JPH04211160A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH04211160A
JPH04211160A JP3052527A JP5252791A JPH04211160A JP H04211160 A JPH04211160 A JP H04211160A JP 3052527 A JP3052527 A JP 3052527A JP 5252791 A JP5252791 A JP 5252791A JP H04211160 A JPH04211160 A JP H04211160A
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JP
Japan
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data
memory cell
output
circuit
cell array
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JP3052527A
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English (en)
Inventor
Tomohisa Wada
知久 和田
Shuji Murakami
修二 村上
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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】
[0001]
【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置に関す
るもので、特にその動作をテストするテスト時間を短縮
することができる半導体記憶装置に関するものである。 [0002]
【従来の技術】図5は一般的なCMO8型スタテスタテ
ィックランダムアクセスメモリ構成を示すブロック図で
ある。図5を参照して、CMO3型スタテスタティック
ランダムアクセスメモリSRAMと略す)は、メモリセ
ルを行、列方向に2次元的に配置したメモリセルアレイ
1と、メモリセルアレイ1内のセルを行方向に選択する
Xデコーダ31と、メモリセルアレイ1内のセルを列方
向に選択する信号をマルチプレクサ3に送るXデコーダ
32とを含む。マルチプレクサ3を通して伝送されたメ
モリセルのデータはセンスアンプ4によって感知され、
増幅される。センスアンプ4により増幅されたデータは
SRAM30の外部へ出力バッファ回路10を介して伝
達される。マルチプレクサ3にはまた書込データをメモ
リセルへ伝達する書込回路12が設けられている。書込
回路12へは、データ人力バッファ15からデータが伝
送される。出力バッファ回路10およびデータ人力バッ
ファ15は共にデータ入出力ピン16に接続され、この
ピン16を介してチップ外部とデータのやりとりが行な
われる。 [0003]Xデコーダ31およびXデコーダ32の入
力信号はそれぞれXアドレスバッファ43およびXアド
レスバッファ44によって作られる。Xアドレスバッフ
ァ43およびXアドレスバッファ44へのデータはXア
ドレス入力ピン45およびYアドレス入力ピン46によ
って入力される。SRAM30には、さらにSRAM3
0のチップ動作状態を選択/非選択のいずれかに切換え
る信号を入力するチップセレクト入力ピン17と、チッ
プの読出/書込状態を制御する信号が入力される読出/
書込制御入力ピン18と、チップセレクト入力信号と読
出/書込制御入力信号を受けて、チップ内部を制御する
ための読出/書込制御回路19が設けられている。 [0004]図5においては、同時に4つのデータを処
理する4ビツト構成のSRAM30が示されている。そ
のためメモリセルアレイ1は4つのサブアレイに分割さ
れており、それぞれにl101、l102、l103、
l104と名付けられている。センスアンプ4、書込回
路12、出力バッファ10、データ人力バッファ15お
よびデータ出力ピン16はそれぞれ4組設けられており
、それぞれが上記4つのサブアレイに対応している。 [00051次に従来のSRAM30の動作について説
明する。Xアドレス入力信号がXアドレス入力ピン45
を介してXアドレスバッファ43に入力され、その出力
信号がXデコーダ31によってデコードされ、メモリセ
ルアレイ1の中の1本の行が選択される。同様にYアド
レス入力信号がYアドレス入力ピン46を介してXアド
レスバッファ44に入力される。その出力信号がXデコ
