JP2018198108A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特にマスクROM(Read Only Memory)を備える半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including a mask ROM (Read Only Memory).
特許文献1では、メモリセルが閾値電圧の異なる1対のMOSトランジスタによって構成される。このメモリセルでは、1対のMOSトランジスタのいずれの閾値が高く設定されるかによって、論理「1」、「0」のデータが固定的にプログラムされる。1対のMOSトランジスタは、1対のビット線に接続される。1対のビット線の相補レベルは、共通データ線を介して差動ンスアンプへ与えられる。差動センスアンプは、入力信号のレベル差を検出し、それを増幅して外部のメモリセルデータとして出力する。
In
しかしながら、差動センスアンプは、回路のレイアウトを完全対称に設計しても、不純物揺らぎ等によるペアばらつきが存在し、このために生じるオフセット電圧以上の電位差がビット線対に無い場合は、デバイスの仕上がり状態によっては誤判定する。逆に言えば、仮にビット線対が同電位であっても、差動センスアンプは、オフセット電圧の正負によって決まる値を出力する。 However, even if the differential sense amplifier is designed to have a completely symmetrical circuit layout, there are variations in pairs due to impurity fluctuations, etc. Depending on the finished state, it is misjudged. In other words, even if the bit line pair has the same potential, the differential sense amplifier outputs a value determined by the polarity of the offset voltage.
すなわち、メモリセルに故障がある場合には(例えば、メモリセルとビット線との接続が断線)、ビット線対に電位差が生じなくても、LSIの一連の出荷時テスト(特に、マスクROMの製造不良判別テスト)の際に期待値通りの判定をして、テストをパスしてしまうことがあるが、市場でのノイズ等によって誤動作が顕在化する危険がある。 That is, when there is a failure in a memory cell (for example, the connection between the memory cell and the bit line is broken), even if no potential difference occurs between the bit line pair, a series of LSI shipping tests (especially in the mask ROM) In the manufacturing defect determination test, the determination may be made as expected, and the test may be passed. However, there is a risk that a malfunction may become apparent due to noise in the market.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかであろう。 Other problems and novel features will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
一実施形態の半導体装置は、複数個のマスクROM用のメモリセルと、複数のマスクROM用メモリセルに接続される第1のビット線および第2のビット線と、第1及び第2のビット線の電位差を増幅する差動センスアンプと、第1及び第2のビット線の論理状態の一致もしくは不一致を検出する論理回路を備える。 A semiconductor device according to an embodiment includes a plurality of mask ROM memory cells, a first bit line and a second bit line connected to the plurality of mask ROM memory cells, and a first bit and a second bit. A differential sense amplifier that amplifies the potential difference between the lines and a logic circuit that detects a match or mismatch of the logic states of the first and second bit lines.
一実施形態によれば、メモリセルに故障がある場合に、テスト時に期待値通りの判定をして、テストをパスしてしまうのを防止できる。 According to one embodiment, when there is a failure in a memory cell, it is possible to prevent the test from being passed by making a determination as expected when testing.
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態の半導体装置の構成を表わす図である。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment.
この半導体装置は、複数個のマスクROM用のメモリセルCLと、ワード線WLと、ビット線対Bit、Bitnと、差動センスアンプ503と、出力ラッチ504と、論理回路505とを備える。
The semiconductor device includes a plurality of mask ROM memory cells CL, a word line WL, a bit line pair Bit and Bitn, a
ワード線WLは、メモリセルCLに接続される。
ビット線対Bit、Bitnは、メモリセルCLに接続される。
The word line WL is connected to the memory cell CL.
The bit line pair Bit, Bitn is connected to the memory cell CL.
差動センスアンプ503は、ビット線対Bit、Bitnの電位差を増幅する。
論理回路505は、ビット線対Bit、Bitnに接続される。論理回路505は、ビット線対Bit、Bitnの論理状態の一致もしくは不一致を検出する。
The
The
出力ラッチ504は、論理回路505の出力をラッチする。
以上のように、本実施の形態によれば、ビット線対に接続される論理回路を備えることによって、マスクROM用のメモリセルに故障がある場合に、テスト時に期待値通りの判定をし、その結果テストをパスしてしまうのを防止できる。
[第2の実施形態]
図2は、第2の実施形態の半導体装置の構成を表わす図である。
The
As described above, according to the present embodiment, by providing a logic circuit connected to the bit line pair, when there is a failure in the memory cell for the mask ROM, a determination is made as expected during the test, As a result, the test can be prevented from passing.
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment.
図2を参照して、この半導体装置は、アドレスプリデコーダ101と、制御回路102と、ロウデコーダ103と、メモリアレイ104と、I/O回路107とを備える。
Referring to FIG. 2, the semiconductor device includes an
アドレスプリデコーダ101は、それぞれが、アドレス信号Aの異なるビットを保持する複数のラッチ110−1〜110−と、ラッチ110−1〜110−5から出力されるアドレス信号Aのビットをデコードするプリデコーダ111−1〜111−5を備える。
The
メモリアレイ104は、行列状に配置された複数の複数個のマスクROM用のメモリセルを含む。
ロウデコーダ103は、プリデコーダ111−1〜111−5のデコード結果に従って、メモリアレイ104内の複数のワード線WLの中から1つを選択し、選択したワード線WLを活性化する。
The
制御回路102は、ラッチ110aと、内部クロック生成回路112と、制御ロジック回路108とを備える。
The control circuit 102 includes a
ラッチ110aは、クロックイネーブル信号CENがイネーブルのときに、制御ロジック回路108からの制御信号をラッチする。
The
内部クロック生成回路112は、外部クロックCLKから内部クロックCLKBを生成して、内部クロックCLKBを制御ロジック回路108などに供給する。
The internal
制御ロジック回路108は、テストモード(第1のモード)時の動作(テスト信号レベル)などを制御する。なお、制御ロジック回路108は、マスクROM外部から、テストモードと後述する通常モードを切り替えるモード切替信号を受け、テストモードに切り替わると内部制御信号(Test、(Test1,Test2)等)の生成を行う。
The
I/O回路107は、プリチャージ回路+CSLドライバ群105と、カラムセレクタ群106と、差動センスアンプ群310と、出力ラッチ群211とを備える。
The I /
図3は、内部クロック生成回路112の構成を表わす図である。
図3に示すように、内部クロック生成回路112は、インバータ51と、インバータ52と、NAND回路53と、NAND回路54と、インバータ55と、遅延回路56とを備える。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of internal
As shown in FIG. 3, the internal
インバータ51は、外部クロックCLKを受けて、外部クロックCLKを反転した信号を出力する。
インバータ52は、インバータ51の出力を受けて、インバータ51の出力を反転した信号MKPLSDを出力する。
NAND回路53は、制御ロジック回路108がマスクROM外部からモード切替信号を受けて生成する信号PGEと、信号MKPLSDを受けて、信号PGEと信号MKPLSDの否定論理積を出力する。
The
遅延回路56は、NAND回路53の出力を受けて、信号PLSWを出力する。
NAND回路54は、外部クロックCLKと、信号PLSWを受けて、外部クロックCLKと信号PLSWの否定論理積を出力する。
The
インバータ55は、NAND回路54の出力を受けて、NAND回路54の出力を反転した内部クロックCLKBを出力する。
図4は、通常モード(第2のモード)時に生成される内部クロックCLKBのパルス幅を説明するための図である。ここで、通常モードとは、通常動作を行う時のモード、及び出荷時テストにおいて通常動作時の状態をテストするときのモードである。 FIG. 4 is a diagram for explaining the pulse width of the internal clock CLKB generated in the normal mode (second mode). Here, the normal mode is a mode for performing normal operation and a mode for testing a state during normal operation in a shipping test.
外部クロックCLKが立ち上がると、NADN回路54およびインバータ55による遅延時間(α1)の後、内部クロックCLKBが立ち上がる。
When the external clock CLK rises, the internal clock CLKB rises after a delay time (α1) by the
一方、外部クロックCLKが立ち上がると、インバータ51、52による遅延時間(α2)の後、信号MKPLSDが立ち上がる。通常モードでは、PGEは「H」レベルのため、遅延回路56による遅延時間(DELAY)の後、信号PLSWは立ち下がる。その後、信号PLSWの立ち下がりからNADN回路54およびインバータ55による遅延時間(α1)の後、内部クロックCLKBが立ち下がる。
On the other hand, when the external clock CLK rises, the signal MKPLSD rises after the delay time (α2) by the
したがって、内部クロックCLKBがハイレベルとなる期間の長さは、DELAY+α1である。 Therefore, the length of the period during which the internal clock CLKB is at the high level is DELAY + α1.
図5は、テストモード時に生成される内部クロックCLKBのパルス幅を説明するための図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining the pulse width of the internal clock CLKB generated in the test mode.
外部クロックCLKが立ち上がると、NADN回路54およびインバータ55による遅延時間(α1)の後、内部クロックCLKBが立ち上がる。
When the external clock CLK rises, the internal clock CLKB rises after a delay time (α1) by the
一方、外部クロックCLKが立ち上がると、インバータ51、52による遅延時間(α2)の後、信号MKPLSDが立ち上がる。テストモードでは、PGEは「L」レベルのため、信号PLSWは「H」レベルを維持する。
On the other hand, when the external clock CLK rises, the signal MKPLSD rises after the delay time (α2) by the
外部クロックCLKが立ち下がると、信号PLSWは「H」レベルのため、NADN回路54およびインバータ55による遅延時間(α1)の後、内部クロックCLKBが立ち下がる。
When external clock CLK falls, signal PLSW is at “H” level, so that internal clock CLKB falls after delay time (α1) by
したがって、内部クロックCLKBがハイレベルとなる期間は、外部クロックCLKが「H」レベルとなる期間の長さ(DT)である。 Therefore, the period during which internal clock CLKB is at the high level is the length (DT) of the period during which external clock CLK is at the “H” level.
図6は、第2の実施形態におけるメモリアレイ104およびI/O回路107の第i列における一部の構成を表わす図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a partial configuration in the i-th column of the
図6を参照して、メモリアレイ104の第i列は、複数のメモリセルを含むが、本実施の形態では、3つのメモリセルCL_000、CL_xxx、CL_yyyを代表して示す。
Referring to FIG. 6, the i-th column of
メモリアレイ104は、メモリセルCL_000、CL_xxx、CL_yyyに接続されるワード線WL_000、WL_xxx、WL_yyyと、ビット線Bit、Bitnと、ソース線SLと、切替器161とを備える。
The
切替器161は、ソース線SLを電源vddまたはグランドGNDに接続する。
メモリセルCL_000は、NチャネルMOSトランジスタTR−A、TR−Bとからなる。NチャネルMOSトランジスタTR−Aは、ビット線Bit上のノードN1_000と、ソース線SL上のノードS_000との間に設けられる。NチャネルMOSトランジスタTR−Aのゲートは、ワード線WL_000に接続される。NチャネルMOSトランジスタTR−Bは、ビット線Bitn上のノードN2_000と、ソース線SL上のノードS_000との間に設けられる。NチャネルMOSトランジスタTR−Bのゲートは、ワード線WL_000に接続される。
The
Memory cell CL_000 includes N-channel MOS transistors TR-A and TR-B. N-channel MOS transistor TR-A is provided between node N1_000 on bit line Bit and node S_000 on source line SL. The gate of N-channel MOS transistor TR-A is connected to word line WL_000. N-channel MOS transistor TR-B is provided between node N2_000 on bit line Bitn and node S_000 on source line SL. The gate of N-channel MOS transistor TR-B is connected to word line WL_000.
