JPH05144293A - 半導体メモリーteg及び半導体メモリー回路の検査方法 - Google Patents

半導体メモリーteg及び半導体メモリー回路の検査方法

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JPH05144293A
JPH05144293A JP3304772A JP30477291A JPH05144293A JP H05144293 A JPH05144293 A JP H05144293A JP 3304772 A JP3304772 A JP 3304772A JP 30477291 A JP30477291 A JP 30477291A JP H05144293 A JPH05144293 A JP H05144293A
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JP
Japan
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semiconductor memory
memory cell
memory
cell array
teg
Prior art date
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Application number
JP3304772A
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English (en)
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Hisanobu Sugiyama
寿伸 杉山
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 実際のメモリー特性を反映する半導体メモリ
ーTEGを提供する。 【構成】 実際の半導体メモリー回路と同じ規模のメモ
リーセルアレイ2を有し、少なくともメモリーセルアレ
イ2の中心部3及び周辺部4に位置する特定のメモリー
セルにワード線6及びビット線5を配線し、夫々のワー
ド線6及びビット線5に所望の電圧を独立に印加できる
ように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリーの開発
に際して半導体メモリーの設計に必要な諸特性の測定、
或いは半導体メモリーの生産時の良品チェック等に用い
る測定用の半導体メモリー装置、所謂半導体メモリーT
EG(Test Element Group)に関す
る。又、本発明は、この半導体メモリーTEGを用いて
電気的特性を測定する半導体メモリー回路の検査方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリーの開発、又は半導体メモ
リーの生産時の良品チェックには、単体のメモリートラ
ンジスタの特性を測定できるようにしたTEGと呼ばれ
るものが使用されている。
【0003】現在、一般に使用されているメモリートラ
ンジスタのTEGは単体、又は数ビット乃至数10ビッ
トのメモリーセルアレイで形成されたものが使用されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体メモリー
TEGは、上述したように、単体又は数ビット乃至数1
0ビットのメモリーセルアレイで形成されたものが使用
されているが、セル数が少ないために、実際の回路で使
用される例えばメガビット級のメモリーセルアレイとは
加工形成に違いが生じ、実際のメモリー特性を反映した
ものとはなっていない。
【0005】又、メモリーセルアレイの中心部と周辺部
では、パターンの疎密の違いによるRIE(反応性イオ
ンエッチング)のエッチングレートの違い、又はフォト
レジスト工程でのレジスト膜厚の差による加工寸法の違
い、更にはディストーション(露光時のレンズによるゆ
がみ)によるパターンずれの違いが生じ、メモリー特性
に差が生じてくる。しかし、現行のTEGでは、このよ
うな差を調べることが出来なかった。
【0006】例えば、16メガビットのフラッシュEE
PROMのようなメモリーセル特性の均一性が要求され
る半導体メモリーでは、上述したような特性差を調べる
ことがより必要となっている。
【0007】本発明は、上述の点に鑑み、メモリーセル
アレイの中心部と周辺部との電気的諸特性の違いを測定
することが出来る半導体メモリーTEGを提供するもの
である。
【0008】また、本発明は、この半導体メモリーTE
Gを用いて、電気的特性の差を調べる半導体メモリー回
路の検査方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体メモリー
TEG1は、実際の半導体メモリー回路と同じ規模のメ
モリーセルアレイ2を有し、少なくとも、メモリーセル
アレイ2の中心部3及び周辺部4に位置する特定のメモ
