JPH09231797A - ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリにおける試験時間短縮装置及び方法 - Google Patents
ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリにおける試験時間短縮装置及び方法Info
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Abstract
・ランダム・アクセス・メモリにおけるストレージ・セ
ルのデータ保持時間パラメータを試験する時間を短縮さ
せた試験時間短縮装置及び方法を提供する。 【解決手段】 メモリ・セル動作中に印加される電圧と
比較するときに、ストレージ・セルの構成要素13、1
4に印加する電圧レベル(又は複数の電圧レベル)を変
化させることにより、センス増幅器9により検出される
ビットライン1、2における電圧差を減少させ、ストレ
ージ・セルにおける電荷の低下によりデータ保持時間を
減少させる。変更した電圧(又は複数の電圧)をストレ
ージ・セル・ビットライン1、2及び/又はストレージ
・セル・ダミー・コンデンサに印加する。
Description
ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRA
M)を試験する方法及び装置に関し、特にこれらのメモ
リ・ユニットを試験するために必要とする時間を短縮さ
せた方法及び装置に関する。このような装置及び関連す
る方法では、メモリのデータ保持時間パラメータを認識
するために必要な時間を減少させるように設定された試
験手順を実行する。
におけるストレージ・セルの数が増加するに従い、これ
らのデバイスを試験するために必要とする時間も同じよ
うに増加していた。膨大な数のストレージ・セルのため
に、試験手順はこれらの装置の製造における制限要素と
なる恐れがあった。試験手順を迅速にすると共に、専用
の試験装置に対する依存性を低減させるために、試験機
能の少なくとも一部を実行する装置が、メモリ・デバイ
ス基板の1集積部分として付加されている。試験手順
は、この付加的な回路によっても数をますます増大させ
るストレージ・セルの観点において、これらのメモリ・
デバイスの試験に絶えることのない問題を課する。
る試験手順は、データ保持時間パラメータの検査であ
る。DRAMデバイスにおいて、関連するデバイスによ
りストレージ・セルがアクセス即ち「読み出」されると
きは、論理状態、典型的には「1」の論理状態がストレ
ージ・セル・コンデンサに存在する電荷量により決定さ
れる。しかし、このような基板に対する電荷の漏洩のよ
うな物理的なプロセスのために、蓄積コンデンサに蓄積
した電荷量は連続的に減少している。従って、ある時間
後に、ストレージ・セル・コンデンサの電荷量は、スト
レージ・セルに対するアクセスの際に、論理状態の認識
が不正確となる量にまで減少する。このような電荷量の
劣化を認識するパラメータは、データ保持時間パラメー
タである。実際において、このパラメータは、リフレッ
シュ速度、即ち明確な「1」論理状態の認識を得るため
にストレージ・セル・コンデンサの電荷を更新しなけれ
ばならない速度を決定する。
関連するデバイスの基本的な構成要素が示されている。
ビットライン導体1は、センス増幅器の第1の端子と、
nチャネル電界効果トランジスタ14の第1のソース・
ドレイン・パス端子と、nチャネル電界効果トランジス
タ15の第1のソース・ドレイン・パス端子と、nチャ
ネル電界効果トランジスタ17の第1のソース・ドレイ
ン・パス端子の第1のソース・ドレイン・パス端子に接
続されている。ビットライン (Bitline )導体2
は、センス増幅器9の第2端子と、nチャネル電界効果
トランジスタ15の第2のソース・ドレイン・パス端子
と、nチャネル電界効果トランジスタ16の第1のソー
ス・ドレイン・パス端子とに接続されている。VREF 発
生器ユニットにより印加される電圧VREF を有する導体
3は、トランジスタ16の第2のソース・ドレイン端子
と、トランジスタ17の第2のソース・ドレイン端子と
に接続されている。トランジスタ15、トランジスタ1
6及びトランジスタ17のゲート端子は、プリチャージ
信号が印加される導体4に接続されている。トランジス
タ14の第2のソース・ドレイン端子は、ストレージ・
セル・コンデンサ13を介して接地電位に接続されてい
