12_1_13とする)を備える。また、ヒューズセット12_1は、オア回路OR12_1、ナンド回路NA12_1_1〜NA12_1_4、ノア回路NO12_1_1〜12_1_2、及びアンド回路A12_1を備える。 The fuse set 12_1 includes an enable fuse EF12_1, address comparison circuits C12_1_0 to C12_1_13, X = 0 fuse (referred to as a fuse circuit F12_1_0) to X = 13 fuse (referred to as a fuse circuit F12_1_13). The fuse set 12_1 includes an OR circuit OR12_1, NAND circuits NA12_1_1 to NA12_1_4, NOR circuits NO12_1_1 to 12_1_2, and an AND circuit A12_1.
イネーブルヒューズEF12_1は、レーザーで溶断可能なヒューズ素子を含んで構成される。このヒューズ素子は、ヒューズ回路F12_1_0〜F12_1_13を使用する場合、トリミング工程において溶断され、ヒューズ回路F12_1_0〜ヒューズ回路F12_1_13のヒューズ素子を使用したことを記憶する。なお、全ての行アドレスがLレベルの状態を記憶する場合は、ヒューズ回路F12_1_0〜ヒューズ回路F12_1_13のヒューズ素子はいずれも溶断されない。しかしながら、ヒューズ素子としての使用は行なわれており、イネーブルヒューズEF12_1のヒューズ素子は溶断される。本実施形態では、イネーブルヒューズEF12_1のヒューズ素子が溶断されると(溶断状態になると)、イネーブルヒューズEF12_1は、Hレベルの信号をオア回路OR12_1に出力する。一方、ヒューズ素子が溶断されないと(未溶断状態であると)、イネーブルヒューズEF12_1は、Lレベルの信号をオア回路OR12_1に出力する。 The enable fuse EF12_1 includes a fuse element that can be blown by a laser. When the fuse circuit F12_1_0 to F12_1_13 is used, the fuse element is blown in the trimming process and stores that the fuse element of the fuse circuit F12_1_0 to the fuse circuit F12_1_13 is used. Note that in the case where all the row addresses are stored in an L level state, none of the fuse elements of the fuse circuits F12_1_0 to F12_1_13 are blown. However, it is used as a fuse element, and the fuse element of the enable fuse EF12_1 is blown. In the present embodiment, when the fuse element of the enable fuse EF12_1 is blown (when blown), the enable fuse EF12_1 outputs an H level signal to the OR circuit OR12_1. On the other hand, if the fuse element is not blown (if it is not blown), the enable fuse EF12_1 outputs an L level signal to the OR circuit OR12_1.
ヒューズ回路F12_1_0〜ヒューズ回路F12_1_13各々は、イネーブルヒューズEF12_1と同様に、レーザーで溶断可能なヒューズ素子を含んで構成される。このヒューズ素子は、メインエリアにおける欠陥メモリセルを選択するワード線の位置を示すアドレスに対応して、トリミング工程において溶断される。つまり、ヒューズ回路F12_1_0〜ヒューズ回路F12_1_13各々は、欠陥メモリセルの行アドレスを1ビットずつ記憶する。 Each of the fuse circuits F12_1_0 to F12_1_13 includes a fuse element that can be blown by a laser, like the enable fuse EF12_1. The fuse element is blown in a trimming process corresponding to an address indicating a position of a word line for selecting a defective memory cell in the main area. That is, each of the fuse circuits F12_1_0 to F12_1_13 stores the row address of the defective memory cell bit by bit.
