JP2663702B2 - Cmosスタチックメモリ - Google Patents

Cmosスタチックメモリ

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JP2663702B2
JP2663702B2 JP2282825A JP28282590A JP2663702B2 JP 2663702 B2 JP2663702 B2 JP 2663702B2 JP 2282825 A JP2282825 A JP 2282825A JP 28282590 A JP28282590 A JP 28282590A JP 2663702 B2 JP2663702 B2 JP 2663702B2
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mos transistor
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transistor
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はCMOSスタチックメモリに関し、特に複数のメ
モリセルが連なるビット線もしくは共通の読出し線にプ
ルアップ用の負荷MOSトランジスタを有するCMOSスタチ
ックメモリに関する。
〔従来の技術〕
従来、CMOSスタチックメモリは微細化技術の進歩に伴
い、ますます大容量になり、歩留向上のための不良解析
技術はますます困難になってきている。一般的に、スタ
チックメモリの場合、ビット線対は非常に厳しいマスク
パターンになっているため、製造上におけるビット線沿
いの不良率は非常に高い。例えば、ビット線を構成する
アルミ配線が他のビット線とショートしたり、電源線も
しくは接地線とショートすると、ビット線沿いの不良に
なる。
この製造上のビット線不良率を下げるため不良解析技
術として、各ビット線毎に書込みをしながらDC電源電流
をモニターしていく技術があり、これにより、ビット線
のどこに不具合があるのかをある程度知ることができ
る。
第5図はかかる従来の一例を示すプリチャージ型のCM
OSスタチックメモリの回路図である。
第5図に示すように、従来のプリチャージ型のCMOSス
タチックメモリはプリチャージ&イコライズ信号EQAが
入力されるP型MOSトランジスタQp1i〜Qp3i及びQp1j〜Q
p3jからなるP型MOSトランジスタ群14と、P型MOSトラ
ンジスタQp4i,Qp5i,Qp4j及びQp5jからなるビット線Di〜
▲▼のハイレベル補償用の能力の小さいP型MOSト
ランジスタ群15と、ワード線WLおよびビット線Di〜▲
▼に接続されたメモリセル(図示省略)からなるスタ
チックメモリセル群9と、Y選択信号YiもしくはYjが入
力され且つ図示省略しているN型MOSトランジスタから
なるY選択スイッチ群10と、Y選択スイッチ群10のN型
MOSトランジスタに読出し/書込み線11を介して接続さ
れメモリセルからの微少信号を増幅するセンスアンプ3
および書込みドライバー4とから構成されている。
例えば、ビット線Diが接地線と抵抗R1を介してショー
トした製造上の欠陥は、ビット線毎に書込み時のDC電源
電流を測定すれば、その電流差を検出することにより、
かかる欠陥モードを判定することが可能になる。
ここでは、第1表に具体的なビット線Diに接地線とシ
ョートした欠陥があるときの書込み時のDC電源電流値を
示す。すなわち、Y選択信号Yiが選択され且つ“1"書込
みのとき、△Iだけ増加した電流値が検出される。一般
的に、センスアンプ3の書込み時電流は流さないし且つ
アドレス入力端子等が接続された入力回路では、入力端
子にMOSレベルを印加してやれば、元の電流値つまり欠
陥部分に電流が流れない時の電流I0は少なくなり、電流
増加分△Iを精度良く検出することが可能になる。
第6図は従来の他の例を示すCMOSスタチックメモリの
回路図である。
第6図に示すように、ビット線Di〜▲▼もしくは
読出し線を常時プルアップしておくようなCMOSスタチッ
