JPH0660699A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH0660699A JPH0660699A JP4236535A JP23653592A JPH0660699A JP H0660699 A JPH0660699 A JP H0660699A JP 4236535 A JP4236535 A JP 4236535A JP 23653592 A JP23653592 A JP 23653592A JP H0660699 A JPH0660699 A JP H0660699A
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- G11C—STATIC STORES
- G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
- G11C29/04—Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
- G11C29/08—Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
- G11C29/12—Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
- G11C29/18—Address generation devices; Devices for accessing memories, e.g. details of addressing circuits
- G11C29/30—Accessing single arrays
- G11C29/34—Accessing multiple bits simultaneously
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Landscapes
- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
- Dram (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
Abstract
縮し,また,消費電力を減少させる半導体記憶装置を提
供する。 【構成】 本発明の半導体記憶装置のディスターブ試験
においては,素子分離レイアウトに応じた間隔だけ離れ
たワード線を複数同時に選択する。素子分離レイアウト
に応じてワード線を選択するので,素子分離状態に起因
する干渉を排除できる。またワード線を同時に複数選択
するので,時間短縮を図ることができる。さらにワード
ラインを選択状態に維持し,センスアンプをリセットさ
せないようにすることにより,複数のワード線を同時に
選択しても消費電力の増加を抑えることができる。
Description
ものであり,特に,ディスターブ試験機能を有する半導
体記憶装置に関する。
クRAM(DRAM)の試験としては,試験対象とする
メモリセルの周囲を変化させずにそのメモリセルの保持
特性を試験する静的(ポーズ)試験と,試験対象とする
メモリセルの周囲の条件を変化させてセル干渉,デジッ
ト線不良,センスアンプ動作不良,出力ライン不良など
の動的なメモリセルの試験を行うディスターブ試験とが
ある。本発明は特に,後者のディスターブ試験機能を有
する半導体記憶装置に関する。
トまたはアレーと呼ばれるメモリセルの集合体である小
さなメモリブロックに分割され,各マットごとに選択,
活性化され,情報がやり取りされる。ここでは図6に示
す4MEG DRAMを例にとり説明を行う。
らマットPの16領域に分割されている。ここで,外部
より入力されるアドレスがX=0,Y=0の場合,この
マットのうちのA,E,I,Mの4つのマットが活性化
される。図7(B)に示すように,一つのセルが一本の
ワード線(ワードライン)WLと一本のビット線(ビッ
トライン)BLに接続するので,一つのマットが図7
(A)に示すように256本のワードライン×1024
個のビットラインの合計256Kbitのセルで構成さ
れる。マットが活性化されると一つのマットあたり25
6本のワードラインのうち,外部より入力されるXアド
レスに応じて,1本のワードラインが選択され,そのワ
ードラインに接続される1024個のセルのデータが,
ビットラインに伝達される。センスアンプSAが駆動さ
れるとそれらのセルのデータが増幅され,増幅した値が
