JPH0335491A - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JPH0335491A
JPH0335491A JP1169631A JP16963189A JPH0335491A JP H0335491 A JPH0335491 A JP H0335491A JP 1169631 A JP1169631 A JP 1169631A JP 16963189 A JP16963189 A JP 16963189A JP H0335491 A JPH0335491 A JP H0335491A
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  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は半導体メモリのワード線のゲートの信頼性を確
保するため、通常の使用状況より加速してストレスをか
ける技術に関するもので、特にワード線を昇圧している
ダイナミックRAM (以下rDRAMJという。)に
使用されるものである。
(従来の技術) 従来、半導体デバイスの信頼性を確保するために、欠陥
を潜在的に含むデバイスを試験によって除去するスクリ
ーニングが行われている。このスクリーニングには、主
に電界加速、温度加速という手法が用いられている。ま
た、スクリーニング方法としては、前記電界加速及び温
度加速を同時に実現できるバーン・インが多用されてい
る。
なお、このバーン・インは、初期動作不良を起こす可能
性のあるデバイスに対して有効である。
そして、このバーン・インによる半導体メモリ装置のス
クリーニングは、アドレス順にスキャンしてワード線を
順々にアクセスする方法が用いられている。ところが、
バーン・イン時にワード線を順々にアクセスするという
ことは、ワード線に接続されたメモリセルのトランスフ
ァトランジスタについてみると、周辺回路のトランジス
タよりずっと少ない頻度でしか電圧ストレスが印加され
ないことになる。
例えば、4メガDRAMについてみると、ワード線は4
096本あるが、これらのうち1サイクルに選択される
本数は4本のみである。即ち、メモリセルのトランスフ
ァトランジスタの試験は、1024サイクル行うことに
より完了することにへる。従って、メモリセルのトラン
スファトランジスタは、周辺回路のトランジスタに比べ
1024分の1の時間しか電圧ストレスを受けないこと
になる。これは、良品デバイスを劣化させたり、不良品
としないように欠陥デバイスを除去するというスクリー
ニングの趣旨からして好ましいことではない。
さらに、近年のDRAMは、メモリセルのキャパシタ電
極に電源電圧の半分(V、、/2)を印加するのが一般
的となっている。このため、キャパシタ絶縁膜は、膜厚
が薄くても電界の面で緩和されるため、信頼性上問題と
なることが少ない。
これに対し、昇圧された電位(例えば、1.5×v0近
傍)が印加されるトランジスタのゲート酸化膜は、膜厚
が厚くても電界はきついため、信頼性上問題となる可能
性が大きい。よって、このような昇圧された電位が印加
されるトランジスタは、積極的にスクリーニングの対象
にしたいところである。ところが、このような昇圧電位
が印加されるトランジスタには、メモリセルのトランス
ファトランジスタが含まれている。しかも、そのスクリ
ーニングにおいては、前述したように1024サイクル
しないと一巡しないので都合が悪い。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来は、積極的にスクリーニングの対象と
したいメモリセルのトランスファトランジスタには、少
ない頻度でしか電圧ストレスが印加されないという欠点
があった。
そこで、本発明は、メモリセルのトランスファトランジ
スタのストレス加速効率を上げるため、全てのワード線
を一斉に駆動して、1サイクルで又はDC的に全てのト
ランスファトランジスタにストレスを印加できるような
動作モードを設けることを目的とする。
〔発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明の半導体メモリ装置
は、行列状に配置された複数個のメモリセルと、同一行
のメモリセルに接続されるワード線と、同一列のメモリ
