JP3741225B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、DRAMなどの半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
DRAMなどの半導体記憶装置は、近年の微細加工技術の進歩に伴い高集積化が進み、64Mbit といった大容量のメモリチップも実用に供されている。
【0003】
そのような、DRAMの構成の一例を図4および図5を参照して説明する。
図4は、×4構成の64Mbit のDRAMのメモリアレイの構成の一例を示す図である。
図5は、図4に示すメモリアレイにおけるサブアレイ15の構成をより詳細に示す図である。
図4に示すメモリアレイ10は、1ビットの記憶容量を有するメモリセルが、行(ロー)方向、および、列(カラム)方向に整列されて、マトリックスアレイ状に構成されている。
【0004】
そのようなメモリアレイは、アレイ全体が上アレイブロック11および下アレイブロック12に分割されており、各アレイブロックは、入出力データのビット幅に対応して、各々8Mbit ずつのメモリブロック13-1〜13-4に分割されている。さらに、各メモリブロック13-1〜13-4は、4つのサブブロック14-1〜14-4より構成されている。各サブブロック14-1〜14-4には、ペアになったメインIO(MIO)線17が2本ずつペアになった状態で設けられており、各サブブロック14-1〜14-4へのデータの入出力はこのMIO17により行われる。したがって、上アレイブロック11および下アレイブロック12におけるメモリブロックの計16本のMIO17上のデータが適宜選択されて、最終的に1ビットのIOデータとなる。
【0005】
各MIO17には、IOスイッチ18を介して8本のローカルIO(LIO)線19が接続され、そのLIO19には各々256個のセンスアンプ20が設けられており、さらに各センスアンプ20にはビット線21を介して512個のメモリセルが接続されている。LIO19に接続されるセンスアンプ20から延びるビット線21は、図5に示すように櫛形に組み合わされてマトリクス状に配されたメモリセルに順次接続され、256Kビット(512個のメモリセル×256個のセンスアンプ×2個のLIO)分のメモリセルからなるサブアレイ15を構成する。
このように、1つのサブブロック14は8つのサブアレイ15より構成される。
【0006】
そして、このようなDRAMにおいては、入力されたローアドレスおよびカラムアドレスのデコード結果に基づいて、適宜ワード線22、Y選択信号線23が活性化されてメモリセル24が選択される。そして、活性化されたセンスアンプ20、IOスイッチ18を介してMIO17とメモリセルとの間でデータの入出力が行われる。
【0007】
ところで、DRAMの記憶容量が大きくなると、DRAMの試験に非常に時間がかかるという問題が生じてくる。そこで、そのようなDRAMにおいては、通常モードとは別に、複数のメモリセルについて同時的にチェックを行うパラレルテストが行えるような試験モードを設定しているものが多い。
【0008】
図6は、そのパラレルテストを行っている時のメモリアレイの状態を示す図である。なお、図6には上アレイブロック11のみを示すが、下アレイブロック12も選択された時に上アレイブロック11と同一の動作をするものである。
図示のごとく、パラレルテスト実行時には、各メモリブロック13-1〜13-4ごとに、複数のメモリセルがアクセスされ複数のMIO17よりデータが出力される。図6の例においては、メモリブロック13-1〜13-4の各8本のMIO17よりデータが同時的に出力される。そして、このデータを縮約してデータ出力DQA〜DQDとして出力する。なお、図6においては、黒く塗りつぶされているサブアレイ(15)が活性化されているものとする。
【0009】
このパラレルテスト実行時のサブアレイ15の状態を図7に示す。
サブアレイレベルでは、パラレルテスト実行時には、Y選択信号線23により隣接する2つのセンスアンプ20が選択され、2つのメモリセル24が選択される。そして、この各メモリセル24のデータは、各々センスアンプ20を介して各々MIO17より出力される。図7においては、Y選択信号線23の両側に位置する2つのビット線21に接続されている2つのセンスアンプ20が選択される。
【0010】
この出力されたデータを縮約する回路部の構成を図8に示す。
図8は、パラレルテスト実行時の出力データ生成回路の構成を示すブロック図である。なお、図8の回路は1つのサブブロック14-i(i=1〜4)に対応する回路である。図8に示すように、上アレイブロック11および下アレイブロック12からのそれぞれ2組のMIO17(MIO_0,MIO_1)は、ブロックセレクタ25により上側(11)または下側(12)のいずれか一方がそれぞれ選択されてメインアンプ26に入力される。そして、各メインアンプ26の出力は、縮約回路29により、1ビット(1組)のデータに縮約されて、CBドライバ30を介してグローバルI/OであるCB線に出力される。
【0011】