アドレス比較回路C12_1_0〜C12_1_13各々(アドレス比較回路C12_1_i、i=0〜13とする)は、内部アドレスIADDのiビットと、ヒューズ回路F12_1_iが記憶する行アドレスとを比較する。アドレス比較回路C12_1_0、C12_1_1各々は、両アドレスが一致する場合、Hレベルの信号を次段のナンド回路NA12_1_1に対して出力し、両アドレスが一致しない場合、Lレベルの信号を次段のナンド回路NA12_1_1に対して出力する。アドレス比較回路C12_1_2〜C12_1_5各々は、両アドレスが一致する場合、Hレベルの信号を次段のナンド回路NA12_1_2に対して出力し、両アドレスが一致しない場合、Lレベルの信号を次段のナンド回路NA12_1_2に対して出力する。アドレス比較回路C12_1_6〜C12_1_9各々は、両アドレスが一致する場合、Hレベルの信号を次段のナンド回路NA12_1_3に対して出力し、両アドレスが一致しない場合、Lレベルの信号を次段のナンド回路NA12_1_3に対して出力する。アドレス比較回路C12_1_10〜C12_1_13各々は、両アドレスが一致する場合、Hレベルの信号を次段のナンド回路NA12_1_3に対して出力する。一方、アドレス比較回路C12_1_10〜C12_1_13各々は、両アドレスが一致しない場合、Lレベルの信号を次段のナンド回路NA12_1_3に対して出力する。 Each of the address comparison circuits C12_1_0 to C12_1_13 (address comparison circuit C12_1_i, i = 0 to 13) compares the i bit of the internal address IADD with the row address stored in the fuse circuit F12_1_i. Each of the address comparison circuits C12_1_0 and C12_1_1 outputs an H level signal to the next stage NAND circuit NA12_1_1 when both addresses match, and outputs an L level signal to the next stage NAND circuit when both addresses do not match. Output to NA12_1_1. Each of the address comparison circuits C12_1_2 to C12_1_5 outputs an H level signal to the next NAND circuit NA12_1_2 when both addresses match, and outputs an L level signal to the next NAND circuit when both addresses do not match. Output to NA12_1_2. Each of the address comparison circuits C12_1_6 to C12_1_9 outputs an H level signal to the next NAND circuit NA12_1_3 when both addresses match, and outputs an L level signal to the next NAND circuit when both addresses do not match. Output to NA12_1_3. Each of the address comparison circuits C12_1_10 to C12_1_13 outputs an H level signal to the next-stage NAND circuit NA12_1_3 when both addresses match. On the other hand, each of the address comparison circuits C12_1_10 to C12_1_13 outputs an L level signal to the next-stage NAND circuit NA12_1_3 when both addresses do not match.
ノア回路NO12_1_1は、ナンド回路NA12_1_1、及びナンド回路NA12_1_2各々の出力信号の否定的論理和を演算し、次段のアンド回路A12_1に対して出力する。ノア回路NO12_1_2は、ナンド回路NA12_1_3、及びナンド回路NA12_1_4各々の出力信号の否定的論理和を演算し、次段のアンド回路A12_1に対して出力する。
アンド回路A12_1は、ノア回路NO12_1_1、及びノア回路NO12_1_2各々の出力信号の論理積を演算し、アドレスヒット信号AH1を出力する。
The NOR circuit NO12_1_1 calculates a negative logical sum of output signals of the NAND circuit NA12_1_1 and the NAND circuit NA12_1_2, and outputs the result to the AND circuit A12_1 in the next stage. The NOR circuit NO12_1_2 calculates a negative logical sum of the output signals of the NAND circuit NA12_1_3 and the NAND circuit NA12_1_4, and outputs the result to the AND circuit A12_1 in the next stage.
The AND circuit A12_1 calculates the logical product of the output signals of the NOR circuit NO12_1_1 and the NOR circuit NO12_1_2, and outputs an address hit signal AH1.