ーダ32によってデコードされ、各サブアレイ中の1本
の列がマルチプレクサ3によって選択される。 [0006]チップセレクト入入力対がチップセレクト
入力ピン17を介して入力され、チップが選択モードに
されると、SRAM30への読出/書込動作が可能とな
る。読出/書込制御入力ピン18を介して信号が入力さ
れ、読出モードが選択されると、読出/書込制御回路1
9によってセンスアンプ4、データ入出力バッファ10
が活性化される。書込回路12、データ人力バッファ1
5が非活性化される。Xデコーダ31によって選択され
た打上のメモリセルのうち、Xデコーダ32によって選
択された列上のメモリセルのデータがマルチプレクサ3
を通してセンスアンプ4に伝達され、そのデータがセン
スアンプ4によって増幅される。そのデータが出力バッ
ファ10に伝えられ、出力バッファ10によってSRA
M30のデータ入出力ピン16に出力される。 [0007] これとは逆に読出/書込制御入力ピン1
8を介して書込モード信号が入力されると、読出/書込
回路19によってセンスアンプ4、データ入出力バッフ
ァ10が非活性化される。書込回路12およびデータ人
力バッファ15が活性化される。読出モードと同様に、
選択されたメモリセルにデータ入出力ピン16のデータ
がデータ人力バッファ15および書込回路12を通して
伝達され、メモリセルにデータが書込まれる。 [0008]チツプセレクト入力ピン17に非選択モー
ド信号が入力されると、読出/書込制御入力ピン18の
状態にかかわらず、センスアンプ4、書込回路12、デ
ータ出力バッファ10およびデータ人力バッファ15が
すべて非活性化される。そのため、読出、書込の両動作
とも禁止される。 [00091次にメモリセルまわりの回路構成について
詳しく説明する。図6は典型的なSRAMの1つのサブ
アレイ中の回路構成を示した図であり、図5の■で表わ
した部分に対応する。複数の入力を持つANDゲートが
複数個配置されることによってXデコーダ31が構成さ
れている。マルチプレクサ3は複数個のNチャネルMO
8FETを含む。メモリセル20はXデコーダ31の出
力信号線、すなわち行選択線(ワード線)22と、ビッ
ト線対21に接続されている。メモリセルアレイ1の中
には、ビット線21の電位を所定の電位にクランプする
ビット線クランプ回路(ビット線負荷)23が設けられ
ている。 [0010]Xアドレス入力信号が最終的にXデコーダ
31によりデコードされ、多数あるワード線22のうち
1本が選択され、メモリセル20がビット線21に接続
される。Yアドレス入力信号が最終的にYデコーダ32
によりデコードされ、マルチプレクサ3により、ビット
線対21の内の1対がセンスアンプ4および書込回路1
2と接続される。その結果、Xアドレス入力信号および
Yアドレス入力信号により指定された1つのメモリセル
20のデータの読出またはデータの書込が行なわれる。 [00111図5および図6に示したようなSRAM3
0に対して良品/不良品を判断するためにテストが必要
になる。このテストを行なうとき、図に示したSRAM
は4つのデータ入出力ピン16を有するため、同時に4
ビツトのメモリセルのテストを行なうことができる。 [0012] このようなSRAMの動作等の詳細につ
いてはたとえば米国特許第4,542,486号、第4
゜161.040号に記載されている。 [0013]成る1つのテスト方法によれば、この4ビ
ツトのメモリセルに4つの同一データが書込まれ、その
同一のデータを読出してテストが行なわれる。このとき
4つの同時にテストされるメモリセルのデータは等しい
ので、読出動作によりチップのデータ入出力ピン16に
現われたデータを個別にチエツクしなくても、4つのセ
ンスアンプ4の出力として同一のデータが読出されたか
どうかをチエツクすることによりテストすることができ
る。このようなテスト方法はたとえば、米国特許4,4
64.750.4,654,849、特公昭57−17
9997号公報および特公昭61−51700号公報等
に記載されている。 [0014]図7はSRAMが大容量になった時に、メ
モリセルアレイ1が複数のブロックに分割された場合の
状態を示す図である。図中(1)が図5に示したメモリ
セルアレイ1に対応するものであり、 (2)に示した
ものがこれを2分割にした場合の例を示すものである。 メモリ容量(メモリセルの数)が(1)の場合と(2)
の場合で同じなので、ワード線22の長さが1/2にな
る。通常ワード線22は抵抗体で形成されているので、
ワード線22の抵抗は1/2になる。また1本のワード
線22上のメモリセル20の数が1/2になるので、ワ