る。トランジスタ14のゲートはワードライン導体5に
接続されている。
たときにストレージ・セル・コンデンサ13に蓄積され
た電荷により表される。コンデンサ13に蓄積された論
理状態を決定するために、ビットライン1及びビットラ
イン 2は、トランジスタ15、トランジスタ16及び
トランジスタ17を導通させるプリチャージ信号に応答
して、VREF =VCC/2に等しい電位に充電される。プ
リチャージ信号が除かれ、これによりビットライン1及
びビットライン 2に電荷を蓄積する。ワードライン導
体5上の信号はトランジスタ14を導通状態にさせる。
従って、ストレージ・セル・コンデンサ13からの電荷
はビットライン1に印加され、これによってビットライ
ン1とビットライン 2との間に電圧差が発生する。こ
の電圧差は、式:
り、かつCS はストレージ・セル・コンデンサ13の容
量である。この電圧差はセンス増幅器9に印加され、セ
ンス増幅器9は差信号を増幅して論理レベル出力信号を
供給する。電圧差は150ミリボルト程度の値のものが
可能である。
コンデンサの電荷は時間と共に喪失され得る。図2を参
照すると、時間の関数としてストレージ・コンデンサに
おける電荷のグラフが示されている。ストレージ・セル
のアクセス中にストレージ・セル・コンデンサにおける
電荷を「1」として認識するために必要な電荷量は、グ
ラフ上に表示されている。tTESTのデータ保持時間は、
設計されたようにセルの動作を成功させるために必要と
される。良好なストレージ・セル即ちストレージ・セル
の満足すべき動作が得られるストレージ・セルにおい
て、論理「1」状態は、tTESTより大きい時間t2 まで
に正しく認識される。不良ストレージ・セルはtTESTで
論理状態の正確な認識が得られず、ストレージ・セル・
コンデンサにおける電荷はt1 (これはtTESTより小さ
い)で検出可能な電圧レベル以下に低下する。通常、時
間tTESTはストレージ・セルについてのリフレッシュ動
作間の期間より長くなる。
を判断するために、セルのアクセスは時間tTESTでのみ
発生する必要がある。従って、時間tTESTは、試験手順
においてデータ保持時間パラメータ測定に過度の時間負
荷を課してしまう限界となる。このパラメータ決定を迅
速化させる試みは、これまで不満足なものであった。例
えば、デバイスの温度を上昇させる恐れがあり、従って
予測可能な形式によりストレージ・セルの電荷の劣化を
加速させる。しかし、温度の変化も関連する回路に影響
して、試験手順の有用さと妥協することにもなり得る。
って複雑化されることなくストレージ・セルのデータ保
持時間パラメータを試験する時間を短縮させるデバイス
及び関連する技術に対する要求があった。
能は、本発明により、センス増幅器により検知されるビ
ットライン対間の電圧差を変更することによって達成さ
れる。ビットライン間の電圧差を減少させることによ
り、ストレージ・セル・コンデンサにおける電荷の減衰
は、典型的なビットライン対の電圧差が存在するときに
発生するものよりも、「1」の論理状態を検出できなく
なる値に速く到達させる。データ保持時間の短縮は、低
減した電圧レベルに関するデータ保持時間が典型的な動
作電圧レベルに関するデータ保持時間に直接関連され得
るということと組み合わせて、試験手順に対する時間を
大幅に短縮可能にさせる。この試験手順において印加す
る電圧を変更できる構成要素には、複数のビットライン
及び複数のダミー・ストレージ・セル・コンデンサと共
に、これらの構成要素の組み合わせが含まれる。
面と関連して明細書を読むことにより理解される。
て説明されている。
持時間パラメータを迅速に測定する装置が示されてい
る。図1に関連して説明した構成要素に加えて、ストレ
ージ・セルは、VREF 発生器ユニット30の出力をV
REF 導体3に接続する通過ゲート32を含む。外部V
REF 端子は通過ゲート31を介して導体3に接続されて
いる。VREF 発生器ユニット30又は外部VREF 入力信
号は、通過ゲート31のpチャネル・ゲート端子と、通
過ゲート32のnチャネル・ゲート端子とに印加される
試験信号の状態に従って、VREF 導体に接続され、かつ
反転増幅器33を介して通過ゲート31のnチャネル・
ゲート端子と、通過ゲート32のpチャネル・ゲート端
子とに印加される。試験信号の状態により、外部VREF
信号か、又はV REF 発生器ユニット30からのVREF が
ビットライン対に印加されて充電しているか否かを判断