通常の動作モードでは、アドレス/コマンドデコーダ回路5に、ACTコマンドが入力されると、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、このACTコマンドと同時に行アドレスを取り込む。アドレス/コマンドデコーダ回路5は、内部アドレスIADDとして内部行アドレスXをヒューズセット回路12に対して出力する。ヒューズセット回路12は、内部行アドレスXとヒューズセットが記憶する救済アドレスとを比較し、一致した場合、アドレスヒット信号AH1〜AHnのうちの1つのアドレスヒット信号をHレベルとしてXデコーダ6aに対して出力する。
In the normal operation mode, when an ACT command is input to the address /
Xデコーダ6aは、Hレベルのアドレスヒット信号が入力されると、本来選択すべきワード線を選択する替わりに、冗長行ドライバを選択し、冗長行ドライバは冗長ワード線に接続されるメモリセルを選択する。これにより、メインエリアの欠陥メモリセルから冗長エリアのメモリセルへの置換が、行単位で実行される。
なお、ヒューズセット回路12は、内部行アドレスXとヒューズセットが記憶する救済アドレスとを比較し、一致しない場合、アドレスヒット信号AH1〜AHnをLレベルに維持する。Xデコーダ6aは、本来選択すべきワード線を選択し、当該ワード線に接続されるメモリセルを選択する。これにより、メインエリアのメモリセルが選択される。
When an address hit signal at H level is input, the
Note that the fuse set
また、第1のテストモードでは、アドレス/コマンドデコーダ回路5に、TEST1コマンドが入力されると、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、テスト回路11を活性化する。また、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、TEST1コマンド取り込みと同時に、アドレス端子からヒューズセット回路12内のヒューズセットを選択する際のアドレスを取り込む。アドレス/コマンドデコーダ回路5は、例えば行アドレスのうち最下位(X0)ビット側から連続した4ビットのデータ(例えばオール0)を取り込む。テスト回路11は、この4ビットのデータに基づいて、例えばヒューズセット選択テストモード信号FSTM1をHレベルとし、この状態を維持する。
In the first test mode, when the TEST 1 command is input to the address /
また、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、テストコマンドTEST1に続いてACTコマンド、行アドレス(オールロウ(L)レベル)を取り込み、例えば内部アドレスIADDとして内部行アドレスX=#0000をヒューズセット回路12に対して出力する。ヒューズセット回路12におけるヒューズセット12_1は、内部行アドレスXと内蔵するヒューズセットが記憶するアドレスとを比較する。このときヒューズが正常、つまり未溶断であればヒューズセットが記憶するアドレスはオールLであり、両アドレスは一致する。
Further, the address /
これにより、ヒューズセット回路12は、アドレスヒット信号AH1をHレベルとしてXデコーダ6aに対して出力する。Xデコーダ6aは、本来選択すべきワード線(内部行アドレスX=#0000が指定する位置のワード線)を選択する替わりに、ヒューズセット回路12のヒューズセットに対応する冗長行ドライバを選択し、冗長行ドライバは冗長ワード線に接続されるメモリセルを選択する。ACTコマンドに続いて、WRITコマンドが供給されると、冗長エリアのメモリセルへ外部からデータが書き込まれる。
As a result, the fuse set
また、上述したTEST1コマンド、ACTコマンド、及びREADコマンドの順番でコマンドが入力されると、冗長エリアのメモリセルに書き込んだデータが読みだされ、冗長エリアのメモリセルが正常なメモリセルであるか否かを判定することができる。これにより、冗長エリア内の全てのメモリセルが正常なメモリセルであれば、メモリエリアに欠陥メモリセルがあった場合に、行単位で置換を行ってよいか否かを決定することができる(冗長エリアチェック機能)。 Also, if the commands are input in the order of the TEST1 command, the ACT command, and the READ command, the data written in the memory cell in the redundant area is read, and whether the memory cell in the redundant area is a normal memory cell. It can be determined whether or not. Thus, if all the memory cells in the redundant area are normal memory cells, it is possible to determine whether or not replacement may be performed in units of rows when there is a defective memory cell in the memory area ( Redundant area check function).
一方、ヒューズセット12_1のヒューズのうちいずれか1つでも溶断状態にあれば、ヒューズセットが記憶するアドレスはオールLではなくなり、両アドレスは一致しない。
これにより、ヒューズセット回路12は、アドレスヒット信号AH1をLレベルのままに維持する。Xデコーダ6aは、本来選択すべきワード線(内部行アドレスX=#0000が指定する位置のワード線)を選択し、当該ワード線に接続されるメモリセルを選択する。なお、このとき、当該ワード線に接続されるメモリセルには、予め冗長ワード線に書き込むデータとは逆のデータ(例えば「1」)を通常のライト動作により、書き込んでおくのが好ましい。このようにする理由を以下に説明する。
On the other hand, if any one of the fuses in the fuse set 12_1 is in a blown state, the address stored in the fuse set is not all L, and the addresses do not match.