ード線22が駆動する容量が1/2となる。その結果、
メモリセル20の書込、読出に対する遅延時間を示すC
R(抵抗・容量積)が1/4となり、メモリセル20の
選択速度が速くなり、高速化に有利となる。またSRA
Mのメモリセル20は、選択されたとき(ワード線22
の電位がHになったとき)に多量の電流を消費する。図
7の(2)に示すように、メモリセルアレイ1を分割す
ることにより、1度に選択するメモリセル20の数を1
/2とすることができる。その結果、メモリセルアレイ
1の消費電力が低減される。したがって、メモリセルア
レイ1が多ブロックに分割されても、1つのブロック内
の1本のワード線しか選択されないのが一般的である。 [00151図8は上に述べた、メモリセルアレイのブ
ロック1が2つ以上台まれたSRAMの出力信号を取扱
う部分を示したブロック図である。図8においては、簡
単のため、データ人力バッファ15、書込回路12、X
アドレスバッファ43、Xアドレスバッファ44および
Yデコーダ32などは省略されている。 [0016]通常このようにメモリセルアレイ1が複数
のブロックに分割された場合においては、メモリセルア
レイ1のテストもブロックごとに順次行なわれる。これ
は先に述べたように、消費電流を低減するために、使用
されていないメモリセルブロックは非選択状態になるか
らである。すなわち、テストが行なわれていないメモリ
セルブロックは通常待機状態にある。この内容を次に具
体的に説明する。 [00171図8を参照して、メモリセルアレイ1はメ
モリセルアレイブロックAとメモリセルアレイブロック
B等に分割されている。また各メモリセルアレイブロッ
クA、 Bに接続されたセンスアンプ4a、4bは、そ
れぞれトランスファゲート41a、41bを介してデー
タ出力線に接続され、各々のデータ出力線は出力バッフ
ァ回路10を介してデータ入出力ピン16に接続されて
いる。データ出力線はデータチエツク回路5に接続され
、データチエツク回路5からの出力はチエツクデータ出
力ピン24を介してチップ外部に出力される。 [0018]メモリセルアレイブロツクAがテストされ
ている場合について説明する。このときブロックセレク
タBS1によりブロックAのセンスアンプ4aがトラン
スファゲート41aを介して出力バッファ10およびデ
ータチエツク回路5に接続される。ブロックAのテスト
が終了した後に、ブロックセレクタBS1によりブロッ
クAのセンスアンプ4aは切離される。そしてこれに代
わってブロックBのセンスアンプ4bがトランスファゲ
ート41bを介してデータチエツク回路5および出力バ
ッファ10に接続される。 [0019] このようなSRAMの多ブロツク分割に
ついてはたとえば、IEEE  Journal  o
f  5o1id−state  C1rcuits、
Vol、5C−22,No、5 ;0ctober、1
987 ”A34−ns  IMbit  CMO8S
RAM  Using  Triple  Po1ys
ilicon”Iこ記載されている。
【0020】なおブロックセレクタ信号BSI、BS2
は図示のないテストモード選択回路から出力される。 [0021]次に図9を参照して具体的なテストの方法
について説明する。図9はテストデバイスをLSIメモ
リテスタ35によってテストする状態を模式的に示した
図である。図9を参照して、LSIメモリテスタ35は
所定の入力信号をテストデバイスに出力する入力信号出
力部36と、テストデバイスからの出力信号を入力信号
と比較してテストデバイスの良否を判定する出力信号判
定部37とを含む。LSIメモリテスタ35からテスト
デバイスに入力信号(アドレス信号、コントロール信号
を含む)が入力される。テストデバイスが出力されると
思われる期待値と、本当のテストデバイスの出力信号と
が比較され、テストデバイスが正常に機能しているかど
うかが判定される。図8のSRAM30がテストデバイ
スとされたときには、次のようにして判定が行なわれる
。データチエツク回路5は排他的論理和回路である。 各センスアンプ4a、4bからの出力データは本来一致
するはずであるから、これらのデータのすべてが一致し
ない場合にのみデータチエツク回路5はSRAMが不良
であると判断し、チエツクデータ出力ピン24にFAI
L信号としてLが出力される。 [0022]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体記憶装置
は以上のように構成されていた。複数のメモリセルアレ
イブロックに対してデータチエツク回路5は1つしか設
けられていなかった。しかって、複数のメモリセルアレ