する。従って、この装置は、ビットラインと、VREF 発
生器ユニット30からVCC/2のビットライン電圧、即
ちストレージ・セル・コンデンサ両端の電圧の1/2の
ビットライン電圧を供給する代わりに、ビットライン導
体及びビットライン−導体が試験手順中に外部VREF か
ら印加される電圧VCC/2+VX を有することを除き、
図1のものと同様である。ビットライン電圧及びビット
ライン 電圧が高ければ、荷電されたストレージ・セル
・コンデンサがビットライン1に電気的に接続されたと
きに、ビットライン間の差の減少に帰結する。この電圧
差が減少されたために、ストレージ・セル・コンデンサ
における「1」論理状態の認識は、ストレージ・セル・
コンデンサの荷電損失に対してより敏感となる。ビット
ラインのプリチャージ電圧におけるこのような変化に起
因するビットライン電圧における差は、式:
差における減少は、ストレージ・コンデンサにおける電
荷の損失に対する感度の増大に帰結する。このように感
度が増大した結果、ストレージ・セル・コンデンサにお
ける「1」の論理状態の時間が良好なストレージ・セル
・コンデンサと不良ストレージ・セル・コンデンサとの
両方について短縮される。正しい「1」の論理状態識別
の領域を離れる良好なセルに対する時間は、t2 からt
2 ’へ減少され、一方この領域を離れる不良セルに対す
る時間はt1 からt1 ’に減少する。同様に、データ保
持時間パラメータの検査時間はt試験からt’試験に減
少する。
含むメモリ・セルの概略図が示されている。メモリ・セ
ルは、ビットライン導体1、ビットライン 導体2、V
REF発生器ユニット30、プリチャージ導体5により制
御されているトランジスタ15、16及び17、ビット
ライン1にトランジスタ14を介して接続されたストレ
ージ・コンデンサ13、トランジスタ14のゲートに接
続されたワードライン導体5、及び図1のストレージ・
セルと同一のビットライン対に接続されたセンス増幅器
ユニット9を含む。ビットライン1には、nチャネル電
界効果トランジスタ68の第1のドレイン端子が接続さ
れている。トランジスタ68の第2のソース・ドレイン
端子はダミー・コンデンサ66を介して接地電位に接続
され、かつnチャネル電界効果トランジスタ69のソー
ス・ドレイン・パスを介してVDCR 導体74に接続され
ている。トランジスタ68のゲートはダミー・ワードラ
イン 導体71に接続されている。nチャネル電界効果
トランジスタ62はビットライン 2に接続された第1
のソース・ドレイン端子を有する。トランジスタ62の
第2のソース・ドレイン端子はダミー・コンデンサ65
を介して接地電位に接続され、かつnチャネル電界効果
トランジスタ61のソース・ドレイン・パスを介してV
DCR 導体74に接続されている。トランジスタ62のゲ
ート端子はダミー・ワードライン導体72に接続されて
いる。トランジスタ61及び69のゲート端子はプリチ
ャージ導体73に接続されている。VDCR 発生器ユニッ
ト60は通過ゲート81を介してVDCR 導体74に接続
されている。外部VDCR 端子は通過ゲート82を介して
VDCR 導体74に接続されている。試験信号は通過ゲー
ト82のnチャネル制御端子と、通過ゲート81のpチ
ャネル制御端子とに印加され、かつ反転増幅器83を介
して通過ゲート81のnチャネル制御端子と通過ゲート
82のpチャネル制御端子とに印加される。ダミー・コ
ンデンサに蓄積された電圧VDCR がVDCR +VX に増加
すると、ビットライン対電圧における差は、式:
インのコンデンサであり、CS はストレージ・セル・コ
ンデンサ13の容量であり、かつCDCR (=CS )はダ
ミー・ストレージ・セル・コンデンサの容量である。従
って、ダミー・コンデンサにおける電圧を増加させるこ
とにより、ビットライン対の電圧における差が減少し、
かつデータ保持時間の決定を迅速にすることができる。
作 図3及び図4を再び参照すると、それぞれの実施例にお
いて、通常のストレージ・セル動作に比較し、ストレー
ジ・セルの複数構成要素のうちの一つにおける電圧を変
化させる装置が提供されている。読み出し動作中のアク
セスにより、ストレージ・セル構成要素のうちの一つに
印加された電圧が変化するために、センス増幅器により
検知される、ビットラインから見た電圧差が減少する。
ビットライン間の電圧差が減少すると、ストレージ・セ
ル・コンデンサに蓄積される電荷に対する読み出し動作
をより敏感にする。従って、センス増幅器によって蓄積