ここで、NチャネルMOSトランジスタTR−Aと、ソース線SL上のノードS_000との間には、プログラムコンタクタが存在する。したがって、NチャネルMOSトランジスタTR−Aがオンのときに、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Aを介してビット線Bitに伝送される。 Here, a program contactor exists between N-channel MOS transistor TR-A and node S_000 on source line SL. Therefore, when N channel MOS transistor TR-A is on, the voltage on source line SL is transmitted to bit line Bit via N channel MOS transistor TR-A.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−Bと、ソース線SL上のノードS_000との間には、プログラムコンタクタが存在しない。したがって、NチャネルMOSトランジスタTR−Bがオンのときに、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Bを介してビット線Bitnに伝送されない。 On the other hand, there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-B and node S_000 on source line SL. Therefore, when N channel MOS transistor TR-B is on, the voltage on source line SL is not transmitted to bit line Bitn via N channel MOS transistor TR-B.
メモリセルCL_xxxは、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2とからなる。NチャネルMOSトランジスタTR−1は、ビット線Bit上のノードN1_xxxと、ソース線SL上のノードS_xxxとの間に設けられる。NチャネルMOSトランジスタTR−1のゲートは、ワード線WL_xxxに接続される。NチャネルMOSトランジスタTR−2は、ビット線Bitn上のノードN2_xxxと、ソース線SL上のノードS_xxxとの間に設けられる。NチャネルMOSトランジスタTR−2のゲートは、ワード線WL_xxxに接続される。 Memory cell CL_xxx includes N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2. N-channel MOS transistor TR-1 is provided between node N1_xxx on bit line Bit and node S_xxx on source line SL. The gate of N-channel MOS transistor TR-1 is connected to word line WL_xxx. N-channel MOS transistor TR-2 is provided between node N2_xxx on bit line Bitn and node S_xxx on source line SL. The gate of N-channel MOS transistor TR-2 is connected to word line WL_xxx.
ここで、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在する。したがって、NチャネルMOSトランジスタTR−1がオンのときに、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送される。 Here, a program contactor exists between N-channel MOS transistor TR-1 and node S_xxx on source line SL. Therefore, when N channel MOS transistor TR-1 is on, the voltage on source line SL is transmitted to bit line Bit via N channel MOS transistor TR-1.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−2と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しない。したがって、NチャネルMOSトランジスタTR−2がオンのときに、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−2を介してビット線Bitnに伝送されない。 On the other hand, there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-2 and node S_xxx on source line SL. Accordingly, when N channel MOS transistor TR-2 is on, the voltage on source line SL is not transmitted to bit line Bitn via N channel MOS transistor TR-2.
メモリセルCL_yyyは、NチャネルMOSトランジスタTR−C、TR−Dとからなる。NチャネルMOSトランジスタTR−Cは、ビット線Bit上のノードN1_yyyと、ソース線SL上のノードS_yyyとの間に設けられる。NチャネルMOSトランジスタTR−Cのゲートは、ワード線WL_yyyに接続される。NチャネルMOSトランジスタTR−Dは、ビット線Bitn上のノードN2_yyyと、ソース線SL上のノードS_yyyとの間に設けられる。NチャネルMOSトランジスタTR−Dのゲートは、ワード線WL_yyyに接続される。 Memory cell CL_yyy includes N-channel MOS transistors TR-C and TR-D. N-channel MOS transistor TR-C is provided between node N1_yyy on bit line Bit and node S_yyy on source line SL. The gate of N-channel MOS transistor TR-C is connected to word line WL_yyy. N-channel MOS transistor TR-D is provided between node N2_yyy on bit line Bitn and node S_yyy on source line SL. The gate of N-channel MOS transistor TR-D is connected to word line WL_yyy.
ここで、NチャネルMOSトランジスタTR−Cと、ソース線SL上のノードS_yyyとの間には、プログラムコンタクタが存在しない。したがって、NチャネルMOSトランジスタTR−Cがオンのときに、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Cを介してビット線Bitに伝送されない。 Here, there is no program contactor between the N-channel MOS transistor TR-C and the node S_yyy on the source line SL. Therefore, when N channel MOS transistor TR-C is on, the voltage on source line SL is not transmitted to bit line Bit via N channel MOS transistor TR-C.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−Dと、ソース線SL上のノードS_yyyとの間には、プログラムコンタクタが存在する。したがって、NチャネルMOSトランジスタTR−Dがオンのときに、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Dを介してビット線Bitnに伝送される。 On the other hand, a program contactor exists between N-channel MOS transistor TR-D and node S_yyy on source line SL. Therefore, when N channel MOS transistor TR-D is on, the voltage on source line SL is transmitted to bit line Bitn via N channel MOS transistor TR-D.
ワード線活性化前にビット線対をあらかじめ一定電位にするためのプリチャージ回路50は、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5を備える。PチャネルMOSトランジスタTR−3は、電源vddと、ビット線Bit上のノードND1との間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR−3のゲートは、プリチャージ信号PCを受ける。PチャネルMOSトランジスタTR4は、電源vddと、ビット線Bitn上のノードND2との間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR4のゲートは、プリチャージ信号PCを受ける。PチャネルMOSトランジスタTR−5は、ビット線Bit上のノードND1とビット線Bitn上のノードND2との間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR4のゲートは、プリチャージ信号PCを受ける。
A
カラムセレクタ58は、PチャネルMOSトランジスタTR−6と、TR−7を備える。PチャネルMOSトランジスタTR−6は、ビット線Bit上のノードN1_yyyと、ノードND3との間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR−6は、ビット線Bit上のノードN2_yyyと、ノードND4との間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR−6、TR−7のゲートは、カラム選択信号C_SEL<i>を受ける。
The
PチャネルMOSトランジスタTR−6のゲートおよびPチャネルMOSトランジスタTR−7のゲートは、カラム選択信号C_SEL<i>を受ける。 The gate of P channel MOS transistor TR-6 and the gate of P channel MOS transistor TR-7 receive column selection signal C_SEL <i>.
差動センスアンプ10は、ビット線Bit上のノードND3の電圧と、ビット線Bitn上のノードND4の電位差を増幅する。
The
論理回路245は、ビット線対Bit、Bitnに接続される。
論理回路245は、インバータIV1、IV2と、排他的論理和回路EORを含む。
The
インバータIV1は、ビット線Bit上のノードND3と接続し、ビット線Bitの電圧を受ける。インバータIV2は、ビット線Bitn上のノードND4と接続し、ビット線Bitnの電圧を受ける。インバータIV1とインバータIV2とは、同一の特性を有し、閾値電圧は、同一である。 Inverter IV1 is connected to node ND3 on bit line Bit and receives the voltage of bit line Bit. Inverter IV2 is connected to node ND4 on bit line Bitn and receives the voltage of bit line Bitn. The inverter IV1 and the inverter IV2 have the same characteristics, and the threshold voltage is the same.
ここで、カラムセレクタ58は、PチャネルMOSトランジスタTR−6、TR−7で構成されているので、インバータIV1,IV2の入力は、プリチャージレベル(vddレベル)からPチャネルMOSトランジスタTR−6、TR7の閾値電圧P_Vthだけ小さな値までしか下がらない。したがって、インバータIV1,IV2の閾値電圧は、vdd/2よりも高めに設定される。なお、カラムセレクタ58をCMOSトランジスタで構成した場合、インバータIV1,IV2の閾値電圧は、vdd/2に設定すればよい。
Here, since the
排他的論理和回路EORは、インバータIV1の出力と、インバータIV2の出力との排他的論理和を表わすラッチ信号QTを出力する。 Exclusive OR circuit EOR outputs a latch signal QT representing an exclusive OR of the output of inverter IV1 and the output of inverter IV2.
マルチプレクサMUXは、排他的論理和回路EORの出力信号QTと、差動センスアンプ10の出力信号QNとを受ける。マルチプレクサMUXは、テスト信号Testが「H」レベルに活性化されている場合には、信号QTを出力する。マルチプレクサMUXは、テスト信号Testが「L」レベルに非活性化されている場合には、信号QNを出力する。
The multiplexer MUX receives the output signal QT of the exclusive OR circuit EOR and the output signal QN of the
図7は、第i列における差動センスアンプ10の構成を表わす図である。
差動センスアンプ10は、プリチャージおよびイコライズ部220と、増幅部230と、バッファ部240とを備える。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of
The
プリチャージおよびイコライズ部220は、データ読出線CTBと電源電圧vddとを接続するためのPチャネルMOSトランジスタP3と、データ読出線CBBと電源電圧vddとを接続するためのPチャネルMOSトランジスタP4と、データ読出し線CTBとCBBとを接続するためのPチャネルMOSトランジスタP5とを備える。PチャネルMOSトランジスタP3、P4、P5のゲートは、イコライズ信号EQBを受ける。なお、イコライズ信号EQBは図示しないが、制御ロジック回路108で生成される。
Precharge and equalize
増幅部230は、PチャネルMOSトランジスタP6、P7と、NチャネルMOSトランジスタN1、N2、N3とを備える。
The amplifying
PチャネルMOSトランジスタP6は、電源電圧vddと、データ読出線CTBのノードND3との間に設けられる。NチャネルMOSトランジスタN1は、データ読出線CTBのノードND3とノードND5との間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタP7は、電源電圧vddと、データ読出線CBBのノードND4との間に設けられる。NチャネルMOSトランジスタN2は、データ読出線CBBのノードND4とノードND5との間に設けられる。NチャネルMOSトランジスタN3は、ノードND5とグランドGNDとの間に設けられる。 P-channel MOS transistor P6 is provided between power supply voltage vdd and node ND3 of data read line CTB. N channel MOS transistor N1 is provided between nodes ND3 and ND5 of data read line CTB. P-channel MOS transistor P7 is provided between power supply voltage vdd and node ND4 of data read line CBB. N channel MOS transistor N2 is provided between nodes ND4 and ND5 of data read line CBB. N-channel MOS transistor N3 is provided between node ND5 and ground GND.
PチャネルMOSトランジスタP6のゲートとNチャネルMOSトランジスタN1のゲートは、ノードND6に接続される。PチャネルMOSトランジスタP7のゲートとNチャネルMOSトランジスタN2のゲートは、ノードND9に接続される。NチャネルMOSトランジスタN3のゲートは、センスアンプ活性化信号SAEを受ける。センスアンプ活性化信号SAEが「H」レベルに活性化されるときに、増幅部230は増幅動作を行なう。
The gate of P channel MOS transistor P6 and the gate of N channel MOS transistor N1 are connected to node ND6. The gate of P channel MOS transistor P7 and the gate of N channel MOS transistor N2 are connected to node ND9. N channel MOS transistor N3 has its gate receiving sense amplifier activation signal SAE. When sense amplifier activation signal SAE is activated to “H” level, amplifying
バッファ部240は、IV11と、PチャネルMOSトランジスタP8、P10と、NチャネルMOSトランジスタN5、N6とを備える。
なお、センスアンプ活性化信号SAEは図示しないが、制御ロジック回路108で生成される。
Although not shown, the sense amplifier activation signal SAE is generated by the
PチャネルMOSトランジスタP8は、電源電圧vddとノードND7との間に設けられる。 P-channel MOS transistor P8 is provided between power supply voltage vdd and node ND7.
