JP2950194B2 - Semiconductor memory device and its initial failure test method - Google Patents
Semiconductor memory device and its initial failure test methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、マスクROM,EP
ROM,EEPROM等の半導体記憶装置に係り、特に
初期不良のテストを容易化した半導体記憶装置とその初
期不良テスト方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to mask ROM, EP
The present invention relates to a semiconductor memory device such as a ROM and an EEPROM, and more particularly to a semiconductor memory device that facilitates an initial failure test and an initial failure test method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】マスクROMは、素子の微細化により、
チップの不良解析が非常に困難になっている。例えば、
サブミクロン・ルールで作られるNAND型マスクRO
Mチップは、光学的に観察して不良を見つけることは至
難である。また通常、スクリーニングのため、ウェハか
らチップを切り出す前にメモリデータ読み出しを行って
不良ビットがあるかどうかの電気的チェック(ダイソー
ト)が行われる。このとき複数ビットの不良があって
も、それがメモリセルの書込み不良か、ワード線不良
か、ビット線不良かといった判別は簡単ではない。実際
のチップ上のレイアウトに対応するビットパターンに組
み替えるスクランブル処理をして、複数ビットの不良が
ワード線方向に沿っているかビット線方向に沿っている
かを計算により算出することはできるが、これは時間が
かかる。特にビット線の短絡不良はフェイルビットを見
ることで予測する以外になく、簡単な判別は難しい。2. Description of the Related Art Mask ROMs have become
It has become very difficult to analyze chip failures. For example,
NAND type mask RO made by submicron rule
It is very difficult to optically observe the M chip to find a defect. Normally, for screening, an electrical check (die sort) is performed to determine whether there is a defective bit by reading memory data before cutting a chip from a wafer. At this time, even if there is a defect of a plurality of bits, it is not easy to determine whether the defect is a writing defect of a memory cell, a word line defect, or a bit line defect. It is possible to perform a scramble process of reassembling to a bit pattern corresponding to the layout on the actual chip, and calculate whether a defect of a plurality of bits is along the word line direction or the bit line direction by calculation. take time. In particular, short-circuit failure of a bit line cannot be predicted except by observing a fail bit, and simple determination is difficult.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の半
導体記憶装置は、素子の微細化によって不良解析が困難
になっている。この発明は、上記の点に鑑みなされたも
ので、ビット線の初期不良解析を容易にした半導体記憶
装置とその初期不良テスト方法を提供することを目的と
している。As described above, in the conventional semiconductor memory device, failure analysis becomes difficult due to miniaturization of elements. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a semiconductor memory device that facilitates initial failure analysis of a bit line and an initial failure test method thereof.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】この発明は、複数本ずつ
のワード線とビット線の各交差部にメモリセルが配置さ
れたメモリセルアレイと、ワード線を選択駆動するワー
ド線選択回路と、ビット線データを読み出すセンスアン
プ回路と、ビット線を選択的に前記センスアンプ回路に
接続するカラム選択回路とを有する半導体記憶装置にお
いて、前記カラム選択回路により選択された選択ビット
線に隣接する非選択ビット線のレベルを検出してビット
線間の短絡の有無を検出するレベル検出回路と、前記選
択ビット線に隣接する非選択ビット線を前記カラム選択
回路と同期して選択して前記レベル検出回路に接続する
補助カラム選択回路とを有することを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a memory cell array in which memory cells are arranged at intersections of a plurality of word lines and bit lines, a word line selection circuit for selectively driving word lines, and a bit line. In a semiconductor memory device having a sense amplifier circuit for reading line data and a column selection circuit for selectively connecting a bit line to the sense amplifier circuit, an unselected bit adjacent to a selected bit line selected by the column selection circuit A level detection circuit that detects the level of a line to detect the presence or absence of a short circuit between bit lines; and a non-selected bit line adjacent to the selected bit line is selected in synchronization with the column selection circuit to provide the level detection circuit. And an auxiliary column selection circuit to be connected.