セルに再書き込み(リフレッシュ動作)される。また,
1ワードあたりに接続される1024個のセンスアンプ
SAのうち,Yアドレスに応じて,一つのセンスアンプ
が選択されこのセンスアンプを介して,セルのデータが
やり取り(読出し,または書き込み)される。
レスバッファ,X/Yデコーダ,ワードライン駆動,セ
ンスアンプ,コントロール回路等で消費される電力の総
和からなる。図8を参照して消費電力の面から見たDR
AMの動作説明を行う。まず,RAS(ROW ADD
RESS STROBE)信号がHiレベルからLow
レベルになると,Xアドレスバッファが動作し,外部よ
り入力されるXアドレスが内部に取り込まれる。次に,
Xデコータが動作し,このアドレスに応じて,ワードラ
インを選択し駆動する(この時にはまず電力が消費され
る。)。ワードラインが駆動されセルのデータがビット
ラインに伝達されると,センスアンプが駆動しそのビッ
トラインのデータを増幅する(この時に新たな電力が消
費される。)。CAS信号によりYアドレス信号を取り
込み,その後の動作を行う。データのリード/ライト動
作,またはリフレッシュ動作が終了し,RAS信号がH
iレベルになると,アドレスバッファ,デコーダ,ワー
ドラインはリセットされ,ビットライン,センスアンプ
はプリチャージされて1サイクルが終了する。この一連
の動作の中で,一般に消費電力の大半は,センスアンプ
の駆動によるものである。これは,センスアンプにはビ
ットライン対が接続されており,これの充放電を行う際
電力を消費するためである。
て記憶しているため,セルに一定時間リフレッシュ(再
書き込み)を行わないと,基板リーク等により情報が失
われることがある。この特性がtREF(リフレッシ
ュ,待ち時間)として定義されており,この時間で試験
することが一般的にポーズ試験,ディスターブ試験と呼
ばれている。実際のディスターブ試験では,あるセルに
注目して,周囲のセルの書き込み,読み出しを行い,他
のセルや,ビットライン等の外的要因の変動により注目
したセルの情報が変化するかどうかを試験するものであ
る。
ディスターブ試験を図8のタイミングチャートを用いて
説明する。この例ではセルの配置に「1ワードライン,
1/2ビットラインピッチ」配置を用いている。第1の
動作タイミングOT1において,RAS信号を変化させ
WLOとWL2を含む全部のワードラインに接続される
セルに「1」のレベルを書き込む。次に第2の動作タイ
ミングOT2においてワードラインWL1に接続される
セルに「0」のレベルを書き込む。書き込んだ後で,X
=1(WL1)を選択するとワードラインWL1に接続
されるセルのデータが読み出される。この値をセンスア
ンプを用いて増幅し再書き込みを行う。これは,言い換
えるとXアドレスが前後の関係にあるX=0,X=2
(WL0,WL2)に接続されるセルに対しディスター
ブ試験を行う事になる。さらに第3の動作タイミングO
T3において,これを所定の時間(tREFで決められ
ている時間,例えば64ms)何回もワードラインWL
1を選択した後,第4の動作タイミングOT4において
ワードラインWL0とWL2に接続されるセルのデータ
を読みだし,初期データとして書き込んだ「1」のデー
タが「1」のままであるか「0」に変ったかを確認す
る。「0」に変った場合にはデータが破壊されたことを
意味する。
タイミングOT6のサイクルでは試験対象以外のセルに
対するリフレッシュ動作とディスターブのために使用し
たセル,この場合はワードラインWL1のセルの再初期
値設定を行う。この例では,同時に活性化するマット
は,16マット中4マットで全体の1/4であるので,
残り3/4のマットに対しても同様の試験を行う。この
試験は試験時間の大部分が,セルに対する読み込み/書
き込み動作ではなく,tREFとリフレッシュサイクル
数(256×4)の積で決定されるディスターブ動作期
間中に依存することが分かり,64MBでは試験時間が
64ms×8Kサイクル=512秒もかかり問題になっ
ていた。
めに,Xアドレス(ワードライン)の奇数または偶数を
同時に選択する,つまり一本おきにワードラインを選択
する試験方法が提案されている。一本おきにワードライ
ンを選択する場合の部分図を図7(A)に示す。この場
合は偶数のワードラインWL0,WL2,WL4,−−
−WL254を同時に選択して奇数のワードライン,例
えばWL1に接続されるメモリセルについて,隣接する
ワードラインWL0とWL2からの干渉によるメモリ内
のデータの破壊を試験する。このように一本おきに複数
