JPH11297096A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH11297096A
JPH11297096A JP10102556A JP10255698A JPH11297096A JP H11297096 A JPH11297096 A JP H11297096A JP 10102556 A JP10102556 A JP 10102556A JP 10255698 A JP10255698 A JP 10255698A JP H11297096 A JPH11297096 A JP H11297096A
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JP10102556A
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Kiyohiro Furuya
清広 古谷
Takeshi Hamamoto
武史 濱本
Shigeru Kikuta
繁 菊田
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G11C29/022Detection or location of defective auxiliary circuits, e.g. defective refresh counters in I/O circuitry
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  • Dram (AREA)
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  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速でテスト可能な半導体記憶装置を提供す
ることである。 【解決手段】 I/Oゲートおよびセンスアンプ部46
内のI/O線の配列順をIOA、/IOB、IOB、/
IOAの順にする。これによりマルチビットテスト時に
同じデータを複数のメモリセルに読出/書込する際に隣
接するI/O線の電位が必ず異なる電位となる。したが
って、隣接するI/O線間に短絡故障が生じた場合も同
時に検出することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体記憶装置
に関し、より特定的には、テスト時間の短縮化を図った
半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、動作確認
のためのテスト時間の増大が大きな問題となっている。
特に、半導体記憶装置においては、この問題に対する1
つの対策として、同時に複数のメモリセルにデータを書
込み、その後書込んでおいた複数のメモリセルからデー
タを読出す、いわゆるマルチビットテストモードを備え
るものもある。
【0003】図16は、従来の半導体記憶装置の主要部
の構成を示す概略図である。図16を参照して、従来の
半導体記憶装置は、外部から与えられた列アドレス信号
CA0〜CA2に応じて発生する内部アドレス信号CA
D[0]、/CAD[0]、CAD[1]、/CAD
[1]、CAD[2]、/CAD[2]を受けて、列選
択線CSL0〜CSL7のうちいずれか1つを活性化す
る列メインデコーダ642と、外部から与えられた行ア
ドレス信号RA0〜RA3に応じて発生する内部アドレ
ス信号RAD[0]〜RAD[3]、/RAD[0]〜
/RAD[3]を受けて、16本の列選択線WL0〜W
L15のうちいずれか1つを活性化する行メインデコー
ダ650、652とを備える。
【0004】従来の半導体記憶装置は、さらに、列選択
線WL0〜WL7によって活性化されるマトリックス状
に配置されたメモリセルを有するメモリセルアレイ64
4と、列選択線WL8〜WL15によって活性化される
マトリックス状に配置されたメモリセルを有するメモリ
セルアレイ648とを含む。
【0005】従来の半導体記憶装置は、さらに、ワード
線WL0〜WL15の活性化に応じた対応するメモリセ
ルアレイ中のメモリセルのデータの増幅を行ない、列選
択線CSL0〜CSL7の活性化に応じて対応するビッ
ト線をI/O線IOA、/IOA、IOB、/IOBと
接続するI/Oゲートおよびセンスアンプ部646と、
I/O線IOA、/IOAがそれぞれプラス入力ノー
ド、マイナス入力ノードに接続された差動増幅器680