イのブロックについてその良品/不良品を判断するには
、メモリセルアレイのブロックごとにシーケンシャルに
テストをする必要があった。この状態を図10を参照し
て説明する。すなわち、1つのメモリセルアレイのブロ
ックのチエツク時間がTo とすると、たとえばメモリ
セルアレイが16のブロックに分かれていた場合は、図
に示すようにテスト時間としてT= 16 X Toだ
けかかる。すなわち、大容量のメモリはどメモリセルア
レイ1のブロック数が多いため、テスト時間が増大し、
製造コストが増大するという問題点があった。 [0023] この発明は上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、大容量の半導体記憶装置にお
いて、その良品/不良品のテストにかかる時間を短縮す
ることができる半導体記憶装置を提供することを目的と
する。 [0024]
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
記憶装置は、各々がメモリセルのアレイを含む複数のブ
ロックと、各複数のブロックの各々に設けられ、各ブロ
ック内のメモリセルに書込まれたデータが正常に読出さ
れるか否がかを判定するためのメモリセル動作判定手段
と、少なくとも2つ以上の前記メモリセル動作判定手段
を同時に作動させる同時判定手段とを含む。 [0025]
【作用】メモリセル判定手段が複数のメモリセルアレイ
のブロックの各々に設けられ、少なくとも複数のメモリ
セルアレイブロックの動作が同時に判定される。 [0026]
【発明の実施例】以下、この発明の一実施例を図を参照
して説明する。図1はこの発明の一実施例を示す半導体
記憶装置の要部を示すブロック図である。図1は従来の
技術で述べた図8に対応する。図8と同一または対応す
る部分については同一符号を付してその説明は省略する
。図1を参照してこの発明にかかる半導体記憶装置は、
複数のメモリセルアレイブロックA、Bの各々のセンス
アンプに接続されたデータチエツク回路5と、データチ
エツク回路5の出力と所定のデータチエツクを行なうこ
とを示す信号BSBIバー、B5B2バー(図中ではB
SBI、B5B2の上に線を引いたもので表わす)の入
力に応答して対応するメモリセルアレイブロックA、 
Bが良品または不良品であることを示す信号FAILを
出力するチエツクデータコントロール回路6とを含む。 この発明にかかる半導体記憶装置においては、それぞれ
のメモリセルアレイブロックごとに設けられたチエツク
データ出力信号を入力し、その信号に応じてSRAM3
0全体としての製品の良品/不良品を示す信号を出力す
る論理和回路27とを含む。 [0027]論理和回路27は、電源電位Vccに接続
された抵抗7と、抵抗7と接地電位に接続され、各々の
メモリセルアレイブロックA、Bのチエツクデータコン
トロール回路6からの信号に応答して動作するMO3F
ET8a、8bとを含む。論理和回路27からの出力は
バッファ回路11を介してチエツクデータ出力ピン24
から外部へ出力される。 [00281次に図1に示したSRAMの動作について
説明する。図1に示したSRAM30においても、通常
の読出/書込等を行なう通常動作モードと、データチエ
ツク回路5を使用するテストモードとが設けられる。テ
ストモードにおいては、データチエツク回路5を使用し
てデータのチエツクが行なわれる。図1で示したように
メモリセルアレイブロックA、Bごとにデータチエツク
回路5を設ければ、複数のブロックが同時にチエツクさ
れ得る。全体でたとえばブロックが16ある場合に、従
来方式では図10に示したように16のブロックをシー
ケンシャルにテストすることが必要であるが、2ブロツ
クずつ同時に活性化してテストすれば、見かけ上8回の
シーケンシャルテストをすればよいことになる。その結
果、テスト時間は図3に示すように従来の場合の1/2
に短縮され得る。また、4ブロック内時にテストすれば
、4回のシーケンシャルとなりテスト時間は4分の1に
なる。 [0029]テストモードにおいては、図示のないテス
トモード選択回路から対応するメモリセルアレイブロッ
クA、Hのチエツクを行なうことを示す信号B5Al、
B5A2等の信号が非選択状態にされ、トランスファゲ
ート41a、41bがOFFされる。同時に図示のない
テストモード選択回路から対応するブロックを活性化す
るための信号BSBIバー、B5B2バーとが出力され
る。この信号B5B1バー、B5B2バーが“L″(活
性化)されることにより、当該メモリセルアレイブロッ
クA、Bが選択される。チエツクデータコントロール回
路6からのチエツク結果の出力が論理和回路27に伝送