リーセルA〜Iに接続されたワード線6及びビット線5
に、所望の電圧を独立に印加できるように構成する。な
お、ここでいうところの実際の半導体メモリー回路と同
じ規模とは、例えば16メガビットの半導体メモリーの
場合、複数の回路ブロックに区分されて形成されるが、
16メガビット全部、或いはその1回路ブロック(メガ
ビットオーダ)のいずれをも含むものである。
【0010】又、本発明の半導体メモリー回路の検査方
法は、上述した半導体メモリーTEG1を用いてメモリ
ーセルアレイ2の中心部3及び周辺部4の製造プロセス
条件の違いによる電気的特性の差を測定するようにな
す。
【0011】即ち、実際の半導体メモリー回路の製造プ
ロセスと同じ製造プロセスによって実際の半導体メモリ
ー回路と同じ規模のメモリーセルアレイ2を有する半導
体メモリーTEG1を作成し、半導体メモリーTEG1
のメモリーセルアレイ2の中心部3と周辺部4に位置す
る特定のメモリーセルA〜Iに接続されたビット線5、
ワード線6、更には共通のソース配線10に所望の電圧
を印加し、メモリーセルアレイ2の中心部3と周辺部4
における電気的特性を測定するようになす。
【0012】
【作用】第1の発明に於いては、実際の半導体メモリー
回路と同じ規模のメモリーセルアレイ2を形成し、その
メモリーセルアレイ2の中心部3と周辺部4に位置する
特定のメモリーセルA〜Iに所望の電圧を印加できるよ
うに構成することにより、実際の半導体メモリー回路中
のメモリーセルと同等な特性を有する半導体メモリーT
EG1が得られる。
【0013】第2の発明に於いては、第1の発明の半導
体メモリーTEG1を用い、そのメモリーセルアレイ2
の中心部3と周辺部4に位置する特定のメモリーセルA
〜Iに接続されたビット線5、ワード線6及びソース配
線10に所望の電圧を印加してその電気的特性を測定す
るので、メモリーセルアレイ2の中心部3と周辺部4で
の製造プロセス条件の違いによる電気的特性の差を測定
することができる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による半導体メ
モリーTEG及び半導体メモリー回路の検査方法の実施
例を説明する。
【0015】本実施例に関わるTEGは16メガビット
のフラッシュEEPROMのTEGに適用した場合であ
る。
【0016】フラッシュEEPROMのTEGとして
は、最低限次に示すメモリー諸特性が測れることが要求
される。
【0017】 (1) 特定のメモリーセルへの書込み。 (2) メモリーセルの消去。 (3) 非選択セル(書き込み済)のディスターブ。 (a) リード(読み出し)ディスターブ:リードバイ
ヤス時のビット線共有セルのビット線への電荷の抜け。 (b) ライト(書き込み)ディスターブ:ライトバイ
ヤス時のビット線共有セルのビット線への電荷の抜け。 (c) ライト(書き込み)ディスターブ:ライトバイ
ヤス時のワード線共有セルのワード線への電荷の抜け。 (4) ソフトライト:読み出し動作時の誤書込み。 (5) 書き込み時の寄生トランジスタ効果による隣接
セルへの電流リーク。
【0018】本実施例に係るフラッシュEEPROMの
TEGは、上記した諸特性について、すべて測定出来る
ようにし、更にメモリーセルアレイの中心部と周辺部の
製造プロセス条件の差、従って加工形状の差による特性
差を測定出来るように構成するものである。
【0019】図1は、本実施例の16メガビットのフラ
ッシュEEPROMのTEG1の全体図である。このT
EG1は実際の半導体メモリー回路と同じ規模のメモリ
ーセルアレイ2、即ちこの場合、通常16メガビットの
メモリーセルアレイは数ブロック例えば4つの回路ブロ
ック(従って1回路ブロックは4メガビット)に区分さ
れて形成されており、従って、16トメガビットのメモ
リーセルアレイ、又はソースを共通とする1回路ブロッ
ク程度のメガビットオーダーのセルアレイにより構成
し、このメモリーセルアレイ2の中の中央部3及び周辺
部4のそれぞれ9ビット分のメモリーセルに対しての
み、それぞれビット線5〔CB0,CB1,CB2,E
B0,EB1,EB2〕及びワード線6〔CW0,CW
1,CW2,EW0,EW1,EW2〕を配線し、独立
に電圧が印加出来るように構成する
【0020】即ち、中央部3の9ビット分のメモリーセ
ルに対してドレイン領域に接続された3本のビット線5
〔CB0,CB1,CB2〕及びコントロールゲートに
接続された3本のワード線6〔CW0,CW1,CW
2〕を配線し、その各端部にパッド部8C及び9Cを形
成する。又、周辺部4の9ビット分のメモリーセルに対
して、ドレイン領域に接続された3本のビット線5〔E
B0,EB1,EB2〕及びコントロールゲートに接続
された3本のワード線6〔EW0,EW1,EW2〕を
配線し、その各端部にパッド部8E及び9Eを形成す
る。
【0021】更に、各ソース領域に共通に接続されたソ
ース配線Sを形成し、その端部にパッド部11を形成す
