JP5954498B2 - Semiconductor memory device and method for testing semiconductor memory device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体記憶装置、及び、半導体記憶装置の試験方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device and a method for testing a semiconductor memory device.
従来より、半導体チップのメモリコア内においてロー数及びカラム数の積の数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、メモリセルアレイの通常動作のためにメモリコア内に形成されメモリセルアレイの所定のカラム数ごとに1ビットの入力線又は出力線又は入出力線が対応する入出力回路とを含む半導体記憶回路装置がある。 Conventionally, a memory cell array having memory cells of the product of the number of rows and the number of columns in a memory core of a semiconductor chip, and a predetermined number of columns of the memory cell array formed in the memory core for normal operation of the memory cell array There is a semiconductor memory circuit device including an input / output circuit corresponding to a 1-bit input line, output line or input / output line.
この半導体記憶回路装置は、さらに、メモリセルアレイの製造時検査用にメモリコア内に形成され所定のカラム数より少ないメモリセルアレイのカラム数ごとに1ビットの入力線又は出力線又は入出力線が対応する検査回路を含む(例えば、特許文献1参照)。 The semiconductor memory circuit device further includes a 1-bit input line, output line, or input / output line for each number of columns of the memory cell array formed in the memory core for inspection at the time of manufacture of the memory cell array, which is smaller than a predetermined number (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、従来の半導体記憶回路装置は、同一ビットのメモリブロックに含まれる複数のメモリセルのカラムアドレスの半分に対応するメモリセルについて製造時の動作テストを行うと、残りの半分のカラムアドレスに対応するメモリセルに不良が生じていても検出できないおそれがある。 However, when a conventional semiconductor memory circuit device performs an operation test at the time of manufacturing a memory cell corresponding to half of the column addresses of a plurality of memory cells included in a memory block of the same bit, it corresponds to the remaining half of the column addresses. Even if a defective memory cell occurs, it may not be detected.
そこで、高精度に不良を検出できる半導体記憶装置、及び、半導体記憶装置の試験方法を提供することを目的とする。 Accordingly, it is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of detecting a defect with high accuracy and a test method for the semiconductor memory device.
本発明の実施の形態の半導体記憶装置は、データを保持する複数のメモリセルを有するメモリブロックと、前記メモリブロックに含まれる同一ビットの複数のメモリセルのカラムアドレスのうちの半分の第1カラムアドレスを選択する第1選択信号、又は、前記同一ビットの複数のメモリセルの前記カラムアドレスのうちの残りの半分の第2カラムアドレスを選択する第2選択信号を出力する選択回路であって、前記複数のメモリセルに試験データを書き込むときは、前記第1選択信号及び前記第2選択信号の両方を出力し、前記複数のメモリセルに通常データを書き込むときは、前記第1選択信号又は前記第2選択信号のいずれか一方を出力する選択回路と、前記第1選択信号が第1レベルの場合に、前記同一ビットの複数のメモリセルのうち、前記第1カラムアドレスに対応する第1メモリセルにライトデータを出力する第1ドライバと、前記第2選択信号が第1レベルの場合に、前記同一ビットの複数のメモリセルのうち、前記第2カラムアドレスに対応する第2メモリセルにライトデータを出力する第2ドライバとを含む。 A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory block having a plurality of memory cells that hold data, and a first column that is a half of column addresses of a plurality of memory cells of the same bit included in the memory block A selection circuit for outputting a first selection signal for selecting an address or a second selection signal for selecting the second column address of the remaining half of the column addresses of the plurality of memory cells of the same bit; When writing test data to the plurality of memory cells, both the first selection signal and the second selection signal are output, and when writing normal data to the plurality of memory cells, the first selection signal or A selection circuit that outputs one of the second selection signals; and a plurality of memory cells having the same bit when the first selection signal is at a first level. A first driver that outputs write data to a first memory cell corresponding to the first column address; and when the second selection signal is at a first level, among the plurality of memory cells of the same bit, And a second driver for outputting write data to the second memory cell corresponding to the second column address.
高精度に不良を検出できる半導体記憶装置、及び、半導体記憶装置の試験方法の試験方法を提供することができる。 It is possible to provide a semiconductor memory device capable of detecting a defect with high accuracy and a test method of a test method for a semiconductor memory device.
本発明の半導体記憶装置、及び、半導体記憶装置の試験方法を適用した実施の形態について説明する前に、前提技術による半導体記憶装置、及び、半導体記憶装置の試験方法について説明する。 Before describing an embodiment to which a semiconductor memory device and a test method for a semiconductor memory device of the present invention are applied, a semiconductor memory device and a test method for a semiconductor memory device according to a prerequisite technique will be described.
図1は、前提技術のSRAM(Static Random Access Memory)におけるビットとカラムの割り当てを示す図である。図2は、前提技術のSRAMの動作試験においてデータを書き込んだ状態を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing bit and column assignments in a prerequisite technology SRAM (Static Random Access Memory). FIG. 2 is a diagram showing a state in which data is written in the operation test of the SRAM of the base technology.
図1の(A)には、4Kワードx72ビット−4カラム/ビットのSRAMの構成を示す。図1の(A)に示すSRAMは、72個のI/O(Input/Output)(RD/WD[0]~RD/WD[71])、72個のメモリブロック(column[3:0])、及び、2個の冗長ブロック(red[3:0])を含む。図1の(A)に示すSRAMの総メモリセル数は、冗長ブロック(red[3:0])に含まれるメモリセルを含めて1ワード当たり296である。 FIG. 1A shows the configuration of an SRAM of 4K words × 72 bits-4 columns / bit. The SRAM shown in FIG. 1A has 72 I / Os (Input / Output) (RD / WD [0] to RD / WD [71]) and 72 memory blocks (column [3: 0]). ) And two redundant blocks (red [3: 0]). The total number of memory cells of the SRAM shown in FIG. 1A is 296 per word including the memory cells included in the redundant block (red [3: 0]).
図1の(B)には、4Kワードx72ビット-8カラム/ビットのSRAMの構成を示す。図1の(B)に示すSRAMは、72個のI/O(RD/WD[0]~RD/WD[71])、72個のメモリブロック(column[7:0])、及び、2個の冗長ブロック(red[7:0])を含む。図1の(B)に示すSRAMの総メモリセル数は、冗長ブロック(red[7:0])に含まれるメモリセルを含めて1ワード当たり592である。 FIG. 1B shows the configuration of an SRAM of 4K words × 72 bits-8 columns / bit. The SRAM shown in FIG. 1B includes 72 I / Os (RD / WD [0] to RD / WD [71]), 72 memory blocks (column [7: 0]), and 2 Contains redundant blocks (red [7: 0]). The total number of SRAM memory cells shown in FIG. 1B is 592 per word including the memory cells included in the redundant block (red [7: 0]).
図1の(C)は、8Kワードx36ビット-8カラム/ビットのSRAMの構成を示す。図1の(C)に示すSRAMは、36個のI/O(Input/Output)(RD/WD[0]~RD/WD[35])、36個のメモリブロック(column[7:4], column[3:0])、及び、2個の冗長ブロック(red[3:0])を含む。図1の(C)に示すSRAMの総メモリセル数は、冗長ブロック(red[3:0])に含まれるメモリセルを含めて1ワード当たり296であり、これは図1の(A)に示すSRAMと同一である。 FIG. 1C shows the configuration of an SRAM of 8K words × 36 bits-8 columns / bit. The SRAM shown in FIG. 1C has 36 I / O (Input / Output) (RD / WD [0] to RD / WD [35]) and 36 memory blocks (column [7: 4]). , column [3: 0]) and two redundant blocks (red [3: 0]). The total number of memory cells of the SRAM shown in FIG. 1C is 296 per word including the memory cells included in the redundant block (red [3: 0]). This is shown in FIG. It is the same as the SRAM shown.
図1(C)に示すSRAMの36個のメモリブロック(column[7:4], column[3:0])は、それぞれ、アッパー側のサブブロック(column[7:4])と、ローワー側のサブブロック(column[3:0])とに分けられている。 The 36 memory blocks (column [7: 4], column [3: 0]) of SRAM shown in FIG. 1 (C) are the upper side sub-block (column [7: 4]) and the lower side respectively. And sub-blocks (column [3: 0]).
アッパー側のサブブロック(column[7:4])と、ローワー側のサブブロック(column[3:0])とは、カラムアドレスの最上位ビット値で選択することができ、別々にデータの書き込み及び読み出しを行えるようになっている。 The upper side sub-block (column [7: 4]) and lower side sub-block (column [3: 0]) can be selected by the most significant bit value of the column address, and data is written separately. And reading can be performed.
SRAM(SRAMマクロ)では、アルファ線又は中性子線を起因とするソフトエラーの対策として、1bitあたりのカラム数を2倍にして、複数ビット・エラーを防止する方法が取られる。 In SRAM (SRAM macro), as a countermeasure against soft errors caused by alpha rays or neutron rays, a method of preventing a multi-bit error by doubling the number of columns per bit is adopted.
これは、例えば、図1の(A)に示す4Kワードx72ビット-4カラム/ビットのSRAMに対して、図1の(B)に示す4Kワードx72ビット-8カラム/ビットのSRAMのように、カラム数を2倍にすることによって実現される。すなわち、図1の(A)に示すSRAMに対して、ソフトエラー対策を行ったSRAMが、図1の(B)に示すSRAMである。 For example, the SRAM of 4K words × 72 bits−4 columns / bit shown in FIG. 1A is similar to the SRAM of 4K words × 72 bits−8 columns / bit shown in FIG. This is realized by doubling the number of columns. That is, the SRAM shown in FIG. 1B is a SRAM in which a soft error countermeasure is taken with respect to the SRAM shown in FIG.
しかし、単純に1bitあたりのカラム数を2倍にすると、SRAM(SRAMマクロ)のサイズは、カラムが並ぶ方向(図1の(A)及び図1の(B)における縦方向)に大きくなるので、ワード線の配線長が約2倍になる。このため、ワード線の配線長の増大による寄生容量の増大等の負荷の増加により、ディレイの増大等の性能低下が生じる。 However, if the number of columns per bit is simply doubled, the size of the SRAM (SRAM macro) increases in the direction in which the columns are aligned (the vertical direction in FIGS. 1A and 1B). The wiring length of the word line is approximately doubled. For this reason, performance increases such as an increase in delay due to an increase in load such as an increase in parasitic capacitance due to an increase in the wiring length of the word line.
そこで、図1の(C)に示すように、SRAM(SRAMマクロ)全体でのビット数を半分にするとともに、冗長ブロック(red[3:0])のカラム数をソフトエラー対策前と同じ数にすることにより、カラムが並ぶ方向におけるSRAM(SRAMマクロ)のサイズ増を回避しつつ、ソフトエラー対策を行うことができる。 Therefore, as shown in FIG. 1C, the number of bits in the entire SRAM (SRAM macro) is halved, and the number of columns of the redundant block (red [3: 0]) is the same as before the soft error countermeasure. By doing so, it is possible to take measures against soft errors while avoiding an increase in the size of the SRAM (SRAM macro) in the direction in which the columns are arranged.
図1の(C)に示すSRAMの冗長ブロック(red[3:0])のカラム数(4)は、図1の(A)に示すSRAMのメモリブロック(column[3:0])のカラム数(4)と同一である。 The column number (4) of the SRAM redundant block (red [3: 0]) shown in FIG. 1C is the column of the SRAM memory block (column [3: 0]) shown in FIG. It is the same as the number (4).
図1(C)に示すSRAMでは、アッパー側のサブブロック(column[7:4])、ローワー側のサブブロック(column[3:0])、及び冗長ブロック(red[3:0])のサイズを揃えている。これは、36個のメモリブロック(column[7:4], column[3:0])のうちのいずれかのサブブロック(column[7:4])又は(column[3:0])が不良である場合に、不良の生じたサブブロックの代わりに、冗長ブロック(red[3:0])を用いることができるようにするためである。 In the SRAM shown in FIG. 1C, an upper side sub-block (column [7: 4]), a lower side sub-block (column [3: 0]), and a redundant block (red [3: 0]) We have the same size. This is because any sub-block (column [7: 4]) or (column [3: 0]) of 36 memory blocks (column [7: 4], column [3: 0]) is defective. This is because a redundant block (red [3: 0]) can be used in place of a defective sub-block.