NチャネルMOSトランジスタN5は、グランドGNDとノードND7との間に設けられる。 N-channel MOS transistor N5 is provided between ground GND and node ND7.
PチャネルMOSトランジスタP8のゲートおよびNチャネルMOSトランジスタN5のゲートは、データ読出線CTBに接続される。 The gate of P channel MOS transistor P8 and the gate of N channel MOS transistor N5 are connected to data read line CTB.
PチャネルMOSトランジスタP10およびNチャネルMOSトランジスタN6は、電源電圧vddと、グランドGNDとの間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタP10のゲートおよびNチャネルMOSトランジスタN6のゲートは、データ読出線CBBに接続される。 P-channel MOS transistor P10 and N-channel MOS transistor N6 are provided between power supply voltage vdd and ground GND. The gate of P channel MOS transistor P10 and the gate of N channel MOS transistor N6 are connected to data read line CBB.
インバータIV11は、ノードND7の電圧を受けて、ラッチ信号QNを出力する。
図8は、差動センスアンプの動作を説明するための図である。
Inverter IV11 receives a voltage at node ND7 and outputs a latch signal QN.
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the differential sense amplifier.
ここでは、図6のメモリセルCL_xxxに着目した動作を説明する。
ワード線WL_xxxが活性化され、ソース線SLがグランドGNDと接続すると、ビット線Bitの電位が減少し、ビット線Bitnの電位は、プリチャージレベル(vddレベル)を維持する。
Here, an operation focusing on the memory cell CL_xxx in FIG. 6 will be described.
When the word line WL_xxx is activated and the source line SL is connected to the ground GND, the potential of the bit line Bit decreases, and the potential of the bit line Bitn maintains the precharge level (vdd level).
このとき、カラム選択信号C_SEL<i>が「L」レベルに立ち下がり、イコライズ信号EQBが「H」レベルに立ち上がる。これにより、PチャネルMOSトランジスタP1およびP2がオンとなり、ビット線Bitとデータ読出線CTBが接続され、ビット線Bitnとデータ読出線CBBが接続される。また、PチャネルMOSトランジスタP3、P4、P5によるデータ読出線CBTとCBBのプリチャージおよびイコライズが終了する。 At this time, the column selection signal C_SEL <i> falls to the “L” level, and the equalize signal EQB rises to the “H” level. Thereby, P channel MOS transistors P1 and P2 are turned on, bit line Bit and data read line CTB are connected, and bit line Bitn and data read line CBB are connected. In addition, precharge and equalization of data read lines CBT and CBB by P channel MOS transistors P3, P4 and P5 are completed.
ワード線WLの活性化が終了したタイミングで、センスアンプ活性化信号SAEが活性化される。これによって、増幅部230による増幅動作が開始し、データ読出線CTBの電圧が「L」レベルに減少し、ラッチ信号QNが「L」レベルに変化する。
The sense amplifier activation signal SAE is activated at the timing when the activation of the word line WL is completed. As a result, the amplification operation by the amplifying
(通常モード時の動作)
図9は、第2の実施形態において、通常モード時に生成される信号の時間変化を表わす図である。
(Operation in normal mode)
FIG. 9 is a diagram illustrating a time change of a signal generated in the normal mode in the second embodiment.
ここでは、図6のメモリセルCL_xxxに着目し、通常モード時のメモリセルCL_xxxの読出し動作を説明する。 Here, paying attention to the memory cell CL_xxx in FIG. 6, the reading operation of the memory cell CL_xxx in the normal mode will be described.
図示しないが、通常モード時には、制御ロジック回路108によって、テスト信号Testは、「L」レベルとなる。
Although not shown, in the normal mode, the test signal Test is set to the “L” level by the
まず、プリチャージ信号PCが「L」レベルのときには、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオンとなり、ビット線Bitおよびビット線Bitnの電圧が、プリチャージレベル(vddレベル)となる。 First, when the precharge signal PC is at the “L” level, the P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned on, and the voltages of the bit line Bit and the bit line Bitn are set to the precharge level (vdd level). )
また、ワード線WL_xxxが非活性化(「L」レベル)のときには、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオフとなり、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 When word line WL_xxx is inactive ("L" level), N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned off, and the voltage of source line SL is not transmitted to bit line Bit and bit line Bitn. .
次に、プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がるとともに、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がり、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続される。ここで、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC、ワード線WL_xxxを活性化する。したがって、通常モード時には、プリチャージ信号PCおよびワード線WL_xxxが活性化される期間は、図4に示すような通常モード時のクロックCLKBのパルス幅となり、テストモード時に比べて短い。
Next, the precharge signal PC rises to the “H” level, the word line WL_xxx rises to the “H” level, and the
プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がると、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオフとなる。また、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がると、NチャネルMOSトランジスタTR−A、TR−Bがオンとなる。 When precharge signal PC rises to "H" level, P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned off. Further, when the word line WL_xxx rises to the “H” level, the N-channel MOS transistors TR-A and TR-B are turned on.
NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送される。これにより、ビット線Bitの電圧は減少する。 When the wiring between the N channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the bit line Bit via the N channel MOS transistor TR-1. Is transmitted. As a result, the voltage of the bit line Bit decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−2と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−2を介してビット線Bitnに伝送されず、ビット線Bitnの電圧はプリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 On the other hand, since there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-2 and node S_xxx on source line SL, the voltage on source line SL is applied to bit via N-channel MOS transistor TR-2. Not transmitted to the line Bitn, the voltage of the bit line Bitn maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「L」レベルとなる。
The
通常モード時には、テスト信号Testが「L」レベルとなるため、マルチプレクサMUXは、差動センスアンプ10から出力されるラッチ信号QNを出力ラッチ11へ供給する。
In the normal mode, since the test signal Test is at the “L” level, the multiplexer MUX supplies the latch signal QN output from the
出力ラッチ11は、「L」レベルのラッチ信号QNを受けて、「L」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送されない。その結果、図9の破線で示すように、ビット線Bitの電圧はプリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. It is not transmitted to the bit line Bit via TR-1. As a result, as indicated by the broken line in FIG. 9, the voltage of the bit line Bit maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10の仕上がりによって、ビット線Bitが「L」レベルだとセンスし易いオフセットを持っていた場合、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「L」レベルとなる。その結果、製造時の不良がないときと同様に、出力ラッチ11からの出力信号Qは、「L」レベルとなる。そのため、この半導体装置が、後述するようなテストモードを持たない場合に、出荷テストがパスしてしまうことになる。
If the
しかしながら、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2は、ともにソース線SLとは非接続のため、市場での実動作時には、ノイズの影響を受け易いことが考えられる。その結果、出力ラッチ11からの出力信号Qが、不安定となり、「H」レベルとなることもあり、誤動作のリスクがある。
However, both N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are not connected to the source line SL, and thus may be susceptible to noise during actual operation in the market. As a result, the output signal Q from the
(テストモード時の動作)
図10は、第2の実施形態において、テストモード時に生成される信号の時間変化を表わす図である。
(Operation in test mode)
FIG. 10 is a diagram illustrating a time change of a signal generated in the test mode in the second embodiment.
ここでは、図6のメモリセルCL_xxxに着目し、テストモード時のメモリセルCL_xxxのプログラムの異常の検出について説明する。 Here, focusing on the memory cell CL_xxx in FIG. 6, detection of a program abnormality of the memory cell CL_xxx in the test mode will be described.
図示しないが、テストモード時には、制御ロジック回路108によって、テスト信号Testは、「H」レベルとなる。
Although not illustrated, in the test mode, the test signal Test is set to the “H” level by the
まず、プリチャージ信号PCが「L」レベルのときには、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオンとなり、ビット線Bitおよびビット線Bitnの電圧が、プリチャージレベル(vddレベル)となる。 First, when the precharge signal PC is at the “L” level, the P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned on, and the voltages of the bit line Bit and the bit line Bitn are set to the precharge level (vdd level). )
また、ワード線WL_xxxが非活性化(「L」レベル)のときには、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオフとなり、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 When word line WL_xxx is inactive ("L" level), N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned off, and the voltage of source line SL is not transmitted to bit line Bit and bit line Bitn. .
次に、プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がるとともに、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がり、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続される。
Next, the precharge signal PC rises to the “H” level, the word line WL_xxx rises to the “H” level, and the
ここで、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC、ワード線WL_xxxを活性化する。したがって、テストモード時には、プリチャージ信号PCおよびワード線WL_xxxが活性化される期間は、図5に示すようなテストモード時のクロックCLKBのパルス幅となり、通常モード時に比べて長い。
Here, the precharge circuit +
プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がると、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオフとなる。また、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がると、NチャネルMOSトランジスタTR−A、TR−Bがオンとなる。 When precharge signal PC rises to "H" level, P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned off. Further, when the word line WL_xxx rises to the “H” level, the N-channel MOS transistors TR-A and TR-B are turned on.
NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送される。これにより、ビット線Bitの電圧は減少する。 When the wiring between the N channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the bit line Bit via the N channel MOS transistor TR-1. Is transmitted. As a result, the voltage of the bit line Bit decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−2と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−2を介してビット線Bitnに伝送されず、ビット線Bitnの電圧はプリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 On the other hand, since there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-2 and node S_xxx on source line SL, the voltage on source line SL is applied to bit via N-channel MOS transistor TR-2. Not transmitted to the line Bitn, the voltage of the bit line Bitn maintains the precharge level (vdd level).
テストモードにおいても、差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅するが、テストモードにおいては、差動センスアンプ10を停止させてもよい。
Even in the test mode, the
インバータIV1は、ビット線Bitの電圧がインバータIV1の閾値電圧以下まで減少すると、「H」レベルを出力する。逆に言うと、本実施の形態では、ロウデコーダ103は、ビット線Bitの電圧がインバータIV1の閾値電圧以下となるまでの期間、ワード線WL_xxxを活性化することが必要である。
Inverter IV1 outputs an “H” level when the voltage of bit line Bit decreases below the threshold voltage of inverter IV1. Conversely, in this embodiment, the
一方、インバータIV2の出力は、ビット線Bitnの電圧が、プリチャージレベル(vddレベル)を維持するため、「L」レベルを維持する。 On the other hand, the output of the inverter IV2 is maintained at “L” level because the voltage of the bit line Bitn maintains the precharge level (vdd level).
排他的論理和回路EORは、インバータIV1の出力と、インバータIV2の出力との排他的論理和である「H」をラッチ信号QTとして出力する。 The exclusive OR circuit EOR outputs “H”, which is the exclusive OR of the output of the inverter IV1 and the output of the inverter IV2, as the latch signal QT.
