JPH0765599A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0765599A
JPH0765599A JP5162449A JP16244993A JPH0765599A JP H0765599 A JPH0765599 A JP H0765599A JP 5162449 A JP5162449 A JP 5162449A JP 16244993 A JP16244993 A JP 16244993A JP H0765599 A JPH0765599 A JP H0765599A
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Keiji Shibata
田 啓 次 柴
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ビット線間ショートに起因するカラム不良を電
源電流の計測によって検出可能とし、テスト時間を削減
することのできるテスト容易化半導体記憶装置の提供。 【構成】データを保持するメモリセルがアレイ状に配置
され、ワード線およびビット線をアクティブにすること
によって選択された前記メモリセルにアクセスする半導
体記憶回路であって、前記ビット線の負荷回路を切り離
すスイッチと、データ書き込みドライバの電源を他の回
路と別系統に切り換える手段と、全ビットを同時にアク
ティブにする手段とを具備することにより上記目的を達
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、半導体記憶装置に関
し、詳しくは、半導体メモリ回路のビット線間ショート
などに起因するカラム不良の検出を容易かつ短時間で行
うテスト容易化半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体メモリ回路や論理回路を
含めICやLSIなどの半導体デバイスは、まず電源電
流テスト、次にDC特性テストおよび機能性テスト(フ
ァンクションテスト)などを経て、良品と不良品に選別
された後、良品のみが出荷され、不良品の一部は不良解
析等に供される。例えば、CMOSメモリデバイスなど
の通常の半導体メモリ回路のテストにおいては、まず、
スタンバイ状態で電源電流(スタンバイ電流)Idds
測定が行われ、電源電流が流れていないことが確認され
た後、確認できたデバイスのみに次のDCテスト、ファ
ンクションテスト、タイミングテストが行われている。
【0003】メモリデバイスの中でかなり大きな領域を
占めるものにビットライン領域があり、このビットライ
ン領域にはメモリの容量にもよるが、通常、数μmの幅
で数千本のAlなどのメタルライン(金属線)が走って
いる。このように微細な配線が集中しているビットライ
ン領域において、ゴミの付着や何かの異常、例えばプロ
セスでのエッチング不良などがあるとビット線間ショー
トと呼ばれるビットラインどうし(通常のメモリではビ
ット線とビットバー線)がショートによるカラム不良が
発生する。このメモリデバイスにおけるビット線間ショ
ートによるカラム不良は、最初のテストである電源電流
テスト(Idds )では検出することができないため、こ
の後の、ファンクションテストで全てのメモリセルをア
クセスすることによってはじめて検出が可能となってい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに通常メモリのテストでは、ファンクションテスト
は、電源電流テスト後に、全てのメモリセルをアクセス
することによって行われるので、ビット線間ショートに
よるカラム不良を検出するのに時間がかかるという問題
があった。しかも、今後メモリデバイスにおいては、メ
モリ容量がますます大きくなる傾向にあるので、ファン
クショテストには時間がかかることになり、テスト時間
の増大化を招くという問題があった。
【0005】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、ビット線間ショートに起因するカラム不良を電
源電流の計測によって検出可能とし、テスト時間を削減
することのできるテスト容易化半導体記憶装置を提供す
るにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、データを保持するメモリセルがアレイ状
に配置され、ワード線およびビット線をアクティブにす
ることによって選択された前記メモリセルにアクセスす
る半導体記憶回路であって、前記ビット線の負荷回路を
切り離すスイッチと、データ書き込みドライバの電源を
他の回路と別系統に切り換える手段と、全ビットを同時
にアクティブにする手段とを具備することを特徴とする
半導体記憶装置を提供するものである。
【0007】
【発明の作用】本発明の半導体記憶装置は、SRAMや
DRAMなどのメモリデバイスにおいて、ビット線の負
荷回路を切り離すスイッチと、データ書き込みドライバ
の電源を通常のメモリとして動作させるのに用いられる
電源と別系統の電源に切り換える手段、例えばセレクタ
と、全ビットを同時にアクティブにする手段、例えば、
全ビットを同時にアクティブにできるカラムセレクタと
を付加し、通常モードからテストモードに切り換えて、
これらのスイッチ、切り換え手段(セレクタ)およびア
クティブ化手段(カラムセレクタ)を動作させ、電源電
流(Idds )テストでビット線間ショートによるカラム
不良を検出することができるようにしたものである。
【0008】このため、本発明の半導体記憶装置では、
ビット線間ショートによるカラム不良をファンクション
テストを行わずに検出でき、テスト時間の短縮化、テス
トコストの低減化を図ることができる。
【0009】
【実施例】本発明に係る半導体記憶装置を添付の図面に
示す好適実施例に基づいて以下に詳細に説明する。
【0010】図1は、本発明の半導体記憶装置の一実施
例の概略構成図である。以下の説明では、本発明をSR
AMに適用した場合を代表例として示すが、本発明はこ
れに限定されるわけではない。同図に示すように、本発
明の半導体記憶装置(以下、メモリという)10は、ア
レイ状に配置されたメモリセル12、メモリセル12が
接続されるビット線14(B0 、B1 のみ図示)および
ビットバー線16(B 0  ̄、B1  ̄のみ図示)ならびに
ワード線18(W0 、W1 、Wn-1 のみ図示)などから
なるメモリアレイ部と、ビット線14およびビットバー
線16がそれぞれ接続され、図示しないセンスアンプに
接続される読み出し線20および21と、ビット線14
およびビットバー線16の各々一方の端部に接続された
負荷トランジスタ22と、ビット線14およびビットバ
ー線16を制御するカラムデコーダ24と、ワード線1
8を制御するロウデコーダ26とを有する。
【0011】さらに、本発明のメモリ10は、それぞれ
本発明の特徴とする部分であって、テストモード時に、
ビット線14およびビットバー線16の負荷回路、すな
わち負荷トランジスタ22を切り離すスイッチ28と、
メモリセル12へのデータ書き込みドライバ30、31
の電源をメモリアレイ部20を始めとする他の回路と別
系統に切り換えるセレクタ32と、全ビットを同時にア
クティブにするカラムセレクタ34を構成するOR回路
36と、これらのスイッチ28、セレクタ32、カラム
セレクタ34を制御するテスト信号(TEST)の入力
端子であるテスト端子38とを有する。
【0012】図1に示す本発明のメモリ10において
は、テスト信号がH(ハイ)になると、テストモードと
なり、Hのテスト信号がテスト端子38から入力され
る。スイッチ28では、テスト信号(H)がインバータ
39によって反転され、全ビット線14およびビットバ
ー線16の負荷トランジスタ22のゲートにその反転信
号Lが入力される。従って、NMOSトランジスタであ
る負荷トランジスタ22はオンせず、ビット線14およ
びビットバー線16はいずれも負荷トランジスタ22が
切り離される。逆に、テスト信号がLとなると、インバ
ータ39による反転データHが負荷トランジスタ22の
ゲートに印加され、負荷トランジスタ22はオンし、通
常のメモリの動作が可能となる。ここで、図1に示す例
では、テスト端子38、インバータ39およびテスト信
号および反転テスト信号を伝送するテスト信号線40お
よび41は、テスト用に新たに設けられたもので、本発
明のスイッチ28を構成する。
【0013】セレクタ32は、データ書き込みドライバ
30、31の電源をメモリ10の他の回路の電源と別系
統の電源に切り換えるためのものであって、図示例で