セルに接続されるビット線と、全ての又は通常動作時に
選択される本数以上の任意のワード線に、一斉に所望の
電圧ストレスを印加するような手段とを有している。
また、行列状に配置された複数個のメモリセルと、同一
行のメモリセルに接続されるワード線と、同一列のメモ
リセルに接続されるビット線と、ワード線を駆動する信
号に所望の電圧ストレスを与えてやることにより、ワー
ド線の駆動回路を介し、全ての又は通常動作侍に選択さ
れる本数以上の任意のワード線に、一斉に所望の電圧ス
トレスを印加するような手段とを有している。
さらに、行列状に配置された複数個のメモリセルと、同
一行のメモリセルに接続されるワード線と、同一列のメ
モリセルに接続されるビット線と、ワード線の一端に接
続されるワード線の駆動回路と、ワード線の他端に接続
される、全ての又は通常動作時に選択される本数以上の
任意のワード線に一斉に所望の電圧ストレスを印加する
ような手段とを有している。
また、行列状に配置された複数個のメモリセルと、同一
行のメモリセルに接続されるワード線と、同一列のメモ
リセルに接続されるビット線と、ワード線の一端に接続
されるワード線の駆動回路と、ワード線の他端にドレイ
ンが接続されるMOSトランジスタと、各ワード線につ
いてそれぞれ接続された前記MOS)ランジスタのゲー
トを共通して制御し、かつ、前記MOSトランジスタの
ソースを共通して制御することにより、全てのワード線
に一斉に所望の電圧ストレスを印加するような手段とを
有している。
また、前記ビット線に所望の電圧を印加するような手段
を設けるのも良い。
そして、前記電圧ストレスは、AC的又はDC的に印加
されるというものである。また、前記半導体メモリ装置
は、リフレッシュ動作を必要とするダイナミックRAM
である場合、−層効果的である。
(作用) 本発明によれば、全ての又は通常動作時に選択される本
数以上の任意のワード線に、一斉に所望の電圧ストレス
を印加するような手段を有している。即ち、全てのワー
ド線を一斉に駆動し、かつ、十分な電圧ストレスをAC
的又はDC的に印加してやることにより、1サイクルで
スクリーニングを行うことができる。
また、ワード線を駆動する信号に所望の電圧ストレスを
与えてやることにより、ワード線の駆動回路を介し、全
ての又は通常動作時に選択される本数以上の任意のワー
ド線に、一斉に所望の電圧ストレスを印加するような手
段を有している。
即ち、ワード線を駆動する信号のノードに外部から電圧
ストレスをAC的又はDC的に与えることができるため
、全てのワード線を一斉に駆動して、1サイクルでスク
リーニングを行うことができる。
さらに、全ての又は通常動作時に選択される本数以上の
任意のワード線に、ワード線の駆動回路を介すことなく
、一斉に所望の電圧ストレスを印加するような手段を有
すれば、効果的である。
また、ワード線の一端にはワード線の駆動回路を設け、
又その他端にはドレインが接続されるMOS)ランジス
タを設けることにより、各ワード線についてそれぞれ接
続された前記MOS)ランジスタのゲートを共通して制
御し、かつ、前記MOS)ランジスタのソースを共通し
て制御して、全てのワード線に一斉に所望の電圧ストレ
スを印加するような手段を有している。これにより、全
てのワード線が一斉に駆動でき、1サイクルでスクリー
ニングを行うことができる。
また、前記ビット線に所望の電圧を印加するような手段
を設ければ、効果的である。
なお、前記半導体メモリ装置が、リフレッシュ動作を必
要とするダイナミックRAMであれば、さらに効果的で
ある。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第1図は本発明の第1の実施例に係わる半導体メモリ装
置を示すものである。ここで、l〜9はトランスファゲ
ート、lO〜13は昇圧のバリアとなるMOSトランジ
スタ、14はビット線プリチャージ用のMOSトランジ
スタ、15はメモリセルのトランスファトランジスタ、
1Gはメモリセルの記憶キャパシタ、17は昇圧用MO
Sキャパシタ、18及び19はボンデイングバヅド、2
0及び21はNORゲート、22はノード、WL Os
  (m = 1.2.3゜4)は第1のワード線、W
L、(n=1.2,3゜4・・・)は第2のワード線、
