JPH11144500A - ワード線昇圧回路を備えた半導体スタティックramの低電圧動作試験方法 - Google Patents

ワード線昇圧回路を備えた半導体スタティックramの低電圧動作試験方法

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JPH11144500A
JPH11144500A JP9322373A JP32237397A JPH11144500A JP H11144500 A JPH11144500 A JP H11144500A JP 9322373 A JP9322373 A JP 9322373A JP 32237397 A JP32237397 A JP 32237397A JP H11144500 A JPH11144500 A JP H11144500A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ワード線昇圧回路を備えた半導体スタティック
RAMにおける低電圧動作試験においてテスト信号を用
いて昇圧回路の出力を制御して、試験時にはワード線の
昇圧を停止して試験を行う方法を用いることで、短時間
の試験で不良抜けのない試験方法の提供。 【解決手段】電源電圧検知回路と昇圧選択回路とワード
線昇圧回路及びワード線選択回路を備え、テスト信号に
よりワード線昇圧回路を制御し、試験時は、ワード線に
電源電圧を与えることにより、基準電圧からセル実力電
圧まで、特定の電圧区間で不良となるようなチップを全
て除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワード線昇圧回路
を有する半導体スタティックRAM(ランダムアクセス
メモリ)に関し、特に、低電圧動作試験に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体スタティックRAMにおいては、
メモリセルの低電圧特性を向上させるためワード線電圧
を昇圧する(以下、「ワードブースト」という)ための
ワード線昇圧回路が用いられている。
【0003】ところで、電源電圧3〜5Vのような広域
動作電圧を保証する製品では、高い電源電圧で使用する
場合に、ゲート酸化膜の破壊など信頼性上の問題からワ
ードブーストを切る必要がある。このため、電源電圧検
知回路により、ワード線昇圧回路を制御し電源電圧検知
回路により設定される基準電圧値よりも電源電圧が高い
場合には、ワード線昇圧回路に、電源電圧を出力させる
ようにし、ワード線の電圧を抑えている。
【0004】図4に、ワード線昇圧回路を搭載した一般
的な半導体スタティックRAMの構成をブロック図にて
示す。図4を参照すると、電源電圧検出回路401と、
ワード線昇圧回路402と、ワード線選択回路403
と、メモリセル404と、を備えて構成される。
【0005】電源電圧検知回路401は、電源電圧が電
源検出回路401内部で設定される基準電圧値よりも低
い場合にはワード線電圧を昇圧するための信号を出力
し、電源電圧が基準値よりも高い場合には昇圧を停止す
る信号を出力する。
【0006】ワード線昇圧回路402は、電源電圧検知
回路401からの信号φ4を受けて、ワード線選択回路
403により選択されるワード線への供給電圧を昇圧し
た電圧と電源電圧とを切り替える。
【0007】ワード線選択回路403は、アドレスピン
(アドレス信号)の入力を受けて所望のワード線を選択
し、ワード線の電圧としてワード線昇圧回路402の出
力電圧を与える。
【0008】図5に、一般的な高抵抗型メモリセルを示
す。図5を参照すると、高抵抗負荷素子R1、R2と、
ゲートとドレインを交叉接続して抵抗R1、R2にそれ
ぞれ接続したドライバーNチャネル型トランジスタQ
1、Q2と、ワード線をゲートに接続し、ビット線1、
2と、トランジスタQ1、Q2と抵抗R1、R2の接続
点の間にそれぞれ接続したトランスファNチャネル型ト
ランジスタQ3、Q4により構成される。
【0009】メモリセルへの書き込み動作を行う際に、
基準電圧より低い電源電圧で使用する場合には、ワード
ブーストされておりトランスファトランジスタQ3、Q
4のON抵抗値は、ワード線電圧が電源電圧の時よりも
低くなり、メモリセルの‘H’レベル側ノード電位はよ
り高く‘L’レベル側ノード電位はより低い電圧での書