された「1」の論理状態を検出しなくなるまでに、スト
レージ・セル・コンデンサに最初に蓄積された電荷の漏
洩はより小さい必要がある。ビットライン対間の電圧差
が減少している状態では、データ保持時間試験を得るの
に必要とする時間は短い。不十分なストレージ・セル
は、遥かに短い時間で識別される。
デンサを用いている構成を再び参照すると、当該技術分
野に習熟する者には、第2のストレージ・セル・コンデ
ンサ63と共に、関連するトランジスタ64及びワード
ライン導体89は、本発明の動作に影響させることな
く、存在し得ることが明らかである。更に、内部発生器
ユニットに、試験信号に応答して第2の電圧を供給する
構成要素が含まれていてもよいことは明らかである。電
圧発生器ユニットはセンス増幅器の一部分として含まれ
ていてもよい。
説明したが、本発明から逸脱することなく、種々の変更
を行っても、また好ましい実施例の複数要素を同等物に
より置換してもよいことは、当該技術分野に習熟する者
が理解すべきことである。例えば、典型的な読み出し動
作と比較する試験手順中において、あるストレージ・セ
ルにおける一つの構成要素に関する電圧を変更して本発
明を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、
1以上の構成要素における電圧を変更することができる
ことは、明らかである。更に、本発明の本質的な教えか
ら逸脱することなく、特定の置換及び材料を適応させる
ために多くの変更を行うことができる。
一定の構成は説明した実施例の特定の詳細に限定され
ず、従って当該技術分野に習熟する者にとって他の変形
及び適用が想起されることを意図している。このため
に、特許請求の範囲は、本発明の精神及び範囲から逸脱
することなく、全ての変形及び適用を含むべきことを意
図している。
る。
ス・メモリ・ユニットのストレージ・セルにおけるデー
タ保持時間パラメータを測定するために必要とされる時
間を短縮する方法において、前記ストレージ・セルの動
作中に少なくとも一つのメンバーのストレージ・セルに
対して第1の電圧を印加するステップと、前記ストレー
ジ・セルの動作中に少なくとも前記一つのメンバーのス
トレージ・セルに対して第2の電圧を印加するステップ
であって、前記第1の電圧と前記第2の電圧との間の差
がストレージ・セル読み出し動作中における前記ビット
ライン間の電圧差を低減させることに帰結するステップ
とを含む前記方法。
複数のダミー・コンデンサを含む第1項記載の方法。
複数のビットライン・ラインを含む第1項記載の方法。
ス・メモリにおけるストレージ・セルにおいて、センス
増幅器と、前記センス増幅器に接続された第1及び第2
のビットラインであって、前記センス増幅器は前記第1
のビットラインと前記第2のビットラインとの間におけ
る電圧の差を増幅するものである前記第1及び第2のビ
ットラインと、電荷を蓄積するストレージ・セル・コン
デンサと、前記ストレージ・セル・コンデンサをビット
ラインに制御可能に接続するスイッチング手段と、前記
ストレージ・セルの動作中に第1の電位に前記第1及び
第2のビットラインを荷電させる電圧発生器であって、
前記ストレージ・セルの試験中に前記第1及び第2のビ
ットラインを第2の電位に荷電させる前記電圧発生器と
を含む前記ストレージ・セル。
含む第4項記載のストレージ・セル。
して前記第2の電圧を発生する第4項記載のストレージ
・セル。
電圧発生器及びスイッチを含む第4項記載のストレージ
・セル。
において、センス増幅器ユニットと、前記センス増幅器
ユニットに接続されたビットライン対と、前記ビットラ
イン対の第1のビットラインに接続されたストレージ・
コンデンサと、読み出し動作中に前記ストレージ・コン
デンサが前記第1のビットラインに接続されるときに前
記ビットライン対間における第1の電圧差を供給する電
圧手段であって、試験手順中に前記ストレージ・セルが
前記第1のビットラインに接続されるときに前記ビット
ライン対間における第2の電圧差を供給する前記電圧手
段とを備えた装置。
ユニットに含まれている第8項記載の装置。
発生器及びスイッチを含む第8項記載の装置。
して前記第2の電圧を発生する電圧手段を含む第8項記
載の装置。
セス・メモリにおけるストレージ・セルにおいて、セン
ス増幅器と、前記センス増幅器に接続された第1及び第
2のビットラインであって、前記センス増幅器は前記第
1のビットラインと前記第2のビットラインとの間にお