は、テスト信号(TEST)を別系統の電源で駆動され
る信号とし、ドライバ30、31の電源とするもので、
L(ロウ)状態が0、H(ハイ)状態がVddo となるよ
うにする。従って、ドライバ30、31はテスト信号が
Lの通常モードでは電源が0となり駆動しないが、テス
ト信号がHのテストモードでは電源がVddo となって、
この電源Vddo で駆動される。
【0014】ここで、ドライバ30および31は、テス
トモードにおいて、それぞれ読み出し線20および21
の一方を高電位、他方を低電位に駆動するために、テス
ト用に新たに設けられたもので、各入力は、それぞれ図
示しないテスト用I/Oパッド(PAD)に直接あるい
はインバータ42を介して接続され、各出力はそれぞれ
読み出し線20および21に接続される。こうして、ド
ライバ30、31は、テストモードにおいて、テスト用
I/Oパッドに入力された書き込みデータ信号およびこ
の信号をインバータ42で反転した信号を駆動し、読み
出し線20および21の一方の電位を0(L)、他方の
電位を上述したVddo (H)に駆動する。通常モードで
は、ドライバ39および31の電源電位は0となるの
で、ドライバ30、31は作動しない。
【0015】カラムセレクタ34は各カラム毎に設けら
れ、通常のカラムデコーダ24から各カラム毎に出力さ
れる出力信号を一方の入力信号とし、テスト信号線40
を他方の入力とするOR回路36から構成され、OR回
路36の出力は、それぞれ読み出し線20および21と
接続される側のビット線14とビットバー線16の端部
近傍に設けられた各トランジスタ44のゲートに接続さ
れる。ここで全カラムのOR回路36は、テストモード
ではテスト信号線40から入力されるテスト信号が
“H”であることから、カラムデコーダ24からのデコ
ード信号が何であっても“H”を出力し、ビット線14
およびビットバー線16の両トランジスタ44はオン
し、全てのビット線14およびビットバー線16はアク
ティブ状態となる。これに対し、通常モードでは、テス
ト信号はLとなるため、各カラムのOR回路36はカラ
ムデコーダ34から出力される各カラムのデコード信号
をそのまま出力し、デコーダ34によって選択されたカ
ラムのみ“H”信号が出力され、そのカラムのビット線
14およびビットバー線16のみがアクティブ状態とな
る。
【0016】本発明のメモリ10は基本的には以上のよ
うに構成されるが、以下に、その作用および電源電流
(Idds )テストにおけるビット線間ショートによるカ
ラム不良の検出について説明する。
【0017】まず、通常モードではテスト信号(TES
T)はLレベルであり、その反転信号はHレベルとなる
ことから、ビット線14およびビットバー線16の一端
に取り付けられている負荷トランジスタ22はアクティ
ブ状態となる。また、セレクタ32のドライバ30およ
び31の電源は0レベルより駆動されず、カラムセレク
タ34のOR回路36は、一方の入力(テスト信号線4
0)がLレベルより通常のカラムデコーダ24からのカ
ラムデコード信号(カラム選択信号)をそのまま出力
し、カラムデコーダ24から選択されたカラムのトラン
ジスタ44をアクティブにして、そのカラムのビット線
14およびビットバー線16をアクティブとし、これら
と、他方のロウデコーダ26によってアクティブ状態に
されたワード線18とによって選択されたメモリセル1
2の記憶データを読み出し線20,21を介してセンス
アンプで読み出す、あるいはこのメモリセル12に通常
メモリ書込用の図示しないドライバを用いて図示しない
I/Oパッドに与えられたデータを書き込む通常のメモ
リの読み出し/書き込み動作を行う。なお、これらの回
路は、電源Vddで動作するものとする。
【0018】一方、テスト信号(TEST)がHレベル
となり、テストモードになると、反転テスト信号はLレ
ベルとなり、負荷トランジスタ22はすべてのビット線
14およびビットバー線16から切り離される。セレク
タ32のドライバ30,31の電源はテスト信号(TE
ST)のHレベル状態であるVddo となるので、図示し
ないI/Oパッドから入力されたデータに応じて、ドラ
イバ30および31は、その一方の出力をVddo レベ
ル、他方の出力を0レベルとなし、読み出し線20,2