以下では、このようなサブブロック(column[7:4])又は(column[3:0])と、冗長ブロック(red[3:0])のサイズをハーフビットと称す。ハーフビットは、サブブロック(column[7:4])とサブブロック(column[3:0])とを合わせた1ビットのメモリブロック(column[7:4], column[3:0])の半分に相当するサイズである。 Hereinafter, the size of such a sub-block (column [7: 4]) or (column [3: 0]) and a redundant block (red [3: 0]) is referred to as a half bit. The half bit is a 1-bit memory block (column [7: 4], column [3: 0]) that combines the sub-block (column [7: 4]) and the sub-block (column [3: 0]). The size corresponds to half.
しかし、図1の(C)に示す構成のSRAMでは、メモリブロックをサブブロック(column[7:4])と(column[3:0])に分けたため、製造時の動作テストにおいて、どのメモリブロックに不良が生じているかを特定することはできるが、サブブロック(column[7:4])と(column[3:0])とどちらに不良が生じているかを特定することはできない。 However, in the SRAM having the configuration shown in FIG. 1C, the memory block is divided into sub-blocks (column [7: 4]) and (column [3: 0]). Although it is possible to specify whether or not a block is defective, it is not possible to specify which of the sub-blocks (column [7: 4]) and (column [3: 0]) is defective.
このため、製造時の動作テストでは、図2の(A)に示すようにローワー側のサブブロック(column[3:0])へのデータの書き込み及び読み出しと、図2の(B)に示すようにアッパー側のサブブロック(column[7:4])へのデータの書き込み及び読み出しとを別々に行う。図2の(A)、(B)における矢印は読み出しを示す。 Therefore, in the operation test at the time of manufacturing, as shown in FIG. 2A, data writing and reading to the lower side sub-block (column [3: 0]) and as shown in FIG. As described above, data is written to and read from the upper sub-block (column [7: 4]) separately. The arrows in FIGS. 2A and 2B indicate reading.
ローワー側のサブブロック(column[3:0])とアッパー側のサブブロック(column[7:4])へのデータの書き込み及び読み出しを別々に行えば、ローワー側のサブブロック(column[3:0])とアッパー側のサブブロック(column[7:4])のいずれに不良が生じているかを判定できるからである。 If data is written to and read from the lower side sub-block (column [3: 0]) and the upper side sub-block (column [7: 4]) separately, the lower side sub-block (column [3 :: This is because it is possible to determine which of the sub blocks (column [7: 4]) on the upper side is defective.
そして、不良が見つかった場合には、不良の生じているサブブロック(column[7:4])又は(column[3:0])と、冗長ブロック(red[3:0])とを入れ替えることによって、SRAMが出荷可能かどうかを判定する。 If a defect is found, replace the defective sub-block (column [7: 4]) or (column [3: 0]) with the redundant block (red [3: 0]). To determine whether the SRAM can be shipped.
図1の(C)に示すように、1つのSRAM(SRAMマクロ)は、72個のサブブロック(column[7:4], column[3:0])に対して、2つの冗長ブロック(red[3:0])を含むため、不良の生じたサブブロックの数が2つまでであれば、SRAMは出荷可能である。 As shown in FIG. 1C, one SRAM (SRAM macro) has two redundant blocks (red) for 72 sub-blocks (column [7: 4], column [3: 0]). [3: 0]), the SRAM can be shipped if the number of defective sub-blocks is up to two.
図3は、図1の(C)に示す前提技術のSRAMの製造時の動作テストにおいてローワー側のサブブロック(column[3:0])にテストデータを書き込んだ状態を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a state in which test data is written in the sub-block (column [3: 0]) on the lower side in the operation test at the time of manufacturing the SRAM of the base technology shown in FIG.
図3には、ローワー側のサブブロック(column[3:0])にテストデータを書き込んだ状態を示すため、アッパー側のサブブロック(column[7:4])にはテストデータは書き込まれていない。 In FIG. 3, test data is written in the upper side sub-block (column [7: 4]) so that the test data is written in the lower side sub-block (column [3: 0]). Absent.
図3に示すように、製造時の動作テストでは、チェッカーボード(市松模様状)・パターンを有するテストデータをサブブロック(column[3:0])に書き込む。チェッカーボードパターンは、アレイ状に配置されるメモリセルに"1"と"0"のデータを市松模様状に書き込んだものである。 As shown in FIG. 3, in an operation test at the time of manufacturing, test data having a checkerboard (checkered pattern) pattern is written in a sub-block (column [3: 0]). The checkerboard pattern is obtained by writing “1” and “0” data in a checkered pattern in memory cells arranged in an array.
チェッカーボードパターンのテストデータをメモリセルに書き込むことにより、平面視で1つのメモリセルのデータと、このメモリセルの上下左右の4つのメモリセルのデータとは異なるため、相隣接するメモリセル同士の間におけるリークの発生のような不良を検出することができる。 By writing the test data of the checkerboard pattern into the memory cells, the data of one memory cell and the data of the four memory cells above, below, left, and right of this memory cell differ from each other in plan view. It is possible to detect defects such as the occurrence of leaks in between.
なお、このようなチェッカーボードパターンの書き込みは、アッパー側のサブブロック(column[7:4])に対しても同様に行われる。 Note that such writing of the checkerboard pattern is similarly performed for the upper side sub-block (column [7: 4]).
しかしながら、上述のような製造時の動作テストでは、カラムアドレスの最上位ビット値を"1"に固定することによってアッパー側のサブブロック(column[7:4])に対してテストデータの書き込みと読み出しを行う。また、カラムアドレスの最上位ビット値を"0"に固定することによってローワー側のサブブロック(column[3:0])に対してテストデータの書き込みと読み出しを行う。 However, in the manufacturing operation test as described above, by writing the test data to the upper sub-block (column [7: 4]) by fixing the most significant bit value of the column address to “1”. Read. In addition, by fixing the most significant bit value of the column address to “0”, the test data is written to and read from the lower side sub-block (column [3: 0]).
このため、ローワー側のサブブロック(column[3:0])に対してテストデータの書き込みと読み出しを行っているときは、アッパー側のサブブロック(column[7:4])にはテストデータは書き込まれず、アッパー側のサブブロック(column[7:4])のメモリセルに"0"/"1"のどちらのデータが保持されているのか判らない不定状態になる。図3には、不定状態のデータを"x"で示す。 For this reason, when writing and reading test data to the lower sub-block (column [3: 0]), the test data is not stored in the upper sub-block (column [7: 4]). The data is not written, and the memory cell of the upper side sub-block (column [7: 4]) is in an indefinite state where it is not known which data “0” / “1” is held. In FIG. 3, data in an indefinite state is indicated by “x”.
図1の(A)、(B)に示すSRAMでは、72個のメモリブロック(column[3:0])及びメモリブロック(column[7:0])のすべてに対してテストデータの書き込み及び読み出しを行うため、相隣接するメモリブロック(column[3:0], column[7:0])間でのリークを検出することができる。 In the SRAM shown in FIGS. 1A and 1B, writing and reading of test data to and from all 72 memory blocks (column [3: 0]) and memory blocks (column [7: 0]). Therefore, it is possible to detect a leak between adjacent memory blocks (column [3: 0], column [7: 0]).
これに対して、図1の(C)に示すSRAMでは、上述のように、ローワー側のサブブロック(column[3:0])とアッパー側のサブブロック(column[7:4])とに対するテストデータの書き込みと読み出しは別々に行うため、相隣接するサブブロック間でのリークを検出できない場合がある。 On the other hand, in the SRAM shown in FIG. 1C, as described above, the lower side sub-block (column [3: 0]) and the upper side sub-block (column [7: 4]) are processed. Since writing and reading of test data are performed separately, there is a case where leakage between adjacent sub-blocks cannot be detected.
ここで、図4を用いて、図1の(C)に示すSRAMにおいて、相隣接するサブブロック間でのリークを検出できない場合について説明する。 Here, with reference to FIG. 4, a case where a leak between adjacent sub-blocks cannot be detected in the SRAM shown in FIG.
図4は、図1の(C)に示すSRAMにおいて、相隣接するサブブロック間でのリークを検出できない状態を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which leakage between subblocks adjacent to each other cannot be detected in the SRAM illustrated in FIG.
ここで、一例として、図4では、ローワー側のサブブロックのカラム[3]のメモリセルと、アッパー側のサブブロックのカラム[4]のメモリセルとの間にリークがあるとする。 Here, as an example, in FIG. 4, it is assumed that there is a leak between the memory cell in column [3] of the lower side sub-block and the memory cell in column [4] of the upper side sub-block.
また、ここでは、ローワー側のサブブロック(column[3:0])に対してテストデータの書き込みと読み出しを行う場合について説明する。このため、アッパー側のサブブロック(column[7:4])にはテストデータは書き込まれない。 Here, a case will be described in which test data is written to and read from the sub-block (column [3: 0]) on the lower side. For this reason, test data is not written in the upper side sub-block (column [7: 4]).
図4では、横方向にサブブロック(column[7:4], column[3:0])のカラム[0]~[7]を示し、縦方向に時間軸を示す。図4に示す"1"、"0"は、時刻t1以降に、カラム[0]~[7]のメモリセルが保持するデータ値を表し、"x"はデータ値が不定であることを示す。 In FIG. 4, columns [0] to [7] of sub-blocks (column [7: 4], column [3: 0]) are shown in the horizontal direction, and the time axis is shown in the vertical direction. “1” and “0” shown in FIG. 4 represent data values held by the memory cells in the columns [0] to [7] after the time t1, and “x” indicates that the data value is indefinite. .
また、テストデータの書き込みは、ローワー側のサブブロック(column[3:0])に対して、カラム[3], [2], [1], [0]の順に行われる。 The test data is written in the order of the columns [3], [2], [1], [0] to the lower side sub-block (column [3: 0]).
時刻t1では、カラム[3]~[0]のメモリセルにはテストデータの書き込みは行われていないため、カラム[3]~[0]のメモリセルのデータ値は不定を表す"x"である。 At time t1, since test data is not written in the memory cells in the columns [3] to [0], the data values of the memory cells in the columns [3] to [0] are “x” indicating indefinite. is there.
時刻t2において、カラム[3]のメモリセルに"1"が書き込まれる。このとき、カラム[3]のメモリセルと、カラム[4]のメモリセルとの間にはリークがあるため、テストデータの書き込みが行われていないカラム[4]のメモリセルは"1"を保持する。 At time t2, “1” is written to the memory cell in column [3]. At this time, since there is a leak between the memory cell in column [3] and the memory cell in column [4], the memory cell in column [4] to which no test data has been written is set to “1”. Hold.
以後、時刻t3から時刻t5まで、カラム[3]のメモリセルとカラム[4]のメモリセルが"1"を保持する状態が続く。 Thereafter, from time t3 to time t5, the state in which the memory cell in the column [3] and the memory cell in the column [4] hold “1” continues.
時刻t3では、カラム[2]のメモリセルに"0"が書き込まれる。時刻t4では、カラム[1]のメモリセルに"1"が書き込まれる。時刻t5では、カラム[0]のメモリセルに"0"が書き込まれる。 At time t3, “0” is written to the memory cell in column [2]. At time t4, “1” is written to the memory cell in column [1]. At time t5, “0” is written to the memory cell in column [0].
このように、時刻t2からt5にかけて、カラム[3]~[0]のメモリセルには、"1"、"0"、"1"、"0"のテストデータが書き込まれる。 As described above, the test data “1”, “0”, “1”, “0” is written in the memory cells in the columns [3] to [0] from the time t2 to the time t5.
時刻t5においてカラム[0]のメモリセルに"0"を書き込んだ後に、カラム[3]のメモリセルから読み出されるデータ値は"1"であり、これは、時刻t2においてカラム[3]のメモリセルに書き込んだデータ値(期待値)"1"と同一であり、一致している。 After writing “0” to the memory cell in column [0] at time t5, the data value read from the memory cell in column [3] is “1”, which is the memory in column [3] at time t2. The data value (expected value) written in the cell is the same as “1”, and is consistent.