され、バッファ回路11を介してチエツク結果がチエツ
クデータ出力ピン24から出力される。 [00301次に具体的なチエツク内容について説明す
る。たとえば今メモリセルアレイブロックAがチエツク
されるとする。まずトランスファゲート41aが非選択
され、信号B5B1バーが“LI+として出力される。 データ入出力ピン16、データ人力バッファ15および
書込回路12を介してメモリセルアレイブロックAに同
一のデータが予め書込まれている。データチエツク回路
5はEXNOR回路で構成されており、それぞれのメモ
リセルからの出力データが同一であるときのみ“H1+
の信号を出力する。したがって、メモリセルアレイブロ
ックAが正常な場合には、同一のデータが出力されるた
めデータチエツク回路5の出力信号は“H1+になる。 信号B5B1バーとデータチエツク回路5からの出力信
号がチエツクデータコントロール回路6に入力される。 チエツクデータコントロール回路6はNOR回路で構成
されている。メモリセルアレイブロックAが正常な場合
には、BSBIバーからの信号がLl+でチエツクデー
タコントロール回路6への入力信号は“H”′であるた
め、チエツクデータコントロール回路6からの出力信号
FAIL1はll L llになる。この信号がMO3
FET8aをOFFするため、ノードNaの電位は“H
1+となる。その結果、チエツクデータ出力ピン24か
ら信号“L′′が出力される。 [00311複数のブロックA、Bがチエツクされる時
は次のように行なわれる。論理和回路27には、複数の
メモリセルアレイブロックA、Bからのチエツクデータ
が入力され、同時にチエツクされるメモリセルアレイブ
ロックA、 Bが正常な場合は、それぞれのノードNa
、Nbの電位はすべて“H′”となる。その結果、チエ
ツクデータ出力ピン24からの信号は“L”′となり、
そのデータがチエツクデータ出力ピン24を介して外部
へ出力される。その結果、チエツクされたメモリセルア
レイブロックA、Bは正常であると判断される。 [0032] これに対し、たとえばメモリセルアレイ
ブロックAが不良品の場合は次のようになる。すなわち
、データチエツク回路5の出力信号はメモリセルアレイ
ブロックA内のメモリセル20が1つでも不良であれば
、“Ll+の信号が出力される。その結果、チエツクデ
ータコントロール回路6からの出力信号は“H1+にな
り、MO8FET8はONする。その結果、チエツクデ
ータ出力ピン24からの信号が“HI+となり、チエツ
クされたメモリセルアレイブロックAは不良とされる。 [0033]なおここでチエツクされる複数のメモリセ
ルアレイブロックA、Bの信号を同時に判断する回路と
して論理和回路27を用いた。この回路は複数の出力信
号を同時に判断できればよいのであるため、特に論理和
回路に限定する必要はなく、たとえば次のようにしても
よい。 [0034]すなわち、各ブロックのチエツクデータコ
ントロール回路6の出力信号をそのままチップ外部に出
力するとか、部分的にチエツクデータコントロール回路
の出力の論理和をとり、それをチップ外部へ出力すると
か、図2に示すように、チップ外部へチエツクデータコ
ントロール回路6の出力を出してもよい。 [0035]次に図2に示す内容について説明する。図
2は、図1の点線で囲んだ部分を示し、各ブロック毎に
設けられたチエツクデータコントロール回路6以降の部
分を示す模式図である。n個あるデータコントロール回
路6の出力の1つがコントロール信号により選択され、
その信号が外部へ出力される。 [0036]さらに本実施例ではデータチエツク回路5
がEXNOR回路で構成され、メモリセルアレイブロッ
クA、 Bの出力データ同士をチエツクしている。これ
に対し、データチエツク回路5の入力をもう1本増やし
、そこにデータの期待値を入れて、メモリセルアレイブ
ロックA、 Bの良/不良を判定してもよい。こうすれ
ば、メモリセルアレイブロックA、Bを構成しているす
べてのメモリセルアレイ20が不良であるときにも良品
であると判断される問題が生じない。 [0037]次に本発明の他の適用例について説明する
。一般に半導体記憶装置はその良品/不良品を判断する
ために、高温、高電圧によるバーインテストが行なわれ
る。一般に半導体記憶装置の故障等の時間依存性は図4
に示すようになる。すなわち、初期使用に発生する初期
不良領域a、製造技術レベルに応じて一定の確率で発生
する偶発故障領域b、いわゆる寿命から生じる摩耗故障
領域Cに分類できる。これらの領域の中です、 cは本
質的な故障であり、信頼性技術の向上が必要である。こ
れに対し、aの領域の故障は早期発見により除去が可能