と、I/O線IOB、/IOBがそれぞれプラス入力ノ
ード、マイナス入力ノードに接続された差動増幅器67
8と、差動増幅器678、680の出力を受けるEXN
OR回路682とを含む。
【0006】従来の半導体記憶装置は、さらに、内部ア
ドレス信号CAD[3]によって活性化され、I/O線
IOA、/IOAとI/O線IO、/IOとをそれぞれ
電気的に接続するIO線分離ゲート668、666と、
内部アドレス信号/CAD[3]によって活性化されI
/O線IOB、/IOBとI/O線IO、/IOとをそ
れぞれ電気的に接続するIO線分離ゲート664、66
2と、I/O線IO、/IOがそれぞれプラス入力ノー
ド、マイナス入力ノードに接続された差動増幅器670
と、データ出力信号を出力端子Doutに出力するバッ
ファ676と、テストモード信号TEによって活性化さ
れEXNOR回路682の出力ノードとバッファ676
の入力ノードとを電気的に接続する出力線分離ゲート6
84と、テストモード信号TEを受けて反転するインバ
ータ674と、インバータ674の出力信号によって活
性化され差動アンプ670の出力ノードとバッファ67
6の入力ノードとを電気的に接続する出力線分離ゲート
672とを含む。
【0007】従来の半導体記憶装置は、さらに、外部か
らの入力端子Dinに与えられた信号を受けて反転する
インバータ654と、外部からの書込信号に応じて生成
される書込制御信号WDEを受けて反転するインバータ
656と、書込制御信号WDEによって活性化され、入
力端子Dinに与えられた信号を反転し、I/O線/I
Oに出力するクロックドインバータ658と、書込制御
信号WDEによって活性化され、インバータ654の出
力信号を反転し、I/O線IOに出力するクロックドイ
ンバータ660とを含む。
【0008】この半導体記憶装置は、256個のメモリ
セルから1個を外部から与えられるアドレス信号RA0
〜RA3、CA0〜CA3の計8ビットの信号によって
選択し、書込サイクルでは、入力端子Dinから入力さ
れたデータをメモリセルに書込み、読出サイクルでは、
選択されたメモリセルに保持されたデータを出力端子D
outに出力する。
【0009】通常動作モードでは、この半導体記憶装置
の動作テストをするためには、書込サイクル256サイ
クルと、読出サイクル256サイクルが必要である。
【0010】そこで、この半導体記憶装置は、動作テス
トを高速化するためにメモリセル2個単位で書込/読出
を行ないテスト時間を半分にするテストモードを備えて
いる。
【0011】図16を参照して、テストモードではテス
トモード信号TEがH(ハイ)となり、入力アドレスに
かかわらず、内部アドレス信号CAD3と内部アドレス
信号/CAD3の両方が活性化される。
【0012】したがって、テストモードの書込サイクル
では、入力端子Dinから入力されたデータはIO線分
離ゲート662、664、666、668を介して、I
/O線IOA、/IOA、IOB、/IOBに伝達され
る。
【0013】次に、カラムアドレスCA0〜CA2に応
じて発生する内部アドレス信号CAD[0]〜CAD
[2]、/CAD[0]〜/CAD[2]に応じて列メ
インデコーダ642によって列選択線CSL0〜CSL
7のいずれかが活性化される。
【0014】活性化された列選択線によってIOゲート
およびセンスアンプ646中で選択されたI/Oゲート
を経てI/O線上のデータは2対のビット線対に転送さ
れ、さらにロウアドレスに応じて発生する内部アドレス
信号RAD[0]〜RAD[3]、/RAD[0]〜/
RAD[3]によって行メインデコーダ650または6
52で選択される2個のメモリセルに同じデータが書込
まれる。
【0015】テストモードでの読出サイクルでは、テス
トモードの書込サイクルで同じデータを書込んだ2個の
メモリセルのデータを書込時と同様にワード線WL0〜
WL15、列選択線CSL0〜CSL7で選択し、I/
O線IOA、/IOA、IOB、/IOBに逆の経路で
読出す。
【0016】I/O線IOA、/IOA、IOB、/I
OB上に読出された2個のデータは、それぞれ差動増幅
器680、678で増幅される。半導体記憶装置が正常
ならば、同じデータを書いたメモリセルの読出データを
増幅した差動増幅器680、678の出力は一致するの
で、EXNOR回路682の出力はH(ハイ)となる。
出力バッファ674の入力ノードにはテストモード信号
TEによってEXNOR回路682の出力が選択されて