1の一方をVddo レベル、他方を0レベルに駆動する。
さらに、カラムセレクタ34のOR回路36は、その一
方の入力にHレベルのテスト信号が入力されるため、ト
ランジスタ44のゲートをHレベルにし、ビット線14
およびビットバー線16をアクティブにする。ここで、
ビット線14、ビットバー線16は、それぞれ読み出し
線20,21に接続されているため、一方がVddo レベ
ル、他方が0レベルにドライバ30,31によって駆動
されることになる。
【0019】この時、ビットバー線16(B0  ̄)とビ
ット線14(B1 )との間にゴミが付着すると、さら
に、ビット線14(B1 )とビットバー線16(B
1  ̄)との間にエッチング不良等があると、それぞれ、
図1に示すように何らかの抵抗46および47で短絡
(ショート)しているものとすることができる。このた
め、ビット線14(B1 )とビットバー線16(B
0  ̄)および16(B1  ̄)との間には電位差があるた
めそれぞれ抵抗46および47を通してそれぞれ一点鎖
線および点線で示すような貫通電流が流れる。図示例で
はI/Oパッドに入力されるデータは“0”(Lレベ
ル)であって、ドライバ31の出力がVddo レベル、ド
ライバ30の出力が0レベルであり、ドライバ31の電
源からドライバ30の接地に向かって電流が流れてい
る。
【0020】その結果、ドライバ30,31を駆動する
電源の電源電流Idds 、すなわちここではテスト信号
(TEST)の電源の電源電流Idds は、ゴミの付着や
エッチング不良などによるビット線14とビットバー線
16との間のショート抵抗46,47がない正常な場合
に比べ、かなり大きなものとなる。こうして、この電源
電流Idds を測定することによりビット線間ショートに
よるカラム不良を検出することができる。
【0021】こうして、カラム不良が検出されたメモリ
10は不良品として選別される。カラム不良メモリ10
を選別した後、カラムデコーダ24により全カラムを順
次選択して、例えばカラムセレクタ34のOR回路36
へのテスト信号入力のみを“L”レベルにして、カラム
デコーダ24のカラム選択を順次全部のカラムについて
行うことにより、不良解析を行って、不良カラムを特定
することもできる。
【0022】図1に示すメモリ10のセレクタ30のド
ライバ30,31およびこれに接続される図示しないI
/Oパッドは、テスト用として新たに設けられたもので
あるが、本発明においては、テスト用として特別に設け
なくてもよく、図2に示すように、メモリ10の通常の
I/O部48のデータ書き込み用ドライバ50,51お
よびインバータ52とI/Oパッド(図示せず)を兼用
してもよい。この場合には、テスト信号(TEST)を
一方の入力信号および制御信号とし、他方の入力信号を
通常の電源Vddとするセレクタ54を用いて、テストモ
ードではテスト信号Vddo を電源として選択し、通常モ
ードでは通常の電源Vddを選択するようにしてもよい。
こうすればテスト用パッドやドライバ30,31を含む
テスト用のI/O部を不要とすることができる。すなわ
ち、本発明においては、データ書き込み用ドライバはテ
スト用に新たに設けたものでも、通常のI/O部のドラ
イバを兼用するものでもよく、また、セレクタも、テス
トモードで用いるデータ書込みドライバの電源を他のメ
モリの回路と別系統に切り換えることができればどのよ
うなものでもよいし、別系統の電源も特にテスト信号に
限定されず、どのような電源であってもよい。
【0023】また、図1に示すメモリ10においては、
テストモード端子38を設け、テスト信号(TEST)
を外部から入力しているが、本発明はこれに限定され
ず、メモリ10内で生成してもよい。図3にテストモー
ド端子38を設けない場合のテスト信号発生回路の一実
施例を示す。図3に示すテスト信号発生回路56は、チ
ップセレクト信号CS、アウトイネーブル信号OE ̄お
よびライトイネーブル信号WE ̄を入力するとOR回路
58と、このOR回路58の出力がそのリセット端子R
ESETに入力されるカウンタ60と、OR回路58の
出力の反転信号とメモリ10のアドレス信号のいずれか
1つ(図示例ではA0)とを入力とし、出力をカウンタ
60のクロック端子CLKに入力するAND回路62か
らなる。ここでカウンタ60は、例えば10段カウンタ