き込みができ、ドライバートランジスタQ1、Q2のゲ
ート電圧が書き込み当初から充分高く、あるいは低くな
っているため、メモリセルのセル安定性は良い状態にな
る。
【0010】基準電圧よりも高い電源電圧で使用する場
合には、ワード線電圧が電源電圧であるためワードブー
ストされているときよりもトランスファトランジスタの
ON抵抗が大きくなり、メモリセルノードへの書き込み
電圧レベルはワード線が昇圧されているときより悪く、
書き込み当初は‘H’側のノード電位は低く、高抵抗を
介して‘H’レベル側ノード電位が徐々に充電されるま
でセルは不安定な状態になっている。この時、読み出し
動作が入ると、製造上セル安定性が悪くなっているセル
はメモリセルデータを破壊してしまう。
【0011】メモリセル特性の悪いチップでの電源電圧
と不良ビット数との関係は、図6に示すようになる。図
6において、横軸は電源電圧、縦軸はフェイル(不良)
ビット数である。図6の不良電圧領域(C)は、ワード
ブーストが入っていても不良になる低電圧動作の限界電
圧(電源電圧の限界電圧)Vmin3よりも低い電圧で不良
になる領域であり、不良電圧領域(D)はワードブース
トが切れる基準電圧から電源電圧で動作する際のセルの
低電圧動作の限界電圧Vmin4までで不良になる領域であ
る。
【0012】このため、従来では、選別試験時には、図
6に示されているVTST3とVTST4の電圧で試験を行って
いた。VTST3は最低電圧(電源電圧の低電圧)での動作
を保証するために、Vmin3の悪いチップを判定する試験
であり、VTST4は不良電圧領域(D)を持つようなチッ
プを除くための試験であり、基準電圧値よりも僅かに高
い電源電圧に設定されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体スタティ
ックRAMを試験する場合、下記記載の問題点がある。
【0014】すなわち、不良電圧領域(D)が存在する
チップを判定する試験を1回の試験で行う場合には、チ
ップの実力Vmin4が基準電圧とあまり差がないような僅
かな電圧区間でのみ不良電圧領域(D)が存在するよう
なチップを判定するために、VTST4は基準電圧に近い電
圧に設定する必要がある。しかし、基準電圧値は、電源
電圧検知回路内に設けられた抵抗値により決まるため、
製造時のプロセスばらつきによりズレが生じてしまい、
このため、VTST4は基準電圧のプロセス上のばらつきを
考慮した値に設定しなければならず、基準電圧とVTST4
との電圧差が無くならないため、基準電圧からVTST4ま
での僅かな電圧区間で不良領域が存在するような不良品
の抜けが生じてしまう、という問題があった。
【0015】また、このような不良の抜けを防ぐため
に、試験電圧を振って基準電圧がプロセス上ばらつく電
圧領域で複数試験を行なう方法もあるが、試験時間は長
くなってしまう、という問題がある。
【0016】したがって、本発明は、上記のような問題
点に鑑みてなされたものであり、その目的は、短い試験
時間で不良品の抜けのない試験方法を提供することにあ
る。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るワード線昇圧回路を備えた半導体スタ
ティックRAMにおける低電圧動作試験においては、テ
スト信号によりワード線昇圧回路の出力を制御する手段
を用いて、試験時にはワード線の電位を電源電圧に固定
して動作試験を行うようにしたものである。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明に係る導体スタティックRAMの動
作試験方法は、その好ましい実施の形態において、電源
電圧と基準電圧を比較してワード線を昇圧するための信
号を出力する電源電圧検知回路と、前記電源電圧検知回
路の出力とテスト信号を入力としワード線昇圧回路を制
御する昇圧選択回路と、前記昇圧選択回路の出力で制御
されワード線を昇圧するワード線昇圧回路と、ワード線
選択回路と、メモリを備え、前記昇圧選択回路はテスト
信号がアクティブのとき、前記ワード線昇圧回路でのワ
ード線昇圧を停止させ、試験時は、ワード線に電源電圧
を与えることにより、前記基準電圧からセル実力電圧ま
での、特定の電圧区間で不良(VccMIN不良)となるよ
うなチップを全て検出除去可能としたものである。