このため、カラム[3]のメモリセルに不良は生じていないと判断される。 Therefore, it is determined that no defect has occurred in the memory cell in column [3].
このように、ローワー側のサブブロックのカラム[3]のメモリセルと、アッパー側のサブブロックのカラム[4]のメモリセルとの間にリークがある場合に、ローワー側のサブブロック(column[3:0])に対してテストデータの書き込んだ場合には、アッパー側のサブブロックからデータを読み出すことは行われず、また、データを読み出すことはできない。 In this way, when there is a leak between the memory cell in column [3] of the lower side sub-block and the memory cell in column [4] of the upper side sub-block, the sub-block (column [ When test data is written to 3: 0]), data is not read from the upper side sub-block, and data cannot be read.
従って、図1の(C)に示すSRAMでは、製造時の動作テストを行っても、不良を検出できない場合がある。 Therefore, the SRAM shown in FIG. 1C may not detect a defect even if an operation test at the time of manufacture is performed.
従って、以下で説明する実施の形態では、高精度に不良を検出することのできる半導体記憶装置、及び、半導体記憶装置の試験方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the embodiment described below is to provide a semiconductor memory device capable of detecting a defect with high accuracy and a test method for the semiconductor memory device.
以下、本発明の半導体記憶装置、及び、半導体記憶装置の試験方法を適用した実施の形態について説明する。 Embodiments to which a semiconductor memory device and a test method for a semiconductor memory device of the present invention are applied will be described below.
<実施の形態1>
図5は、実施の形態のSRAM100を示す図である。<
FIG. 5 is a diagram illustrating the
SRAM100は、メモリブロック110、選択回路120、ドライバ130U、130L、ライトアンプ140U、140L、ライトカラム選択回路150U、150L、及びFF(Flip Flop)160を含む。
The
SRAM100は、さらに、FF210、リードマルチプレクサ220、リードアンプ230U、230L、リードカラム選択回路240U、240L、チョッパー回路310、FF320、330、及びライトクロック発生器340を含む。SRAM100は、半導体記憶装置の一例である。
The
以下、各構成要素の符号の添え字のUはUpperを意味し、添え字のLはLowerを意味する。 In the following, the subscript U of each component sign means Upper, and the subscript L means Lower.
メモリブロック110は、SRAM100に含まれるメモリセルアレイのうちの1ビットに相当する部分である。SRAM100のメモリセルアレイは、8Kワードx36ビット-8カラム/ビットのメモリセルアレイである。
The
1つのメモリブロック110に含まれるメモリセルは、すべて同一ビットのデータを保持する。
All the memory cells included in one
メモリブロック110は、サブブロック110U及び110Lを有する。サブブロック110Uは、アッパー側のサブブロック(column[7:4])であり、サブブロック110Lは、ローワー側のサブブロック(column[3:0])である。サブブロック110U及び110Lのサイズはハーフビットである。
The
サブブロック110U及び110Lは、それぞれ、4カラム分のメモリセルを有するが、図5には、説明の便宜上、サブブロック110U及び110Lの内部に、それぞれ、1つのメモリセル111U及び111Lを示す。
Each of the sub-blocks 110U and 110L has memory cells for four columns, but FIG. 5 shows one
メモリセル111U、111Lは、所謂6トランジスタ型のビットセルであり、ビットラインBL、BLBと、ワードラインWLによってアドレスが特定される。
The
メモリセル111Uは、一対の否定回路であるインバータ111A、111Bと一対のNMOS(N-type Metal Oxide Semiconductor:N型金属酸化膜半導体)トランジスタ111C、111Dを含む。
The
インバータ111A、111Bは、ループを形成するように接続されている。NMOSトランジスタ111C、111Dのゲートは、ともにワードラインWL(Word Line)に接続されており、NMOSトランジスタ111Cのドレインは正極性のビットラインBLに接続され、NMOSトランジスタ111Dのドレインは負極性のビットラインBLB(BLバー)に接続されている。
The
また、NMOSトランジスタ111C、111Dのソースは、ループ状に接続されるインバータ111A、111Bの接続部N1、N2に接続されている。
The sources of the
インバータ111A、111Bは、それぞれ、PMOS(P-type Metal Oxide Semiconductor:P型金属酸化膜半導体)トランジスタとNMOSトランジスタ11Bとを有するCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)型のインバータである。このため、メモリセル111Uは、6つのMOSトランジスタを含む。
The
このように、メモリセル111Uは、インバータ111A、111Bを含むラッチ回路として実現される。
As described above, the
記憶ノードN1、N2に、"1"、"0"又は"0"、"1"の相補データを保持させ、ワードラインWLと一対のビットラインBL、BLBでメモリセル111Uを選択することにより、記憶ノードN1、N2のデータの読み出し、及び書き込みを行う。
By holding the complementary data of “1”, “0” or “0”, “1” in the storage nodes N1, N2, and selecting the
なお、メモリセル111Lの構成は、メモリセル111Uの構成と同様である。
Note that the configuration of the
メモリセル111UのビットラインBL、BLBは、それぞれ、ローカルビットラインLBL_U、LBLB_Uを介して、ライトカラム選択回路150Uとリードカラム選択回路240Uに接続されている。
The bit lines BL and BLB of the
同様に、メモリセル111LのビットラインBL、BLBは、それぞれ、ローカルビットラインLBL_L、LBLB_Lを介して、ライトカラム選択回路150Lとリードカラム選択回路240Lに接続されている。
Similarly, the bit lines BL and BLB of the
実際には、サブブロック110U及び110Lは、4対のビットラインBL、BLBを有する。 Actually, the sub-blocks 110U and 110L have four pairs of bit lines BL and BLB.
このため、実際には、サブブロック110Uの4対のビットラインBL、BLBは、それぞれ、4対のローカルビットラインLBL_U、LBLB_Uを介して、ライトカラム選択回路150Uとリードカラム選択回路240Uに接続されている。
Therefore, in reality, the four pairs of bit lines BL and BLB of the sub-block 110U are connected to the write
同様に、サブブロック110Lの4対のビットラインBL、BLBは、それぞれ、4対のローカルビットラインLBL_L、LBLB_Lを介して、ライトカラム選択回路150Lとリードカラム選択回路240Lに接続されている。
Similarly, the four pairs of bit lines BL and BLB of the sub-block 110L are connected to the write
メモリセル111U、111Lにデータを書き込むときのカラムアドレスの選択は、ビットラインBL、BLBとローカルビットラインLBL_L、LBLB_L又はLBL_U、LBLB_Uを介して、ライトカラム選択回路150U、150Lによって行われる。
The column address selection when writing data to the
メモリセル111U、111Lからデータを読み出すときのカラムアドレスの選択は、ビットラインBL、BLBとローカルビットラインLBL_L、LBLB_L又はLBL_U、LBLB_Uを介して、リードカラム選択回路240U、240Lによって行われる。
The column address selection when reading data from the
チョッパー回路310の入力端子にはシステムクロックCLKが入力される。チョッパー回路310の出力端子はFF160、210、320、330のクロック入力端子と、ライトクロック発生器340の一方(図中上側)の端子とに接続される。
The system clock CLK is input to the input terminal of the
チョッパー回路310は、システムクロックCLKに基づき、FF160、210、320、330に入力するクロックCLK1を生成する。チョッパー回路310は、システムクロックCLKの幅等を調整したクロックCLK1をFF160、210、320、330に入力する。FF160、210、320、330は、クロックCLK1に同期して動作する。
The
FF320は、ライトイネーブル信号WEが入力され、FF320は、チョッパー回路310からクロック入力端子に入力されるクロックCLK1に応じて動作する。FF320の出力端子は、ライトクロック発生器340の他方(図中下側)の端子に接続される。
The
SRAM100は、ライトイネーブル信号WEが'0'のときに読み出し(リード)動作を行い、ライトイネーブル信号WEが'1'のときに書き込み(ライト)動作を行う。
The
FF330は、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]が入力され、チョッパー回路310からクロック入力端子に入力されるクロックCLK1に応じて動作する。FF330の出力端子は選択回路120に接続されている。
The
ライトクロック発生器340は、NAND回路341及びインバータ342を有する。NAND回路341の一対の入力端子には、システムクロックCLKと、ライトイネーブル信号WEとが入力される。ライトイネーブル信号WEは、FF320から入力される。NAND回路341の出力端子はインバータ342の入力端子に接続される。インバータ342の出力は、ライトクロック発生器340の出力(ライトクロックWCK)として出力される。
The
ライトクロック発生器340は、システムクロックCLKと、ライトイネーブル信号WEとの否定論理積をインバータ342で反転させて得るライトクロックWCKを出力する。
The
ここで、ライトイネーブル信号WEが'0'でライトクロックWCKが'0'のときに、SRAM100はリード動作を行う。また、ライトイネーブル信号WEが'1'でライトクロックWCKが'1'になるときに、SRAM100はライト動作を行う。
Here, when the write enable signal WE is “0” and the write clock WCK is “0”, the
選択回路120は、3つの入力端子を有する。選択回路120には、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]、ライトクロックWCK、及びテスト制御信号CTが入力される。最上位ビット値AD[2]、ライトクロックWCKは、それぞれ、FF330、ライトクロック発生器340から入力される。
選択回路120は、信号線net_A, net_Bに接続される2つの出力端子を有する。なお、カラムアドレスは、3ビットのアドレスデータである。The
The
選択回路120は、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]、ライトクロックWCK、及びテスト制御信号CTに基づき、選択信号net_A, net_Bを生成し、それぞれ、信号線net_A, net_Bに出力する。
The
選択回路120の2つの出力端子は、それぞれ、信号線net_A, net_Bを介して、ドライバ130U、130Lに接続されている。選択回路120が出力する選択信号net_A, net_Bは、それぞれ、ドライバ130U、130Lに入力される。
Two output terminals of the
選択信号net_A, net_Bは、ライトデータの書き込み先をアッパー側のサブブロック110U又はローワー側のサブブロック110Lのいずれかに設定するために用いられる。選択信号net_Aは、第1選択信号の一例である。選択信号net_Bは、第2選択信号の一例である。
The selection signals net_A and net_B are used to set the write data write destination to either the upper side sub-block 110U or the
ドライバ130U、130Lは、それぞれ、2つの入力端子を有する。ドライバ130Uの2つの入力端子には、それぞれ、信号線net_A, net_Cが接続される。ドライバ130Lの2つの入力端子には、それぞれ、信号線net_B, net_Cが接続される。
Each of the
また、ドライバ130U、130Lは、それぞれ、2つの出力端子を有する。ドライバ130Uの2つの出力端子には、ライトビットラインWBL_U、WBLB_Uが接続される。ライトビットラインWBL_U、WBLB_Uは、ライトアンプ140Uに接続されている。
Each of the
ドライバ130Lの2つの出力端子には、ライトビットラインWBL_L、WBLB_Lが接続される。ライトビットラインWBL_L、WBLB_Lは、ライトアンプ140Lに接続されている。
Write bit lines WBL_L and WBLB_L are connected to the two output terminals of the
ドライバ130Uには、選択回路120から選択信号net_Aが入力されるとともに、FF160からライトデータが入力される。ドライバ130Lには、選択回路120から選択信号net_Bが入力されるとともに、FF160からライトデータが入力される。
The
ドライバ130Uは、選択信号net_AがH(High)レベルの場合に、ライトデータをライトビットラインWBL_U、WBLB_Uに出力し、選択信号net_AがL(Low)レベルの場合には、ライトデータを出力しない。
The
ドライバ130Lは、選択信号net_BがH(High)レベルの場合に、ライトデータをライトビットラインWBL_L、WBLB_Lに出力し、選択信号net_BがL(Low)レベルの場合には、ライトデータを出力しない。
The
ライトアンプ140U、140Lは、それぞれ、2つの入力端子を有する。ライトアンプ140Uの2つの入力端子には、それぞれ、ライトビットラインWBL_U、WBLB_Uが接続される。ライトアンプ140Lの2つの入力端子には、それぞれ、ライトビットラインWBL_L、WBLB_Lが接続される。
Each of the
ライトアンプ140U、140Lの出力側には、それぞれ、ライトカラム選択回路150U、150Lが接続される。
Light
ライトアンプ140Uは、ライトビットラインWBL_U、WBLB_Uから入力される相補形式のライトデータを増幅してライトカラム選択回路150Uに入力する。ライトアンプ140Lは、ライトビットラインWBL_L、WBLB_Lから入力される相補形式のライトデータを増幅してライトカラム選択回路150Lに入力する。
The
ライトカラム選択回路150U、150Lは、それぞれ、ライトアンプ140U、140Lの出力側に接続される。ライトカラム選択回路150U、150Lには、それぞれ、ライトアンプ140U、140Lで増幅された相補形式のライトデータが入力されるとともに、カラムアドレスの下位2ビットのビット値AD[1:0]が入力される。下位2ビットのビット値AD[1:0]は、サブブロック110Uのカラム[7]~[4]の選択と、サブブロック110Lのカラム[3]~[0]の選択とに用いられる。
The light
ライトカラム選択回路150Uの出力側には、実際には、それぞれ、4対のローカルビットラインLBL_U、LBLB_Uが接続される。同様に、ライトカラム選択回路150Lの出力側には、実際には、それぞれ、4対のローカルビットラインLBL_L、LBLB_Lが接続される。
In practice, four pairs of local bit lines LBL_U and LBLB_U are connected to the output side of the write
ライトカラム選択回路150Uは、ビット値AD[1:0]で特定されるローカルビットラインLBL_U、LBLB_Uに、ライトアンプ140Uから入力されるライトデータを出力する。
The write
ライトカラム選択回路150Lは、ビット値AD[1:0]で特定されるローカルビットラインLBL_L、LBLB_Lに、ライトアンプ140Lから入力されるライトデータを出力する。
The write
FF160は、データ入力端子にライトデータWDが入力される。FF160のデータ出力端子は、信号線net_Cを介して、ドライバ130U、130Lの一方の入力端子に接続される。FF160は、例えば、D−FFであればよい。
In the
FF160は、クロック入力端子に入力されるクロックCLK1に応じて、データ入力端子に入力されるライトデータWDを信号線net_Cに出力する。クロックCLK1は、後述するシステムクロックCLKが立ち上がるタイミングで瞬間的に立ち上がる、立ち上がり時間の短いパルス状のクロックである。
The
FF210は、リードデータを保持するFFである。FF210は、例えば、D−FFであればよい。FF210のデータ入力端子は、リードマルチプレクサ220の出力端子に接続される。
The
リードマルチプレクサ220は、入力側にリードアンプ230U、230Lが接続され、出力側にFF210が接続される。リードマルチプレクサ220は、リードアンプ230U又は230Lから入力されるリードデータを選択してFF210に出力する。
In the
リードアンプ230U、230Lは、それぞれ、入力側にリードカラム選択回路240U、240Lが接続され、出力側にリードマルチプレクサ220が接続される。リードアンプ230U、230Lは、それぞれ、リードカラム選択回路240U、240Lから入力されるリードデータを増幅してマルチプレクサ220に出力する。
The
リードカラム選択回路240U、240Lは、それぞれ、2つの入力端子を有する。リードカラム選択回路240Uの2つの入力端子には、ローカルビットラインLBL_U、LBLB_Uを介して、サブブロック110Uが接続される。リードカラム選択回路240Lの2つの入力端子には、ローカルビットラインLBL_L、LBLB_Lを介して、サブブロック110Lが接続される。
Each of the read
リードカラム選択回路240U、240Lは、それぞれ、サブブロック110U、110Lから読み出したリードデータをリードアンプ230U、230Lに入力する。
The read
次に、図6を用いて、3ビットのカラムアドレスAD[2:0]について説明する。 Next, the 3-bit column address AD [2: 0] will be described with reference to FIG.