クメモリでは、その検出精度が非常に悪くなる。
一般的に、前述した第5図に示すメモリ回路は、低消
費電力を狙ったスタチックメモリに採用され、一方第6
図に示すようなビット線もしくは読み出し線を常時プル
アップする負荷MOSトランジスタを有するメモリ回路
は、高速アクセスを狙ったスタチックメモリに採用され
る傾向にある。
第6図において、P型MOSトランジスタQp1i,Qp2i,Q
p1j及びQp2jはビット線を常時プルアップするプルアッ
プトランジスタ群7Aを構成し、またP型MOSトランジス
タQp3i及びQp3jはビット線をイコライズするイコライズ
トランジスタ群8を構成し、あとは第5図に示す回路構
成と同じものである。
前述した第5図の回路と同様にビット線Diが抵抗R1
介して接地線にショートした欠陥があったとすると、第
1表に示す通り、書込み時のDC電源電流の増加を検出し
てどのような欠陥モードかを知ることは可能である。し
かしながら、常時プルアップしているP型MOSトランジ
スタ群Qp1i,Qp2i,Qp1j及びQp2jから選択されたワード線
WLに連なるメモリセル群9へ常時電流が流れ続けるし、
またプルアップ用の負荷MOSトランジスタ群7Aと書込み
ドライバー4間にDC電流が流れるため、書込み時の元の
DC電源電流I0は多くなり、欠陥モード検出精度は非常に
悪くなる。特に、ビット線に微少リークがあるような欠
陥モードの場合、その検出はほぼ不可能に近い。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来のビット線もしくは共通の読み出し線に
常時オンしているプルアップ用の負荷MOSトランジスタ
を有するCMOSスタチックメモリは、書込み時のDC電源電
流が多いため、ビット線上の欠陥モードを検出すること
が困難になり、特にビット線上の微少リーク欠陥の検出
はほぼ不可能になるという欠点がある。
本発明の目的は、かかるビット線もしくは共通の読み
出し線に接続され且つ通常動作状態のときは常にオン状
態にあるプルアップ用の負荷MOSトランジスタを強制的
に操作させることにより、製造上発生するビット線の欠
陥モードの解析を容易にするとともに、欠陥の検出精度
を向上させるCMOSスタチックメモリを提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のCMOSスタチックメモリは、複数のメモリセル
が連なるビット線もしくは共通の読み出し線に接続され
るプルアップ用の負荷MOSトランジスタと、前記負荷MOS
トランジスタのゲートを外部から制御するための制御パ
ッドと、通常動作状態のときに前記制御パッドの入力を
固定する抵抗とを有し、不良解析時に前記制御パッドを
介して前記負荷MOSトランジスタを強制的にディスエー
ブルにするように構成される。
また、本発明のCMOSスタチックメモリは、複数のメモ
リセルが連なるビット線もしくは共通の読み出し線に接
続されるプルアップ用の負荷MOSトランジスタと、前記
負荷MOSトランジスタのゲートを制御するために通常動
作状態で用いる固定記憶素子を含む制御回路とを有し、
不良解析時に前記制御回路の前記固定記憶素子を操作し
て前記負荷MOSトランジスタを強制的にディスエーブル
にするように構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の第一の実施例を示すCMOSスタチック
メモリの回路図である。
第1図に示すように、本実施例は、前述した第6図の
従来例と比較し、P型MOSトランジスタQp1i,Qp2i,Qp1j
及びQp2jによりビット線Di〜▲▼をプルアップする
プルアップトランジスタ群7と、プルアップトランジス
タ群7のゲートを駆動するドライバー5と、プルアップ
トランジスタ群7を構成するP型MOSトランジスタのゲ
ートを外部から強制的に制御する制御パット6と、通常
動作時にドライバー5のゲートを接地電位にしておくた
めのプルダウン用抵抗R2とを設けた点が相異し、その他
のイコライズトランジスタ群8,メモリセル群9,Y選択ス