テストモード時には、テスト信号Testが「H」レベルとなるため、マルチプレクサMUXは、排他的論理和回路EORから出力される「H」レベルのラッチ信号QTを出力ラッチ11へ供給する。
In the test mode, since the test signal Test is at the “H” level, the multiplexer MUX supplies the
出力ラッチ11は、「H」レベルのラッチ信号QTを受けて、「H」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送されない。その結果、図10の破線で示すように、ビット線Bitの電圧はプリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. It is not transmitted to the bit line Bit via TR-1. As a result, as indicated by the broken line in FIG. 10, the voltage of the bit line Bit maintains the precharge level (vdd level).
インバータIV1の出力は、ビット線Bitの電圧がプリチャージレベル(vddレベル)のため、「L」レベルを維持する。その結果、排他的論理和回路EORが出力するラッチ信号QTは「L」レベルとなり、マルチプレクサMUXから出力されるラッチ信号QTが「L」レベルとなり、出力ラッチ11から出力される出力信号Qは「L」レベルとなる。
The output of the inverter IV1 maintains the “L” level because the voltage of the bit line Bit is the precharge level (vdd level). As a result, the latch signal QT output from the exclusive OR circuit EOR becomes “L” level, the latch signal QT output from the multiplexer MUX becomes “L” level, and the output signal Q output from the
正常時のレベル(期待値)と異なるレベルの出力信号Qが出力ラッチ11から出力されたことを認識することによって、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線し、正常にプログラムされていないことを知ることができる。
By recognizing that the output signal Q having a level different from the normal level (expected value) is output from the
以上のように、本実施の形態によれば、テストモード時に、ビット線対の電圧のレベルをインバータを用いて判定することによって、差動センスアンプのオフセット電圧の影響を受けないようにできるので、テストの精度を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, in the test mode, it is possible to prevent the influence of the offset voltage of the differential sense amplifier by determining the voltage level of the bit line pair using the inverter. , Test accuracy can be improved.
また、本実施の形態では、テストモード時の期待値はすべてのアドレスについて「1」となり、プログラムコードに依らないため、BIST(Built-In Self-Test)が容易となる。 In the present embodiment, the expected value in the test mode is “1” for all addresses and does not depend on the program code, so that BIST (Built-In Self-Test) is easy.
また、本実施の形態では、追加する回路が、2つのインバータと、排他的論理和回路と、マルチプレクサのみであるので、回路面積のオーバーヘッドが僅かである。 Further, in this embodiment, since the added circuits are only two inverters, an exclusive OR circuit, and a multiplexer, the overhead of the circuit area is small.
なお、本実施の形態では、インバータを用いて、ビット線Bit、Bitnの電圧をセンスしたが、排他的論理和回路あるいはNADN回路を用いて直接、ビット線Bit、Bitnの電圧をセンスしてもよい。
[第3の実施形態]
図11は、第3の実施形態におけるメモリアレイ104およびI/O回路107の第i列における一部の構成を表わす図である。
In this embodiment, the voltage of the bit lines Bit and Bitn is sensed using an inverter. However, the voltage of the bit lines Bit and Bitn can be sensed directly using an exclusive OR circuit or an NADN circuit. Good.
[Third Embodiment]
FIG. 11 is a diagram illustrating a partial configuration in the i-th column of the
図11の構成が、図6の構成と相違する点は、以下である。
図11の構成は、インバータIV1、IV2および排他的論理和回路EORを含まず、その代わりに、電圧固定化回路(電圧制御回路)61を備える。
The configuration of FIG. 11 is different from the configuration of FIG. 6 as follows.
The configuration of FIG. 11 does not include the inverters IV1 and IV2 and the exclusive OR circuit EOR, and includes a voltage fixing circuit (voltage control circuit) 61 instead.
電圧固定化回路61は、ビット線BitまたはBitnを、グランドGNDの電圧よりも高く、かつプリチャージ電圧(vdd)よりも低い電圧に固定する。
The
電圧固定化回路61は、PチャネルMOSトランジスタTR−8、TR−9とを備える。
The
PチャネルMOSトランジスタTR−8は、ビット線Bit上のノードN_te1とグランドGNDの間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR−8のゲートは、テスト信号Test2を受ける。 The P-channel MOS transistor TR-8 is provided between the node N_te1 on the bit line Bit and the ground GND. The gate of P channel MOS transistor TR-8 receives test signal Test2.
PチャネルMOSトランジスタTR−9は、ビット線Bitn上のノードN_te2とグランドGNDの間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR−9のゲートは、テスト信号Test1を受ける。 P-channel MOS transistor TR-9 is provided between node N_te2 on bit line Bitn and ground GND. The gate of P channel MOS transistor TR-9 receives test signal Test1.
出力ラッチ11は、差動センスアンプ10の出力信号QNを受けてラッチし、外部へ出力信号Qとして出力する。
The
(通常モード時の動作)
本実施の形態における通常モード時に生成される信号の時間変化は、図9に示す第2の実施形態におけるものと同様である。したがって、図9を参照して本実施の形態における通常モード時に生成される信号の時間変化を説明する。
(Operation in normal mode)
The time change of the signal generated in the normal mode in the present embodiment is the same as that in the second embodiment shown in FIG. Therefore, the time change of the signal generated in the normal mode in the present embodiment will be described with reference to FIG.
ここでは、図11のメモリセルCL_xxxに着目し、通常モード時のメモリセルCL_xxxの読出し動作を説明する。 Here, paying attention to the memory cell CL_xxx in FIG. 11, the reading operation of the memory cell CL_xxx in the normal mode will be described.
図示しないが、通常モード時には、制御ロジック回路108によって、テスト信号Test1およびTest2は、「H」レベルとなる。
Although not shown, in the normal mode, the
まず、プリチャージ信号PCが「L」レベルのときには、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオンとなり、ビット線Bitおよびビット線Bitnの電圧がプリチャージレベル(vddレベル)となる。 First, when the precharge signal PC is at the “L” level, the P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned on, and the voltages of the bit line Bit and the bit line Bitn are at the precharge level (vdd level). It becomes.
また、ワード線WL_xxxが非活性化(「L」レベル)のときには、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオフとなり、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 When word line WL_xxx is inactive ("L" level), N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned off, and the voltage of source line SL is not transmitted to bit line Bit and bit line Bitn. .
次に、プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がるとともに、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がり、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続される。ここで、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC、ワード線WL_xxxを活性化する。したがって、通常モード時には、プリチャージ信号PCおよびワード線WL_xxxが活性化される期間は、図4に示すような通常モード時のクロックCLKBのパルス幅となり、テストモード時に比べて短い。
Next, the precharge signal PC rises to the “H” level, the word line WL_xxx rises to the “H” level, and the
通常モード時には、テスト信号Test1およびTest2が「H」レベルのため、PチャネルMOSトランジスタTR−8、TR−9は、オフ状態を維持するため、グランドの電圧GNDが、PチャネルMOSトランジスタTR−8を介してビット線Bitに伝送されず、かつグランドGNDの電圧が、PチャネルMOSトランジスタTR−9を介してビット線Bitnに伝送されない。 In the normal mode, since the test signals Test1 and Test2 are at “H” level, the P-channel MOS transistors TR-8 and TR-9 are maintained in the off state, so that the ground voltage GND is set to the P-channel MOS transistor TR-8. The voltage of the ground GND is not transmitted to the bit line Bitn via the P-channel MOS transistor TR-9.
プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がると、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオフとなる。また、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がると、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオンとなる。 When precharge signal PC rises to "H" level, P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned off. Further, when the word line WL_xxx rises to the “H” level, the N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned on.
NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送される。これにより、ビット線Bitの電圧は減少する。 When the wiring between the N channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the bit line Bit via the N channel MOS transistor TR-1. Is transmitted. As a result, the voltage of the bit line Bit decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−2と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−2を介してビット線Bitnに伝送されず、ビット線Bitnの電圧はプリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 On the other hand, since there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-2 and node S_xxx on source line SL, the voltage on source line SL is applied to bit via N-channel MOS transistor TR-2. Not transmitted to the line Bitn, the voltage of the bit line Bitn maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「H」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「H」レベルのラッチ信号QNを受けて、「L」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送されない。その結果、図9の破線で示すように、ビット線Bitの電圧はプリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. It is not transmitted to the bit line Bit via TR-1. As a result, as indicated by the broken line in FIG. 9, the voltage of the bit line Bit maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10の仕上がりによって、ビット線Bitが「L」レベルだとセンスし易いオフセットを持っていた場合、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「H」レベルとなる。その結果、製造時の不良がないときと同様に、出力ラッチ11からの出力信号Qは、「L」レベルとなる。そのため、この半導体装置が、後述するようなテストモードを持たない場合に、出荷テストがパスしてしまうことになる。
If the
しかしながら、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2は、ともにソース線SLとは非接続のため、市場での実動作時には、ノイズの影響を受け易いことが考えられる。その結果、出力ラッチ11からの出力信号Qが、不安定となり、「H」レベルとなることもあり、誤動作のリスクがある。
However, both N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are not connected to the source line SL, and thus may be susceptible to noise during actual operation in the market. As a result, the output signal Q from the
(テストモード時の第1フェーズの動作)
第1フェーズでは、ビット線Bit側のプログラムの非導通を検出する。つまり、メモリセルに含まれる2つのトランジスタのうち、ビット線Bitに接続されるトランジスタとソース線SLとを接続するコンタクトホールに異常がないかを検出する。
(First phase operation in test mode)
In the first phase, the non-conduction of the program on the bit line Bit side is detected. That is, it is detected whether there is an abnormality in the contact hole connecting the transistor connected to the bit line Bit and the source line SL among the two transistors included in the memory cell.
図12は、第3の実施形態において、テストモード時の第1フェーズで生成される信号の時間変化を表わす図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a time change of a signal generated in the first phase in the test mode in the third embodiment.
ここでは、図11のメモリセルCL_xxxに着目し、テストモード時のメモリセルCL_xxxのプログラムの異常の検出について説明する。 Here, focusing on the memory cell CL_xxx in FIG. 11, detection of a program abnormality of the memory cell CL_xxx in the test mode will be described.
まず、プリチャージ信号PCが「L」レベルのときには、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオンとなり、ビット線Bitおよびビット線Bitnの電圧が、プリチャージレベル(vddレベル)となる。 First, when the precharge signal PC is at the “L” level, the P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned on, and the voltages of the bit line Bit and the bit line Bitn are set to the precharge level (vdd level). )
また、ワード線WL_xxxが非活性化(「L」レベル)のときには、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオフとなり、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 When word line WL_xxx is inactive ("L" level), N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned off, and the voltage of source line SL is not transmitted to bit line Bit and bit line Bitn. .
次に、プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がるとともに、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がり、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続される。
Next, the precharge signal PC rises to the “H” level, the word line WL_xxx rises to the “H” level, and the
ここで、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC、ワード線WL_xxxを活性化する。したがって、テストモード時には、プリチャージ信号PCおよびワード線WL_xxxが活性化される期間は、図5に示すようなテストモード時のクロックCLKBのパルス幅となり、通常モード時に比べて長い。
Here, the precharge circuit +
また、制御ロジック回路108によって、テスト信号Test1が「L」レベルに立下がる。テスト信号Test2は、「H」レベルに維持される。
In addition, the
プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がると、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオフとなる。また、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がると、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオンとなる。 When precharge signal PC rises to "H" level, P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned off. Further, when the word line WL_xxx rises to the “H” level, the N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned on.