図6は、3ビットのカラムアドレスAD[2:0]と選択されるカラムの関係を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a 3-bit column address AD [2: 0] and a selected column.
本実施の形態のSRAM100のメモリブロック110は、8つのカラムを有し、サブブロック110U及び110Lに分けられている。
The
サブブロック110U及び110Lは、それぞれ、4カラム分のメモリセル111U及び111Lを有する。メモリブロック110の8つのカラムは、3ビットのカラムアドレスAD[2:0]によって指定される。
The sub blocks 110U and 110L have
図6には、カラムアドレスAD[2:0]によって選択されるカラムを○で示し、選択されないカラムを×で示す。 In FIG. 6, the column selected by the column address AD [2: 0] is indicated by ◯, and the column not selected is indicated by ×.
図6に示す通り、カラムアドレスAD[2:0]が"000"の場合はカラム[0]が選択される。カラムアドレスAD[2:0]が"001"の場合はカラム[1]が選択され、カラムアドレスAD[2:0]が"010"の場合はカラム[2]が選択される。 As shown in FIG. 6, when the column address AD [2: 0] is “000”, the column [0] is selected. When the column address AD [2: 0] is “001”, the column [1] is selected, and when the column address AD [2: 0] is “010”, the column [2] is selected.
カラムアドレスAD[2:0]が"011"の場合はカラム[3]が選択され、カラムアドレスAD[2:0]が"100"の場合はカラム[4]が選択される。カラムアドレスAD[2:0]が"101"の場合はカラム[5]が選択され、カラムアドレスAD[2:0]が"110"の場合はカラム[6]が選択される。カラムアドレスAD[2:0]が"111"の場合はカラム[7]が選択される。 When the column address AD [2: 0] is “011”, the column [3] is selected, and when the column address AD [2: 0] is “100”, the column [4] is selected. When the column address AD [2: 0] is “101”, the column [5] is selected, and when the column address AD [2: 0] is “110”, the column [6] is selected. When the column address AD [2: 0] is “111”, the column [7] is selected.
SRAM100の選択回路120(図5参照)は、カラムアドレスAD[2:0]の最上位ビット値AD[2]に基づいて選択信号net_A, net_Bの信号レベルを設定する。選択回路120は、カラムアドレスAD[2:0]の最上位ビット値AD[2]が"1"である場合は、アッパー側のサブブロック110Uを選択するために、選択信号net_AをHレベルに設定し、選択信号net_BをLレベルに設定する。
The selection circuit 120 (see FIG. 5) of the
また、選択回路120は、カラムアドレスAD[2:0]の最上位ビット値AD[2]が"0"である場合は、ローワー側のサブブロック110Lを選択するために、選択信号net_BをHレベルに設定し、選択信号net_AをLレベルに設定する。
Further, when the most significant bit value AD [2] of the column address AD [2: 0] is “0”, the
次に、図7を用いて、実施の形態のSRAM100においてライトデータをサブブロック110U、110Lのメモリセル111U、111Lに書き込むときに用いる回路の詳細について説明する。
Next, details of a circuit used when write data is written in the
図7は、実施の形態のSRAM100の書き込み動作に用いる回路の詳細を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating details of a circuit used for the write operation of the
図7には、図5のサブブロック110U、110L、選択回路120、ドライバ130U、130L、ライトアンプ140U、140L、ライトカラム選択回路150U、150L、及びFF160に相当する部分を示す。
FIG. 7 shows portions corresponding to the sub-blocks 110U and 110L, the
図7に示すSRAM100の書き込み動作に用いる回路は、選択回路120、ドライバ130U、130L、ライトアンプ140U、140L、ライトカラム選択回路150U、150L、FF160、及びインバータ161、162を含む。
The circuit used for the write operation of the
なお、図7には、選択回路120とドライバ130U、130Lの詳細を示し、ライトアンプ140U、140L、ライトカラム選択回路150U、150Lの詳細は省略する。
7 shows details of the
選択回路120は、入力端子120A、120B、120C、インバータ121、NAND回路122U、122L、123U、123L、及びインバータ124U、124L、125を含む。
The
入力端子120Aは、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]が入力される入力端子である。カラムアドレスは、図示しないカラムデコーダによって入力アドレスから抽出され、最上位ビット値AD[2]が入力端子120Aに入力される。
The
入力端子120Aは、インバータ121の入力端子と、NAND回路122Lの片方の入力端子とに接続される。
The
入力端子120Bは、ライトクロックWCKが入力される入力端子である。入力端子120Bは、NAND回路123U及び123Lの片方の入力端子に接続される。
The
入力端子120Cは、テスト制御信号CTが入力される入力端子である。テスト制御信号CTは、製造時の動作テストにおいてSRAM100のテスト用の端子に接続されるLSI(Large Scale Integrated circuit)テスタから入力される。また、入力端子120Cは、インバータ125の入力端子に接続される。入力端子120Cは、試験用入力端子の一例である。
The
ここで、SRAM100のテスト用の端子に接続されるLSIテスタは、製造時の動作テストを行う際に、Hレベルのテスト制御信号CTを入力端子120Cに入力する。なお、製造時の動作テストを行うとき以外は、LSIテスタはSRAM100のテスト用の端子に接続されないため、入力端子120Cの信号レベルはLレベルになる。
Here, the LSI tester connected to the test terminal of the
インバータ121の入力端子は入力端子120Aに接続され、出力端子はNAND回路122Uの片方の入力端子に接続される。インバータ121は、入力端子120Aから入力されるカラムアドレスの最上位ビット値AD[2]を反転し、反転値をNAND回路122Uの片方の入力端子に入力する。
The input terminal of the
NAND回路122Uは、一方の入力端子がインバータ121の出力端子に接続され、他方の入力端子がインバータ125の出力端子に接続される。また、NAND回路122Uの出力端子は、NAND回路123Uの一方の入力端子に接続される。
NAND回路122Uは、インバ―タ121及び125の出力信号の否定論理積を演算して、演算結果を表す信号をNAND回路123Uの片方の入力端子に入力する。NAND回路122Uは、第1否定論理積回路の一例である。
The
NAND回路122Lは、一方の入力端子がインバータ125の出力端子に接続され、他方の入力端子が入力端子120Aに接続される。NAND回路122Lの出力端子は、NAND回路123Lの片方の入力端子に接続される。
The
NAND回路122Lは、インバータ125の出力と、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]との否定論理積を演算し、演算結果を表す信号をNAND回路123Lの片方の入力端子に入力する。NAND回路122Lは、第2否定論理積回路の一例である。
The
NAND回路123Uは、一方の入力端子がNAND回路122Uの出力端子に接続され、他方の入力端子が入力端子120Bに接続される。NAND回路123Uの出力端子は、インバータ124Uの入力端子に接続される。
NAND回路123Uは、NAND回路122Uの出力と、ライトクロックWCKとの否定論理積を演算し、演算結果を表す信号をインバータ124Uに入力する。
The
NAND回路123Lは、一方の入力端子が入力端子120Bに接続され、他方の入力端子がNAND回路122Lの出力端子に接続される。NAND回路123Lの出力端子は、インバータ124Lの入力端子に接続される。
One input terminal of the
NAND回路123Lは、ライトクロックWCKと、NAND回路122Lの出力との否定論理積を演算し、演算結果を表す信号をインバータ124Lに入力する。
The
インバータ124Uは、入力端子がNAND回路123Uの出力端子に接続され、出力端子がドライバ130UのNAND回路132U及び132UBの片方の入力端子に接続される。
The
インバータ124Uは、NAND回路123Uの出力を反転して選択信号net_Aを生成する。インバータ124Uは、選択信号net_AをNAND回路132U及び132UBの片方の入力端子に入力する。
The
インバータ124Lは、入力端子がNAND回路123Lの出力端子に接続され、出力端子がドライバ130LのNAND回路132L及び132LBの片方の入力端子に接続される。
The
インバータ124Lは、NAND回路123Lの出力を反転して選択信号net_Bを生成する。インバータ124Lは、選択信号net_BをNAND回路132L及び132LBの片方の入力端子に入力する。
The
インバータ125は、入力端子が入力端子120Cに接続され、出力端子はNAND回路122U及び122Lの片方の入力端子に接続される。
The
インバータ125は、入力端子120Cから入力されるテスト制御信号CTを反転し、反転値をNAND回路122U及び122Lの片方の入力端子に入力する。
The
以上のような構成を有する選択回路120は、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]、ライトクロックWCK、及びテスト制御信号CTに基づき、選択信号net_A, net_Bを生成して出力する。選択信号net_A, net_Bは、それぞれ、第1選択信号、第2選択信号の一例である。
The
ドライバ130Uは、インバータ131U、NAND回路132U、132UB、インバータ133U、133UB、及びインバータ134U、134UBを含む。
The
インバータ131Uは、入力端子がインバータ162の出力端子に接続され、出力端子がNAND回路132Uの片方の入力端子に接続される。インバータ131Uは、FF160からインバータ161及び162を経て伝送されるライトデータを反転し、ライトデータの反転値をNAND回路132Uの片方の入力端子に入力する。
The
NAND回路132Uは、一方の入力端子に選択回路120のインバータ124Uの出力端子が接続され、他方の入力端子にインバータ131Uの出力端子が接続される。NAND回路132Uの出力端子は、インバータ133Uの入力端子に接続される。
NAND回路132Uは、インバータ124Uの出力と、インバータ131Uの出力との否定論理積を演算し、演算結果を表す信号をインバータ133Uに入力する。
The
NAND回路132UBは、一方の入力端子にインバータ124Uの出力端子が接続され、他方の入力端子にインバータ162の出力端子が接続される。NAND回路132UBの出力端子は、インバータ133UBの入力端子に接続される。
NAND circuit 132UB has one input terminal connected to the output terminal of
NAND回路132UBは、インバータ124Uの出力と、FF160からインバータ161及び162を経て伝送されるライトデータとの否定論理積を演算し、演算結果を表す信号をインバータ133UBに入力する。
The NAND circuit 132UB calculates a negative logical product of the output of the
インバータ133Uは、入力端子がNAND回路132Uの出力端子に接続され、出力端子がインバータ134Uの入力端子に接続される。インバータ133Uは、NAND回路132Uの出力を反転し、反転値をインバータ134Uの入力端子に入力する。
インバータ133UBは、入力端子がNAND回路132UBの出力端子に接続され、出力端子がインバータ134UBの入力端子に接続される。インバータ133UBは、NAND回路132UBの出力を反転し、反転値をインバータ134UBの入力端子に入力する。 Inverter 133UB has an input terminal connected to the output terminal of NAND circuit 132UB, and an output terminal connected to the input terminal of inverter 134UB. Inverter 133UB inverts the output of NAND circuit 132UB and inputs the inverted value to the input terminal of inverter 134UB.