イッチ群10,読出し/書込み線11およびセンスアンプ3
と書込みドライバー4については従来例と同じであるの
でその説明を省略する。
かかるCMOSスタチックメモリ回路において、通常動作
をしているとき、制御パット6はプルダウン用抵抗R2
介して接地電位になっているので、プルアップ用の負荷
MOSトランジスタQp1i〜Qp2jのゲート電位も接地電位に
なっている。従って、プルアップ用のP型MOSトランジ
スタQp1i,Qp2i,Qp1j及びQp2jは常時オンとなり、ビット
線Di〜▲▼をプルアップしている。
一方、製造上の欠陥があってビット線Diがリーク源抵
抗R1で接地線とショートしていたとき、前述の第1表に
も示したように、書込み時のDC電源電流は、Y選択信号
Yiを選択し且つ“1"書込みのとき、△Iだけ増加した電
流値が検出される。このとき、制御パット6を外部から
強制的にハイレベルにすれば、プルアップトランジスタ
群7を構成するP型MOSトランジスタQp1i,Qp2i,Qp1j
びQp2jはいずれもディスエーブルになる。従って、ビッ
ト線の欠陥リーク電流の増加分△Iの検出精度は向上
し、ビット線の微少リーク電流さえも検出可能になる。
勿論、通常の書込み時及び読み出し時には、制御パット
6を外部から制御することなく、あくまで不良解析時に
のみ制御パット6を利用するので、通常動作には全く影
響はない。
第2図は本発明の第二の実施例を説明するためのCMOS
スタチックメモリのプルアップ制御回路図である。
第2図に示すように、本実施例は前述した第一の実施
例の回路のうち、メモリセル1,2と、センスアンプ3
と、書込みドライバー4と、プルアップトランジスタ群
7乃至Y選択スイッチ群10と、読出し/書込み線11とは
同一の構成を有し、異なる点はビット線のプルアップ用
のP型MOSトランジスタQp1i,Qp2i,Qp1j及びQp2jのゲー
ト電位を固定記憶素子であるヒューズFuseとN型MOSト
ランジスタQNおよびインバータ回路INV1とを含むプルア
ップ制御回路12で制御することにある。
通常動作のときは、ヒューズFuseを切断しないためプ
ルアップ用のP型MOSトランジスタ群7はイネーブルの
ままでビット線Di〜▲▼を常時プルアップしてい
る。一方、欠陥をもつビット線Di〜▲▼の不良解析
時にはヒューズFuseを切断することにより、プルアップ
制御回路12の出力がハイレベルになるため、プルアップ
用のP型MOSトランジスタ群7は全てディスエーブルに
なり、欠陥ビット線のリーク電流を高精度で検出するこ
とができる。勿論、一旦ヒューズFuseを切断してしまえ
ば、修正不可能になり、プルアップ用のP型MOSトラン
ジスタ群7はディスエーブルになったままで通常動作は
できなくなることは言うまでもない。
第3図は本発明の第三の実施例を示すCMOSスタチック
メモリの回路図である。
第3図に示すように、本実施例は前述した第一の実施
例(第1図)におけるビット線Di〜▲▼に接続され
たプルアップ用の負荷MOSトランジスタ13をN型MOSトラ
ンジスタQN3i〜QN4jで構成したときの例であり、その他
は第1図の回路と同様である。通常動作時には、制御パ
ット6は抵抗R2を介してVcc電源側にプルアップされて
おり、不良解析時にのみビット線Di〜▲▼のプルア
ップ用のN型MOSトランジスタ群13を構成する各トラン
ジスタQN3i,QN4i,QN3j及びQN4jはディスエーブルにな
り、欠陥をもつビット線のリーク電流を高精度で検出す
ることが可能になる。
第4図は本発明の第四の実施例を説明するためのCMOS
スタチックメモリのプルアップ制御回路図である。
第4図に示すように、本実施例は前述した第3図のプ
ルアップトランジスタ群13を構成するN型MOSトランジ
スタQN3i,QN4iおよびQN3j,QN4jの各ゲートに供給する電
圧を制御するプルアップ制御回路12のみを示し、その他
の回路は第3図と同様である。このプルアップ制御回路
12は、第3図のドライバー5および抵抗R2に替るもので
あり、第2図で説明したプルアップ制御回路12にインバ