BL、はビット線をそれぞれ表している。また、φBO
OTは昇圧信号、φいはトランスファゲート 9のオン
信号、φ8.はワード線を駆動する信号である。
この実施例は、メモリセルのワード線を選択する駆動回
路に本発明を適用したものである。即ち、ノード22に
は、通常動作時に使用されることがないポンディングパ
ッド18が接続されている。また、ノード22と、第1
のワード線WLO。
(m−1,2,3,4)との間にはトランスファゲート
 1〜4が接続されている。第1のワード線WLOI 
と、第2のワード線WL、(n”1,213.4・・・
)との間にはトランスファゲート 5〜8が接続されて
いる。そして、このトランスフアゲ−)1〜8のゲート
にはアドレスA。−A、による制御信号が入力する。こ
れにより、半導体メモリ装置の通常動作時には、トラン
スファゲート 1〜8が選択的にオン状態となるように
制御される。
さらに、第2のワード線WL、には、メモリセルのトラ
ンスファトランジスタ15のゲートが接続されている。
トランスファトランジスタ15のソースには記憶キャパ
シタ17の一方の電極が接続されている。記憶キャパシ
タ1Bの他方の電極には基準電圧v、Lが印加される。
また、トランスファトランジスタ15のドレインにはビ
ット線BL、が接続されている。このビット線BL、は
、ビット線プリチャージ用のMOS)ランジスタ14の
ドレインに接続されている。さらに、このMOSトラン
ジスタ14のゲートにはプリチャージ信号φPRIIが
入力する。MOS)ランジスタ14のソースは、通常動
作時に使用されることがないボンデイングバ・ソト19
に接続されている。
このような半導体メモリ装置は、通常動作時においては
、選択されるワード線の本数がアドレスA。−A1によ
り制御される。しかし、スクリニングにおけるストレス
印加モードにおいては、トランスファゲート i〜4の
全てがオンするように、アドレスA。−A1が制御され
る。また、第1のワード線WLO,(m−1,2,3,
4)から第2のワード線W L 、  (n −1、2
、3、4−)へのトランスファゲート 5〜8も全てオ
ンするように、アドレスA2〜A、が制御される。なお
、トランスファゲート l〜8の全てをオンさせるには
、NORゲート20及び21に入力するアドレスA、−
A、を真補共に’LOW’にすることで実現できる。
ところで、本発明のストレス印加モードでは、トランジ
スタ l〜8を全てオン状態にさせ、全てのワード線が
一斉に駆動される。しかし、ワード線を昇圧するキャパ
シタ17の容量CBOOTは、通常動作時に選択される
ワード線を駆動するのに足る容量しか用意していない。
このため、この昇圧された電位のみでは、全てのワード
線を駆動するのに不十分であり、通常の駆動回路につい
てのスクリーニングには使えない。そこで、本発明では
、ノード22に、この半導体メモリ装置の通常動作時に
使用されることがないポンディングパッド18を接続し
ている。そして、ノード22に前記ポンディングパッド
18から所望の電圧ストレスを与えてやる。これにより
、全てのワード線を直ちに駆動させることができる。
また、前記ノード22と同様、ビット線プリチャージ用
信号線Vatに、通常動作時に使用しないポンディング
パッド19を接続する。そして、このポンディングパッ
ド19に所望の電圧(例えば接地電圧Vl、)を与えて
やる。これにより、ビット線BL、には前記所望の電圧
を与えることができる。
さらに、ノード22には、ポンディングパッド18から
DC(直流)的に電圧ストレスを与えてやることができ
る。ところが、ノード22及び第1のワード線WLO,
,間、第1のワード線WLO,及び第2の゛ワード線W
L、間のトランスファトランジスタ 1〜8のゲートは
フローティングである。
このため、リークによりレベルが下がり、ノード22に
与えたDC的な電圧ストレスがワード線部分では時間と
共に下がっていく可能性がある。そこで、このような場
合を避けるために、ノード22には電圧ストレスをAC
(交流)的に与えてやることもできる。
このような半導体メモリ装置によれば、全ワド線に対す
る選択されるワード線の比率を大きくすることができる
。即ち、4メガDRAMの4096本あるワード線のう
ち4本しか選択されないような従来のバーン・イン等の
加速方法に比べ、ワード線のストレス印加効率を100