のワードラインを選択すればディスターブ試験時間は短
縮できる。
ン,1/2ビットラインピッチ」配置では,一本おきに
複数のワードラインを選択すれば試験時間は短縮できた
が64MEG以上の高密度のメモリセルでは,1/2ビ
ットラインピッチに代わり,1/4ビットラインピッチ
がセル配置の効率の観点から有力視されている。この場
合,ディスターブ試験では隣接するセルの配置は両隣だ
けではなく,セルのレイアウトを考えないとならない。
図7の例では,例えばワードラインWL5に接続される
セルでディスターブ試験を行うとワードラインWL2,
WL3,WL4,及びWL6,WL7,WL8のセルに
影響を与える。ここで一本おきにワードラインを選択す
るとワードラインWL3とWL7に接続されるセルの試
験が行われないことになり不合理が生じる。
は,一つのワードラインを選択する場合には試験時間が
非常に多くかかり,また一本おきにワードラインを同時
に選択した場合には瞬間的に大きな電流が流れることも
問題になっていた。
トに則した本来のディスターブ試験を可能とし,さらに
ディスターブ試験における電力消費を低減することを目
的とする。
れば,マトリクス状に配置されたメモリセルと,前記メ
モリセルを選択するビット線(ビットライン),ワード
線(ワードライン),前記ビット線に接続されるセンス
アンプと,メモリセルの素子分離レイアウトに対応して
定まる所定の間隔で,複数のワード線を複数本おきにほ
ぼ同時に選択する試験モードを有し,前記ワード線に接
続され,アドレス信号に応答し前記ワード線を選択的に
駆動するアドレスデコード回路とを有することを特徴と
する半導体記憶装置が提供される。好適には,前記アド
レスデコード回路が前記試験モードの際,前記ワード線
を所定の遅延時間で順に駆動し,かつ前記ワード線の駆
動時にはセンスアンプをリセットさせないように動作す
ることを特徴とする半導体記憶装置が提供される。
干渉を考慮して,複数のワードラインを同時的に選択駆
動する。複数のワードラインを同時的に駆動するので,
ディスターブ試験時間の短縮を図ることができる他,素
子分離レイアウトに応じた本来のディスターブ試験が可
能となる。また,選択ワードラインをオン状態に維持し
て順次ワードラインを選択していくから,新たなセンス
アンプ動作に伴う消費電力の増大が小さく,消費電力を
低減できる。
べる。図1は本発明の実施例のメモリセルのマットの構
成を示す。一つのマット内のメモリセルは1024本の
ビットラインからなるビットライングループ2と,25
6本のワードライングループ3とで規定される256K
Bの容量を有している。1024個のビットライン対B
L0,NBLO(Nは反転を示す。図面においてはBL
の上に反転を示すバーが用いられている。)−−−BL
1023,NBL1023は1024個のセンスアンプ
SA0,SA1,−−−SA1023からなるセンスア
ンプグループ5に接続されている。256本のワードラ
インWL0,WL1,−−−WL255はXデコーダ回
路7に接続されている。
す。Xデコーダ回路7は第1段のANDゲート7A1,
7A2,−−−7A64,第2段のORゲート7B−
1,7B−2,−−−7B−64,さらに第3段のAN
Dゲートグループ7C1,7C2−−−7C64から構
成されている。第3段のANDゲートグループ7C1,
−−−7C64には256本のワードラインWL0−−
−WL255が接続されている。第3段のANDゲート
グループのそれぞれは4個並列に接続されたANDゲー
ト,例えば7C1−1,7C1−2,−−−7C1−4
から構成される。
同時に選択した例を示す。図1の例では,全てのセルに
初期値としてデータ「1」のレベルを書き込む。次に例
えばWL1,WL5,WL9,−−−WL253に接続
されるセル全てに,データ「0」のレベルを書き込む。
次に,この装置を特殊動作モードにする。例えば,特定
した入力ピンへ高電圧を印加することを行い,この特殊
動作モードに入るようにする。ディスターブ試験を行う
ためにワードラインWL1を選択駆動すると同時にワー
ドラインWL5,WL9,−−−WL253も駆動され
る。このとき選択されなかったワードラインに接続され
ているセルに対してディスターブ試験を行っていること
になる。その後,選択されなかったワードラインつまり
WL0,2,3,4,6−−−252,254,255
に接続されるセルのデータを読み,データ破壊があるか
どうかを確認する。次に,ワードラインWLO,WL