インバータ134Uは、入力端子がインバータ133Uの出力端子に接続され、出力端子はライトビットラインWBL_Uを介してライトアンプ140Uに接続される。インバータ134Uは、インバータ133Uの出力を反転して出力する。
The
ここで、インバータ134Uの出力は、アッパー側のサブブロック110Uが選択された場合に、アッパー側のサブブロック110Uのいずれかのカラムのメモリセル111に書き込むライトデータである。
Here, the output of the
すなわち、インバータ134Uは、アッパー側のサブブロック110Uが選択された場合に、ライトデータをライトビットラインWBL_Uに出力する。
That is, the
インバータ134UBは、入力端子がインバータ133UBの出力端子に接続され、出力端子は、ライトビットラインWBLB_Uを介してライトアンプ140Uに接続される。インバータ134UBは、インバータ133UBの出力を反転して出力する。
The inverter 134UB has an input terminal connected to the output terminal of the inverter 133UB, and an output terminal connected to the
ここで、インバータ134UBの出力は、アッパー側のサブブロック110Uが選択された場合に、アッパー側のサブブロック110Uのいずれかのカラムのメモリセル111に書き込むライトデータである。 Here, the output of the inverter 134UB is write data to be written to the memory cell 111 in any column of the upper side sub-block 110U when the upper side sub-block 110U is selected.
すなわち、インバータ134UBは、アッパー側のサブブロック110Uが選択された場合に、ライトデータをライトビットラインWBLB_Uに出力する。 That is, the inverter 134UB outputs the write data to the write bit line WBLB_U when the upper side sub-block 110U is selected.
なお、インバータ134UBがライトビットラインWBLB_Uに出力するライトデータは、インバータ134UがライトビットラインWBL_Uに出力するライトデータの反転値であり、インバータ134Uが出力するライトデータと、インバータ134UBが出力するライトデータとは、相補形式のライトデータを構築する。
Note that the write data output from the inverter 134UB to the write bit line WBLB_U is an inverted value of the write data output from the
ドライバ130Lは、インバータ131L、NAND回路132L、132LB、インバータ133L、133LB、及びインバータ134L、134LBを含む。
The
インバータ131Lは、入力端子がインバータ162の出力端子に接続され、出力端子がNAND回路132Lの片方の入力端子に接続される。インバータ131Lは、FF160からインバータ161及び162を経て伝送されるライトデータを反転し、ライトデータの反転値をNAND回路132Lの片方の入力端子に入力する。
The
NAND回路132Lは、一方の入力端子に選択回路120のインバータ124Lの出力端子が接続され、他方の入力端子にインバータ131Lの出力端子が接続される。NAND回路132Lの出力端子は、インバータ133Lの入力端子に接続される。
The
NAND回路132Lは、インバータ124Lの出力と、インバータ131Lの出力との否定論理積を演算し、演算結果を表す信号をインバータ133Lに入力する。
The
NAND回路132LBは、一方の入力端子にインバータ124Lの出力端子が接続され、他方の入力端子にインバータ162の出力端子が接続される。NAND回路132LBの出力端子は、インバータ133LBの入力端子に接続される。
NAND circuit 132LB has one input terminal connected to the output terminal of
NAND回路132LBは、インバータ124Lの出力と、FF160からインバータ161及び162を経て伝送されるライトデータとの否定論理積を演算し、演算結果を表す信号をインバータ133LBに入力する。
The NAND circuit 132LB calculates a negative logical product of the output of the
インバータ133Lは、入力端子がNAND回路132Lの出力端子に接続され、出力端子がインバータ134Lの入力端子に接続される。インバータ133Lは、NAND回路132Lの出力を反転し、反転値をインバータ134Lの入力端子に入力する。
The
インバータ133LBは、入力端子がNAND回路132LBの出力端子に接続され、出力端子がインバータ134LBの入力端子に接続される。インバータ133LBは、NAND回路132LBの出力を反転し、反転値をインバータ134LBの入力端子に入力する。 Inverter 133LB has an input terminal connected to the output terminal of NAND circuit 132LB, and an output terminal connected to the input terminal of inverter 134LB. Inverter 133LB inverts the output of NAND circuit 132LB and inputs the inverted value to the input terminal of inverter 134LB.
インバータ134Lは、入力端子がインバータ133Lの出力端子に接続され、出力端子は、ライトビットラインWBL_Lを介してライトアンプ140Lに接続される。インバータ134Lは、インバータ133Lの出力を反転して出力する。
The
ここで、インバータ134Lの出力は、ローワー側のサブブロック110Lが選択された場合に、ローワー側のサブブロック110Lのいずれかのカラムのメモリセル111に書き込むライトデータである。
Here, the output of the
すなわち、インバータ134Lは、ローワー側のサブブロック110Lが選択された場合に、ライトデータをライトビットラインWBL_Lに出力する。
That is, the
インバータ134LBは、入力端子がインバータ133LBの出力端子に接続され、出力端子は、ライトビットラインWBLB_Lを介してライトアンプ140Lに接続される。インバータ134LBは、インバータ133LBの出力を反転して出力する。
The inverter 134LB has an input terminal connected to the output terminal of the inverter 133LB, and an output terminal connected to the
ここで、インバータ134LBの出力は、ローワー側のサブブロック110Lが選択された場合に、ローワー側のサブブロック110Lのいずれかのカラムのメモリセル111に書き込むライトデータである。 Here, the output of the inverter 134LB is write data to be written to the memory cell 111 in any column of the lower sub-block 110L when the lower sub-block 110L is selected.
すなわち、インバータ134LBは、ローワー側のサブブロック110Lが選択された場合に、ライトデータをライトビットラインWBLB_Lに出力する。
That is, the inverter 134LB outputs write data to the write bit line WBLB_L when the lower-
なお、インバータ134LBがライトビットラインWBLB_Lに出力するライトデータは、インバータ134LがライトビットラインWBL_Lに出力するライトデータの反転値であり、インバータ134Lが出力するライトデータと、インバータ134LBが出力するライトデータとは、相補形式のライトデータを構築する。
Note that the write data output from the inverter 134LB to the write bit line WBLB_L is an inverted value of the write data output from the
インバータ161は、入力端子がFF160のデータ出力端子に接続され、出力端子がインバータ162の入力端子に接続されている。インバータ161は、FF160のデータ出力端子から出力されるライトデータを反転してインバータ162に入力する。
The
インバータ162は、入力端子がインバータ161の入力端子に接続され、出力端子がインバータ131U及び131Lの入力端子と、NAND回路132UB及び132LBの片方の入力端子とに接続されている。
The
インバータ162は、インバータ161から入力されるライトデータの反転値を反転して、反転値をインバータ131U及び131Lの入力端子と、NAND回路132UB及び132LBの片方の入力端子とに入力する。
The
インバータ162の出力は、FF160から出力されるライトデータをインバータ161及び162の遅延時間だけ遅延させたライトデータである。インバータ161及び162の遅延時間は、選択回路120から出力される選択信号net_A, net_Bとタイミングが合うように設定される。
The output of the
インバータ161及び162は、FF160から出力されるライトデータを伝送経路で増幅するために設けられている。
The
上述のような回路を含むSRAM100において、通常動作時とは、製造時の動作テストを行うとき以外の場合に、データの書き込み又は読み出しを行うときをいう。また、テスト時とは、製造時の動作テストを行うときをいう。
In the
SRAM100は、通常動作時は、入力端子120Cの信号レベルはLレベルになるため、図7の回路において、インバータ125にはLレベルの信号が入力され、インバータ125の出力はHレベルになる。
In the
このとき、アッパー側のサブブロック110Uを選択するために、入力端子120Aに、Hレベル("1")のカラムアドレスの最上位ビット値AD[2]が入力されると、NAND回路122Uの出力がHレベルになり、NAND回路122Lの出力がLレベルになる。
At this time, when the most significant bit value AD [2] of the column address of H level (“1”) is input to the
この状態で、入力端子120Bに入力されるライトクロックWCKがHレベルに立ち上がると、NAND回路123Uの出力はLレベルになり、インバータ124Uが出力する選択信号net_AはHレベルに立ち上がる。また、NAND回路123Lの出力はHレベルになり、インバータ124Lが出力する選択信号net_BはLレベルに保持される。
In this state, when the write clock WCK input to the
すなわち、選択信号net_AはHレベルに立ち上がり、選択信号net_BはLレベルに保持される。このときの選択信号net_A, net_Bの信号レベルは、アッパー側のサブブロック110Uを選択するために、Hレベルに保持されるカラムアドレスの最上位ビット値AD[2]の値を反映したものである。 That is, the selection signal net_A rises to the H level, and the selection signal net_B is held at the L level. The signal levels of the selection signals net_A and net_B at this time reflect the value of the most significant bit value AD [2] of the column address held at the H level in order to select the upper side sub-block 110U. .