【0019】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
【0020】[実施例1]図1は、本発明の第一の実施
例を示したブロック図である。
【0021】図1を参照すると、本発明の第一の実施例
は、電源電圧と基準電圧とを比較してワード線を昇圧す
る信号を出力する電源電圧検知回路101と、テスト信
号φTSTを受けるとワード線の昇圧を停止させる信号を
出力する昇圧選択回路102と、電源電圧を昇圧する働
きをするワード線昇圧回路103と、ワード線選択回路
104と、メモリセル105と、を備えて構成される。
【0022】電源電圧検知回路101は、電源電圧が基
準電圧値よりも低い場合にワード線電圧を昇圧するため
の信号をφ1に出力する。電源電圧検知回路101とワ
ード線昇圧回路103の間に設けられる昇圧選択回路1
02は、活性化されたテスト信号φTSTを受けると、ワ
ード線昇圧回路103にワード線の昇圧を停止する信号
をφ2に出力し、テスト信号が非活性の場合には、電源
電圧検知回路101による信号を出力する。
【0023】ワード線昇圧回路103は昇圧選択回路1
02の出力φ2により制御され、昇圧電圧あるいは電源
電圧を出力信号線φ3を介してワード線選択回路104
に接続されているワード線に与えている。
【0024】図2は、本発明を第一の実施例を用いた際
の電源電圧と不良ビット数の関係を示した図である。不
良電圧領域(A)は、テスト信号φTSTが非活性だと昇
圧選択回路102がワード線昇圧回路103に電源電圧
検知回路101の信号をそのまま伝えており、ワードブ
ーストが入っている状態での低電圧動作の実力電圧Vmi
n1よりも低い電圧で不良になる領域であり、(B)は昇
圧選択回路102に活性化されたテスト信号φTSTが入
力され、昇圧回路103がワード線に電源電圧を出力し
ている状態での実力電圧Vmin2以下の電圧で不良になる
領域を示している。
【0025】本発明の第一の実施例では、テスト信号φ
TSTを活性化してワード線の昇圧を停止させることによ
り、Vmin2以下の全電圧で不良となることを利用して、
実使用時では良品特性を示してしまうはずの基準電圧よ
りも低い電圧で試験を行うことによって、Vmin2の実力
が基準電圧より高い電圧にあるチップの除去を可能にし
ている。
【0026】そして、本発明の第一の実施例による低電
圧動作試験では、昇圧選択回路へのテスト信号φTSTが
非活性とされワードブーストが入っている状態で低電圧
動作を保証するためのVTST1電圧で試験を行い、その
後、テスト信号φTSTを活性化してワードブーストがき
れている状態で、基準電圧より僅かに低い電圧VTST2で
試験を行うことにより、Vmin2が基準電圧より高い低電
圧特性の悪いチップを全て除くことができる。
【0027】[実施例2]前記第一の実施例では、図2
に示されている試験電圧VTST2は、基準電圧がプロセス
上のばらつきによるズレが生じるため、ズレを考慮した
電圧値に設定する必要がある。そのため、低電圧の実力
Vmin2が試験電圧VTST2から基準電圧までの間にあるよ
うな実使用では、ワードブーストが入ると良品特性を示
すチップを落としてしまっている。本発明の第二の実施
例は、低電圧動作試験時のはじめにチップ毎に基準電圧
値を調べて、基準電圧値から試験電圧を決定し、良品が
落ちる数を減らすことを可能にしたものである。
【0028】図3は、電源電圧と動作時の電流との関係
を示した図である。ワードブーストが入ると動作電流は
大きくなり、電圧−電流直線は不連続な特性を示すの
で、基準電圧付近で電圧を振り、電流が急激に増加する
電圧を探すことにより、基準電圧値を探すことができ
る。
【0029】そして、基準電圧値よりも僅かに低い電圧
を試験電圧にして、テストモード信号によりワード線の
昇圧を停止して、動作試験を行うことにより、良品が落
ちる数を減らすことが可能になる。
【0030】本発明の第二の実施例において、基準電圧
を探すための電流測定の試験時間は短いため、基準電圧
付近で電圧を振って何点か試験を行っても試験時間の増
加は僅かな時間である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワード線昇圧回路を備えた半導体スタティックRAMの