接続されるので、出力端子DoutにはHが出力され
る。
【0017】半導体記憶装置が異常で、差動増幅器68
0、678が異なるデータを出力した場合は出力端子D
outにL(ロウ)が出力される。
【0018】したがって、テストモードでは、2ビット
単位で動作試験ができるのでテスト時間を半分にするこ
とができる。
【0019】図17は、米国特許5,021,998号
公報に開示されている従来の半導体記憶装置の回路図で
ある。
【0020】この回路図は、図16に示した、メモリセ
ルアレイ644、648と、I/Oゲートおよびセンス
アンプ646の詳細を示す回路図に相当する。
【0021】図17を参照して、メモリセルアレイ64
4は、片方の電極であるストレージノードにデータを蓄
積し、他方の電極をセルプレートCPに接続されたキャ
パシタ724と、ワード線WL0によって活性化され、
キャパシタ724のストレージノードとビット線BLL
0とを電気的に接続するアクセストランジスタ722
と、片方の電極であるストレージノードにデータを蓄積
し、他方の電極をセルプレートCPに接続されたキャパ
シタ726と、ワード線WLn−1によって活性化さ
れ、キャパシタ726のストレージノードとビット線/
BLL0とを電気的に接続するアクセストランジスタ7
28とを含む。
【0022】メモリセルアレイ644は、さらに、片方
の電極であるストレージノードにデータを蓄積し、他方
の電極をセルプレートCPに接続されたキャパシタ76
4と、ワード線WL0によって活性化され、キャパシタ
764のストレージノードとビット線BLL1とを電気
的に接続するアクセストランジスタ762と、片方の電
極であるストレージノードにデータを蓄積し、他方の電
極をセルプレートCPに接続されたキャパシタ766
と、ワード線WLn−1によって活性化され、キャパシ
タ766のストレージノードとビット線/BLL1とを
電気的に接続するアクセストランジスタ768とを含
む。
【0023】図示はしないが、ワード線WL1〜WLn
−2にも同様にキャパシタおよびアクセストランジスタ
が接続されている。
【0024】メモリセルアレイ648は、片方の電極で
あるストレージノードにデータを蓄積し、他方の電極を
セルプレートCPに接続されたキャパシタ754と、ワ
ード線WLnによって活性化され、キャパシタ754の
ストレージノードとビット線BLR0とを電気的に接続
するアクセストランジスタ752と、片方の電極である
ストレージノードにデータを蓄積し、他方の電極をセル
プレートCPに接続されたキャパシタ756と、ワード
線WL2n−1によって活性化されキャパシタ756の
ストレージノードとビット線/BLR0とを電気的に接
続するアクセストランジスタ758とを含む。
【0025】メモリセルアレイ648は、さらに、片方
の電極であるストレージノードにデータを蓄積し、他方
の電極をセルプレートCPに接続されたキャパシタ79
4と、ワード線WLnによって活性化され、キャパシタ
794のストレージノードとビット線/BLR1とを電
気的に接続するアクセストランジスタ792と、片方の
電極であるストレージノードにデータを蓄積し、他方の
電極をセルプレートCPに接続されたキャパシタ796
と、ワード線WL2n−1によって活性化されキャパシ
タ796のストレージノードとビット線/BLR1とを
電気的に接続するアクセストランジスタ798とを含
む。
【0026】図示はしないが、ワード線WLn+1〜W
L2n−2にも同様にキャパシタおよびアクセストラン
ジスタが接続されている。
【0027】I/Oゲートおよびセンスアンプ646
は、ビット線分離制御信号BLILによって活性化され
ビット線BLL0とビット線BL0とを接続するビット
線分離ゲート730と、ビット線分離制御信号BLIL
によって活性化されビット線/BLL0とビット線/B
L0とを接続するビット線分離ゲート732と、ビット
線分離制御信号BLIRによって活性化され、ビット線
BLR0とビット線BL0とを接続するビット線分離ゲ
ート742と、ビット線分離制御信号BLIRによって
活性化され、ビット線/BLR0とビット線/BL0と
を接続するビット線分離ゲート744と、所定のタイミ
ングに活性化されてビット線BL0とビット線/BL0
との間の電位差を増幅するセンスアンプ734とを含
む。
【0028】以降、ビット線BL0、/BL0、BL
1、/BL1に対応して設けられるI/O線をそれぞれ
I/O線IOA、/IOA、IOB、/IOBとする。