2,WL3についてワードラインWL1と同様にして試
験を行う。
験モードの動作を詳細に述べる。通常モードにおいて,
プリデコーダ(図示せず)からのXアドレスである第1
のプリデコード信号XFH0,XFH1,−−−XFH
11によって対応するANDゲート7A1,7A2,−
−7A64中一つのゲートが選択され,出力がHiレベ
ルになる。例えば,Xアドレスが0(FH0)の時7A
1の出力だけがHiレベルになる。通常モードにおいて
マルチワード制御信号はLowレベルになっているので
7B1の出力だけがHiレベルになる。さらに外部から
入力されるXアドレスに応じて,プリデコード信号XF
L0から3のうち1つがHiレベルになりXアドレスが
0の時,7C1−1の出力つまりワードラインWL0の
みが選択駆動されHiレベルになる。
ド信号XFH0,XFH1,−−−XHF11によるこ
のANDゲート7A1−−−7A64の選択は関係な
い。つまり,プリデコーダからマルチワード制御信号が
出力され,マルチワード制御信号はHiになっているの
で,ORゲート7B−1,7B−2,−−−7B−64
が同時に選択される。ORゲート7B−1,7B−2,
−−−7B−64が同時に選択されると,プリデコーダ
からの4ビットの第2のプリデコード信号XFL0〜3
によって,それぞれANDゲートグループ7C1,7C
2−−−7C64に対応するANDゲートが働き,これ
らANDグループに接続されたワードラインWLが同時
に選択される。例えば,Xアドレスが0つまり第2のプ
リデコード信号XFL0が入力されるとワードラインW
L0,WL4,WL8,−−−WL252が同時に選択
される。
(クォーター)ビットライン・ピッチ」の一例のメモリ
セルの素子分離レイアウトを示す。この例では,スタッ
クイン・トレンチ形のDRAMの平面図を示し,野球の
ホームベース形をした8個のスタックイン・トレンチ5
1〜58が形成され,モート領域61,62はビットラ
インコンタクト81を中心にしたビットライン方向に段
違いになった位置に形成されている。ここで,ビットラ
インBLはワードラインWLに直交する方向に配置され
ている。1ワードライン,1/4(クォーター)ビット
ライン・ピッチとはワードラインが1ライン進む間隔の
間に,ビットラインが1/4進むように形成されている
レイアウトを言う。図3の例ではすでに述べたようにワ
ードラインWL5を選択駆動すると隣接するワードライ
ンWL4とWL6だけではなくWL2,WL3およびW
L7,WL8のディスターブ試験を行うことが出来る。
この例では1本ではなく64本を同時に選択できるので
試験時間は1/64に短縮される。
動することはメモリセルのレイアウトに応じて考える必
要がある。図4は第2の実施例である「1ワードライン
3/4ビットラインピッチ」のレイアウトを示す。こ
のレイアウトにおいては,モート領域111をビットラ
イン・コンタクト部121を中心として複数のワードラ
インWLおよびこれらのワードラインWLと直交する複
数のビットライン(図示せず)とほぼ45度の角度で傾
斜しているワードラインWL2,WL3まで延び,その
延びの先端がビットラインと並行に,換言すれば,ワー
ドラインWLと直交して隣接するワードラインWLとそ
の隣のワードラインWLとの間,たとえば,ワードライ
ンWL1とワードラインWL2との間のワードラインW
L3とワードラインWL4との間まで延びて形成されて
いる。
2が並行に延びるモート領域の先端のコンタクト部14
1,142に形成されている。スタックイン・トレンチ
領域133,134は隣接するモート領域111,11
2の間にこれらのモート領域111,112と並行に形
成されている。
チ」レイアウトにおいては,上記図1および図2を図解
して述べた,ワードラインの同時選択は,たとえば,2
本おきに行われる。2本おきに複数のワードラインを同
時選択すれば,ディスターブ試験時間は2/256=1
/128程度に短縮できる。
験において消費電力を低減する方法を示す。基本的な考
え方は,第1,第2の実施例ではマット内の複数のワー
ド線を同時に選択したが,全く同時に選択するのではな
く少しずつ時間をずらして選択を行うことで消費電流の
ピーク電流およびセンスアンプの消費電流を減少させる
ものである。以下詳細に説明を行う。
1の動作タイミングOT1において,全部のセルに
「1」を書き込む。この例ではRAS信号の1サイクル
の動作時間は110nsである。第2の動作タイミング
OT2において,4ワードライン間隔でワードラインを