低電圧動作試験において、低電圧動作特性が悪く基準電
圧から実力電圧までの電圧区間で不良となるような不良
品を試験時間の増大を抑えて全て除去することができ
る、という効果を奏する。その理由は、本発明において
は、試験時にテスト信号によりワード線昇圧回路の出力
を制御してワード線の昇圧を停止して、実使用時には良
品特性を示す基準電圧値よりも低い電圧で試験を行うよ
うにしたためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図であり、ワー
ド線昇圧回路を備えた半導体スタティックRAMの動作
試験回路のブロック図である。
【図2】本発明の一実施例を説明するための図であり、
電源電圧と不良ビット数の関係を示した図である。
【図3】本発明の第2の実施例を説明するための図であ
り、ワード線昇圧回路を備えた半導体スタティックRA
Mにおける電源電圧と動作電流特性を示した図である。
【図4】従来のワード線昇圧回路を備えた半導体スタテ
ィックRAMのブロック図である。
【図5】高抵抗負荷型の一般的なスタティックRAMの
セル図である。
【図6】従来の試験を説明するための図であり、電源電
圧と不良ビット数を示した図である。
【符号の説明】
101、401 電源電圧検出回路 102 昇圧選択回路 103、402 ワード線昇圧回路 104、403 ワード線選択回路 105、404 メモリセル R1,R2 高抵抗負荷素子 Q1〜Q4 Nチャネル型トランジスタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワード線昇圧回路を備えた半導体スタティ
    ックRAMの低電圧動作試験方法において、 テスト信号によりワード線電圧を昇圧電圧と電源電圧と
    を切り替えて行う、ことを特徴とする低電圧動作試験方
    法。
  2. 【請求項2】ワード線昇圧回路を備えた半導体スタティ
    ックRAMの低電圧動作試験方法において、 テスト時には、電源電圧によらずワード線昇圧回路にお
    けるワード線昇圧をきり、ワード線の電位を電源電圧に
    固定して動作試験を行う、ことを特徴とする低電圧動作
    試験方法。
  3. 【請求項3】半導体スタティックRAMの低電圧動作試
    験方法において、 電源電圧と基準電圧を比較してワード線を昇圧するため
    の信号を出力する電源電圧検知回路と、前記電源電圧検
    知回路の出力とテスト信号を入力とする昇圧選択回路
    と、前記昇圧選択回路の出力で制御されワード線を昇圧
    するワード線昇圧回路と、ワード線選択回路と、を備
    え、 前記昇圧選択回路はテスト信号がアクティブのとき前記
    ワード線昇圧回路におけるワード線昇圧を停止させるよ
    うに制御し、 試験時に、ワード線に電源電圧を与えることにより、前
    記基準電圧からセル実力電圧までの、特定の電圧区間で
    不良となるようなチップを全て検出除去可能とした、こ
    とを特徴とする低電圧動作試験方法。
  4. 【請求項4】低電圧動作試験のはじめにチップ毎に基準
    電圧値を調べ、前記基準電圧値よりもわずかに低い電圧
    を試験電圧とし、前記テスト信号をアクティブとしてワ
    ード線の昇圧を停止して動作試験を行う、ことを特徴と
    する請求項3記載の低電圧動作試験方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008305455A (ja) * 2007-06-05 2008-12-18 Powerchip Semiconductor Corp ワード線不良をテストする方法
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
JP2009158081A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Dongbu Hitek Co Ltd メモリ素子のテスト装置
JP2009158040A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Renesas Technology Corp 半導体記憶装置

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