として出力端子Q10からテスト信号TESTを出力す
る。
【0024】ここで、同図に示すテスト信号発生回路5
6は、チップセレクト信号CS、アウトイネーブル信号
OE ̄、ライトイネーブル信号WE ̄がすべてLでアド
レス信号A0に10個のパルスが入力された時に、カウ
ンタ60は出力端子Q10からHレベルのテスト信号を
出力する。すなわち、3倍信号CS,OE ̄,WE ̄の
すべてがLのときカウンタ60のリセット端子RESE
TにはLレベル信号が入力され、リセットされないし、
AND回路62の一方の入力はHとなるので、他方の入
力のアドレス信号A0がそのままカウンタ62のクロッ
ク端子CLKに入力され、カウンタ60はアドレス信号
A0のクロックパルスをカウントする。これ以外の状態
では、OR回路58の出力はHレベルとなり、AND回
路62の一方の入力がLとなるので出力も必ずLとな
り、カウンタ60のクロック端子CLKにはアドレス信
号A0のクロックパルスが入力されない。従って、テス
ト信号(TEST)が出力されることはない。
【0025】次に、図1に示す例では、カラムセレクタ
32として全カラムにOR回路36を設け、通常のカラ
ムデコーダ24と組み合わせて用いているが、本発明は
これに限定されず、全ビットを同時にアクティブにでき
れば、どのようなものでもよく、図4に示すようなデコ
ード回路64を用いてもよい。このデコード回路64
は、代表的に3本のアドレス信号入力の場合について示
すが、本発明はこれに限定されない。図4に示すデコー
ド回路64は、テスト信号TEST、反転テスト信号T
EST ̄およびアドレス信号Ai(i=0,1,2)を
入力とし、2つの出力を持つロジック回路660 ,66
1 ,662 と、これらのロジック回路66 0 ,661
662 の2つの出力のうちのいずれか1本を入力とする
3入力のOR回路681 ,682 ,683 からなる。
【0026】ここで、ロジック回路660 の具体的回路
構成を図5に示す。図5に示すロジック回路660 は4
個のCMOSトランジスタおよび2個のPMOSトラン
ジスタから構成され、PMOSトランジスタP1
2 ,NMOSトランジスタN1,N2 およびPMOS
4 ,P5 ,NMOSN4 ,N5 の2組のトランジスタ
はそれぞれ直列接続され、PMOSP1 ,P2 の一方は
電源に接続され、N2 およびN5 の他方は接地される。
また、PMOSP3 の一方は電源に、他方はPMOSP
2 とNMOSN1 との接点およびPMOSP5 とNMO
SN4 の各ゲートに接続され、出力Yとなる。PMOS
6 の一方は電源に、他方はPMOSP5 とNMOSN
4 との接点に接続され、出力Xとなる。テスト信号(T
EST)はPMOSP1 とP2 の各ゲートに入力され、
反転テスト信号(TEST ̄)はPMOSP3 ,P6
NMOSN2 ,N5 に入力される。
【0027】ここで、ロジック回路660 においては、
テスト信号TESTがHレベルのとき、反転テスト信号
TEST ̄はLレベルとなるので、PMOSP3 および
6がオンとなるのに対し、電源側のPMOSP1 およ
びP4 と接地側のNMOSN 2 およびN5 はすべてオフ
となる。このため、アドレス信号A0の状態にかかわら
ず、両出力XおよびYは共にプルアップされ、Hレベル
となる。一方テスト信号TESTがLレベルのとき、反
転テスト信号TEST ̄は、Hレベルとなり、PMOS
3 およびP6 はオフとなり、電源側のPMOSP1
よびP4 と接地側のNMOSN2 およびN5 はすべてオ
ンとなる。従って、アドレス信号A0の状態に応じてP
MOSP2 とNMOSN1 とのいずれか一方がオン、他
方がオフとなるので、その間の接点からの出力Yは反転
されて、反転アドレス信号A0 ̄が出力され、この反転
アドレス信号A0 ̄に応じてPMOSP5 とNMOSN
4とのいずれか一方がオン、他方がオフとなり、その間
の接点からの出力Xはさらに反転されて、アドレス信号
A0が出力される。
【0028】従って、テスト信号TESTがHレベルの
時、図5に示すロジック回路660のXおよびY出力は
共に必ずHレベルとなり、ロジック回路660 からのX
0 およびY0 出力線は共にHレベルとなる。このため、
すべてのOR回路681 ,682 ,683 には必ずHレ