ける電圧の差を増幅するものである前記第1及び第2の
ビットラインと、前記第1のビットライン及び前記第2
のビットラインの両者に接続されたダミー・コンデンサ
と、電荷を蓄積するストレージ・セル・コンデンサと、
前記ストレージ・セル・コンデンサをビットラインに制
御可能に接続するスイッチング手段と、前記ストレージ
・セルの動作中に前記ダミー・コンデンサを第1の電位
に荷電させる電圧発生器であって、前記ストレージ・セ
ルの試験中に前記ダミー・コンデンサを第2の電位に荷
電させる前記電圧発生器とを備えたストレージ・セル。
セス・メモリ・デバイスにおいて、典型的なメモリ・セ
ル動作中に印加される電圧と比較するときに、ストレー
ジ・セルの構成要素13、14に印加する電圧レベル
(又は複数の電圧レベル)を変化させることにより、メ
モリ・セル・データ保持時間試験手順の実施に必要とさ
れる時間を減少させることができる。構成要素13、1
4に印加する電圧(又は複数の電圧)を変化させること
により、センス増幅器9により検出されたビットライン
1、2における差が減少する。ビットラインの電圧差が
減少したために、ストレージ・セルにおける電荷の低下
がデータ保持時間を減少させる。データ保持時間は典型
的なメモリ・セル動作に関連する形式により減少され
る。変更した電圧(又は複数の電圧)をストレージ・セ
ル・ビットライン1、2及び/又はストレージ・セル・
ダミー・コンデンサに印加することができる。
回路図。
トレージ・セルとの間の差を時間の関数として示すグラ
フ。
持時間パラメータ測定値を得る装置の概要回路図。
ようにしてデータ保持時間パラメータを迅速な形式によ
り検査できるのかを示すグラフ。
とにより、ダミー・コンデンサを有するストレージ・セ
ルにおけるデータ保持時間パラメータの迅速化した検査
をする装置の概要回路図。
チャネル電界効果トランジスタ 30 VREF 発生器ユニット 31,33、81,82 通過ゲート
Claims (2)
- 【請求項1】 ダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリ・ユニットのストレージ・セルにおけるデータ保持
時間パラメータを測定するために必要とされる時間を短
縮する方法において、 前記ストレージ・セルの動作中に少なくとも一つのメン
バーのストレージ・セルに対して第1の電圧を印加する
ステップと、 前記ストレージ・セルの動作中に少なくとも前記一つの
メンバーのストレージ・セルに対して第2の電圧を印加
するステップであって、前記第1の電圧と前記第2の電
圧との間の差がストレージ・セル読み出し動作中におけ
る前記ビットライン間の電圧差を低減させることに帰結
するステップとを含む方法。 - 【請求項2】 ダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリにおけるストレージ・セルにおいて、 センス増幅器と、 前記センス増幅器に接続された第1及び第2のビットラ
インであって、前記センス増幅器は前記第1のビットラ
インと前記第2のビットラインとの間における電圧の差
を増幅するものである前記第1及び第2のビットライン
と、 電荷を蓄積するストレージ・セル・コンデンサと、 前記ストレージ・セル・コンデンサをビットラインに制
御可能に接続するスイッチング手段と、前記ストレージ
・セルの動作中に第1の電位に前記第1及び第2のビッ
トラインを荷電させる電圧発生器であって、前記ストレ
ージ・セルの試験中に前記第1及び第2のビットライン
を第2の電位に荷電させる前記電圧発生器とを含むスト
レージ・セル。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US08/565,495 US5689467A (en) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | Apparatus and method for reducing test time of the data retention parameter in a dynamic random access memory |
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Publication Number | Publication Date |
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