各メインアンプ26の出力線は1本として記述されているが、実際はTRUE線とBAR線とでなる1組の信号線である。縮約回路29は、これら2組の信号線の2つのTRUE信号とBAR信号とをそれぞれNAND素子で縮約し、その縮約結果を1組の信号線に出力する。
なお、通常モードで動作している時は、MAセレクタ27により2つのメインアンプ26の出力のいずれか一方が選択され、その選択されたメインアンプ26の出力がCBドライバ28を介してCB線に出力される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、そのようなパラレルテストは、隣り合ったメインアンプを活性化させることにより複数のビットについて並列的にテストを行うようにしているため、近接するライン間、たとえばMIO間、LIO間、ビットライン間などや、近接するセル間において干渉が避けられない。そのため、バックグラウンドに全て0をライトしておいて、任意のビットに1をライトして電荷のリークをチェックするポーズテストをパラレルテストで行おうとすると、近接する複数セルが同時に1になるので、相互に干渉しあって厳密なリークのチェックができないという問題が生じた。
また、厳密なワースト条件下における従来のパラレルテストでは通常の動作に対する再現性がなく、たとえばポーズテストを行うためには通常のリード/ライト動作によって1ビットずつテストしなければならず、テスト時間が非常に長くかかるという問題が生じた。
【0013】
本発明の目的は、パラレルテストにも関わらず、通常の動作に対する再現性のある試験を効率よく行える半導体記憶装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
これまでは、パラレルテストの並列度を確保するために、通常隣り合ったメインアンプを活性化させていたが、前記課題を解決するために、離れたメインアンプを活性化するようにした。具体的には、各サブブロックごとに1のメインアンプを活性化して、さらに並列度を確保できるようにした。
【0015】
本発明によれば、複数のメモリセルがマトリクス上に配置され、同時に2つのデータが読み出されるように構成された第1および第2のサブブロックと、前記第1のサブブロックから読み出されたデータの1つをそれぞれ入力し、当該データを出力するかまたは論理値1の信号を出力する第1および第2のメインアンプ手段と、前記第2のサブブロックから読み出されたデータの1つをそれぞれ入力し、当該データを出力するかまたは論理値1の信号を出力する第3および第4のメインアンプ手段と、前記第1のメインアンプ手段の出力と前記第2のメインアンプ手段の出力との否定的論理積演算を行う第1の演算手段と、記第3のメインアンプ手段の出力と前記第4のメインアンプ手段の出力との否定的論理積演算を行う第2の演算手段と、前記第1の演算手段の出力と前記第2の演算手段の出力を入力し、いずれか一方を選択して出力する選択手段と、前記第1の演算手段の出力と前記第2の演算手段の出力との否定的論理積演算を行う第3の演算手段とを有する半導体記憶装置が提供される。
好ましくは、第1のモードにおいては、前記第1および第3のメインアンプ手段が入力したデータをそれぞれ出力し、前記第2および第4のメインアンプ手段が論理値1のデータをそれぞれ出力し、第2のモードにおいては、前記第1および第3のメインアンプ手段が論理値1のデータをそれぞれ出力し、前記第2および第4のメインアンプ手段が入力したデータをそれぞれ出力し、第3のモードにおいては、前記第1、第2、第3および第4のメインアンプ手段が入力したデータをそれぞれ出力し、前記第1、第2および第3の演算手段が試験時における縮約手段として機能する。
【0016】
本発明の半導体記憶装置は、複数のメモリセルが、たとえば上メモリブロックおよび下メモリブロックというような、複数の領域にまず分割されており、さらに、その各メモリブロックが、入出力データのビット幅に対応するサブブロックに実質的に分割されているような半導体記憶装置であって、前記各サブブロックより1ビットずつ同時的に出力される複数のメモリセルの出力を、前記入出力データのビット数分に縮約し、試験動作時の出力データを生成する縮約手段を有するものである。
【0017】
このような構成の半導体記憶装置においては、前述したようなサブブロックにまたがって同時的に出力されるデータを縮約して出力することができるので、サブブロックにまたがったパラレルテストを行うことができ、本発明の半導体記憶装置の試験方法が可能となる。
なお、前記サブブロックは、所定個数のメモリセルで形成され、複数個で1つの出力ビットに対応する記憶領域を形成するような、たとえばMATと言われるようなブロックである。したがって、サブブロックは、通常入出力データのビット数の整数倍の数、存在することになる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体記憶装置の試験方法の一実施の形態を図1〜図3を参照して説明する。
なお、本実施の形態で用いるDRAMのメモリセル部分の構成は、図4および図5を参照して前述した従来のDRAMと同一とする。
また、図中で、太線で示した信号線は、その信号線が活性化(選択)されていることを示す。