テスト信号Test1が「L」レベルのため、PチャネルMOSトランジスタTR−9は、オン状態となり、グランドGNDの電圧が、PチャネルMOSトランジスタTR−9を介してビット線Bitnに伝送されて、ビット線Bitnの電圧は、グランド(gnd)レベルからPチャネルMOSトランジスタTR−9の閾値電圧P_Vthだけ高い電圧まで減少する。電圧P_Vthは、差動センスアンプ10のオフセット電圧よりも大きな値である。なお、テスト信号Test2は常時「H」レベルに維持されている。
Since the test signal Test1 is at the “L” level, the P-channel MOS transistor TR-9 is turned on, and the voltage of the ground GND is transmitted to the bit line Bitn via the P-channel MOS transistor TR-9. The voltage of Bitn decreases from the ground (gnd) level to a voltage that is higher by the threshold voltage P_Vth of the P-channel MOS transistor TR-9. The voltage P_Vth is larger than the offset voltage of the
NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送される。これにより、ビット線Bitの電圧は減少する。 When the wiring between the N channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the bit line Bit via the N channel MOS transistor TR-1. Is transmitted. As a result, the voltage of the bit line Bit decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−2と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−2を介してビット線Bitnに伝送されず、ビット線Bitnの電圧は、gndレベルからPチャネルMOSトランジスタTR−9の閾値電圧P_Vthだけ高い電圧を維持する。 On the other hand, since there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-2 and node S_xxx on source line SL, the voltage on source line SL is applied to bit via N-channel MOS transistor TR-2. Not transmitted to the line Bitn, the voltage of the bit line Bitn maintains a voltage higher than the gnd level by the threshold voltage P_Vth of the P-channel MOS transistor TR-9.
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「L」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「L」レベルのラッチ信号QNを受けて、「L」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送されない。その結果、図12の破線で示すように、ビット線Bitの電圧は、プリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. It is not transmitted to the bit line Bit via TR-1. As a result, as indicated by a broken line in FIG. 12, the voltage of the bit line Bit maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「H」レベルを維持するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「H」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「H」レベルのラッチ信号QNを受けて、「H」レベルの出力信号Qを出力する。
The
正常時のレベル(期待値)と異なるレベルの出力信号Qが出力ラッチ11から出力されたことを認識することによって、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線し、正常にプログラムされていないことを知ることができる。
By recognizing that the output signal Q having a level different from the normal level (expected value) is output from the
(テストモード時の第2フェーズの動作)
第2フェーズでは、ビット線Bitn側のプログラムの非導通を検出する。つまり、メモリセルに含まれる2つのトランジスタのうち、ビット線Bitnに接続されるトランジスタとソース線SLとを接続するコンタクトホールに異常がないかを検出する。
(Second phase operation in test mode)
In the second phase, the non-conduction of the program on the bit line Bitn side is detected. That is, it is detected whether there is an abnormality in the contact hole connecting the transistor connected to the bit line Bitn and the source line SL among the two transistors included in the memory cell.
図13は、第3の実施形態において、テストモード時の第2フェーズで生成される信号の時間変化を表わす図である。 FIG. 13 is a diagram illustrating a time change of a signal generated in the second phase in the test mode in the third embodiment.
ここでは、図11のメモリセルCL_yyyに着目し、テストモード時のメモリセルCL_yyyのプログラムの異常の検出について説明する。 Here, focusing on the memory cell CL_yyy in FIG. 11, detection of a program abnormality of the memory cell CL_yyy in the test mode will be described.
まず、プリチャージ信号PCが「L」レベルのときには、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオンとなり、ビット線Bitおよびビット線Bitnの電圧が、プリチャージレベル(vddレベル)となる。 First, when the precharge signal PC is at the “L” level, the P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned on, and the voltages of the bit line Bit and the bit line Bitn are set to the precharge level (vdd level). )
また、ワード線WL_yyyが非活性化(「L」レベル)のときには、NチャネルMOSトランジスタTR−C、TR−Dがオフとなり、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 When word line WL_yyy is inactive ("L" level), N-channel MOS transistors TR-C and TR-D are turned off, and the voltage of source line SL is not transmitted to bit line Bit and bit line Bitn. .
次に、プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がるとともに、ワード線WL_yyyが「H」レベルに立ち上がり、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続される。
Next, as the precharge signal PC rises to the “H” level, the word line WL_yyy rises to the “H” level, and the
ここで、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC、ワード線WL_yyyを活性化する。したがって、テストモード時には、プリチャージ信号PCおよびワード線WL_yyyが活性化される期間は、図5に示すようなテストモード時のクロックCLKBのパルス幅となり、通常モード時に比べて長い。
Here, the precharge circuit +
また、制御ロジック回路108によって、テスト信号Test2が「L」レベルに立下がる。テスト信号Test1は、「H」レベルに維持される。
In addition, the
プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がると、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオフとなる。また、ワード線WL_yyyが「H」レベルに立ち上がると、NチャネルMOSトランジスタTR−C、TR−Dがオンとなる。 When precharge signal PC rises to "H" level, P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned off. Further, when the word line WL_yyy rises to the “H” level, the N-channel MOS transistors TR-C and TR-D are turned on.
テスト信号Test2が「L」レベルのため、PチャネルMOSトランジスタTR−8は、オン状態となり、グランドGNDの電圧が、PチャネルMOSトランジスタTR−8を介してビット線Bitに伝送されて、ビット線Bitの電圧は、gndレベルからPチャネルMOSトランジスタTR−9の閾値電圧P_Vthだけ高い電圧となる。なお、テスト信号Test1は常時「H」レベルに維持されている。 Since the test signal Test2 is “L” level, the P-channel MOS transistor TR-8 is turned on, and the voltage of the ground GND is transmitted to the bit line Bit via the P-channel MOS transistor TR-8. The voltage of Bit is higher than the gnd level by the threshold voltage P_Vth of the P-channel MOS transistor TR-9. The test signal Test1 is always maintained at the “H” level.
NチャネルMOSトランジスタTR−Dと、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Dを介してビット線Bitnに伝送される。これにより、ビット線Bitnの電圧は減少する。 When the wiring between the N-channel MOS transistor TR-D and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the bit line Bitn via the N-channel MOS transistor TR-D. Is transmitted. As a result, the voltage of the bit line Bitn decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−Cと、ソース線SL上のノードS_yyyとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Cを介してビット線Bitに伝送されず、ビット線Bitの電圧は、gndレベルからPチャネルMOSトランジスタTR−9の閾値電圧P_Vthだけ高い電圧を維持する。 On the other hand, since there is no program contactor between the N channel MOS transistor TR-C and the node S_yyy on the source line SL, the voltage on the source line SL is applied to the bit via the N channel MOS transistor TR-C. Not transmitted to the line Bit, the voltage of the bit line Bit is maintained higher than the gnd level by the threshold voltage P_Vth of the P-channel MOS transistor TR-9.
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「H」レベルに維持するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「H」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「H」レベルのラッチ信号QNを受けて、「H」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−Dと、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Dを介してビット線Bitに伝送されない。その結果、図13の破線で示すように、ビット線Bitnの電圧は、プリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-D and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. It is not transmitted to the bit line Bit via TR-D. As a result, as indicated by a broken line in FIG. 13, the voltage of the bit line Bitn maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「L」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「L」レベルのラッチ信号QTを受けて、「L」レベルの出力信号Qを出力する。
The
正常時のレベル(期待値)と異なるレベルの出力信号Qが出力ラッチ11から出力されたことを認識することによって、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−Dと、ソース線SLとの間の配線が断線し、正常にプログラムされていないことを知ることができる。
By recognizing that the output signal Q having a level different from the normal level (expected value) is output from the
以上のように、本実施の形態によれば、テストモード時に、レベル判定をしない方のビット線を中間電位に固定することによって、差動センスアンプのオフセット電圧の影響を受けないようにできるので、テストの精度を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to prevent the influence of the offset voltage of the differential sense amplifier by fixing the bit line whose level is not determined to the intermediate potential in the test mode. , Test accuracy can be improved.
また、本実施の形態では、追加する回路が、電圧固定化回路のみであるので、回路面積のオーバーヘッドが僅かである。
[第4の実施形態]
図14は、第4の実施形態におけるメモリアレイ104およびI/O回路107の第i列における一部の構成を表わす図である。
In the present embodiment, the circuit to be added is only the voltage fixing circuit, so that the overhead of the circuit area is small.
[Fourth Embodiment]
FIG. 14 is a diagram illustrating a partial configuration in the i-th column of the
図14の構成が、図6の構成と相違する点は、以下である。
図14の構成は、インバータIV1、IV2および排他的論理和回路EORを含まず、その代わりに、電圧固定化(電圧制御回路)回路62を備える。
The configuration of FIG. 14 is different from the configuration of FIG. 6 as follows.
The configuration of FIG. 14 does not include the inverters IV1 and IV2 and the exclusive OR circuit EOR, but includes a voltage fixing (voltage control circuit)
電圧固定化回路62は、ビット線BitまたはBitnを、グランドGNDの電圧よりも高く、かつプリチャージ電圧(vdd)よりも低い電圧に固定する。
The
電圧固定化回路62は、インバータIV3、IV4と、PチャネルMOSトランジスタTR−10、TR−11とを備える。
インバータIV3は、テスト信号Test2を反転して、信号NTest2を出力する。 The inverter IV3 inverts the test signal Test2 and outputs a signal NTTest2.
PチャネルMOSトランジスタTR−10は、ビット線Bit上のノードN_te1と電源vddの間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR−10のゲートは、信号NTest2を受ける。 P-channel MOS transistor TR-10 is provided between node N_te1 on bit line Bit and power supply vdd. P channel MOS transistor TR-10 has its gate receiving signal NTest2.
インバータIV4は、テスト信号Test1を反転して、信号NTest1を出力する。 Inverter IV4 inverts test signal Test1 and outputs signal NTTest1.
PチャネルMOSトランジスタTR−11は、ビット線Bitn上のノードN_te2と電源vddの間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR−11のゲートは、信号NTest1を受ける。 P-channel MOS transistor TR-11 is provided between node N_te2 on bit line Bitn and power supply vdd. P channel MOS transistor TR-11 has its gate receiving signal NTest1.
出力ラッチ11は、差動センスアンプ10の出力信号QNを受けてラッチし、外部へ出力信号Qとして出力する。
The
(通常モード時の動作)
本実施の形態における通常モード時に生成される信号の時間変化は、図9に示す第2の実施形態におけるものと同様である。したがって、図9を参照して本実施の形態における通常モード時に生成される信号の時間変化を説明する。
(Operation in normal mode)
The time change of the signal generated in the normal mode in the present embodiment is the same as that in the second embodiment shown in FIG. Therefore, the time change of the signal generated in the normal mode in the present embodiment will be described with reference to FIG.
ここでは、図11のメモリセルCL_xxxに着目し、通常モード時のメモリセルCL_xxxの読出し動作を説明する。 Here, paying attention to the memory cell CL_xxx in FIG. 11, the reading operation of the memory cell CL_xxx in the normal mode will be described.