ータ回路INV2を付加した構成である。すなわち、本実施
例は、ビット線Di〜▲▼に接続されるプルアップ用
の付加MOSトランジスタがN型MOSトランジスタQN3i〜Q
N4jで構成されているため、第2図のプルアップ制御回
路12の出力にインバータ回路INV2を挿入しただけであ
る。
本実施例も前述した第2図の実施例と同様に、ヒュー
ズFuseを切断することにより、プルアップ用のN型MOS
トランジスタ群QN3i,QN4i,QN3j及びQN4j13をディスエー
ブルにし、ビット線の欠陥リーク電流を高精度に検出す
ることができる。
以上、四つの実施例について説明したが、従来のCMOS
スタチックメモリがビット線もしくは読出し線に接続さ
れるプルアップ用の負荷MOSトランジスタのゲート電位
を固定電位としていたのに付し、これらの実施例はプル
アップ用の負荷MOSトランジスタのゲート電位を外部か
ら制御可能にするかもしくは負荷MOSトランジスタのゲ
ート電位を固定記憶素子を含む制御回路により制御可能
にしている。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のCMOSスタチックメモリ
は、ビット線もしくは共通の読み出し線に接続されるプ
ルアップ用の負荷MOSトランジスタを外部もしくは固定
記憶素子を含む制御回路から強制的にディスエーブルに
する手段を設けることにより、製造上で発生するビット
線の欠陥モードの解析、すなわちビット線の欠陥リーク
電流を容易に且つ高精度に検出できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一の実施例を示すCMOSスタチックメ
モリの回路図、第2図は本発明の第二の実施例を説明す
るためのCMOSスタチックメモリのプルアップ制御回路
図、第3図は本発明の第三の実施例を示すCMOSスタチッ
クメモリの回路図、第4図は本発明の第四の実施例を説
明するためのCMOSスタチックメモリのプルアップ制御回
路図、第5図および第6図はそれぞれ従来の一例を示す
CMOSスタチックメモリの回路図である。 1,2……メモリセル、3……センスアンプ、4……書込
みドライバー、5……ドライバー、6……制御パット、
7,13……プルアップトランジスタ群、8……イコライズ
トランジスタ群、9……メモリセル群、10……Y選択ス
イッチ群、11……読出し/書込み線、12……プルアップ
制御回路、Qp1i〜Qp3i,QP1j〜QP3j……P型MOSトランジ
スタ、QN1i〜QN4i,QN1j〜QN4j,QN……N型MOSトランジ
スタ、Fuse……ヒューズ、INV1,INV2……インバータ回
路、R1……リーク源抵抗、R2……プルダウン抵抗、EQ…
…イコライズ信号、WL……ワード線、Di,▲▼,Dj,
▲▼……ビット線、Yi,Yj……Y選択信号。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のメモリセルが連なるビット線もしく
    は共通の読み出し線に接続されるプルアップ用の負荷MO
    Sトランジスタと、前記負荷MOSトランジスタのゲートを
    外部から制御するための制御パッドと、通常動作状態の
    ときに前記制御パッドの入力を固定する抵抗とを有し、
    不良解析時に前記制御パッドを介して前記負荷MOSトラ
    ンジスタを強制的にディスエーブルにすることを特徴と
    するCMOSスタチックメモリ。
  2. 【請求項2】複数のメモリセルが連なるビット線もしく
    は共通の読み出し線に接続されるプルアップ用の負荷MO
    Sトランジスタと、前記負荷MOSトランジスタのゲートを
    制御するために通常動作状態で用いる固定記憶素子を含
    む制御回路とを有し、不良解析時に前記制御回路の前記
    固定記憶素子を操作して前記負荷MOSトランジスタを強
    制的にディスエーブルにすることを特徴とするCMOSスタ
    チックメモリ。
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