0〜2000倍に向上させることができる。これにより
、ストレス時間が1000〜2000分の1になり、昇
圧電位が印加されるメモリセルのトランスファトランジ
スタのスクリーニングの効率を飛躍的に向上させること
ができる。また、ダイソート時において、不良トランス
7アゲートを予め弾き出しておき、これを冗長性(Re
dundancy)を導入することにより救済させるこ
ともできる。さらに、アセンブリ後のバーン・イン時間
を短縮して、テスト効率を上げることも可能になる。
また、ダイソートテストとは別に、一定時間ストレスを
印加する過程を挿入して弱いトランスファトランジスタ
を予め弾き出した後、ダイソートを行うようにしてもよ
い。この場合、ダイソート中にはストレスを印加しない
ので、テスタを止める必要がなく、設備の有効な活用が
はかれる。
しかも、冗長性の導入による救済や、アセンブリ後のバ
ーン・イン時間の短縮も可能である。
第2図は本発明の第2の実施例に係わる半導体メモリ装
置を示したものである。なお、前記第1の実施例と同一
の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。ま
た、23〜25はMOSトランジスタ、2B及び27は
ポンディングパッド、WLI 、WL、及びWL、はワ
ード線をそれぞれ表している。
この実施例では、メモリセルのワード線の一端に接続さ
れる駆動回路とは反対側のワード線の他端に本発明を適
用したものである。即ち、各ワード線WL、 、WL、
 、WL、の他端には、それぞれMOSトランジスタ2
3.24.25のドレインが接続されている。このMO
Sトランジスタ23.24.25のゲートは共通に接続
されており、通常動作時に使用されることがないポンデ
ィングパッド26に接続されている。また、MOSトラ
ンジスタ23.24.25のソースも共通に接続されて
おり、通常動作時に使用されることがないポンディング
パッド27に接続されている。
このような半導体メモリ装置において、ポンディングパ
ッド27にはストレス電圧(以下r V stJと略記
する。)を与える。また、ポンディングパッド2Bニハ
Vsv+Vro+  (MOS ト5>ラスタ28〜2
5の閾値電圧、以下同じ。)以上の電圧vGを与える。
そして、MOSトランジスタ23〜25をオンさせるこ
とにより、全てのワード線(WL、。
WL、 、WL、等)に所望の電圧ストレスを加える。
また、前記第1の実施例と同様に、ポンディングパッド
19に所望の電圧(例えば接地電圧V6.)を与えるこ
とにより、ビット線BL、には前記所望の電圧を与えて
やることもできる。
なお、この実施例では、電圧ストレスをAC的にも、又
DC的にも印加することができる。時間的に効率よく加
速するという観点からすれば、DC的なものが望ましく
、又簡単である。また、ポンディングパッド26には電
圧V。としてv、7+v7□、ポンディングパッド27
には電圧vsとしてVStが印加されるが、各MOS)
ランジスタ23〜25のゲートには、通常のワード線の
駆動回路のトランスファゲートと同等の電圧が印加され
る。
即ち、MOSランジスタ23〜25のゲートは信頼性上
問題となることがない。ところで、通常動作時において
、MOSトランジスタ23〜25は、当然にオフ状態と
なるよう制御される。
また、MOS)ランジスタ23〜25のゲート酸化膜が
心配であれば、第3図(a)及び(b)に示すような方
法でスクリーニングを行うこともできる。まず、ポンデ
ィングパッド2Bに電圧VGとして、例えばVcc(1
源電圧、以下同じ。)を印加する。次に、ポンディング
パッド27に電圧VSとしてVSTを印加する。この段
階で、ワード線WLI 、WLI 、WL、等がV C
CV THIまで上昇するのを待つ。この後、ポンディ
ングパッド26に電圧V。としてV ST+ V T)
11以上を印加する。
このようにすれば、問題のMOS)ランジスタ23〜2
5ノケート酸化膜L V ST + V 7H1以上の
電圧VGが直接印加されるのを防ぐことができる。
第4図は本発明の第3の実施例に係わる半導体メモリ装
置を示したものである。なお、前記第2の実施例と同一
の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。ま