As a result, the
すなわち、ACTコマンドに続いて、WRITコマンドが供給されると、冗長エリアのメモリセルを選択したものとして、外部からデータとして「0」を冗長メモリセルに書き込む。また、上述したTEST1コマンド、ACTコマンド、及びREADコマンドの順番でコマンドを入力する。すると、冗長エリアのメモリセルに書き込んだデータとしての「0」が期待値として半導体装置10の外部へ読み出されるはずである。しかし、実際は、本来選択すべきワード線(内部行アドレスX=#0000が指定する位置のワード線)に接続されるメモリセルが選択され、データとして「1」が半導体装置10の外部へ読み出される。これによっても、ヒューズセット12_1のヒューズのうちいずれか1つでも溶断状態にあることが、メモリセルアレイ7を介して間接的に判定できるが、より簡単にヒューズが溶断状態にあるか否かを確認するため、半導体装置10は第2のテストモードを有する。
That is, when the WRIT command is supplied following the ACT command, “0” is written to the redundant memory cell as data from the outside, assuming that the memory cell in the redundant area is selected. In addition, the commands are input in the order of the TEST1 command, the ACT command, and the READ command. Then, “0” as data written to the memory cell in the redundant area should be read out to the outside of the
第2のテストモードでは、アドレス/コマンドデコーダ回路5に、TEST2コマンドが入力されると、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、テスト回路11を活性化する。テスト回路11は、TEST2コマンドと同時に取り込む行アドレスに応じて、ヒューズセット選択テストモード信号FSTM1〜FSTMnのうちの1つの選択テストモード信号FSTMj(j=1〜n)を、Hレベルへ変化させる。テスト回路11は、選択テストモード信号FSTMjをヒューズセット回路12に対して出力する。
In the second test mode, when the TEST2 command is input to the address /
また、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、テストコマンドTEST2に続いてACTコマンド、行アドレス(オールロウ(L)レベル)を取り込む。アドレス/コマンドデコーダ回路5は、内部アドレスIADDとして内部行アドレスX=#0000(試験用アドレス)をヒューズセット回路12に対して出力し、このHレベルの状態を維持する。ヒューズセット回路12におけるヒューズセット12_1は、内部行アドレスXと内蔵するヒューズセットが記憶するアドレスとを比較する。このときヒューズが正常、つまり未溶断であればヒューズセット12_1が記憶するアドレスはオールLであり、両アドレスは一致する。これにより、ヒューズセット回路12は、アドレスヒット信号AHjをHレベルとして入出力回路8に対して出力する。
The address /
なお、全てのヒューズセット、すなわちアドレスヒット信号を出力するn個のヒューズセットを選択するテストは、次のように実行される。すなわち、上述したTEST2コマンド、ACTコマンドの組合せを、TEST2コマンドと共に取り込む行アドレスを変化させながら、かつACTコマンドと共に取り込む行アドレスをオールLレベルに固定して実行される。ヒューズセット回路12は、テスト回路11から選択テストモード信号FSTMjが入力されると、ヒューズセット12_jの記憶するアドレスが内部行アドレスX=#0000と一致するか否かを判定する。ヒューズセット回路12は、一致した場合、Hレベルのアドレスヒット信号AHjを入出力回路8に対して出力する。
Note that a test for selecting all fuse sets, that is, n fuse sets that output an address hit signal, is executed as follows. That is, the combination of the TEST2 command and the ACT command described above is executed while changing the row address fetched together with the TEST2 command and fixing the row address fetched together with the ACT command to all L levels. When the selected test mode signal FSTMj is input from the
これにより、入出力回路8は、ヒューズセット回路12内の各ヒューズセットが未溶断状態であるか否かを示す信号(DQ信号)を、いずれかのデータ入出力端子3aから出力する。ヒューズセット回路12は、各ヒューズセット内の全てのヒューズが未溶断状態であると判定した場合、Hレベルのアドレスヒット信号AHjを出力し、入出力回路8は、HレベルのDQ信号を出力する。
Thereby, the input /
一方、ヒューズセット回路12は、各ヒューズセット内において、少なくとも1つのヒューズが溶断状態であると判定した場合、Lレベルのアドレスヒット信号AHjを出力し、入出力回路8は、LレベルのDQ信号を出力する。これらの入出力回路8が出力するDQ信号は、トリミング工程においてヒューズを切断すべきか否かを示す信号である。そのため、ヒューズセット回路12におけるヒューズセットに対応するDQ信号がLレベルの場合、ヒューズセット内のヒューズ素子はトリミングしていないにも係らず、溶断状態にあると判定することができる。これにより、このヒューズセットを、トリミング工程における溶断対象から除くことにより、冗長行デコーダが不必要に使用されることを防ぐことができる(CRC機能)。
On the other hand, if it is determined that at least one fuse is in a blown state in each fuse set, the fuse set
[第2の実施形態]
第2の実施形態では、上述した第2のテストモードに移行し、CRC機能を有効にした上で、第1のテストモードに移行し、冗長エリアチェック機能を有効にする例について説明する。
図3は、半導体装置10aの概略構成を示すブロック図である。なお、図3において、図1と同一の部分には同一の符号を付しており、この部分についての説明は省略する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, an example will be described in which the mode is shifted to the second test mode described above, the CRC function is enabled, the mode is shifted to the first test mode, and the redundant area check function is enabled.