図1は、本発明の半導体記憶装置の試験方法によりパラレルテストを行っている時のメモリアレイの状態を示す図である。なお、図1には上アレイブロック11のみを示すが、下アレイブロック12も同時に上アレイブロック11と同一の動作をするものである。
【0019】
本発明のパラレルテストの方法においては、図示のごとく、各サブブロック14-1〜14-4ごとに、2つのメモリセルがアクセスされてデータが出力される。したがって、図1に示すような4つのサブブロック14-1〜14-4で1つのメモリブロック13が構成されるような場合においては、1つのメモリブロックについて8つのデータが同時的にアクセスされる。
【0020】
この時のサブアレイ15の状態を図2に示す。
サブアレイレベルでは、本発明の試験方法によるパラレルテストは、通常動作のメモリセルのアクセス状態と同じである。すなわち、Y選択信号線23により隣接する2つのセンスアンプ20が選択され、ワード線22により選択されているメモリセル24のデータがセンスアンプ20により読み出される。そして、この読み出されたメモリセル24のデータは、LIO19およびIOスイッチ18を介してMIO17よりそれぞれ出力される。なお、書き込み動作においては、2つのMIO17のうちの1つのMIO17のみから1つのデータが書き込まれる。
【0021】
本発明の半導体記憶装置の特徴的な構成であり、この出力されたデータを縮約する回路部の構成を図3に示す。この図3の回路は、図1の1つのサブブロック14-i(i=1〜4)に対応する回路である。
図3は、本発明の半導体記憶装置の試験方法により(インディペンデントアレイ)パラレルテストを行う時にその出力データを生成する回路の構成を示す図である。
図3に示すように、上アレイブロック11および下アレイブロック12からのそれぞれ2組のMIO17(MIO_0,MIO_1)は、各々メインアンプ26に入力される。そして、各メインアンプ26の出力は、上アレイブロック11および下アレイブロック12ごとに、TRUE信号同士およびBAR信号同士がそれぞれNAND素子31によりまず縮約される。
【0022】
なお、各メインアンプ26は選択/非選択の2つのモードをもっており、選択状態の場合は入力信号をそのままの論理レベルで出力し、非選択の場合にはTRUE出力およびBAR出力をいずれもハイレベル(論理値1)とする。通常の動作では、上アレイブロック11および下アレイブロック12においてそれぞれMIO_0もしくはMIO_1のうちの一方が選択されるので、各アレイブロックに対応する2つのメインアンプ26は一方が選択状態となり、他方が非選択状態となる。これは本発明の半導体記憶装置の試験方法でも同様であり、このメインアンプの選択/非選択動作によって1つのサブアレイ(サブブロック)からは1つのデータが読み出されることになる。
【0023】
この出力データ生成回路において、通常モードで動作している時には、上側の2つのNAND素子31の出力または下側の2つのNAND素子31の出力のいずれか一方の組がセレクタ32で選択されてCBドライバ28に入力され、グローバルI/OであるCB線に出力される。
一方試験モードで動作している時には、4つのNAND素子31の出力が、さらに縮約回路29により縮約されて、CBドライバ30を介してCB線に出力される。なお、縮約回路29においては、上アレイブロック11からのTRUE信号に対応するNAND素子31の出力と下アレイブロック12からのTRUE信号に対応するNAND素子31の出力とが縮約されて、縮約後のTRUE信号が生成される。この生成過程は、縮約後のBAR信号についても同様である。
【0024】
このような本発明の試験方法によりポーズテストを行う場合について説明する。
まず、このメモリアレイの全てのメモリセルに0を書き込む。
次に、各サブブロックのテスト対象となる1つのメモリセルに1を書き込む。
そして、その1を書き込んだメモリセルの内容を上述したパラレルテストの読み出し方法により読み出す。この時、チップ全体では32個のメモリセルの内容を読み出すことになる。この時、上アレイブロック11のサブブロックから読み出されたデータと下アレイブロック12のサブブロックから読み出されたデータとが図3に示す回路で縮約されるので、32個のデータが16個になる。そして、各メモリブロックにおける4つのデータがそれぞれ1つのデータに縮約されるので、結果として4ビットのデータとして読み出されて出力される。このメモリブロックにおけるデータの縮約は従来のものと同じである。
【0025】
このようなポーズテストにおいては、32個のメモリセルの内容が同時的にアクセスされているにも係わらず、図1および図2に示すようにそれらのメモリセル、および、データリード/ライト時のパスは十分はなれているので、それらが干渉することなく適切に試験が行える。
【0026】
このように、本実施の形態の半導体記憶装置に対して本実施の形態の半導体記憶装置の試験方法を適用すれば、メモリブロックにまたがった複数のメモリを同時的にアクセスし、その複数のデータを縮約して出力することができる。したがって、同時的にアクセスしながらそれらのデータが相互に干渉されることなく、また並列度をあげて試験を行うことができる。したがって、厳密な試験を高速に行うことができる。