そして、Hレベルの選択信号net_Aと、Lレベルの選択信号net_Bは、それぞれ、ドライバ130Uと130Lに入力される。
The H level selection signal net_A and the L level selection signal net_B are input to the
ここで、FF160からHレベルのライトデータWDが出力されると、NAND回路132Uには、インバータ131Uで反転されたLレベルの信号と、Hレベルの選択信号net_Aとが入力されるため、NAND回路132Uの出力はHレベルになる。この結果、インバータ133Uの出力は、Lレベルになる。
When the H level write data WD is output from the
また、NAND回路132UBには、インバータ162から出力されるHレベル信号と、Hレベルの選択信号net_Aとが入力されるため、NAND回路132UBの出力はLレベルになる。この結果、インバータ133UBの出力は、Hレベルに立ち上がる。
In addition, since the H level signal output from the
また、この結果、インバータ134Uの出力はHレベルに保持され、インバータ134UBの出力は、Lレベルに立ち下がる。
As a result, the output of
従って、ライトアンプ140Uとライトカラム選択回路150Uを介して、アッパー側のサブブロック110Uのカラムアドレスの下位2ビットのビット値AD[1:0]によって指定されるカラムのメモリセル111に、ライトデータ"1"が書き込まれる。
Accordingly, the write data is transferred to the memory cell 111 in the column specified by the bit value AD [1: 0] of the lower 2 bits of the column address of the upper sub-block 110U via the
一方、NAND回路132Lには、インバータ131Lで反転されたLレベルの信号と、Lレベルの選択信号net_Bとが入力されるため、NAND回路132Lの出力はHレベルになる。この結果、インバータ133Lの出力は、Lレベルになる。
On the other hand, since the L level signal inverted by the
また、NAND回路132LBには、インバータ162から出力されるHレベル信号と、Lレベルの選択信号net_Bとが入力されるため、NAND回路132LBの出力はHレベルになる。この結果、インバータ133LBの出力は、Lレベルになる。
In addition, since the H level signal output from the
また、この結果、インバータ134Lの出力はHレベルに保持され、インバータ134LBの出力もHレベルに保持される。
As a result, the output of
従って、ローワー側のサブブロック110Lにライトデータの書き込みは行われない。
Therefore, write data is not written to the
なお、ここでは、アッパー側のサブブロック110Uにライトデータを書き込む場合について説明したが、ローワー側のサブブロック110Lにライトデータを書き込む場合も同様である。
Here, the case where write data is written to the upper side sub-block 110U has been described, but the same applies to the case where write data is written to the
以上のように、通常動作時は、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]によって選択されるアッパー側のサブブロック110U、又は、ローワー側のサブブロック110Lのいずれか一方に、ライトデータが書き込まれる。
As described above, during normal operation, write data is written to either the upper side sub-block 110U or the
図8は、実施の形態のSRAM100の通常動作時の書き込み動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart showing a write operation during normal operation of the
図8には、システムクロックCLK、ライトデータWD、ライトクロックWCK、テスト制御信号CT、選択信号net_A, net_B、信号線net_Cの信号レベル、及びライトビットラインWBL_U、WBLB_U、WBL_L、WBLB_Lの信号レベルを示す。 FIG. 8 shows the system clock CLK, the write data WD, the write clock WCK, the test control signal CT, the selection signals net_A, net_B, the signal level of the signal line net_C, and the signal levels of the write bit lines WBL_U, WBLB_U, WBL_L, WBLB_L. Show.
図8に示すタイミングチャートは、図7を用いて説明した動作に対応している。すなわち、図8は、通常動作時に、アッパー側のサブブロック110Uに、Hレベルのライトデータを書き込む動作を示す。 The timing chart shown in FIG. 8 corresponds to the operation described with reference to FIG. That is, FIG. 8 shows an operation of writing H level write data to the upper side sub-block 110U during normal operation.
まず、時刻t11で、ライトデータWDがHレベルになり、その後の時刻t12でシステムクロックCLKが立ち上がる。このように、ライトデータWDは、システムクロックCLKが立ち上がる前に、書き込みを行いたいレベルに設定される。 First, the write data WD becomes H level at time t11, and the system clock CLK rises at time t12 thereafter. In this manner, the write data WD is set to a level at which writing is desired before the system clock CLK rises.
また、FF160のクロック入力端子には、システムクロックCLKの立ち上がりだけを反映したHレベルの短いパルスが入力される。これにより、FF160は、データ入力端子に入力されるライトデータをデータ出力端子に反映させる。
Further, a short pulse of H level reflecting only the rising edge of the system clock CLK is input to the clock input terminal of the
また、時刻t13で、信号線net_Cの信号レベルがHレベルになる。これは、時刻t12でFF160のデータ出力端子に反映されたライトデータが、インバータ161及び162で遅延されて信号線net_Cに出力されたことを示している。
At time t13, the signal level of the signal line net_C becomes H level. This indicates that the write data reflected on the data output terminal of the
次に、時刻t14で、ライトクロックWCKが立ち上がる。ライトクロックWCKは、FF160のデータ出力端子にライトデータが確実に反映された状態で立ち上がるようにするために、システムクロックCLKに対して十分な時間(時刻t11〜t14の期間)遅延されている。
Next, at time t14, the write clock WCK rises. The write clock WCK is delayed by a sufficient time (period from time t11 to t14) with respect to the system clock CLK so as to rise in a state where the write data is reliably reflected on the data output terminal of the
次に、時刻t15で選択信号net_Aが立ち上がり、選択信号net_BはLレベルに保持される。選択信号net_Aの立ち上がりは、ライトクロックWCKの立ち上がりを受けたものである。 Next, at time t15, the selection signal net_A rises and the selection signal net_B is held at the L level. The rising edge of the selection signal net_A is the result of receiving the rising edge of the write clock WCK.
そして、時刻t16で、ライトビットラインWBLB_Uが立ち下がる。このとき、ライトビットラインWBL_U、WBL_L、WBLB_Lは、Hレベルに保持される。 At time t16, the write bit line WBLB_U falls. At this time, the write bit lines WBL_U, WBL_L, and WBLB_L are held at the H level.
以上より、時刻t16にライトビットラインWBLB_Uが立ち下がることにより、アッパー側のサブブロック110Uの中のカラムアドレスの下位2ビットのビット値で特定されるカラムと、ワードラインとによって特定されるメモリセル111に、HレベルのライトデータWDが書き込まれる。 As described above, when the write bit line WBLB_U falls at time t16, the memory cell specified by the column specified by the lower 2 bits of the column address in the upper side sub-block 110U and the word line H-level write data WD is written in 111.
次に、動作テストにおける書き込み動作について説明する。 Next, the write operation in the operation test will be described.
図9は、実施の形態のSRAM100に用いる回路の詳細を示す図である。図9には、製造時の動作テストにおける書き込み動作のときの各信号の信号レベルを示す。
FIG. 9 is a diagram illustrating details of a circuit used in the
SRAM100は、動作テスト時は、入力端子120Cの信号レベルはHレベルになるため、図9の回路において、インバータ125にはHレベルの信号が入力され、インバータ125の出力はLレベルになる。
In the
このとき、アッパー側のサブブロック110Uを選択するために、入力端子120Aに、Hレベル("1")のカラムアドレスの最上位ビット値AD[2]が入力されると、NAND回路122Uの出力がHレベルになるとともに、NAND回路122Lの出力もHレベルになる。
At this time, when the most significant bit value AD [2] of the column address of H level (“1”) is input to the
この状態で、入力端子120Bに入力されるライトクロックWCKがHレベルに立ち上がると、NAND回路123Uの出力はLレベルになり、インバータ124Uが出力する選択信号net_AはHレベルに立ち上がる。
In this state, when the write clock WCK input to the
また、NAND回路123Lの出力もLレベルになり、インバータ124Lが出力する選択信号net_BもHレベルに立ち上がる。
Further, the output of the
すなわち、動作テスト時は、選択信号net_A, net_BはともにHレベルに立ち上がる。このときの選択信号net_A, net_Bの信号レベルは、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]の値とは無関係に、強制的にHレベルにされている。これは、インバータ125からLレベルの信号が入力されるNAND回路122U及び122LのHレベルの出力が、それぞれ、NAND回路123U及び123Lに入力されているためである。
That is, during the operation test, the selection signals net_A and net_B both rise to the H level. The signal levels of the selection signals net_A and net_B at this time are forcibly set to the H level regardless of the value of the most significant bit value AD [2] of the column address. This is because the H level outputs of the
そして、Hレベルの選択信号net_A, net_Bは、それぞれ、ドライバ130U、130Lに入力される。
The H level selection signals net_A and net_B are input to the
ここで、FF160からHレベルのライトデータWDが出力されると、NAND回路132Uには、インバータ131Uで反転されたLレベルの信号と、Hレベルの選択信号net_Aとが入力されるため、NAND回路132Uの出力はHレベルになる。この結果、インバータ133Uの出力は、Lレベルに保持される。
When the H level write data WD is output from the
また、NAND回路132UBには、インバータ162から出力されるHレベル信号と、Hレベルの選択信号net_Aとが入力されるため、NAND回路132UBの出力はLレベルになる。この結果、インバータ133UBの出力は、Hレベルに立ち上がる。
In addition, since the H level signal output from the
また、この結果、インバータ134Uの出力はHレベルに保持され、インバータ134UBの出力は、Lレベルに立ち下がる。
As a result, the output of
従って、ライトアンプ140Uとライトカラム選択回路150Uを介して、アッパー側のサブブロック110Uのカラムアドレスの下位2ビットのビット値AD[1:0]によって指定されるカラムのメモリセル111に、ライトデータ"1"が書き込まれる。
Accordingly, the write data is transferred to the memory cell 111 in the column specified by the bit value AD [1: 0] of the lower 2 bits of the column address of the upper sub-block 110U via the
また、NAND回路132Lには、インバータ131Lで反転されたLレベルの信号と、Hレベルの選択信号net_Bとが入力されるため、NAND回路132Lの出力はHレベルになる。この結果、インバータ133Lの出力は、Lレベルに保持される。
The
また、NAND回路132LBには、インバータ162から出力されるHレベル信号と、Hレベルの選択信号net_Bとが入力されるため、NAND回路132LBの出力はLレベルになる。この結果、インバータ133LBの出力は、Hレベルに立ち上がる。
Further, since the H level signal output from the
また、この結果、インバータ134Lの出力はHレベルに保持され、インバータ134LBの出力は、Lレベルに立ち下がる。
As a result, the output of
従って、ライトアンプ140Lとライトカラム選択回路150Lを介して、ローワー側のサブブロック110Lのカラムアドレスの下位2ビットのビット値AD[1:0]によって指定されるカラムのメモリセル111に、ライトデータ"1"が書き込まれる。
Therefore, the write data is transferred to the memory cell 111 of the column specified by the bit value AD [1: 0] of the lower 2 bits of the column address of the sub-block 110L on the lower side via the
以上のように、動作テスト時は、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]とは無関係に、アッパー側のサブブロック110Uとローワー側のサブブロック110Lの両方に、ライトデータが書き込まれる。 As described above, in the operation test, write data is written to both the upper side sub-block 110U and the lower side sub-block 110L regardless of the most significant bit value AD [2] of the column address.
なお、上述のように、動作テスト時は、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]の値とは無関係に、アッパー側とローワー側のサブブロック100U及び110Lの両方にライトデータが書き込まれるが、動作テストの対象になるサブブロック(100U又は100L)は、最上位ビット値AD[2]によって特定されるサブブロックである。
As described above, during the operation test, the write data is written to both the upper side and
このため、動作テストは、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]が"1"である場合と、"0"である場合の2通り行えばよい。 Therefore, the operation test may be performed in two ways: when the most significant bit value AD [2] of the column address is “1” and when it is “0”.
図10は、実施の形態のSRAM100の動作テスト時の書き込み動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 10 is a timing chart showing a write operation during an operation test of the
図10には、システムクロックCLK、ライトデータWD、ライトクロックWCK、テスト制御信号CT、選択信号net_A, net_B、信号線net_Cの信号レベル、及びライトビットラインWBL_U、WBLB_U、WBL_L、WBLB_Lの信号レベルを示す。 In FIG. 10, the system clock CLK, the write data WD, the write clock WCK, the test control signal CT, the selection signals net_A, net_B, the signal level of the signal line net_C, and the signal levels of the write bit lines WBL_U, WBLB_U, WBL_L, WBLB_L are shown. Show.
図10に示すタイミングチャートは、図9を用いて説明した動作に対応している。すなわち、図10には、通常テスト時にHレベルのライトデータを書き込む動作を示す。 The timing chart shown in FIG. 10 corresponds to the operation described with reference to FIG. That is, FIG. 10 shows an operation of writing H level write data during a normal test.
時刻t11から時刻t14の動作は、図8に示す通常動作時の動作と同様であるため、ここでは説明を省略する。 Since the operation from time t11 to time t14 is the same as the operation in the normal operation shown in FIG. 8, the description thereof is omitted here.
時刻t15で選択信号net_Aと選択信号net_Bがともに立ち上がる。選択信号net_Aと選択信号net_Bの立ち上がりは、ライトクロックWCKの立ち上がりを受けたものである。 At time t15, both the selection signal net_A and the selection signal net_B rise. The rising edge of the selection signal net_A and the selection signal net_B is the result of receiving the rising edge of the write clock WCK.