【0005】この発明はまた、前記メモリセルアレイが
NAND型メモリセルにより構成された場合の初期不良
テスト方法であって、選択されたメモリブロックの全て
のワード線を“H”レベルとして、前記センスアンプ回
路により前記選択ビット線のレベルを検出してビット線
の導通テストを行い、同時に前記レベル検出回路により
前記選択ビット線に隣接する非選択ビット線のレベルを
検出して隣接ビット線間の短絡テストを行うことを特徴
としている。The present invention is also an initial failure test method when the memory cell array is constituted by NAND type memory cells, wherein all word lines of a selected memory block are set to "H" level, A circuit detects the level of the selected bit line and conducts a continuity test of the bit line. At the same time, the level detection circuit detects a level of a non-selected bit line adjacent to the selected bit line and performs a short circuit test between adjacent bit lines. It is characterized by performing.
【0006】[0006]
【作用】この発明によると、カラム選択回路により選択
された選択ビット線に隣接する非選択ビット線のレベル
を検出してビット線間の短絡の有無を検出するレベル検
出回路を設けると共に、選択ビット線に隣接する非選択
ビット線をカラム選択回路と同期して選択してそのレベ
ル検出回路に接続する補助カラム選択回路を設けること
により、ビット線の短絡不良を簡単にテストすることが
できる。またこの発明の初期不良テスト方法によると、
メモリセルアレイがNAND型メモリセルにより構成さ
れた場合に、選択されたメモリブロックの全てのワード
線を“H”レベルとして、センスアンプ回路により選択
ビット線のレベルを検出してビット線の導通テストを行
い、同時にレベル検出回路により選択ビット線に隣接す
る非選択ビット線のレベルを検出してビット線間の短絡
テストを行うことができる。According to the present invention, there is provided a level detection circuit for detecting the level of a non-selected bit line adjacent to a selected bit line selected by a column selection circuit to detect the presence or absence of a short circuit between bit lines, By providing an auxiliary column selection circuit that selects a non-selected bit line adjacent to the line in synchronization with the column selection circuit and connects to the level detection circuit, short-circuit failure of the bit line can be easily tested. According to the initial failure test method of the present invention,
When the memory cell array is composed of NAND type memory cells, all word lines of the selected memory block are set to the “H” level, and the level of the selected bit line is detected by the sense amplifier circuit to conduct a bit line conduction test. At the same time, the level detection circuit can detect the level of a non-selected bit line adjacent to the selected bit line and perform a short-circuit test between the bit lines.
【0007】[0007]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。図1は、この発明の一実施例にかかるNAN
D型マスクROMの要部ブロック構成である。図示のよ
うに、複数本ずつのワード線WL(WL0,WL1,
…)とビット線BL(BL0,BL1,…)の各交差部
にメモリセルが配置されて、データがマスクプログラミ
ングされるメモリセルアレイ11、そのワード線を選択
駆動するワード線選択回路12、ビット線を選択するカ
ラム選択回路13、及び選択されたビット線のデータを
読み出すセンスアンプ回路14を有する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a NAN according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a main part of a D-type mask ROM. As illustrated, a plurality of word lines WL (WL0, WL1,
..) And bit lines BL (BL0, BL1,...), Each having a memory cell arranged therein, a memory cell array 11 in which data is mask-programmed, a word line selection circuit 12 for selectively driving the word line, a bit line And a sense amplifier circuit 14 for reading data of the selected bit line.
【0008】メモリセルアレイ11のビット線BLのセ
ンスアンプ回路14と反対側の端部には、非選択状態の
ビット線の電位レベルを検出するためのレベル検出回路
16が設けられている。また、カラム選択回路13によ
る選択ビット線に隣接する非選択ビット線をこのレベル
検出回路16に接続するための補助カラム選択回路15
が設けられている。At the end of the bit line BL of the memory cell array 11 on the side opposite to the sense amplifier circuit 14, there is provided a level detection circuit 16 for detecting the potential level of a non-selected bit line. An auxiliary column selection circuit 15 for connecting a non-selected bit line adjacent to the bit line selected by the column selection circuit 13 to this level detection circuit 16
Is provided.