た、28〜30はMOS)ランジスタ、31はポンディ
ングパッドをそれぞれ表している。
この実施例は、通常動作時における劣化を極力回避する
のに大変有効なものである。即ち、各MOSトランジス
タ23〜25のソースには、それぞれMOSトランジス
タ28〜30のドレインが接続されている。MOSトラ
ンジスタ28〜30のゲートは共通に接続されており、
通常動作時に使用されることがないポンディングパッド
31に接続されている。また、MOSトランジスタ28
〜30のソースも共通に接続されており、通常動作時に
使用されることがないポンディングパッド27に接続さ
れている。
このような半導体メモリ装置では、ストレス印加の際に
は、ポンディングパッド2B、31に与える電圧v。1
、vo2ハ、共に、V ST+ V T112(MOS
トランジスタ23〜25.28〜30の閾値電圧、以下
同じ。)以上を与えるようにする。また、通常動作時に
は、例えばポンディングパッド2Bに電圧vGIとして
VCCs又ポンディングパッド311.:’ffi圧V
G2としてVss(例えば接地電位)を与えるようにす
る。これにより、MOSトランジスタ28〜30のドレ
インは、vcc−vTH2に充電される。即ち、MOS
トランジスタ28〜30のゲート酸化膜にはV cc 
 V TH2(V ssが接地電位の場合)の電位が印
加されることになる。また、MOSトランジスタ23〜
25のゲート酸化膜には、V BOOT (昇圧された
ワード線の電位)  Vccが印加されることになり、
信頼性上の懸念を取り除くことができる。
なお、非選択のワード線に接続されたMOSトランジス
タ23〜25のゲート酸化膜に印加される電圧は、VC
Cであるため問題がない。
このような前記第2及び第3の実施例に示した半導体メ
モリ装置においても、前記第1の実施例に示した半導体
メモリ装置と同様の効果がある。
なお、前記第2及び第3の実施例におけるMOS)ラン
ジスタ23〜25.28〜30の寸法は、あるワード線
でストレスによる酸化膜破壊が起こり、リークによりレ
ベルが低下しても他のワード線に印加する電圧ストレス
に影響がでないような範囲に設定することが望ましい。
このようにすれば、1ケ所の破壊により、他の加速がで
きなくなるという事態を回避できる。
また、前記第1乃至第3の実施例においては、通常動作
時に使用することがないポンディングパッドから所定の
電圧を印加したが、通常動作モードと、ストレス印加モ
ードとでポンディングパッドの役割を切り替える手段を
設けることにより、通常動作時に使用するようなポンデ
ィングパッドで兼用することも可能である。
[発明の効果] 以上、説明したように、本発明の半導体メモリ装置によ
れば、次のような効果を奏する。
ワード線を駆動する信号の大水のノードに、通常動作時
に使用することがないポンディングパッドを接続し、こ
のポンディングパッドから所望の電圧ストレスを与えて
いる。即ち、前記ノードと、メモリセルが接続される各
ワード線との間にある全ての又は通常動作時に選択され
る以上のトランスファゲートをオンにすることで、全て
の又は通常動作時に選択される本数以上の任意のワード
線に、一斉に所望の電圧ストレスをAC的又はDC的に
印加することができる。
また、ワード線の一端にはワード線の駆動回路を接続し
、ワード線の他端には全ての又は通常動作時に選択され
る本数以上の任意のワード線に、一斉に所望の電圧スト
レスを印加するような手段を設けることにより、前記ワ
ード線の駆動回路を介すことなく、全ての又は任意のワ
ード線に、一斉に所望の電圧ストレスを印加することが
でき、1サイクルでスクリーニングを行うことができる
これにより、全ワード線に対する選択されるワード線の
比率が大きくなり、従来のバーン・イン等の加速方法に
比べ、ワード線のストレス印加効率を1000〜200
0倍に向上させることができる。このため、昇圧電位が
印加されるメモリセルのトランスファトランジスタのス
クリーニングの効率を飛躍的に向上させることができる
。また、ダイソート時において、不良トランスファゲー
トを予め弾き出しておき、これを冗長性を導入すること
により救済させることもできる。さらに、アセンブリ後
のバーン・イン時間を短縮して、テスト効率を上げるこ
とも可能になる。
また、ダイソートテストとは別に、一定時間ストレスを