である。この領域の故障の発生を意識的に加速させる工
程をエージングという。−殻内に高温雰囲気中で高電圧
を発生して一定時間放置するという加速方法が行なわれ
る。電圧、温度はデバイスにより異なるが、破壊しない
範囲で可能な限り短時間に初期不良を集束できるような
値がテスト電圧、テスト温度として選ばれる。 [0038] このような初期不良はたとえは、ゲート
酸化膜の破壊等によって発生する。なおこのようなバー
インテストに関する詳細については、たとえば“VLS
ITECHNOLOGY” S、M、Sze  McG
raw−Hill)に記載されている。 [0039]本願発明にかかる半導体記憶装置であれば
、このようなバーインテストにおいて複数のメモリセル
アレイブロックが同時にテストできるため、その時間を
大幅に短縮することができる。 [00401
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、メモリ
セルアレイが複数のブロックに分割された半導体記憶装
置において、ブロックごとにそのブロックの良品/不良
品を判定するメモリセル判定手段を設け、少なくとも複
数のメモリセルブロックの良/不良が同時に判定される
。従来のように複数のメモリセルブロックがシーケンシ
ャルにテストされる必要がない。その結果、メモリセル
の良/不良の判定が速くできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかる半導体記憶装置の一実施例と
してのSRAMのブロック図である。
【図2】この発明にかかる半導体記憶装置の一実施例と
してのSRAMのブロック図である。
【図3】この発明の詳細な説明するための図である。
【図4】半導体記憶装置の故障の時間依存性を示す図で
ある。
【図5】この発明の背景を示すSRAMの全体を示すブ
ロック図である。
【図61 SRAMの要部を示す図である。 【図7】メモリセルアレイの分割を説明するための図で
ある。
【図8】従来のSRAMの要部を示すブロック図である
【図91 SRAMのテスト方法を説明するための図で
ある。 【図10】従来の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
1はメモリセルアレイ、3はマルチプレクサ、4はセン
スアンプ、5はデータチエツク回路、6はチエツクデー
タコントロール回路、7は抵抗、8はMOSFET、1
0は出力バッファ回路、11はバッファ回路、30はS
RAM、31はXデコーダ、32はYデコーダである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図10】
【図9】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各々がメモリセルのアレイを含む複数の
    ブロックと、前記複数のブロックの各々に設けられ、前
    記ブロック内のメモリセルに書込まれたデータが正常に
    読出されるかどうかを判定するためのメモリセル動作判
    定手段と、少なくとも2以上の前記メモリセル動作判定
    手段を同時に作動させる同時判定手段とを含む半導体記
    憶装置。
JP3052527A 1990-03-20 1991-03-18 半導体記憶装置 Pending JPH04211160A (ja)

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JP3052527A JPH04211160A (ja) 1990-03-20 1991-03-18 半導体記憶装置

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JP2-71367 1990-03-20
JP7136790 1990-03-20
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133000A (ja) * 1998-10-28 2000-05-12 Toshiba Corp メモリ混載ロジックlsi
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WO2024121977A1 (ja) * 2022-12-07 2024-06-13 三菱電機株式会社 電力変換装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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