そして、時刻t16で、ライトビットラインWBLB_U及びWBLB_Lがともに立ち下がる。このとき、ライトビットラインWBL_U、WBL_Lは、Hレベルに保持される。 At time t16, both write bit lines WBLB_U and WBLB_L fall. At this time, the write bit lines WBL_U and WBL_L are held at the H level.
以上より、時刻t16にライトビットラインWBLB_U及びWBLB_Lがともに立ち下がることにより、アッパー側のサブブロック110Uと、ローワー側のサブブロック110Lとの中のカラムアドレスの下位2ビットのビット値で特定されるカラムと、ワードラインとによって特定されるメモリセル111に、HレベルのライトデータWDが書き込まれる。
As described above, when both the write bit lines WBLB_U and WBLB_L fall at time t16, the bit values of the lower 2 bits of the column address in the upper side sub-block 110U and the
すなわち、動作テスト時には、相隣接するアッパー側のサブブロック110Uと、ローワー側のサブブロック110Lとの中のカラムアドレスの下位2ビットのビット値で特定されるカラムと、ワードラインとによって特定されるメモリセル111に、HレベルのライトデータWDが書き込まれる。
That is, at the time of the operation test, it is specified by the column specified by the lower 2 bits of the column address in the adjacent upper side sub-block 110U and the
このため、カラムアドレスの下位2ビットのビット値を連続的に変化させることにより、動作テスト時には、相隣接するアッパー側のサブブロック110Uと、ローワー側のサブブロック110Lとの中のすべてのメモリセル111に、チェッカーボードパターンでライトデータを書き込むことができる。
Therefore, by continuously changing the lower two bits of the column address, all the memory cells in the upper side sub-block 110U and the
図11は、実施の形態のSRAM100のメモリセルに、チェッカーボードパターンでライトデータを書き込んだ状態を示す図である。図11は、図3に対応しており、ローワー側のサブブロック(column[3:0])、アッパー側のサブブロック(column[7:4])、及び、冗長ブロック(red[3:0])のデータ値を示す。
FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which write data is written to the memory cell of the
図9及び図10を用いて説明したように、実施の形態のSRAM100では、動作テスト時に、相隣接するアッパー側のサブブロック110Uと、ローワー側のサブブロック110Lとの中のすべてのメモリセル111にデータを書き込むことができる。
As described with reference to FIGS. 9 and 10, in the
このため、動作テスト時に、"1"と"0"のテストデータを交互に書き込めば、図11に示すように、相隣接するアッパー側のサブブロック(column[7:4])とローワー側のサブブロック(column[3:0])との両方に、チェッカーボードパターンでテストデータを書き込むことができる。 Therefore, if test data “1” and “0” are alternately written during the operation test, as shown in FIG. 11, the adjacent upper side sub-block (column [7: 4]) and the lower side Test data can be written to both the sub-block (column [3: 0]) using a checkerboard pattern.
このため、相隣接するアッパー側のサブブロック(column[7:4])とローワー側のサブブロック(column[3:0])との両方にチェッカーボードパターンで書き込んだテストデータをLSIテスタで読み出せば、相隣接するメモリセル同士の間におけるリークの発生のような不良を検出することができる。 For this reason, the test data written in the checkerboard pattern on both the upper sub-block (column [7: 4]) and the lower sub-block (column [3: 0]) adjacent to each other is read by the LSI tester. If this occurs, it is possible to detect a defect such as the occurrence of a leak between adjacent memory cells.
ここで、図12を用いて、相隣接するアッパー側のサブブロック(column[7:4])とローワー側のサブブロック(column[3:0])との境界に位置するメモリセル同士の間でリークの発生している場合に、各メモリセルに書き込まれたテストデータについて説明する。 Here, using FIG. 12, between memory cells located at the boundary between adjacent upper side sub-blocks (column [7: 4]) and lower side sub-blocks (column [3: 0]). The test data written in each memory cell when a leak occurs will be described.
図12は、相隣接するアッパー側のサブブロック(column[7:4])とローワー側のサブブロック(column[3:0])との境界に位置するメモリセル同士の間でリークの発生している場合に、各メモリセルに書き込まれたテストデータを示す図である。 FIG. 12 shows that leakage occurs between memory cells located at the boundary between adjacent upper side sub-blocks (column [7: 4]) and lower side sub-blocks (column [3: 0]). FIG. 5 is a diagram showing test data written in each memory cell in a case where the memory cell is read.
図12では、一例として、ローワー側のサブブロックのカラム[3]のメモリセルと、アッパー側のサブブロックのカラム[4]のメモリセルとの間にリークがあるとする。これは、図4を用いて前提技術のSRAMにおけるリークについて説明した場合と同様のケースである。 In FIG. 12, as an example, it is assumed that there is a leak between a memory cell in column [3] of the lower side sub-block and a memory cell in column [4] of the upper side sub-block. This is the same case as the case where the leakage in the SRAM of the base technology is described with reference to FIG.
図12では、図4と同様に、横方向にサブブロック(column[7:4], column[3:0])のカラム[0]~[7]を示し、縦方向に時間軸を示す。図12に示す"1"、"0"は、時刻t1以降に、カラム[0]~[7]のメモリセルが保持するデータ値を表し、"x"はデータ値が不定であることを示す。 In FIG. 12, as in FIG. 4, columns [0] to [7] of sub-blocks (column [7: 4], column [3: 0]) are shown in the horizontal direction, and the time axis is shown in the vertical direction. “1” and “0” shown in FIG. 12 represent data values held by the memory cells in the columns [0] to [7] after the time t1, and “x” indicates that the data value is indefinite. .
また、テストデータの書き込みは、アッパー側のサブブロック(column[7:4])とローワー側のサブブロック(column[3:0])に対して、カラム[7]及び[3], [6]及び[2],[5]及び [1], [4]及び[0]の順に行われる。 Test data is written to columns [7] and [3], [6] for the upper side sub-block (column [7: 4]) and the lower side sub-block (column [3: 0]). ] And [2], [5] and [1], [4] and [0].
時刻t1では、カラム[7]~[0]のメモリセルにはテストデータの書き込みは行われていないため、カラム[7]~[0]のメモリセルのデータ値は不定を表す"x"である。 At time t1, since test data is not written in the memory cells in the columns [7] to [0], the data values of the memory cells in the columns [7] to [0] are “x” indicating indefinite. is there.
時刻t2において、カラム[7]及び[3]のメモリセルに"1"が書き込まれる。このとき、カラム[3]のメモリセルと、カラム[4]のメモリセルとの間にはリークがあるため、テストデータの書き込みが行われていないカラム[4]のメモリセルは"1"を保持する。 At time t2, “1” is written in the memory cells in columns [7] and [3]. At this time, since there is a leak between the memory cell in column [3] and the memory cell in column [4], the memory cell in column [4] to which no test data has been written is set to “1”. Hold.
以後、時刻t3から時刻t5まで、カラム[3]のメモリセルとカラム[4]のメモリセルが"1"を保持する状態が続く。 Thereafter, from time t3 to time t5, the state in which the memory cell in the column [3] and the memory cell in the column [4] hold “1” continues.
時刻t3では、カラム[6]及び[2]のメモリセルに"0"が書き込まれる。時刻t4では、カラム[5]及び[1]のメモリセルに"1"が書き込まれる。時刻t5では、カラム[4]及び[0]のメモリセルに"0"が書き込まれる。 At time t3, “0” is written in the memory cells in the columns [6] and [2]. At time t4, “1” is written in the memory cells in the columns [5] and [1]. At time t5, “0” is written to the memory cells in the columns [4] and [0].
このように、時刻t2からt5にかけて、カラム[7]~[0]とカラム[3]~[0]のメモリセルには、上述した順番で"1"、"0"、"1"、"0"のテストデータが書き込まれる。 As described above, from time t2 to time t5, the memory cells in the columns [7] to [0] and the columns [3] to [0] have “1”, “0”, “1”, “ 0 "test data is written.
ところで、時刻t5においてカラム[4]及び[0]のメモリセルに"0"を書き込むと、カラム[3]のメモリセルと、カラム[4]のメモリセルとの間にはリークがあるため、カラム[3]のメモリセルの値が、カラム[4]のメモリセルに書き込まれたデータによる影響をうけて、"1"から"0"に変化する(上書きされる)。 By the way, when “0” is written in the memory cells in the columns [4] and [0] at time t5, there is a leak between the memory cell in the column [3] and the memory cell in the column [4]. The value of the memory cell in the column [3] changes from “1” to “0” (overwritten) due to the influence of the data written in the memory cell in the column [4].
このような場合に、カラム[3]のメモリセルから読み出されるデータ値は"0"であり、これは、時刻t2においてカラム[3]のメモリセルに書き込んだデータ値(期待値)"1"と異なりであり、不一致である。 In such a case, the data value read from the memory cell in column [3] is “0”, which is the data value (expected value) “1” written in the memory cell in column [3] at time t2. Is different and inconsistent.
このため、カラム[3]のメモリセルに不良が生じていることを検出することができる。 Therefore, it is possible to detect that a defect has occurred in the memory cell in column [3].
従って、実施の形態のSRAM100によれば、動作テスト時に、相隣接するアッパー側のサブブロック(column[7:4])とローワー側のサブブロック(column[3:0])との境界に位置するメモリセル同士の間に生じるリーク等の不良を高精度に検出することができる。
Therefore, according to the
なお、上述のように、カラム[3]のメモリセルと、カラム[4]のメモリセルとの間にはリークがある場合には、カラム[3]のメモリセルの値が、カラム[4]のメモリセルに書き込まれたデータによる影響をうけて上書きされる場合と、これとは逆に、カラム[4]のメモリセルに書き込まれた値が、カラム[3]のメモリセルの値に上書きされる場合があり得る。 As described above, when there is a leak between the memory cell in column [3] and the memory cell in column [4], the value of the memory cell in column [3] is On the contrary, the value written to the memory cell in column [4] overwrites the value in the memory cell in column [3]. It may be done.
このため、動作テストは、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]が"1"である場合と、"0"である場合との2通りの動作テストを行うことにより、カラム[3]とカラム[4]のどちらが上書きされた場合であっても、不良を検出することができる。 For this reason, the operation test is performed by performing two kinds of operation tests, when the most significant bit value AD [2] of the column address is “1” and when it is “0”. A defect can be detected regardless of which column [4] is overwritten.
次に、図13を用いて、実施の形態のSRAM100の動作テストの手順について説明する。
Next, an operation test procedure of the
図13は、実施の形態のSRAM100の動作テストの手順を示す図である。この動作テストは、SRAM100のテスト用の端子に接続されるLSIテスタによって行われる。
FIG. 13 is a diagram illustrating an operation test procedure of the
まず、LSIテスタは、処理を開始すると(スタート)、入力アドレスに含まれるカラムアドレスの最上位ビットAD[2]を"0"に設定する(ステップS1)。 First, when the LSI tester starts processing (start), the most significant bit AD [2] of the column address included in the input address is set to “0” (step S1).
次に、LSIテスタは、カラム[3]~[0]のメモリセルに、チェッカーボードパターンのテストデータを書き込む(ステップS2)。このとき、カラム[7]~[4]のメモリセルにもチェッカーボードパターンのテストデータが同時に書き込まれる。 Next, the LSI tester writes checkerboard pattern test data in the memory cells in the columns [3] to [0] (step S2). At this time, the test data of the checkerboard pattern is simultaneously written in the memory cells in the columns [7] to [4].
次に、LSIテスタは、カラム[3]~[0]のメモリセルに書き込んだテストデータを読み出し、試験結果として内部メモリに格納する(ステップS3)。 Next, the LSI tester reads the test data written in the memory cells in the columns [3] to [0], and stores the test data in the internal memory as a test result (step S3).
次に、LSIテスタは、入力アドレスに含まれるカラムアドレスの最上位ビットAD[2]を"1"に設定する(ステップS4)。 Next, the LSI tester sets the most significant bit AD [2] of the column address included in the input address to “1” (step S4).
次に、LSIテスタは、カラム[7]~[4]のメモリセルに、チェッカーボードパターンのテストデータを書き込む(ステップS5)。このとき、カラム[3]~[0]のメモリセルにもチェッカーボードパターンのテストデータが同時に書き込まれる。 Next, the LSI tester writes checkerboard pattern test data in the memory cells in the columns [7] to [4] (step S5). At this time, the test data of the checkerboard pattern is simultaneously written in the memory cells in the columns [3] to [0].