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the
まず、第2のテストモードに移行するため、アドレス/コマンドデコーダ回路5に、TEST2コマンドが入力されると、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、テスト回路11aを制御する。テスト回路11aは、ヒューズ回路選択テスト信号FSTをHレベルとして、テスト制御回路13に対して出力する。
First, in order to shift to the second test mode, when a TEST2 command is input to the address /
次に、第1のテストモードに移行するため、アドレス/コマンドデコーダ回路5に、TEST1コマンドが入力されると、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、テスト回路11aを制御する。テスト回路11aは、冗長行エリア選択テスト信号RASTをHレベルとして、テスト制御回路13に対して出力する。テスト制御回路13は、ヒューズセット回路12a内のヒューズセットにおけるアドレス比較回路に入力する行アドレスとして内部行アドレスX=#0000(試験用アドレス)を強制的に発生し、ヒューズセット回路12aに対して出力する。
ヒューズセット回路12aにおける各ヒューズセットは、内部行アドレスXと内蔵するヒューズセットが記憶するアドレスとを比較する。このときヒューズが未溶断であればヒューズセットが記憶するアドレスはオールLであり、両アドレスは一致する。
Next, in order to shift to the first test mode, when the TEST1 command is input to the address /
Each fuse set in the fuse set
また、アドレス/コマンドデコーダ回路5は、TEST1テストコマンドに続いてACTコマンド、行アドレスを取り込み、内部アドレスIADDをテスト制御回路13に対して出力する。
テスト制御回路13は、ヒューズセット回路12a内のヒューズセットを選択する際のアドレスとして、内部アドレスIADDのうち最下位(X0)ビット側から連続した4ビットのデータをデコードして、ヒューズセット回路12a内の1つのヒューズセットを選択する。
The address /
The
これにより、ヒューズセット回路12aは、アドレスヒット信号AH1〜AHnのいずれか1つのアドレスヒット信号をHレベルとしてXデコーダ6aに対して出力する。Xデコーダ6aは、ヒューズセット回路12aのヒューズセットに対応する冗長行ドライバを選択し、冗長行ドライバは冗長ワード線に接続されるメモリセルを選択する。ACTコマンドに続いて、WRITコマンドが供給されると、冗長エリアのメモリセルへ外部からデータが書き込まれる。
As a result, the fuse set
また、上述した、TEST2コマンド、TEST1コマンド、ACTコマンド、及びREADコマンドの順にコマンドが入力されると、冗長エリアのメモリセルに書き込んだデータが読みだされる。このデータにより、冗長エリアのメモリセルが正常なメモリセルであるか否かを判定することができる。これにより、冗長エリア内の全てのメモリセルが正常なメモリセルであれば、メモリエリアに欠陥メモリセルがあった場合に、行単位で置換を行ってよいか否かを決定することができる(冗長エリアチェック機能)。 When the commands are input in the order of the TEST2 command, the TEST1 command, the ACT command, and the READ command, the data written in the memory cell in the redundant area is read out. Based on this data, it is possible to determine whether or not the memory cell in the redundant area is a normal memory cell. Thus, if all the memory cells in the redundant area are normal memory cells, it is possible to determine whether or not replacement may be performed in units of rows when there is a defective memory cell in the memory area ( Redundant area check function).
また、入出力回路8は、ヒューズセット回路12a内の各ヒューズセットが未溶断状態であるか否かを示す信号(DQ信号)を、例えば上記リードデータに付加する形で直列(シリアル)に出力する。これにより、ヒューズセットに対応する冗長エリアの使用可否を示す信号に加えて、ヒューズセットがトリミング工程における溶断対象となるか否かを示す信号をも出力できる(CRC機能)。
In addition, the input /
続いて、第2の実施形態において、本発明の半導体装置10aの特徴部分となるヒューズセット回路12a、及びテスト制御回路13について詳細に説明する。図4は、図3に示すヒューズセット回路12a、及びテスト制御回路13の構成を示すブロック図である。なお、図4において、図3と同一の部分には同一の符号を付しており、この部分についての説明は省略する。
テスト制御回路13は、アンド回路A13、インバータ回路I13、アドレス比較回路用アドレス発生回路13a、及びヒューズセット選択デコード回路D13を備える。アドレス比較回路用アドレス発生回路13aは、アンド回路A13a_0〜A13a_13を備える。
Subsequently, in the second embodiment, the fuse set
The
アンド回路A13は、テスト回路11aの出力信号であるヒューズ回路選択テスト信号FST、及び冗長行エリア選択テスト信号RASTの論理積を演算してインバータ回路I13、及びヒューズセット選択デコード回路D13に対して出力する。
インバータ回路I13は、アンド回路A13の出力信号を論理反転して、アンド回路A13a_0〜A13a_13に対して出力する。
アドレス比較回路用アドレス発生回路13aは、アンド回路A13の出力信号がHレベルのとき、内部アドレスIADDの値に係らず、内部行アドレスX=#0000(試験用アドレス)をヒューズセット回路12に対して出力する。すなわち、アドレス比較回路用アドレス発生回路13aは、ヒューズ回路選択テスト信号FST、及び冗長行エリア選択テスト信号RASTがHレベルになると、内部行アドレスX=#0000をヒューズセット回路12に対して出力する。
The AND circuit A13 calculates the logical product of the fuse circuit selection test signal FST, which is an output signal of the
The inverter circuit I13 logically inverts the output signal of the AND circuit A13 and outputs it to the AND circuits A13a_0 to A13a_13.