印加する過程を押入して弱いトランスファトランジスタ
を予め弾き出した後、ダイソートを行うようにすれば、
ダイソート中にはストレスを印加しないので、テスタを
止める必要がなく、設備の有効な活用がはかれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係わる半導体メモリ装
置を示す回路図、第2図は本発明の第2の実施例に係わ
る半導体メモリ装置を示す回路図、第3図は前記第2図
の半導体メモリ装置を説明するためのタイミング図、第
4図は本発明の第3の実施例に係わる半導体メモリ装置
を示す回路図である。 l〜8・・・トランスファゲート、15・・・メモリセ
ルのトランスファトランジスタ、16・・・メモリセル
の記憶キャパシタ、18.19・・・ポンディングパッ
ド、22・・・ノード、23〜25.28〜30・・・
MOSトランジスタ、WLO,(m−1,2,3,4)
−第1のワード線、WL、(n−1,2,3,4−=)
−第2のワード線、BL、・・・ビット線。 第 2 図 G s >Vst * VTHI 第 図

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)行列状に配置された複数個のメモリセルと、同一
    行のメモリセルに接続されるワード線と、同一列のメモ
    リセルに接続されるビット線と、全ての又は通常動作時
    に選択される本数以上の任意のワード線に、一斉に所望
    の電圧ストレスを印加するような手段とを具備した半導
    体メモリ装置。
  2. (2)行列状に配置された複数個のメモリセルと、同一
    行のメモリセルに接続されるワード線と、同一列のメモ
    リセルに接続されるビット線と、ワード線を駆動する信
    号に所望の電圧ストレスを与えることにより、ワード線
    の駆動回路を介し、全ての又は通常動作時に選択される
    本数以上の任意のワード線に、一斉に所望の電圧ストレ
    スを印加するような手段とを具備した半導体メモリ装置
  3. (3)行列状に配置された複数個のメモリセルと、同一
    行のメモリセルに接続されるワード線と、同一列のメモ
    リセルに接続されるビット線と、ワード線の一端に接続
    されるワード線の駆動回路と、ワード線の他端に接続さ
    れる、全ての又は通常動作時に選択される本数以上の任
    意のワード線に一斉に所望の電圧ストレスを印加するよ
    うな手段とを具備した半導体メモリ装置。
  4. (4)行列状に配置された複数個のメモリセルと、同一
    行のメモリセルに接続されるワード線と、同一列のメモ
    リセルに接続されるビット線と、ワード線の一端に接続
    されるワード線の駆動回路と、ワード線の他端にドレイ
    ンが接続されるMOSトランジスタと、各ワード線につ
    いてそれぞれ接続された前記MOSトランジスタのゲー
    トを共通して制御し、かつ、前記MOSトランジスタの
    ソースを共通して制御することにより、全てのワード線
    に一斉に所望の電圧ストレスを印加するような手段とを
    具備した半導体メモリ装置。
  5. (5)前記ビット線に所望の電圧を印加するような手段
    を具備したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
    1項に記載の半導体メモリ装置。
  6. (6)前記電圧ストレスは、AC的に印加されることを
    特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導
    体メモリ装置。
  7. (7)前記電圧ストレスは、DC的に印加されることを
    特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導
    体メモリ装置。
  8. (8)前記半導体メモリ装置は、リフレッシュ動作を必
    要とするダイナミックRAMであることを特徴とする請
    求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体メモリ装置
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