図示しないが、通常モード時には、制御ロジック回路108によって、テスト信号Test1およびTest2は、「H」レベルとなる。
Although not shown, in the normal mode, the
まず、プリチャージ信号PC0、PC1、PC2が「L」レベルのときには、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオンとなり、ビット線Bitおよびビット線Bitnの電圧がプリチャージレベル(vddレベル)となる。 First, when the precharge signals PC0, PC1, and PC2 are at "L" level, the P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, and TR-5 are turned on, and the voltages of the bit line Bit and the bit line Bitn are at the precharge level. (Vdd level).
また、ワード線WL_xxxが非活性化(「L」レベル)のときには、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオフとなり、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 When word line WL_xxx is inactive ("L" level), N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned off, and the voltage of source line SL is not transmitted to bit line Bit and bit line Bitn. .
次に、プリチャージ信号PC0、PC1、PC2が「H」レベルに立ち上がるとともに、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がり、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続される。
Next, the precharge signals PC0, PC1, and PC2 rise to the “H” level, the word line WL_xxx rises to the “H” level, and the
ここで、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC、ワード線WL_xxxを活性化する。したがって、通常モード時には、プリチャージ信号PCおよびワード線WL_xxxが活性化される期間は、図4に示すような通常モード時のクロックCLKBのパルス幅となり、テストモード時に比べて短い。
Here, the precharge circuit +
通常モード時には、テスト信号Test1およびTest2が「H」レベルのため、NチャネルMOSトランジスタTR−10、TR−11は、オフ状態を維持するため、電源電圧vddが、NチャネルMOSトランジスタTR−10を介してビット線Bitに伝送されず、かつ電源電圧vddが、NチャネルMOSトランジスタTR−11を介してビット線Bitnに伝送されない。 In the normal mode, since the test signals Test1 and Test2 are at “H” level, the N-channel MOS transistors TR-10 and TR-11 are maintained in the off state, so that the power supply voltage vdd The power supply voltage vdd is not transmitted to the bit line Bitn via the N-channel MOS transistor TR-11.
プリチャージ信号PC0、PC1、PC2が「H」レベルに立ち上がると、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオフとなる。PチャネルMOSトランジスタTR−5がオフのため、ビット線Bitとビット線Bitnとの間のイコライズが行われない。 When precharge signals PC0, PC1, and PC2 rise to "H" level, P channel MOS transistors TR-3, TR-4, and TR-5 are turned off. Since P-channel MOS transistor TR-5 is off, equalization between bit line Bit and bit line Bitn is not performed.
また、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がると、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオンとなる。 Further, when the word line WL_xxx rises to the “H” level, the N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned on.
NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送される。これにより、ビット線Bitの電圧は減少する。 When the wiring between the N channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the bit line Bit via the N channel MOS transistor TR-1. Is transmitted. As a result, the voltage of the bit line Bit decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−2と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−2を介してビット線Bitnに伝送されず、ビット線Bitnの電圧はプリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 On the other hand, since there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-2 and node S_xxx on source line SL, the voltage on source line SL is applied to bit via N-channel MOS transistor TR-2. Not transmitted to the line Bitn, the voltage of the bit line Bitn maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「L」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「L」レベルのラッチ信号QNを受けて、「L」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送されない。その結果、図9の破線で示すように、ビット線Bitの電圧は「H」レベル(vddレベル)を維持する。 Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. It is not transmitted to the bit line Bit via TR-1. As a result, as indicated by the broken line in FIG. 9, the voltage of the bit line Bit maintains the “H” level (vdd level).
差動センスアンプ10の仕上がりによって、ビット線Bitが「L」レベルだとセンスし易いオフセットを持っていた場合、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「H」レベルとなる。その結果、製造時の不良がないときと同様に、出力ラッチ11からの出力信号Qは、「L」レベルとなる。そのため、この半導体装置が、後述するようなテストモードを持たない場合に、出荷テストがパスしてしまうことになる。
If the
しかしながら、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2は、ともにソース線SLとは非接続のため、市場での実動作時には、ノイズの影響を受け易いことが考えられる。その結果、出力ラッチ11からの出力信号Qが、不安定となり、「H」レベルとなることもあり、誤動作のリスクがある。
However, both N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are not connected to the source line SL, and thus may be susceptible to noise during actual operation in the market. As a result, the output signal Q from the
(テストモード時の第1フェーズの動作)
第1フェーズでは、ビット線Bit側のプログラムの非導通を検出する。つまり、メモリセルに含まれる2つのトランジスタのうち、ビット線Bitに接続されるトランジスタとソース線SLとを接続するコンタクトホールに異常がないかを検出する。
(First phase operation in test mode)
In the first phase, the non-conduction of the program on the bit line Bit side is detected. That is, it is detected whether there is an abnormality in the contact hole connecting the transistor connected to the bit line Bit and the source line SL among the two transistors included in the memory cell.
図15は、第4の実施形態において、テストモード時の第1フェーズで生成される信号の時間変化を表わす図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating a time change of a signal generated in the first phase in the test mode in the fourth embodiment.
ここでは、図14のメモリセルCL_xxxに着目し、テストモード時のメモリセルCL_xxxのプログラムの異常の検出について説明する。 Here, focusing on the memory cell CL_xxx in FIG. 14, detection of a program abnormality of the memory cell CL_xxx in the test mode will be described.
初期状態では、プリチャージ信号PC0、PC2、テスト信号Test2が「H」レベルとなり、プリチャージ信号PC1、テスト信号Test1が「L」レベルとなり、ワード線WL_xxxが非活性化(「L」レベル)となる。 In the initial state, the precharge signals PC0 and PC2 and the test signal Test2 are set to the “H” level, the precharge signal PC1 and the test signal Test1 are set to the “L” level, and the word line WL_xxx is inactivated (“L” level). Become.
このときには、PチャネルMOSトランジスタTR−4、TR−5がオフ、PチャネルMOSトランジスタTR−3がオン、NチャネルMOSトランジスタTR−10がオフ、NチャネルMOSトランジスタTR−11がオンとなる。 At this time, P-channel MOS transistors TR-4 and TR-5 are turned off, P-channel MOS transistor TR-3 is turned on, N-channel MOS transistor TR-10 is turned off, and N-channel MOS transistor TR-11 is turned on.
その結果、ビット線Bitの電圧がプリチャージレベル(vddレベル)となる。また、ビット線Bitnの電圧が、プリチャージレベル(vddレベル)からNチャネルMOSトランジスタTR−11の閾値電圧N_Vthだけ低い電圧となる。電圧N_Vthは、差動センスアンプ10のオフセット電圧よりも大きな値である。
As a result, the voltage of the bit line Bit becomes the precharge level (vdd level). Further, the voltage of the bit line Bitn becomes a voltage lower than the precharge level (vdd level) by the threshold voltage N_Vth of the N-channel MOS transistor TR-11. The voltage N_Vth is larger than the offset voltage of the
また、このときには、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオフとなる。 At this time, the N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned off.
その結果、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 As a result, the voltage of the source line SL is not transmitted to the bit line Bit and the bit line Bitn.
次に、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC1、ワード線WL_xxxを活性化する。したがって、テストモード時には、プリチャージ信号PC1およびワード線WL_xxxが活性化される期間は、図5に示すようなテストモード時のクロックCLKBのパルス幅となり、通常モード時に比べて長い。
Next, the precharge circuit +
また、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続され、制御ロジック回路108によって、テスト信号Test1が「H」レベルに立上がる。
Further, the source line SL is connected to the ground GND by the
プリチャージ信号PC1が「H」レベルに立ち上がることによって、PチャネルMOSトランジスタTR−3がオフとなる。テスト信号Test1が「H」レベルに立上がることによって、NチャネルMOSトランジスタTR−11はオフとなる。 As precharge signal PC1 rises to "H" level, P channel MOS transistor TR-3 is turned off. When test signal Test1 rises to "H" level, N-channel MOS transistor TR-11 is turned off.
その結果、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送される。これにより、ビット線Bitの電圧は減少する。 As a result, when the wiring between the N channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL passes through the N channel MOS transistor TR-1. It is transmitted to the bit line Bit. As a result, the voltage of the bit line Bit decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−2と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−2を介してビット線Bitnに伝送されず、ビット線Bitnの電圧は、プリチャージレベル(vddレベル)からN_Vthだけ低い電圧を維持する。 On the other hand, since there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-2 and node S_xxx on source line SL, the voltage on source line SL is applied to bit via N-channel MOS transistor TR-2. Without being transmitted to the line Bitn, the voltage of the bit line Bitn is maintained at a voltage lower than the precharge level (vdd level) by N_Vth.
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、図示しないが、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、ラッチ信号QNは「L」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「L」レベルのラッチ信号QNを受けて、「L」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送されない。その結果、図15の破線で示すように、ビット線Bitの電圧は、プリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. It is not transmitted to the bit line Bit via TR-1. As a result, as indicated by a broken line in FIG. 15, the voltage of the bit line Bit maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、プリチャージレベル(vddレベル)を維持し、ラッチ信号QNは「H」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「H」レベルのラッチ信号QTを受けて、「H」レベルの出力信号Qを出力する。
The
正常時のレベル(期待値)と異なるレベルの出力信号Qが出力ラッチ11から出力されたことを認識することによって、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線し、正常にプログラムされていないことを知ることができる。
By recognizing that the output signal Q having a level different from the normal level (expected value) is output from the
(テストモード時の第2フェーズの動作)
第2フェーズでは、ビット線Bitn側のプログラムの非導通を検出する。つまり、メモリセルに含まれる2つのトランジスタのうち、ビット線Bitnに接続されるトランジスタとソース線SLとを接続するコンタクトホールに異常がないかを検出する。
(Second phase operation in test mode)
In the second phase, the non-conduction of the program on the bit line Bitn side is detected. That is, it is detected whether there is an abnormality in the contact hole connecting the transistor connected to the bit line Bitn and the source line SL among the two transistors included in the memory cell.
図16は、第4の実施形態において、テストモード時の第2フェーズで生成される信号の時間変化を表わす図である。 FIG. 16 is a diagram illustrating a time change of a signal generated in the second phase in the test mode in the fourth embodiment.
ここでは、図14のメモリセルCL_yyyに着目し、テストモード時のメモリセルCL_yyyのプログラムの異常の検出について説明する。 Here, focusing on the memory cell CL_yyy in FIG. 14, detection of a program abnormality of the memory cell CL_yyy in the test mode will be described.
初期状態では、プリチャージ信号PC0、PC1、テスト信号Test1が「H」レベルとなり、プリチャージ信号PC2、テスト信号Test2が「L」レベルとなり、ワード線WL_yyyが非活性化(「L」レベル)となる。 In the initial state, the precharge signals PC0 and PC1 and the test signal Test1 are set to “H” level, the precharge signal PC2 and the test signal Test2 are set to “L” level, and the word line WL_yyy is inactivated (“L” level). Become.
このときには、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−5がオフ、PチャネルMOSトランジスタTR−4がオン、NチャネルMOSトランジスタTR−11がオフ、NチャネルMOSトランジスタTR−10がオンとなる。 At this time, P channel MOS transistors TR-3 and TR-5 are turned off, P channel MOS transistor TR-4 is turned on, N channel MOS transistor TR-11 is turned off, and N channel MOS transistor TR-10 is turned on.