When the output signal of the AND circuit A13 is at the H level, the address generation circuit for
つまり、第2のテストモードに移行し、CRC機能を有効にした上で、第1のテストモードに移行すると、アドレス比較回路に入力される内部行アドレスは、全てLレベルとなる。つまり、ヒューズセット回路12aのアドレス比較回路に入力される内部行アドレスは、ヒューズセットにおけるヒューズ素子が正常、つまり未溶断状態であれば出力するはずの信号レベルと同じLレベルの信号となる。これにより、ヒューズセットにおけるヒューズ素子が正常、つまり未溶断状態であれば、各ヒューズセットにおける4つのナンド回路の各入力は、オア回路からの出力信号を除いて全てHレベルとなる。
That is, when the mode is shifted to the second test mode, the CRC function is enabled, and then the mode is shifted to the first test mode, all the internal row addresses inputted to the address comparison circuit are at the L level. In other words, the internal row address input to the address comparison circuit of the fuse set
また、ヒューズ回路選択テスト信号FST、及び冗長行エリア選択テスト信号RASTがHレベルとなる。その後ACTコマンドとともに、ヒューズセット回路12a内のヒューズセットを選択する際のアドレスが内部アドレスIADDとして、ヒューズセット選択デコード回路D13に入力される。ヒューズセット選択デコード回路D13は、このうち最下位(X0)ビット側から連続した4ビットのデータをデコードして、各ヒューズセットにおけるオア回路の一方の入力に対してHレベルの信号を出力する。すなわち、テスト制御回路13は、ACTコマンドと共に入力される行アドレスに応じて、ヒューズセット回路12a内のヒューズセット12_1〜12_13のうちから1つのヒューズセットを選択する。
Further, the fuse circuit selection test signal FST and the redundant row area selection test signal RAST are at H level. Thereafter, an address for selecting a fuse set in the fuse set
これにより、第1の実施形態において説明したように、冗長エリアチェック機能、及びCRC機能を、TEST2コマンド、TEST1コマンド、ACTコマンドの順に入力することにより、いずれも有効にすることができる。また、第1の実施形態では、テスト回路11がヒューズセット回路12の各ヒューズセットに対応して出力するn本の信号(ヒューズセット選択テストモード信号FSTM1〜FSTMn)を出力する必要がある。これに対して、第2の実施形態では、テスト回路11aがテスト制御回路13に対して出力する一本の信号(ヒューズ回路選択テスト信号FST)を出力すればよい。つまり、n本のテスト信号を1本のテスト信号に削減できるので、第1の実施形態に比べてテスト信号発生回路、及びテスト信号配線の本数を削減でき、これらに必要となる領域の面積を減らし、チップサイズを削減することができる。
Accordingly, as described in the first embodiment, the redundant area check function and the CRC function can be enabled by inputting the TEST2 command, the TEST1 command, and the ACT command in this order. Further, in the first embodiment, it is necessary to output n signals (fuse set selection test mode signals FSTM1 to FSTMn) output from the
なお、テスト制御回路13の通常の動作モードにおける動作は、次の通りである。すなわち、通常の動作モードにおいては、アンド回路A13の出力信号はLレベルであり、ヒューズセット選択デコード回路D13はLレベルの出力信号を各ヒューズセットにおけるオア回路に対して出力する。また、インバータ回路I13の出力信号はHレベルであり、アドレス比較回路用アドレス発生回路13aは内部アドレスIADDを、そのまま行アドレス信号として、各アドレス比較回路に対して出力する。
The operation of the
これにより、ヒューズセット回路12aにおける各ヒューズセットは、イネーブルヒューズの記憶する情報、救済アドレス用ヒューズが記憶するアドレス情報により、アドレスヒット信号AH1〜AHnのうち1つのアドレスヒット信号をHレベルに変化させる。ヒューズセット回路12aは、Hレベルのアドレスヒット信号をXデコーダ6aに対して出力する。つまり、通常の動作モードにおいては、第1の実施形態において説明したようにメインエリアから冗長エリアへの行単位の置換が行われる。
Thereby, each fuse set in the fuse set
このように、半導体装置10は、欠陥メモリセルのアドレスを記憶するアドレス指定用ヒューズ(ヒューズ回路F12_1_0〜F12_1_13)と、アドレス指定用ヒューズを使用するか否かを示す情報を記憶するイネーブルヒューズ(イネーブルヒューズEF12_1)と、を有するヒューズセット回路12を備える。ヒューズセット回路12は、イネーブルヒューズの情報がアドレス指定用ヒューズを使用することを示し、かつ、外部から入力されるアドレスと欠陥メモリセルのアドレスとが一致する場合、一致したことを示すアドレスヒット信号AHを出力する。また、半導体装置10は、テストコマンド(TEST2コマンド)とともに試験用アドレス(内部行アドレスX=#0000)が入力されると、次のような動作を行うテスト回路を備える。すなわち、ヒューズセット回路12に対してテストモード信号(ヒューズセット選択テストモード信号FSTM1〜FSTMn、或いはヒューズ回路選択テスト信号FST)を出力し、イネーブルヒューズ(イネーブルヒューズEF12_1等)が記憶する情報に係らず、試験用アドレスとアドレス指定用ヒューズが記憶するアドレスとを比較させてアドレスヒット信号AHを出力させるテスト回路11、またはテスト回路11aを備える。