次に、LSIテスタは、カラム[7]~[4]のメモリセルに書き込んだテストデータを読み出し、試験結果として内部メモリに格納する(ステップS6)。 Next, the LSI tester reads the test data written in the memory cells in the columns [7] to [4], and stores them in the internal memory as a test result (step S6).
次に、LSIテスタは、ステップS3とステップS4で得られた両方の試験結果(ファイル情報)をマージして1つのファイル情報にする(ステップS7)。 Next, the LSI tester merges both test results (file information) obtained in step S3 and step S4 into one file information (step S7).
次に、LSIテスタは、ステップS7でマージしたファイル情報に基づき、不良があるか判定する(ステップS8)。 Next, the LSI tester determines whether there is a defect based on the file information merged in step S7 (step S8).
LSIテスタは、ステップS8で不良がないと判定した場合は、不良のあるサブブロックと、冗長ブロックとの入れ替えは不要と判断する(ステップS9)。この場合、LSIテスタは、処理を終了する(エンド)。 If it is determined in step S8 that there is no defect, the LSI tester determines that it is not necessary to replace the defective sub-block with the redundant block (step S9). In this case, the LSI tester ends the process (end).
また、LSIテスタは、ステップS8で不良があると判定した場合は、不良箇所の数が3以上であるか判定する(ステップS10)。 If the LSI tester determines that there is a defect in step S8, the LSI tester determines whether the number of defective portions is three or more (step S10).
LSIテスタは、ステップS10において、不良箇所が3以上ではないと判定した場合(S10:NO)は、動作テストを行ったSRAM100は救済可能であると判定する(ステップS11)。
If the LSI tester determines in step S10 that the number of defective portions is not 3 or more (S10: NO), it determines that the
この場合は、不良箇所が1つか2つであるため、不良の生じているサブブロック110U又は110Lの代わりに冗長ブロックを用いるようにすれば、SRAM100は問題なく動作可能になる。
In this case, since there are one or two defective portions, if a redundant block is used in place of the defective sub-block 110U or 110L, the
また、LSIテスタは、ステップS10において、不良箇所が3以上であると判定した場合(S10:YES)は、動作テストを行ったSRAM100は救済不可能であると判定する(ステップS12)。
If the LSI tester determines in step S10 that there are three or more defective portions (S10: YES), it determines that the
この場合は、不良箇所が3つ以上であり、冗長ブロックは2つしかないため、SRAM100は不良品であることになる。
In this case, since there are three or more defective portions and only two redundant blocks, the
以上のように、実施の形態のSRAM100によれば、動作テスト時は、カラムアドレスの最上位ビット値AD[2]とは無関係に、相隣接するアッパー側のサブブロック110Uとローワー側のサブブロック110Lの両方に、ライトデータが書き込まれる。
As described above, according to the
従って、相隣接するアッパー側のサブブロック110Uとローワー側のサブブロック110Lとの境界に位置するメモリセル同士の間におけるリークの発生のような不良を高精度に検出することができる。
Accordingly, it is possible to detect a defect such as a leak between the memory cells located at the boundary between the adjacent upper-side sub-block 110U and the lower-
以上のように、実施の形態によれば、1ビットのメモリブロック110を半々にサブブロック110Uと110Lに分けて動作させるSRAM100において、動作テスト時に、カラムアドレスの最上位ビットAD[2]とは無関係に、サブブロック110Uと110Lの両方にテストデータを書き込むことができる。
As described above, according to the embodiment, in the
従って、相隣接するアッパー側のサブブロック110Uとローワー側のサブブロック110Lとの境界に位置するメモリセル同士の間におけるリークの発生のような不良を高精度に検出することができ、信頼性の高いSRAM100を提供することができる。
Accordingly, it is possible to detect a defect such as a leak between the memory cells located at the boundary between the adjacent upper-side sub-block 110U and the lower-
なお、以上では、チェッカーボードパターンのテストデータを用いて動作テストを行う形態について説明したが、テストデータはチェッカーボードパターンに限られない。相隣接するサブブロック110Uと110Lの境界のメモリセル111同士の不良を発見できるようなテストデータであれば、チェッカーボードパターン以外のテストデータを用いてもよい。 In addition, although the form which performs an operation | movement test using the test data of a checker board pattern was demonstrated above, test data is not restricted to a checker board pattern. Test data other than the checkerboard pattern may be used as long as the test data can detect a defect between the memory cells 111 at the boundary between adjacent sub-blocks 110U and 110L.
最後に、図14を用いて、実施の形態のSRAM100にLSIテスタ500を接続した状態について説明する。
Finally, a state where the
図14は、実施の形態のSRAM100にLSIテスタ500を接続した状態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which the
SRAM100は、入力端子100A、100B、100C、100Dと、出力端子100Eを含む。入力端子100A、100B、100C、100Dと、出力端子100Eは、LSIテスタ500に接続される。
入力端子100A、100B、100C、100Dには、それぞれ、カラムアドレスの最上位ビットAD[2]、ライトクロックWCK、テスト制御信号CT、ライトデータWD(書き込み用のテストデータ)が入力される。また、出力端子100Eは、LSIテスタ500が動作テストでSRAM100からリードデータを読み出す端子である。
The most significant bit AD [2] of the column address, the write clock WCK, the test control signal CT, and the write data WD (write test data) are input to the
LSIテスタ500は、CPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)チップ501と内部メモリ502を含む。内部メモリ502は、例えば、不揮発性のメモリであればよい。
The
このように、LSIテスタ500をSRAM100に接続して、LSIテスタ500が図13に示すステップS1からS12の処理を実行することにより、動作テストを行えばよい。
As described above, the operation test may be performed by connecting the
以上、本発明の例示的な実施の形態の半導体記憶装置、及び、半導体記憶装置の試験方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 The semiconductor memory device and the test method for the semiconductor memory device according to the exemplary embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiments. Various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims.
100 SRAM
110 メモリブロック
110U、110L サブブロック
120 選択回路
130U、130L ドライバ
140U、140L ライトアンプ
150U、150L ライトカラム選択回路
160 FF
210 FF
220 リードマルチプレクサ
230U、230L リードアンプ
240U、240L リードカラム選択回路
500 LSIテスタ100 SRAM
110
210 FF
220
Claims (5)
前記メモリブロックに含まれる同一ビットの複数のメモリセルのカラムアドレスのうちの半分の第1カラムアドレスを選択する第1選択信号、又は、前記同一ビットの複数のメモリセルの前記カラムアドレスのうちの残りの半分の第2カラムアドレスを選択する第2選択信号を出力する選択回路であって、前記複数のメモリセルに試験データを書き込むときは、前記第1選択信号及び前記第2選択信号の両方を出力し、前記複数のメモリセルに通常データを書き込むときは、前記第1選択信号又は前記第2選択信号のいずれか一方を出力する選択回路と、
前記第1選択信号が第1レベルの場合に、前記同一ビットの複数のメモリセルのうち、前記第1カラムアドレスに対応する第1メモリセルにライトデータを出力する第1ドライバと、
前記第2選択信号が第1レベルの場合に、前記同一ビットの複数のメモリセルのうち、前記第2カラムアドレスに対応する第2メモリセルにライトデータを出力する第2ドライバと
を含む、半導体記憶装置。 A memory block having a plurality of memory cells for holding data;
A first selection signal for selecting a first column address which is half of column addresses of a plurality of memory cells of the same bit included in the memory block, or of the column addresses of the plurality of memory cells of the same bit; A selection circuit for outputting a second selection signal for selecting the second half of the second column address, when writing test data to the plurality of memory cells, both the first selection signal and the second selection signal; When writing normal data to the plurality of memory cells, a selection circuit that outputs either the first selection signal or the second selection signal;
A first driver that outputs write data to a first memory cell corresponding to the first column address among the plurality of memory cells of the same bit when the first selection signal is at a first level;
A second driver that outputs write data to a second memory cell corresponding to the second column address among the plurality of memory cells of the same bit when the second selection signal is at a first level. Storage device.
前記カラムアドレスの最上位ビット値が入力されるアドレス入力端子と、
前記複数のメモリセルに前記試験データ又は前記通常データのいずれを書き込むかを表す試験制御信号が入力される試験用入力端子と、
前記最上位ビット値の反転値と、前記試験制御信号の反転値との第1否定論理積を出力する第1否定論理積回路と、
前記最上位ビット値と、前記試験制御信号の反転値との第2否定論理積を出力する第2否定論理積回路と
を有し、
前記第1選択信号は前記第1否定論理積に対応する信号であり、前記第2選択信号は前記第2否定論理積に対応する信号である、請求項2記載の半導体記憶装置。 The selection circuit includes:
An address input terminal to which the most significant bit value of the column address is input;
A test input terminal to which a test control signal indicating whether to write the test data or the normal data is written to the plurality of memory cells;
A first NAND circuit that outputs a first NAND of the inverted value of the most significant bit value and the inverted value of the test control signal;
A second NAND circuit that outputs a second NAND of the most significant bit value and the inverted value of the test control signal;
3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the first selection signal is a signal corresponding to the first negative logical product, and the second selection signal is a signal corresponding to the second negative logical product.
前記メモリブロックに含まれる同一ビットの複数のメモリセルのカラムアドレスのうちの半分の第1カラムアドレスを選択する第1選択信号、又は、前記同一ビットの複数のメモリセルの前記カラムアドレスのうちの残りの半分の第2カラムアドレスを選択する第2選択信号を出力する選択回路であって、前記複数のメモリセルに試験データを書き込むときは、前記第1選択信号及び前記第2選択信号の両方を出力し、前記複数のメモリセルに通常データを書き込むときは、前記第1選択信号又は前記第2選択信号のいずれか一方を出力する選択回路と、
前記第1選択信号が第1レベルの場合に、前記同一ビットの複数のメモリセルのうち、前記第1カラムアドレスに対応する第1メモリセルにライトデータを出力する第1ドライバと、
前記第2選択信号が第1レベルの場合に、前記同一ビットの複数のメモリセルのうち、前記第2カラムアドレスに対応する第2メモリセルにライトデータを出力する第2ドライバと
を含む、半導体記憶装置の動作試験をコンピュータが行う動作試験方法であって、
前記コンピュータは、
前記メモリブロックに含まれる同一ビットの複数のメモリセルのうち、前記第1カラムアドレスに対応するメモリセルに第1テストデータを書き込む第1書き込み工程と、
前記第1書き込み工程によって前記第1カラムアドレスに対応するメモリセルに書き込んだ第1テストデータを読み出す第1読み出し工程と、
前記メモリブロックに含まれる同一ビットの複数のメモリセルのうち、前記第2カラムアドレスに対応するメモリセルに第2テストデータを書き込む第2書き込み工程と、
前記第2書き込み工程によって前記第2カラムアドレスに対応するメモリセルに書き込んだ第2テストデータを読み出す第2読み出し工程と
を実行する、半導体記憶装置の試験方法。
A memory block having a plurality of memory cells for holding data;
A first selection signal for selecting a first column address which is half of column addresses of a plurality of memory cells of the same bit included in the memory block, or of the column addresses of the plurality of memory cells of the same bit; A selection circuit for outputting a second selection signal for selecting the second half of the second column address, when writing test data to the plurality of memory cells, both the first selection signal and the second selection signal; When writing normal data to the plurality of memory cells, a selection circuit that outputs either the first selection signal or the second selection signal;
A first driver that outputs write data to a first memory cell corresponding to the first column address among the plurality of memory cells of the same bit when the first selection signal is at a first level;
A second driver that outputs write data to a second memory cell corresponding to the second column address among the plurality of memory cells of the same bit when the second selection signal is at a first level. An operation test method in which an operation test of a storage device is performed by a computer,
The computer
A first writing step of writing first test data to a memory cell corresponding to the first column address among a plurality of memory cells of the same bit included in the memory block;
A first read step of reading first test data written in the memory cell corresponding to the first column address in the first write step;
A second writing step of writing second test data to a memory cell corresponding to the second column address among a plurality of memory cells of the same bit included in the memory block;
And a second reading step of reading second test data written in the memory cell corresponding to the second column address in the second writing step.
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