る。また、メモリーセルアレイ2の外側に基板電位を与
えるための配線12が形成され、その端部に基板パッド
部13を形成する。
【0022】このメモリーセルアレイ2は、実際の半導
体メモリー回路の製造プロセスと同じ製造プロセスによ
って作られる。
【0023】メモリーセルアレイ2の中心部3に位置す
る特定の9ビット分のメモリーセルの構造を図2に拡大
して示し、その等価回路を図3に示す。又、図4にフラ
ッシュEEPROMの単体セルの原理的構成を示す。
【0024】単体セルを説明する。EEPROM28
は、図4に示すように、第1導電型例えば、P型の半導
体基板21に第2導電型即ちN型のソース領域21及び
ドレイン領域22を形成し、ソース領域21及びドレイ
ン領域22間のチャンネル部23上に薄い絶縁膜24A
を介して、ソース領域21及びドレイン領域22に跨が
るようにフローティングゲート25を形成し、更に、そ
の上に絶縁膜24Bを介してコントロールゲート26を
形成して構成される。フローティングゲート25及びコ
ントロールゲート26は例えば、多結晶シリコンによっ
て形成される。27は絶縁膜である。
【0025】このEEPROM28では、データの書込
み時には、ソース領域21を接地電位とし、コントロー
ルゲート26とドレイン領域22に高電圧(例えばコン
トロールゲート26に12V、ドレイン領域22に8
V)を加え、生成したホットエレクトロンをフローティ
ングゲート25に注入する。消去はコントロールゲート
26を接地電位にし、ドレイン領域22を開放してソー
ス領域21に高電圧(例えば12V)を加え、F−N
(Fowler Nordheim)でトンネル消去で
電子を放出させて行う。読み出し時には、例えばソース
領域21を接地電位とし、ドレイン領域22に1V、コ
ントロールゲート26に5V加えて読み出しを行う。
【0026】次に、メモリーセルアレイ2の中央部3に
位置する9ビット分のメモリーセルを説明する。図2に
示すように、夫々ソース領域21、ドレイン領域22、
フローティングゲート25及びコントロールゲート26
を有してなる9ビット分のメモリーセルA,B,C,
D,E,F,G,H,Iがマトリックス状に形成され
る。ソース領域21は2行分のメモリーセルに対して共
通とされ、各ソース領域21が共通のソース線10に接
続される。また、メモリーセルA,B及びCに共通に接
続されたコントロールゲート26、メモリーセルD,E
及びFに共通に接続されたコントロールゲート26、メ
モリーセルG,H及びIに共通に接続されたコントロー
ルゲート26が夫々ワード線CW1,CW0,CW2と
なり、之等ワード線CW1,CW0,CW2に直交し
て、列方向のメモリーセルA,D及びG、メモリーセル
B,E及びH、メモリーセルC,F及びIのドレイン領
域に共通に接続した例えばAlよりなる3本のビット線
CB1,CB0,CB2が配線される。各メモリーセル
内は選択酸化による厚いフィールド絶縁層30によって
分離される。
【0027】尚、メモリーセルアレイ2の周辺部4に位
置する特定の9ビット分のメモリーセルの構成も図2と
同様であるので、その詳細説明は省略する。
【0028】次に、かかるTEG1を使用して、16メ
ガビットのフラッシュEEPROMの電気的諸特性の測
定を説明する。
【0029】書込み特性は、例えば中央のビット線CB
0と中央のワード線CW0に書込電圧を印加し、特定し
たメモリーセルEに書込みを行うことにより測定するこ
とが出来る。この書込み時、両隣のビット線CB1,C
B2の電流をモニターすることにより、フィールド絶縁
層30によるアイソレーション部の寄生トランジスタに
よるリーク電流がモニターできる。更に、ワード線CW
1,CW2及びソース配線Sに電圧を印加することによ
り、バックバイヤス効果によるリーク電流の低減効果を
調べることができる。
【0030】メモリーセルEを除く、他の特定のメモリ
ーセルA〜Iについても夫々対応するビット線5及びワ
ード線6に書込電圧を印加することにより書込み特性を
測定することができ、またこの書込み時の両隣のビット
線のリーク電流を調べることができる。更にバックバイ
ヤス効果によるリーク電流の低減効果を調べることがで
きる。
【0031】非選択セルのディスターブについては、メ
モリーセルEに書き込み動作を行い、メモリーセルB,
H,またはメモリーセルD,Fをモニタすることによ
り、夫々ビット線共有セルのディスターブまたはワード
線共有セルのディスターブを調べることができる。即ち
一例として先ずメモリーセルB,H,D,Fに書込みを
行った後、メモリーセルEに書込み動作を行い、次にビ
ット線共有セルのメモリーセルB,H又はワード線共有
のメモリーセルD,Fの読み出しを行ってその電流を測
定することによって、ビット線共有セルについての書込
みディスターブ、又はワード線共有セルについての書込
みディスターブを調べることが出来る。
【0032】更に読み出しディスターブについても、読
み出し時のバイヤスを印加することにより同様に調べる