その結果、ビット線Bitnの電圧がプリチャージレベル(vddレベル)となる。また、ビット線Bitの電圧が、プリチャージレベル(vddレベル)からNチャネルMOSトランジスタTR−10の閾値電圧N_Vthだけ低い電圧となる。電圧N_Vthは、差動センスアンプ10のオフセット電圧よりも大きな値である。
As a result, the voltage of the bit line Bitn becomes the precharge level (vdd level). Further, the voltage of the bit line Bit becomes a voltage lower than the precharge level (vdd level) by the threshold voltage N_Vth of the N-channel MOS transistor TR-10. The voltage N_Vth is larger than the offset voltage of the
また、このときには、NチャネルMOSトランジスタTR−C、TR−Dがオフとなる。 At this time, the N-channel MOS transistors TR-C and TR-D are turned off.
その結果、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 As a result, the voltage of the source line SL is not transmitted to the bit line Bit and the bit line Bitn.
次に、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC2、ワード線WL_yyyを活性化する。したがって、テストモード時には、プリチャージ信号PC2およびワード線WL_yyyが活性化される期間は、図5に示すようなテストモード時のクロックCLKBのパルス幅となり、通常モード時に比べて長い。
Next, the precharge circuit +
また、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続され、制御ロジック回路108によって、テスト信号Test2が「H」レベルに立上がる。
Further, the source line SL is connected to the ground GND by the
プリチャージ信号PC2が「H」レベルに立ち上がることによって、PチャネルMOSトランジスタTR−4がオフとなる。テスト信号Test2が「H」レベルに立上がることによって、NチャネルMOSトランジスタTR−10はオフとなる。 When precharge signal PC2 rises to "H" level, P channel MOS transistor TR-4 is turned off. When test signal Test2 rises to "H" level, N-channel MOS transistor TR-10 is turned off.
その結果、NチャネルMOSトランジスタTR−Dと、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Dを介してビット線Bitnに伝送される。これにより、ビット線Bitnの電圧は減少する。 As a result, when the wiring between the N channel MOS transistor TR-D and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL passes through the N channel MOS transistor TR-D. It is transmitted to the bit line Bitn. As a result, the voltage of the bit line Bitn decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−Cと、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Cを介してビット線Bitに伝送されず、ビット線Bitの電圧は、プリチャージレベル(vddレベル)からN_Vthだけ低い電圧を維持する。 On the other hand, since there is no program contactor between the N channel MOS transistor TR-C and the node S_xxx on the source line SL, the voltage on the source line SL is applied to the bit via the N channel MOS transistor TR-C. Without being transmitted to the line Bit, the voltage of the bit line Bit is maintained at a voltage lower by N_Vth than the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「H」レベルに維持するとともに、ラッチ信号QNは「H」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「H」レベルのラッチ信号QNを受けて、「H」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−Dと、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−Dを介してビット線Bitnに伝送されない。その結果、図16の破線で示すように、ビット線Bitnの電圧は、プリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-D and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. Not transmitted to the bit line Bitn via TR-D. As a result, as indicated by a broken line in FIG. 16, the voltage of the bit line Bitn maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少し、ラッチ信号QNは「L」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「L」レベルのラッチ信号QTを受けて、「L」レベルの出力信号Qを出力する。
The
正常時のレベル(期待値)と異なるレベルの出力信号Qが出力ラッチ11から出力されたことを認識することによって、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線し、正常にプログラムされていないことを知ることができる。
By recognizing that the output signal Q having a level different from the normal level (expected value) is output from the
以上のように、本実施の形態によれば、第3の実施形態と同様に、テストモード時に、レベル判定をしない方のビット線を中間電位に固定することによって、差動センスアンプのオフセット電圧の影響を受けないようにできるので、テストの精度を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, as in the third embodiment, the offset voltage of the differential sense amplifier is fixed by fixing the bit line whose level is not determined to the intermediate potential in the test mode. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the test.
また、本実施の形態では、追加する回路が、電圧固定化回路のみであるので、回路面積のオーバーヘッドが僅かである。
[第5の実施形態]
図17は、第5の実施形態におけるメモリアレイ104およびI/O回路107の第i列における一部の構成を表わす図である。
In the present embodiment, the circuit to be added is only the voltage fixing circuit, so that the overhead of the circuit area is small.
[Fifth Embodiment]
FIG. 17 is a diagram illustrating a partial configuration in the i-th column of the
図17の構成が、図6の構成と相違する点は、以下である。
図17の構成は、インバータIV1、IV2および排他的論理和回路EORを含まず、その代わりに、短絡化回路63を備える。
The configuration of FIG. 17 is different from the configuration of FIG. 6 as follows.
The configuration of FIG. 17 does not include the inverters IV1 and IV2 and the exclusive OR circuit EOR, but includes a
短絡化回路63は、テストモード時に、ビット線Bitとビット線Bitnとを短絡させる。
The
短絡化回路63は、PチャネルMOSトランジスタTR−12を備える。
PチャネルMOSトランジスタTR−12は、ビット線Bit上のノードN_te1とビット線Bitn上のノードN_te2との間に設けられる。PチャネルMOSトランジスタTR−12のゲートは、テスト信号Testを受ける。
P-channel MOS transistor TR-12 is provided between node N_te1 on bit line Bit and node N_te2 on bit line Bitn. The gate of P channel MOS transistor TR-12 receives test signal Test.
出力ラッチ11は、差動センスアンプ10の出力信号QNを受けてラッチし、外部へ出力信号Qとして出力する。
The
(通常モード時の動作)
本実施の形態における通常モード時に生成される信号の時間変化は、図9に示す第2の実施形態におけるものと同様である。したがって、図9を参照して本実施の形態における通常モード時に生成される信号の時間変化を説明する。
(Operation in normal mode)
The time change of the signal generated in the normal mode in the present embodiment is the same as that in the second embodiment shown in FIG. Therefore, the time change of the signal generated in the normal mode in the present embodiment will be described with reference to FIG.
ここでは、図17のメモリセルCL_xxxに着目し、通常モード時のメモリセルCL_xxxの読出し動作を説明する。 Here, paying attention to the memory cell CL_xxx in FIG. 17, the read operation of the memory cell CL_xxx in the normal mode will be described.
図9を参照して、まず、プリチャージ信号PCが「L」レベルのときには、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオンとなり、ビット線Bitおよびビット線Bitnの電圧がプリチャージレベル(vddレベル)となる。 Referring to FIG. 9, first, when precharge signal PC is at "L" level, P channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned on, and the voltages of bit line Bit and bit line Bitn are turned on. It becomes a precharge level (vdd level).
また、ワード線WL_xxxが非活性化(「L」レベル)のときには、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオフとなり、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 When word line WL_xxx is inactive ("L" level), N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned off, and the voltage of source line SL is not transmitted to bit line Bit and bit line Bitn. .
次に、プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がるとともに、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がり、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続される。
Next, the precharge signal PC rises to the “H” level, the word line WL_xxx rises to the “H” level, and the
ここで、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC、ワード線WL_xxxを活性化する。したがって、通常モード時には、プリチャージ信号PCおよびワード線WL_xxxが活性化される期間は、図4に示すような通常モード時のクロックCLKBのパルス幅となり、テストモード時に比べて短い。
Here, the precharge circuit +
通常モード時には、テスト信号Testが「L」レベルのため、NチャネルMOSトランジスタTR−12は、オフ状態を維持し、NチャネルMOSトランジスタTR−12を介して、ビット線Bitとビット線Bitnとが接続されることがない。 In the normal mode, since the test signal Test is at “L” level, the N-channel MOS transistor TR-12 maintains the OFF state, and the bit line Bit and the bit line Bitn are connected via the N-channel MOS transistor TR-12. There is no connection.
プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がると、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオフとなる。また、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がると、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオンとなる。 When precharge signal PC rises to "H" level, P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned off. Further, when the word line WL_xxx rises to the “H” level, the N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned on.
NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送される。これにより、ビット線Bitの電圧は減少する。 When the wiring between the N channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the bit line Bit via the N channel MOS transistor TR-1. Is transmitted. As a result, the voltage of the bit line Bit decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−2と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−2を介してビット線Bitnに伝送されず、ビット線Bitnの電圧はプリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 On the other hand, since there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-2 and node S_xxx on source line SL, the voltage on source line SL is applied to bit via N-channel MOS transistor TR-2. Not transmitted to the line Bitn, the voltage of the bit line Bitn maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10は、ビット線Bitとビット線Bitnの間の微小電位差を増幅する。その結果、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「L」レベルとなる。
The
出力ラッチ11は、「L」レベルのラッチ信号QNを受けて、「L」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送されない。その結果、図9の破線で示すように、ビット線Bitの電圧はプリチャージレベル(vddレベル)を維持する。 Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. It is not transmitted to the bit line Bit via TR-1. As a result, as indicated by the broken line in FIG. 9, the voltage of the bit line Bit maintains the precharge level (vdd level).
差動センスアンプ10の仕上がりによって、ビット線Bitが「L」レベルだとセンスし易いオフセットを持っていた場合、データ読出線CTBの電圧は、「L」レベルに減少するとともに、図示しないが、ラッチ信号QNは「H」レベルとなる。その結果、製造時の不良がないときと同様に、出力ラッチ11からの出力信号Qは、「L」レベルとなる。そのため、この半導体装置が、後述するようなテストモードを持たない場合に、出荷テストがパスしてしまうことになる。
If the
しかしながら、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2は、ともにソース線SLとは非接続のため、市場での実動作時には、ノイズの影響を受け易いことが考えられる。その結果、出力ラッチ11からの出力信号Qが、不安定となり、「H」レベルとなることもあり、誤動作のリスクがある。
However, both N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are not connected to the source line SL, and thus may be susceptible to noise during actual operation in the market. As a result, the output signal Q from the
(テストモード時の動作)
図18は、第5の実施形態において、テストモード時に生成される信号の時間変化を表わす図である。
(Operation in test mode)
FIG. 18 is a diagram illustrating a time change of a signal generated in the test mode in the fifth embodiment.
ここでは、図17のメモリセルCL_xxxに着目し、テストモード時のメモリセルCL_xxxのプログラムの異常の検出について説明する。 Here, focusing on the memory cell CL_xxx in FIG. 17, detection of a program abnormality of the memory cell CL_xxx in the test mode will be described.
まず、プリチャージ信号PCが「L」レベルのときには、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオンとなり、ビット線Bitおよびビット線Bitnの電圧がプリチャージレベル(vddレベル)となる。 First, when the precharge signal PC is at the “L” level, the P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned on, and the voltages of the bit line Bit and the bit line Bitn are at the precharge level (vdd level). It becomes.
また、ワード線WL_xxxが非活性化(「L」レベル)のときには、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオフとなり、ソース線SLの電圧は、ビット線Bitおよびビット線Bitnに伝わらない。 When word line WL_xxx is inactive ("L" level), N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned off, and the voltage of source line SL is not transmitted to bit line Bit and bit line Bitn. .