As described above, the
これにより、本発明においては、テスト回路が、イネーブルヒューズが記憶する情報に係らず、ヒューズセット回路に対して、試験用アドレスとアドレス指定用ヒューズが記憶するアドレスとが一致したことを示すアドレスヒット信号を出力させる。すなわち、トリミング工程前に、アドレス指定用ヒューズが溶断されていない状態の期待値として、例えば外部入力アドレスをLレベルとして、CRC機能を用いたチェックを行なえば、ヒューズセット回路は、アドレスヒット信号を出力する。これにより、トリミング工程前において、欠陥メモリセルのアドレス情報を記憶するヒューズが切断状態にあるか否かを検出できる半導体装置を提供することができる。従って、救済に用いることができないヒューズセットをトリミング工程前に検出することができるので、トリミング工程において誤ったプログラムを行なうことがなくなり、ウエハテストにおける歩留り低下を抑制することができる。 Thus, in the present invention, the test circuit causes the address hit indicating that the test address matches the address stored in the addressing fuse to the fuse set circuit regardless of the information stored in the enable fuse. Output a signal. That is, before the trimming process, if the check is performed using the CRC function with the external input address set to L level, for example, as an expected value when the addressing fuse is not blown, the fuse set circuit outputs an address hit signal. Output. Thereby, it is possible to provide a semiconductor device capable of detecting whether or not a fuse for storing address information of a defective memory cell is in a cut state before the trimming process. Therefore, since a fuse set that cannot be used for relief can be detected before the trimming process, erroneous programming is not performed in the trimming process, and a decrease in yield in the wafer test can be suppressed.
本願の技術思想は、メモリ機能を有する半導体装置に適用できる。更に、図面で開示した各回路ブロック内の回路形式、その他の制御信号を生成する回路は、実施例が開示する回路形式に限られない。
また、本発明の半導体装置の技術思想は、様々な半導体装置に適用することができる。例えば、CPU(Central Processing Unit)、MCU(Micro Control Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、ASSP(Application Specific Standard Product)、メモリ(Memory)等の半導体装置全般に、本発明を適用することができる。このような本発明が適用された半導体装置の製品形態としては、例えば、SOC(システムオンチップ)、MCP(マルチチップパッケージ)やPOP(パッケージオンパッケージ)などが挙げられる。これらの任意の製品形態、パッケージ形態を有する半導体装置に対して本発明を適用することができる。
また、トランジスタは、電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor;FET)であれば良く、MOS(Metal Oxide Semiconductor)以外にもMIS(Metal-Insulator Semiconductor)、TFT(Thin Film Transistor)等の様々なFETに適用できる。トランジスタ等の様々なFETに適用できる。更に、装置内に一部のバイポーラ型トランジスタを有しても良い。
更に、NMOSトランジスタ(N型チャネルMOSトランジスタ)は、第1導電型のトランジスタ、PMOSトランジスタ(P型チャネルMOSトランジスタ)は、第2導電型のトランジスタの代表例である。
また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であれば成し得る各種変形、修正を含むことは勿論である。
The technical idea of the present application can be applied to a semiconductor device having a memory function. Furthermore, the circuit format in each circuit block disclosed in the drawings and other circuits for generating control signals are not limited to the circuit format disclosed in the embodiments.