【0009】図2は、具体的に8段のNAND型マスク
ROMの場合について、図1の各部の回路構成例を示
す。センスアンプ回路14は、カラム選択回路13によ
る選択ビット線につながるノードN1とVDDの間に直列
接続された二つのNMOSトランジスタQN1,QN2と、
ノードN1の電位をこれら二つのNMOSトランジスタ
QN1,QN2の共通ゲートに負帰還するCMOSインバー
タI1と、二つのNMOSトランジスタQN1,QN2の接
続ノードN2とVDDとの間に設けられたPMOSトラン
ジスタQP1とから構成されている。ノードN2は図示し
ないカレントミラー型差動増幅器につながる。FIG. 2 shows an example of a circuit configuration of each section in FIG. 1 in the case of an 8-stage NAND type mask ROM. The sense amplifier circuit 14 includes two NMOS transistors QN1 and QN2 connected in series between a node N1 connected to a bit line selected by the column selection circuit 13 and VDD,
The CMOS inverter I1 which negatively feeds back the potential of the node N1 to the common gate of these two NMOS transistors QN1 and QN2, and the PMOS transistor QP1 provided between the connection node N2 of the two NMOS transistors QN1 and QN2 and VDD. It is configured. The node N2 is connected to a current mirror type differential amplifier (not shown).
【0010】カラム選択回路13は、メモリセルアレイ
11の任意のビット線を選択してセンスアンプ回路14
の入力ノードN1に接続するものである。図2では、カ
ラム選択回路13として、ビット線BLiをセンスアン
プ入力ノードN1に接続するNMOSトランジスタQN
3,QN4の部分のみを例示している。なお通常は1カラ
ムが複数ビット線により構成されるため、各ビット線と
NANDセルブロックの間に選択ゲートトランジスタが
介挿されるが、図2ではこれを省略してある。The column selection circuit 13 selects an arbitrary bit line of the memory cell array 11 and selects a sense amplifier circuit 14
Connected to the input node N1. In FIG. 2, an NMOS transistor QN that connects the bit line BLi to the sense amplifier input node N1 is used as the column selection circuit 13.
3, only QN4 is illustrated. Normally, since one column is constituted by a plurality of bit lines, a select gate transistor is inserted between each bit line and the NAND cell block, but this is omitted in FIG.
【0011】補助カラム選択回路15は、カラム選択回
路13による選択ビット線に隣接する非選択ビット線を
レベル検出回路16に接続するためのものである。図2
では、補助カラム選択回路15として、カラム選択回路
13の二つのNMOSトランジスタQN3,QN4と同時に
オンして、ビット線BLiが選択されたときにこれに隣
接するビット線BLi+1を選ぶ二つのNMOSトラン
ジスタQN5,QN6の部分のみを示している。The auxiliary column selection circuit 15 connects an unselected bit line adjacent to the bit line selected by the column selection circuit 13 to the level detection circuit 16. FIG.
Then, the two NMOS transistors QN5 and QN4 of the column selection circuit 13 are turned on at the same time as the auxiliary column selection circuit 15 to select the bit line BLi + 1 adjacent to the bit line BLi when the bit line BLi is selected. , QN6 only are shown.
【0012】非選択ビット線のレベルを検出するレベル
検出回路16には、センスアンプ回路14の負帰還用C
MOSインバータI1と同じ構成のCMOSインバータ
I2が用いられる。このCMOSインバータI2の出力
ノードには、NMOSトランジスタQN7,QN8をドライ
バとし、PMOSトランジスタQP2,QP3を能動負荷と
するカレントミラー型CMOS差動増幅回路が接続され
ている。この差動増幅回路の参照電圧VREF として、V
REF =VDD−|Vtp|(VtpはPMOSトランジスタQ
P4のしきい値電圧)を用いている。A level detection circuit 16 for detecting the level of an unselected bit line includes a negative feedback C of the sense amplifier circuit 14.