次に、プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がるとともに、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がり、切替器161によってソース線SLがグランドGNDに接続される。
Next, the precharge signal PC rises to the “H” level, the word line WL_xxx rises to the “H” level, and the
ここで、プリチャージ回路+CSLドライバ群105およびロウデコーダ103は、クロックCLKBに基づいて、プリチャージ信号PC、ワード線WL_xxxを活性化する。したがって、テストモード時には、プリチャージ信号PCおよびワード線WL_xxxが活性化される期間は、図5に示すようなテストモード時のクロックCLKBのパルス幅となり、通常モード時に比べて長い。
Here, the precharge circuit +
また、テストモード時には、制御ロジック回路108によって、テスト信号Test1は、「H」レベルとなる。
In the test mode, the
プリチャージ信号PCが「H」レベルに立ち上がると、PチャネルMOSトランジスタTR−3、TR−4、TR−5がオフとなる。また、ワード線WL_xxxが「H」レベルに立ち上がると、NチャネルMOSトランジスタTR−1、TR−2がオンとなる。 When precharge signal PC rises to "H" level, P-channel MOS transistors TR-3, TR-4, TR-5 are turned off. Further, when the word line WL_xxx rises to the “H” level, the N-channel MOS transistors TR-1 and TR-2 are turned on.
テスト信号Testが「H」レベルのため、NチャネルMOSトランジスタTR−12は、オン状態となり、NチャネルMOSトランジスタTR−12を介して、ビット線Bitとビット線Bitnとが接続される。 Since test signal Test is at “H” level, N-channel MOS transistor TR-12 is turned on, and bit line Bit and bit line Bitn are connected via N-channel MOS transistor TR-12.
NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線していない場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送される。これにより、ビット線Bitの電圧は次第に減少する。 When the wiring between the N channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is not disconnected, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the bit line Bit via the N channel MOS transistor TR-1. Is transmitted. As a result, the voltage of the bit line Bit gradually decreases.
一方、NチャネルMOSトランジスタTR−2と、ソース線SL上のノードS_xxxとの間には、プログラムコンタクタが存在しないため、ソース線SL上の電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−2を介してビット線Bitnに伝送されない。しかし、NチャネルMOSトランジスタTR−12はがオン状態のため、ビット線Bitの電圧が、ビット線Bitnに伝送され、ビット線Bitの電圧は、ビット線Bitの電圧と同様にして、次第に減少する。 On the other hand, since there is no program contactor between N-channel MOS transistor TR-2 and node S_xxx on source line SL, the voltage on source line SL is applied to bit via N-channel MOS transistor TR-2. Not transmitted on line Bitn. However, since the N-channel MOS transistor TR-12 is in the on state, the voltage of the bit line Bit is transmitted to the bit line Bitn, and the voltage of the bit line Bit gradually decreases in the same manner as the voltage of the bit line Bit. .
このとき、本実施の形態では、他の実施形態と異なり、センスアンプ活性化信号SAEが「H」レベルに活性化されず、差動センスアンプ10は、起動されない。その結果、データ読出線CTBの電圧は、ビット線Bitの電圧である「L」レベルに減少するとともに、ラッチ信号QNは「L」レベルとなる。
At this time, in the present embodiment, unlike the other embodiments, the sense amplifier activation signal SAE is not activated to the “H” level, and the
出力ラッチ11は、「L」レベルのラッチ信号QNを受けて、「L」レベルの出力信号Qを出力する。
The
ここで、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線している場合には、ソース線SL上のグランドGNDの電圧が、NチャネルMOSトランジスタTR−1を介してビット線Bitに伝送されない。その結果、図18の破線で示すように、ビット線Bitの電圧は、プリチャージレベル(vddレベル)を維持する。また、NチャネルMOSトランジスタTR−12はがオン状態のため、ビット線Bitの電圧が、ビット線Bitnに伝送され、ビット線Bitの電圧は、ビット線Bitの電圧と同様に、プリチャージレベル(vddレベル)を維持する。このとき、本実施の形態では、他の実施形態と異なり、センスアンプ活性化信号SAEが「H」レベルに活性化されず、差動センスアンプ10は、起動されない。その結果、データ読出線CTBの電圧は、ビット線Bitの電圧である「H」レベルを維持するとともに、ラッチ信号QNは「H」レベルとなる。
Here, when the wiring between the N-channel MOS transistor TR-1 and the source line SL is disconnected due to a defect in manufacturing, the voltage of the ground GND on the source line SL is changed to the N-channel MOS transistor. It is not transmitted to the bit line Bit via TR-1. As a result, as indicated by a broken line in FIG. 18, the voltage of the bit line Bit maintains the precharge level (vdd level). Further, since the N-channel MOS transistor TR-12 is in the ON state, the voltage of the bit line Bit is transmitted to the bit line Bitn, and the voltage of the bit line Bit is the same as the voltage of the bit line Bit. vdd level). At this time, in the present embodiment, unlike the other embodiments, the sense amplifier activation signal SAE is not activated to the “H” level, and the
出力ラッチ11は、「H」レベルのラッチ信号QNを受けて、「H」レベルの出力信号Qを出力する。
The
正常時のレベル(期待値)と異なるレベルの出力信号Qが出力ラッチ11から出力されたことを認識することによって、製造時の不良によって、NチャネルMOSトランジスタTR−1と、ソース線SLとの間の配線が断線し、正常にプログラムされていないことを知ることができる。
By recognizing that the output signal Q having a level different from the normal level (expected value) is output from the
以上のように、本実施の形態によれば、テストモード時に、ビット線対を短絡させるとともに、差動センスアンプを動作させずに、ビット線対のレベルを判定することによって、差動センスアンプのオフセット電圧の影響を受けないようにできるので、テストの精度を向上させることができる。 As described above, according to the present embodiment, in the test mode, the bit line pair is short-circuited and the level of the bit line pair is determined without operating the differential sense amplifier. Therefore, the accuracy of the test can be improved.
また、テストモード時の期待値がプログラムコードに依らないので、BIST(Built-In Self-Test)が容易となる。 Moreover, since the expected value in the test mode does not depend on the program code, BIST (Built-In Self-Test) is facilitated.
また、本実施の形態では、追加する回路が、短絡化回路のみであるので、回路面積のオーバーヘッドが僅かである。 In the present embodiment, the circuit to be added is only a short circuit, so that the circuit area overhead is small.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
50 プリチャージ回路、51,52,55,IV1,IV2,IV3,IV4,IV11 インバータ、53,54 NAND回路、56 遅延回路、58,220 カラムセレクタ、61,62 電圧固定化回路、63 短絡化回路、10,503 差動センスアンプ、11,504 出力ラッチ、101 アドレスプリデコーダ、102 制御回路、103 ロウデコーダ、104 メモリアレイ、105 プリチャージ回路+SLドライバ群、106 カラムセレクタ群、107 I/O回路、108 制御ロジック回路、110−1〜110−5,110−a ラッチ、111−1〜111−5 プリデコーダ、112 内部クロック生成回路、210 差動センスアンプ群、211 出力ラッチ群、161 切替器、230 増幅部、220 プリチャージおよびイコライズ部、240 バッファ部、245,505 論理回路、TR−1,TR−2,TR−A,TR−B,TR−C,.TR−D,TR−10,TR−11,TR−12,N1〜N3,N5 NチャネルMOSトランジスタ、TR−3,TR−4,TR−5,TR−6,TR−7,TR−8,TR−9,P3〜P8,P10 PチャネルMOSトランジスタ、EOR 排他的論理和回路、MUX マルチプレクサ、CL,CL_000,CL_xxx,CL_yyy メモリセル、WL,WL_000,WL_xxx,WL_yyy ワード線、SL ソース線、Bit,Bitn ビット線。
50 precharge circuit, 51, 52, 55, IV1, IV2, IV3, IV4, IV11 inverter, 53, 54 NAND circuit, 56 delay circuit, 58, 220 column selector, 61, 62 voltage fixing circuit, 63
Claims (11)
前記複数のメモリセルに接続されるワード線と、
前記複数のメモリセルに接続される第1のビット線および第2のビット線、
前記第1及び第2のビット線の電位差を増幅する差動センスアンプと、
前記第1及び第2ビット線のうち少なくとも一方の電圧を、グランド電圧よりも高く、かつ第1のモード時のプリチャージ電圧よりも低い電圧に制御するための電圧制御回路を備えた、半導体装置。 A plurality of memory cells;
A word line connected to the plurality of memory cells;
A first bit line and a second bit line connected to the plurality of memory cells;
A differential sense amplifier for amplifying a potential difference between the first and second bit lines;
A semiconductor device comprising a voltage control circuit for controlling at least one of the first and second bit lines to a voltage higher than a ground voltage and lower than a precharge voltage in the first mode. .
前記第1のビット線とグランドとの間に設けられた第1のPチャネルMOSトランジスタと、
前記第2のビット線とグランドとの間に設けられた第2のPチャネルMOSトランジスタとを含む、請求項3記載の半導体装置。 The voltage control circuit includes:
A first P-channel MOS transistor provided between the first bit line and the ground;
4. The semiconductor device according to claim 3, comprising a second P-channel MOS transistor provided between the second bit line and the ground.
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲートは、第2の信号を受け、
前記第1のモードにおいて、前記ワード線を活性化する期間中に前記第1の信号及び前記第2の信号をロウレベルに設定する制御ロジック回路とを備える、請求項4記載の半導体装置。 The gate of the second P-channel MOS transistor receives the first signal,
The gate of the first P-channel MOS transistor receives a second signal,
5. The semiconductor device according to claim 4, further comprising: a control logic circuit that sets the first signal and the second signal to a low level during a period in which the word line is activated in the first mode.
前記第1のビット線と電源電圧との間に設けられた第1のNチャネルMOSトランジスタと、
前記第2のビット線と電源電圧との間に設けられた第2のNチャネルMOSトランジスタとを含む、請求項3記載の半導体装置。 The voltage control circuit includes:
A first N-channel MOS transistor provided between the first bit line and a power supply voltage;
4. The semiconductor device according to claim 3, further comprising a second N channel MOS transistor provided between the second bit line and a power supply voltage.
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのゲートは、第2の信号を受け、
前記第1のモードにおいて、前記ワード線を活性化する期間中に前記第1の信号及び前記第2の信号をロウレベルに設定する制御ロジック回路とを備える、請求項6記載の半導体装置。 The gate of the second N-channel MOS transistor receives the first signal,
A gate of the first N-channel MOS transistor receives a second signal;
The semiconductor device according to claim 6, further comprising: a control logic circuit that sets the first signal and the second signal to a low level during a period in which the word line is activated in the first mode.
前記複数のメモリセルに接続されるワード線と、
前記複数のメモリセルに接続される第1のビット線および第2のビット線と、
前記第1及び第2のビット線の電位差を増幅する差動センスアンプと、
前記第1のビット線と前記第2のビット線とを短絡させる短絡化回路を備える、半導体装置。 A plurality of memory cells;
A word line connected to the plurality of memory cells;
A first bit line and a second bit line connected to the plurality of memory cells;
A differential sense amplifier for amplifying a potential difference between the first and second bit lines;
A semiconductor device comprising a short circuit for short-circuiting the first bit line and the second bit line.
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