ベル信号が入力され、すべてのOR回路681 ,6
2 ,683 の出力はHレベルとなって、セレクタへ伝
送され、メモリ10の全ビットをアクティブにすること
ができる。一方、テスト信号TESTがLレベルの時、
ロジック回路660 のXおよびY出力は、一方がアドレ
ス信号A0、他方が反転アドレス信号A0 ̄となるの
で、X0 およびY0 出力線にはアドレス信号A0と反転
アドレス信号A0 ̄が入力され、デコーダ64はアドレ
ス信号A0に従ってデコード動作を行う。
【0029】本発明に係る半導体記憶装置は、基本的に
以上のように構成されるものであるが、本発明はこれに
限定されるわけではなく、本発明が適用される半導体記
憶装置は、メモリデバイスであれば、何でもよく、SR
AM,DRAM,CAMの他、ROM,EPROM,E
EPROM,UVROMであってもよいし、また構成す
る素子もCMOS,NMOS,PMOS,バイポーラ,
TTLなどであってもよいなど、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において設計の変更や種々の改良がなされても
よいことはもちろんである。
【0030】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ビット線間に付着したゴミやビット線間のエッチング不
良等によって生じるビット線間ショートによるカラム不
良を電源電流テストで検出できるようにしたので、テス
ト時間を短縮することができるとともに、テストコスト
を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る半導体記憶装置の一実施例の概
略構成図である。
【図2】 本発明に係る半導体記憶装置に用いられる電
源系統切り換え用セレクタの別の実施例の構成図であ
る。
【図3】 本発明に係る半導体記憶装置に用いられるテ
スト信号発生回路の一実施例の構成図である。
【図4】 本発明に係る半導体記憶装置に用いられるデ
コーダ回路の別の実施例の構成図である。
【図5】 図4に示すデコーダ回路に用いられるデコー
ダ回路の一実施例の回路図である。
【符号の説明】
10 半導体記憶装置(メモリ) 12 メモリセル 14,16 ビット線 18 ワード線 20,21 読み出し線 22 負荷トランジスタ 24,26 デコーダ 28 スイッチ 30,31,50,51 ドライバ 32 セレクタ 34 カラムセレクタ 36 OR回路 38 テスト端子 39,42,152 インバータ 40,41 テスト信号線 44 トランジスタ 46,47 ショート抵抗 48 通常のI/O部 54 セレクタ 56 テスト信号発生回路 58 OR回路 60 カウンタ 62 AND回路 64 デコード回路 660 ,661 ,662 ロジック回路 681 ,682 ,683 OR回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】データを保持するメモリセルがアレイ状に
    配置され、ワード線およびビット線をアクティブにする
    ことによって選択された前記メモリセルにアクセスする
    半導体記憶回路であって、 前記ビット線の負荷回路を切り離すスイッチと、データ
    書き込みドライバの電源を他の回路と別系統に切り換え
    る手段と、全ビットを同時にアクティブにする手段とを
    具備することを特徴とする半導体記憶装置。
JP16244993A 1993-06-30 1993-06-30 半導体記憶装置およびそのテスト方法 Expired - Fee Related JP3364279B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07192500A (ja) * 1993-11-17 1995-07-28 Samsung Electron Co Ltd 不揮発性メモリの配線短絡検出方法及びそのための回路
JP2009117026A (ja) * 2007-11-05 2009-05-28 Sony Computer Entertainment Inc Sramのビット線スクリーニング方法

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