A CMOS inverter I2 having the same configuration as the MOS inverter I1 is used. The output node of the CMOS inverter I2 is connected to a current mirror type CMOS differential amplifier circuit using NMOS transistors QN7 and QN8 as drivers and PMOS transistors QP2 and QP3 as active loads. As the reference voltage VREF of this differential amplifier circuit,
REF = VDD− | Vtp | (Vtp is a PMOS transistor Q
P4 threshold voltage).
【0013】このような構成として、ウェハ工程が終了
した後のダイソート時に、次のようにしてビット線BL
の初期不良チェックが行われる。即ち、所定のメモリブ
ロック毎に、カラム選択回路13によりビット線を順次
選択し、各ビット線選択毎にそのメモリブロックについ
て全てのワード線WL0〜WL7に“H”レベル信号を
与える。ビット線は非選択状態でほぼゼロ電位であり、
カラム選択回路13により例えばビット線BLiが選択
されると、センスアンプ回路14によりこのビット線B
Liは約1Vの電位に安定する。With such a configuration, at the time of die sorting after the wafer process is completed, the bit lines BL
Is checked for initial failure. That is, a bit line is sequentially selected by the column selection circuit 13 for each predetermined memory block, and an "H" level signal is applied to all the word lines WL0 to WL7 for the memory block each time the bit line is selected. The bit line is at almost zero potential in the unselected state,
When, for example, the bit line BLi is selected by the column selection circuit 13, this bit line BL
Li stabilizes at a potential of about 1V.
【0014】なお、NMOSトランジスタQN2は、セン
スアンプ回路としての基本動作には直接関係なく、ビッ
ト線が選択されたときにこれを速やかに約1Vに安定さ
せるために用意されている。選択ビット線の電流引き込
みを検出する主要素子はセンスアンプ回路14のPMO
SトランジスタQP1である。電流引き込みがあるとき、
このPMOSトランジスタQP1のチャネル抵抗による電
位降下がノードN2の電位低下をもたらす働きをする。
CMOSインバータI1は、ノードN1の電位変化を抑
える方向にNMOSトランジスタQN1,QN2を負帰還制
御して、ノードN1の電位を電流引き込みの有無に拘ら
ずほぼ1V程度に保つ。The NMOS transistor QN2 is provided to stabilize the bit line to about 1 V when the bit line is selected, regardless of the basic operation of the sense amplifier circuit. The main element for detecting the current attraction of the selected bit line is the PMO of the sense amplifier circuit 14.
This is the S transistor QP1. When there is current draw,
The potential drop due to the channel resistance of the PMOS transistor QP1 functions to cause the potential of the node N2 to drop.
The CMOS inverter I1 performs negative feedback control on the NMOS transistors QN1 and QN2 in a direction to suppress the potential change of the node N1, and keeps the potential of the node N1 at about 1 V regardless of whether or not current is drawn.
【0015】カラム選択回路13によってビット線BL
iが選択され、この状態でワード線WL0〜WL7が
“H”になると、全てのメモリトランジスタがオンす
る。これにより、選択ビット線BLiのコンタクト部を
含めてこのビット線BLiが正常であれば、メモリトラ
ンジスタによる電流引き込みの結果ノードN1の僅かな
電位低下が生じ、これがセンスアンプ回路14により検
出されることになる。ビット線BLiの例えばコンタク
トが不良でNANDセルブロックが電気的にビット線B
Liに接続されていない場合には、電流引き込みはな
く、ノードN1の電位低下はない。以上により、NAN
Dセルブロックの導通テストが行われる。The bit line BL is set by the column selection circuit 13.