選択する。ワードラインWL1,WL5−−−WL25
3が順に選択され,データ「0」をそのワードラインに
接続されるセルに書き込む。
ーブ試験を行う。この時,ワードラインWL1,WL
5,WL9−−−WL253と順に選択しリフレッシュ
を行う(OT3−1からOT3−253のサイクルを参
照のこと)。通常の動作だとワードラインWL1を選択
した後ワードラインWL5を選択する際,ワードライン
WL1は非選択になりLowレベルの電圧が掛けられる
が,この例は異なりワードラインWL1にもリセットを
かけずにHiを保つようにする。またセンスアンプは通
常RAS信号に同期し各サイクル毎に,駆動とプリチャ
ージが行われるがこのときは動作が異なる。ワードライ
ンWL1を選択した後センスアンプは通常と同様に駆動
されるが,ワードラインWL1をリセットせずにワード
ラインWL5を駆動するためセンスアンプもプリチャー
ジせず駆動状態を保つようにする。これによりワードラ
イン選択時とディスターブ試験時の消費電力を抑えるこ
とが出来る。この第3の動作タイミングOT3の期間の
全体の時間は110ns×64ステップで合計約7μs
である。
4msの時間リフレッシュを行いディスターブ試験を行
う。第5の動作タイミングにおいて,ディスターブ試験
終了モードに入る。第1のステップOT5−1において
選択されているワードラインを全部ゆっくり消去(オ
フ)にする。これは消費電力を減らすためである。以下
OT5−2以後のステップでワードラインWL2,WL
3,WL4,WL6−−−WL256を選択し接続する
セルにリフレッシュを行う。
WL3,WL4,WL6−−−WL256の読出しを行
う。もし読出したデータが「1」であればディスターブ
試験結果は正常であるが,「0」のデータが読み出され
たときはデータが破壊されたことになる。この実施例に
おいてもディスターブ試験時間はほぼ1/64に短縮で
き(527秒/64=約8.3秒),さらにセンスアン
プがリセットしないのでセンスアンプでの消費電力が低
減出来る。
例示して特定的な例示を述べたが,本発明の半導体記憶
装置の試験方法を上述した例示に限定されない。
置によれば,ディスターブ試験時間が短縮できる。また
本発明によれば,ディスターブ試験における消費電力を
低減できる。
記憶装置内のメモリセル駆動方法を示す図である。
路図である。
る1例としての,1ワードライン,1/2ビットライン
・ピッチの素子分離レイアウトを示す図である。
る他の例としての,1ワードライン,3/4ビットライ
ン・ピッチの素子分離レイアウトを示す図である。
における動作タイミング図である。
ある。
の詳細構成図である。
ミング図である。
Claims (2)
- 【請求項1】マトリクス状に配置されたメモリセルと,
前記メモリセルを選択するビット線,ワード線と,前記
ビット線に接続されるセンスアンプと,メモリセルの素
子分離レイアウトに対応して定まる所定の間隔で,複数
のワード線を複数本おきにほぼ同時に選択する試験モー
ドを有し,前記ワード線に接続され,アドレス信号に応
答し前記ワード線を選択的に駆動するアドレスデコード
回路とを有することを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】前記アドレスデコード回路が前記試験モー
ドの際,前記ワード線を所定の遅延時間で順に駆動し,
かつ前記ワード線の駆動時にはセンスアンプをリセット
させないように動作することを特徴とする請求項1に記
載の半導体記憶装置。
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JP3199862B2 JP3199862B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=17002118
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JP23653592A Expired - Lifetime JP3199862B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 半導体記憶装置 |
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JP (1) | JP3199862B2 (ja) |
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