ことが出来る。
【0033】メモリーセルの消去は、ソース配線Sに消
去電圧を印加することにより、すべてのメモリーセルA
乃至Iについて一括消去が可能である。
【0034】また、ソフトライト特性についても測定す
ることができる。例えばビット線CB0及びワード線C
W0に読み出し電圧を印加し、書き込まれていないメモ
リーセルEの読み出し動作を行うことにより、誤書き込
みされているか、否かを調べることが出来る。
【0035】周辺部4の9ビットのメモリーセルについ
ても、ビット線EB0〜EB2と、ワード線EW0〜E
W2に夫々電圧を印加することにより、中央部3と同様
な測定が可能となる。
【0036】一方、メモリーセルアレイ2の中央部3と
周辺部4では、パターンの疎密の違いによる例えば反応
性イオンエッチングのエッチングレートとの違い、或い
はフォトレジスト工程でのレジスト膜厚の差による加工
寸法の違い、更にはディストーションによるパターンず
れの違いが発生する。本実施例のTEG1のように中央
部3と周辺部4のメモリーセルを別々に測定することに
より、中央部3と周辺部4のメモリーセルの特性差を調
べることが出来る。
【0037】上述の実施例によれば、実際の半導体メモ
リー回路の製造プロセスと同じ製造プロセスによって、
実際の半導体メモリー回路と同じ規模のメモリーセルア
レイを形成し、そのうちの中心部3及び周辺部4に位置
する特定ビット数、本例では9ビットのメモリーセルに
ワード線、ビット線及びソース線を配線してなる半導体
メモリーTEG1を作成し、このTEG1を用いること
によってメモリーセルアレイ2の中心部3のメモリーセ
ルと周辺部4のメモリーセルとの於ける電気的諸特性の
特性差を調べることが出来る。
【0038】これによって、実際のメガビット級の半導
体メモリーの開発に於ける諸特性を検査することが出
来、又、半導体メモリーの生産時の良品のチェックを可
能にするものである。
【0039】特に、フラッシュEEPROMでは消去の
制御のために、他のデバイスに比べて高いセル特性の均
一性が要求されるので、本実施例のTEG1はフラッシ
ュEEPROMのTEGに適用して好適である。
【0040】
【発明の効果】本発明に係る半導体メモリーTEGによ
れば、実際のメモリー特性を反映することが出来る。
又、本発明に係るTEGを使用することにより、メモリ
ーセルの電気的諸特性を測定することが出来ると同時
に、メモリーセルアレイの中央部と周辺部での加工形状
等、所謂製造プロセスの差による諸特性の違いを測定す
ることが出来る。
【0041】従って、メガビット級の半導体メモリーの
開発を可能にし、又、その半導体メモリーの生産時の良
品のチェックを可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体メモリーTEGの全体を示
す構成図である。
【図2】図1の中央部の拡大図である。
【図3】図2の等価回路図である。
【図4】EEPROMの原理的構成図である。
【符号の説明】
1 フラッシュEEPROMのTEG 2 メモリーセルアレイ 3 中央部 4 周辺部 5〔CB0,CB1,CB2,EB0,EB1,EB
2〕 ビット線 6〔CW0,CW1,CW2,EW0,EW1,EW
2〕 ワード線 8C,8E,9C,9E,11,13 パッド部 A〜I メモリーセル 21 ソース領域 22 ドレイン領域 25 フローティングゲート 26 コントロールゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/66 W 8406−4M F 8406−4M

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実際の半導体メモリー回路と同じ規模の
    メモリーセルアレイを有し、少なくとも、該メモリーセ
    ルアレイの中心部及び周辺部に位置する特定のメモリー
    セルに接続されたワード線及びビット線に所望の電圧を
    独立に印加できるようにして成る半導体メモリーTE
    G。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体メモリーTEGを
    用いて、メモリーセルアレイの中心部及び周辺部の製造
    プロセス条件の違いによる電気的特性の差を測定する半
    導体メモリー回路の検査方法。
JP3304772A 1991-11-20 1991-11-20 半導体メモリーteg及び半導体メモリー回路の検査方法 Pending JPH05144293A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100935645B1 (ko) * 2001-10-25 2010-01-07 삼성전자주식회사 테스트 어레이 및 어레이 테스트 방법

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