When i is selected and the word lines WL0 to WL7 become "H" in this state, all the memory transistors are turned on. As a result, if the bit line BLi including the contact portion of the selected bit line BLi is normal, a slight drop in the potential of the node N1 occurs as a result of the current drawing by the memory transistor, and this is detected by the sense amplifier circuit 14. become. For example, the contact of the bit line BLi is defective, and the NAND cell block is electrically connected to the bit line BLi.
When not connected to Li, there is no current draw, and there is no reduction in the potential of the node N1. As described above, NAN
A continuity test of the D cell block is performed.
【0016】以上の導通テストと同時に、ビット線間の
短絡テストが行われる。即ち選択ビット線BLiがセン
スアンプ13に接続されたとき、同時に隣接する非選択
ビット線BLi+1がレベル検出回路16の入力ノード
N3に接続される。非選択ビット線BLi+1は前述の
ようにほぼゼロ電位にある。この非選択ビット線BLi
+1が接続されるレベル検出回路16は、センスアンプ
回路14と異なり、ビット線充電部を持たない。従っ
て、非選択ビット線BLi+1は隣の選択ビット線BL
iと短絡していない限り、レベル検出回路16が接続さ
れても接地電位に保持される。即ちレベル検出回路16
の出力変化はない。At the same time as the continuity test, a short-circuit test between bit lines is performed. That is, when the selected bit line BLi is connected to the sense amplifier 13, the adjacent non-selected bit line BLi + 1 is simultaneously connected to the input node N3 of the level detection circuit 16. The unselected bit line BLi + 1 is at almost zero potential as described above. This unselected bit line BLi
Unlike the sense amplifier circuit 14, the level detection circuit 16 to which +1 is connected does not have a bit line charging unit. Therefore, the unselected bit line BLi + 1 is connected to the adjacent selected bit line BLi.
As long as it is not short-circuited with i, it is kept at the ground potential even when the level detection circuit 16 is connected. That is, the level detection circuit 16
There is no output change.
【0017】非選択ビット線BLi+1が選択ビット線
BLiと短絡している場合には、非選択ビット線BLi
+1はセンスアンプ回路14のノードN1の電位に引か
れて約1V近くまで電位上昇する。そしてインバータI
2の出力が基準電圧VREF より低下するとカレントミラ
ー型差動増幅回路の出力が反転する。これにより、非選
択ビット線BLi+1が選択ビッ線BLiと短絡してい
ることが検出されることになる。When the unselected bit line BLi + 1 is short-circuited with the selected bit line BLi, the unselected bit line BLi
+1 is raised by the potential of the node N1 of the sense amplifier circuit 14 to about 1V. And inverter I
When the output of the differential amplifier 2 falls below the reference voltage VREF, the output of the current mirror type differential amplifier circuit is inverted. As a result, it is detected that the unselected bit line BLi + 1 is short-circuited with the selected bit line BLi.
【0018】以上のようにこの実施例によると、通常の
NAND型マスクROM構成に対して、補助カラム選択
回路とレベル検出回路を付加することにより、ビット線
の初期不良チェックを簡単に行うことができる。不良チ
ェックモードでは、所定メモリブロックのワード線を全
て“H”レベルに駆動してビット線の導通テストと同時
に、ビット線間の短絡テストを行うことができる。As described above, according to this embodiment, the initial defect check of the bit line can be easily performed by adding the auxiliary column selecting circuit and the level detecting circuit to the ordinary NAND type mask ROM configuration. it can. In the defect check mode, all the word lines of a predetermined memory block are driven to the “H” level, and a short-circuit test between the bit lines can be performed simultaneously with the continuity test of the bit lines.
【0019】この発明は上記実施例に限られない。例え
ば実施例ではNAND型マスクROMを説明したが、E
PROMやEEPROMにも、またNOR型メモリセル
構成を用いた場合にも同様にこの発明を適用することが
できる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, the NAND type mask ROM has been described.