Further, the technical idea of the semiconductor device of the present invention can be applied to various semiconductor devices. For example, in general semiconductor devices such as CPU (Central Processing Unit), MCU (Micro Control Unit), DSP (Digital Signal Processor), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), ASSP (Application Specific Standard Product), and memory (Memory), The present invention can be applied. Examples of the product form of the semiconductor device to which the present invention is applied include SOC (system on chip), MCP (multichip package), POP (package on package), and the like. The present invention can be applied to a semiconductor device having any of these product forms and package forms.
The transistor may be a field effect transistor (FET), and may be applied to various FETs such as MIS (Metal-Insulator Semiconductor) and TFT (Thin Film Transistor) in addition to MOS (Metal Oxide Semiconductor). it can. It can be applied to various FETs such as transistors. Furthermore, some bipolar transistors may be included in the device.
Further, the NMOS transistor (N-type channel MOS transistor) is a representative example of the first conductivity type transistor, and the PMOS transistor (P-type channel MOS transistor) is a representative example of the second conductivity type transistor.
Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention includes various modifications and corrections that can be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
10,10a…半導体装置、5…アドレス/コマンドデコーダ回路、6a…Xデコーダ、6b…Yデコーダ、7…メモリセルアレイ、8…入出力回路、9…内部電圧発生回路、1a…コマンド端子、2…アドレス端子、3a…データ入出力端子、4a…電源端子、11,11a…テスト回路、12,12a…ヒューズセット回路、13…テスト制御回路、12_1…ヒューズセット、EF12_1…イネーブルヒューズ、C12_1_0…アドレス比較回路、F12_1_1…ヒューズ回路、OR12_1…オア回路、NA12_1_1…ナンド回路、NO12_1_1…ノア回路、A12_1,A13,A13a_0…アンド回路,I13…インバータ回路、13a…アドレス比較回路用アドレス発生回路、D13…ヒューズセット選択デコード回路、IADD,X,Y…内部アドレス、ICMD…内部コマンド信号、FSTM1…ヒューズセット選択テストモード信号、AH1…アドレスヒット信号、FST…ヒューズ回路選択テスト信号、RAST…冗長行エリア選択テスト信号
DESCRIPTION OF
Claims (4)
テストコマンドとともに試験用アドレスが入力されると、前記ヒューズセット回路に対してテストモード信号を出力し、前記イネーブルヒューズが記憶する情報に係らず、前記試験用アドレスと前記アドレス指定用ヒューズが記憶するアドレスとを比較させて前記アドレスヒット信号を出力させるテスト回路と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 An addressing fuse for storing an address of a defective memory cell; and an enable fuse for storing information indicating whether or not to use the addressing fuse. The information for the enable fuse is used for the addressing fuse. And a fuse set circuit that outputs an address hit signal indicating a match when the address input from the outside matches the address of the defective memory cell, and
When a test address is input together with a test command, a test mode signal is output to the fuse set circuit, and the test address and the addressing fuse are stored regardless of the information stored in the enable fuse. A test circuit for comparing the address and outputting the address hit signal;
A semiconductor device comprising:
前記複数のヒューズセット各々が出力する前記アドレスヒット信号を半導体装置の外部へ出力する入出力回路を備え、
前記テスト回路は、前記複数のヒューズセット各々に対して前記テストモード信号を選択的に出力することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The fuse set circuit includes a plurality of fuse sets,
An input / output circuit that outputs the address hit signal output from each of the plurality of fuse sets to the outside of the semiconductor device;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the test circuit selectively outputs the test mode signal to each of the plurality of fuse sets.
前記欠陥メモリセルの置換に用いる冗長メモリセルを選択する冗長行ドライバまたは冗長列ドライバを備え、
前記冗長行ドライバまたは冗長列ドライバは、複数の前記ヒューズセット各々に対応して設けられる、
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The address of the defective memory cell stored in the fuse set is a row address indicating a position of the memory cell in the semiconductor device, or a column address,
A redundant row driver or a redundant column driver for selecting a redundant memory cell used for replacement of the defective memory cell;
The redundant row driver or redundant column driver is provided corresponding to each of the plurality of fuse sets.
The semiconductor device according to claim 2.
前記行アドレス、または列アドレスとして、前記試験用アドレスを、複数の前記ヒューズセットに対して出力するとともに、前記複数のヒューズセットに対して前記テストモード信号を選択的に出力するテスト制御回路を備える、
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 According to the test signal input from the test circuit,
A test control circuit that outputs the test address as the row address or the column address to the plurality of fuse sets and selectively outputs the test mode signal to the plurality of fuse sets. ,
The semiconductor device according to claim 3.
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