また、本実施の形態の半導体記憶装置においては、試験時に用いる各メモリブロックのメモリブロックからのデータの獲得は、通常動作時の出力データ線を一部共用しているので、テスト回路を従来より少なくすることができ、回路規模を小さくすることができる。
【0027】
なお、本発明の試験方法を実施する場合には、試験モードの動作時において、1つのアドレス入力において前述したような所定の複数のサブブロックのY選択信号線23、すなわちセンスアンプ20が活性化されるような構成にしなければならない。しかし、これは、本来DRAMに具わっているデコーダ部分の配線をそのように動作するようにセットするだけであり、任意の方法により容易に行える。したがって、本実施の形態においてはこのデコード部の構成については説明を省略する。
【0028】
なお、本発明の半導体記憶装置においては、図3に示した本実施の形態に限れるものではなく、同様の動作をする任意の回路構成により実現してよい。
また、本発明はDRAMにだけ適用可能なものではなく、多数のメモリセルにより構成されるような任意の半導体記憶装置に適用可能である。
【0029】
【発明の効果】
本発明の半導体記憶装置の試験方法によれば、ポーズテストなどのパラレルテストを近接するメモリセルによる干渉を避けて行うことができるため、半導体記憶装置に対して厳密な(通常の動作と同様な条件の)試験を高速に行うことができる。
また、本発明の半導体記憶装置によれば、前記ポーズテストなどのパラレルテストを効率よく行え、さらに回路規模を小さくすることができるので、信頼性が向上し、コストがより安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体記憶装置の試験方法により半導体記憶装置の試験を行っている時のメモリアレイの状態を示す図である。
【図2】本発明の半導体記憶装置の試験方法により半導体記憶装置の試験を行っている時のサブアレイの状態を示す図である。
【図3】本発明の半導体記憶装置のテストデータ生成回路の構成を示すブロック図である。
【図4】半導体記憶装置のメモリアレイの構成を示す図である。
【図5】図4に示した半導体記憶装置のサブアレイの構成を示す図である。
【図6】従来の方法により半導体記憶装置の試験を行っている時のメモリアレイの状態を示す図である。
【図7】従来の方法により半導体記憶装置の試験を行っている時のサブアレイの状態を示す図である。
【図8】従来の半導体記憶装置のテストデータ生成回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10…メモリアレイ、11…上アレイブロック、12…下アレイブロック、13…メモリブロック、15…サブアレイ、17…MIO、18…IOスイッチ、19…LIO、20…センスアンプ、21…ビット線、22…ワード線、23…Y選択信号線、24…メモリセル、25…ブロックセレクタ、26…メインアンプ、27…MAセレクタ、28,30…CBドライバ、29…縮約回路、30…CBドライバ、31…NAND素子、32…セレクタ
Claims (2)
- 複数のメモリセルがマトリクス上に配置され、同時に2つのデータが読み出されるように構成された第1および第2のサブブロックと、
前記第1のサブブロックから読み出されたデータの1つをそれぞれ入力し、当該データを出力するかまたは論理値1の信号を出力する第1および第2のメインアンプ手段と、
前記第2のサブブロックから読み出されたデータの1つをそれぞれ入力し、当該データを出力するかまたは論理値1の信号を出力する第3および第4のメインアンプ手段と、
前記第1のメインアンプ手段の出力と前記第2のメインアンプ手段の出力との否定的論理積演算を行う第1の演算手段と、
前記第3のメインアンプ手段の出力と前記第4のメインアンプ手段の出力との否定的論理積演算を行う第2の演算手段と、
前記第1の演算手段の出力と前記第2の演算手段の出力を入力し、いずれか一方を選択して出力する選択手段と、
前記第1の演算手段の出力と前記第2の演算手段の出力との否定的論理積演算を行う第3の演算手段と
を有する半導体記憶装置。 - 第1のモードにおいては、前記第1および第3のメインアンプ手段が入力したデータをそれぞれ出力し、前記第2および第4のメインアンプ手段が論理値1のデータをそれぞれ出力し、
第2のモードにおいては、前記第1および第3のメインアンプ手段が論理値1のデータをそれぞれ出力し、前記第2および第4のメインアンプ手段が入力したデータをそれぞれ出力し、
第3のモードにおいては、前記第1、第2、第3および第4のメインアンプ手段が入力したデータをそれぞれ出力し、
前記第1、第2および第3の演算手段が試験時における縮約手段として機能する
請求項1記載の半導体記憶装置。
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JPH0991994A JPH0991994A (ja) | 1997-04-04 |
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1995
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