The present invention can be similarly applied to a PROM or an EEPROM, or to a case where a NOR type memory cell configuration is used.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、補
助カラム選択回路とレベル検出回路を付加することによ
って、ビット線の初期不良チェックを簡単に行うことを
可能とした半導体記憶装置を得ることができる。またこ
の発明の初期不良テスト法によると、所定メモリブロッ
クのワード線を全て“H”レベルに駆動してビット線の
導通テストと同時に、ビット線間の短絡テストを行うこ
とができる。As described above, according to the present invention, by adding an auxiliary column selecting circuit and a level detecting circuit, it is possible to obtain a semiconductor memory device which can easily check the initial failure of a bit line. be able to. Further, according to the initial failure test method of the present invention, all the word lines of a predetermined memory block can be driven to "H" level to conduct a bit line conduction test and a short circuit test between bit lines at the same time.
【図1】 この発明の一実施例に係るマスクROMの要
部構成を示す。FIG. 1 shows a main configuration of a mask ROM according to an embodiment of the present invention.
【図2】 同実施例の具体回路構成を示す。FIG. 2 shows a specific circuit configuration of the embodiment.
11…メモリセルアレイ、12…ワード線選択回路、1
3…カラム選択回路、14…センスアンプ回路、15…
補助カラム選択回路、16…レベル検出回路。11: memory cell array, 12: word line selection circuit, 1
3 ... column selection circuit, 14 ... sense amplifier circuit, 15 ...
Auxiliary column selection circuit, 16... Level detection circuit.
Claims (2)
差部にメモリセルが配置されたメモリセルアレイと、ワ
ード線を選択駆動するワード線選択回路と、ビット線デ
ータを読み出すセンスアンプ回路と、ビット線を選択的
に前記センスアンプ回路に接続するカラム選択回路とを
有する半導体記憶装置において、 前記カラム選択回路により選択された選択ビット線に隣
接する非選択ビット線のレベルを検出してビット線間の
短絡の有無を検出するレベル検出回路と、 前記選択ビット線に隣接する非選択ビット線を前記カラ
ム選択回路と同期して選択して前記レベル検出回路に接
続する補助カラム選択回路とを有することを特徴とする
半導体記憶装置。1. A memory cell array in which memory cells are arranged at intersections of a plurality of word lines and bit lines, a word line selection circuit for selectively driving word lines, and a sense amplifier circuit for reading bit line data. A column selection circuit for selectively connecting a bit line to the sense amplifier circuit, wherein the level of a non-selected bit line adjacent to the selected bit line selected by the column selection circuit is detected and A level detection circuit that detects the presence or absence of a short circuit between lines; and an auxiliary column selection circuit that selects an unselected bit line adjacent to the selected bit line in synchronization with the column selection circuit and connects to the level detection circuit. A semiconductor memory device comprising:
リセルにより構成された請求項1記載の半導体記憶装置
の初期不良テスト方法であって、 選択されたメモリブロックの全てのワード線を“H”レ
ベルとして、前記センスアンプ回路により前記選択ビッ
ト線のレベルを検出してビット線の導通テストを行い、
同時に前記レベル検出回路により前記選択ビット線に隣
接する非選択ビット線のレベルを検出して隣接ビット線
間の短絡テストを行うことを特徴とする半導体記憶装置
の初期不良テスト方法。2. The method according to claim 1, wherein said memory cell array comprises NAND memory cells, wherein all word lines of a selected memory block are set to “H” level. Detecting the level of the selected bit line by the sense amplifier circuit and performing a continuity test on the bit line;
At the same time, an initial failure test method for a semiconductor memory device, wherein a level of a non-selected bit line adjacent to the selected bit line is detected by the level detection circuit to perform a short-circuit test between adjacent bit lines.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9307995A JP2950194B2 (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Semiconductor memory device and its initial failure test method |
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JPH08273395A JPH08273395A (en) | 1996-10-18 |
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