【0029】I/Oゲートおよびセンスアンプ646
は、さらに、列選択線CSL0によって活性化されビッ
ト線BL0とI/O線IOAとを接続するI/O線分離
ゲート736と、列選択線CSL0によって活性化され
ビット線/BL0とI/O線/IOAとを接続するI/
O線分離ゲート738と、所定のタイミングで活性化さ
れてビット線BL0とビット線/BL0とを接続し所定
の電位とするイコライザ740とを含む。
【0030】I/Oゲートおよびセンスアンプ646
は、さらに、ビット線分離制御信号BLILによって活
性化されビット線BLL1とビット線BL1とを接続す
るビット線分離ゲート770と、ビット線分離制御信号
BLILによって活性化され、ビット線/BLL1とビ
ット線/BL1とを接続するビット線分離ゲート772
と、ビット線分離制御信号BLIRによって活性化され
ビット線BLR1とビット線BL1とを接続するビット
線分離ゲート782と、ビット線分離制御信号BLIR
によって活性化され、ビット線/BLR1とビット線/
BL1とを接続するビット線分離ゲート784と、所定
のタイミングで活性化されてビット線BL1とビット線
/BL1との電位差を増幅するセンスアンプ774と、
列選択線CSL0によって活性化されビット線BLR1
とI/O線IOBとを接続するI/O線分離ゲート77
6と、列選択線CSL0により活性化されビット線/B
LR1とI/O線/IOBとを接続するI/O線分離ゲ
ート778と、所定のタイミングに活性化されてビット
線BL1とビット線/BLL1とを接続し所定の電位に
するイコライザ780とを含む。
【0031】図17では、列選択線CSL0に相当する
部分を詳細に示したが、列選択線CSL1〜CSL7に
相当する部分についてもそれぞれ同様の構成を有してい
る。
【0032】図17では、I/Oゲートおよびセンスア
ンプ646の中央部に2対のI/O線がIOA、/IO
B、/IOA、IOBの順に配置されている。
【0033】図18は、図17に示したI/O線とビッ
ト線との接続部分の配置を示す概略図である。
【0034】図18を参照して、このI/O線とビット
線との接続部は、辺811a、811b、811c、8
11dを有する四角形811の内部に形成される。
【0035】辺811aと辺811b、辺811bと辺
811c、辺811cと辺811d、辺811dと辺8
11aによってなされる角はそれぞれコーナ部811
f、811g、811h、811eに対応する。
【0036】コーナ部811h、811e、811f、
811gにはそれぞれトランジスタ830、840、8
42、836が設けられおのおののトランジスタの中央
部には辺811aと平行にゲート電極832が配置され
ている。このゲート電極832は、たとえばタングステ
ンシリサイドで形成される。
【0037】辺811cにほぼ沿うようにビット線BL
0が配置されており、辺811aにほぼ沿うようにビッ
ト線/BL1が配置される。ビット線BL0とビット線
/BL1に挟まれる領域には、ビット線BL0に隣り合
ってビット線/BL0が配置され、ビット線/BL0と
ビット線/BL1との間にはビット線BL1が配置され
る。これらのビット線は、たとえばタングステンシリサ
イドで形成される。
【0038】ビット線BL0はコンタクト部846でト
ランジスタ830の第1の不純物領域に電気的に接続さ
れる。ビット線/BL0はトランジスタ836の第1の
不純物領域にコンタクト部856で電気的に接続され
る。ビット線BL1はトランジスタ842の第1の不純
物領域にコンタクト部858で電気的に接続される。ビ
ット線/BL1はトランジスタ840の第1の不純物領
域にコンタクト部866で電気的に接続される。
【0039】辺811dと辺811bの間には、辺81
1dに沿うようにI/O線IOAが配置され、辺811
bに沿うようにI/O線IOBが配置される。I/O線
IOAとI/O線IOBとの間にはI/O線IOAに平
行なI/O線/IOBがI/O線IOAと隣り合って配
置され、I/O線/IOBとI/O線IOBとの間には
I/O線IOBと平行にI/O線/IOAが配置され
る。これらのI/O線はたとえば第1アルミニウム層で
形成される。
【0040】I/O線IOAはトランジスタ830の第
2の不純物領域とコンタクト部848で電気的に接続さ
れる。I/O線/IOBは、トランジスタ840の第2
の不純物領域とコンタクト部868で電気的に接続され
る。I/O線/IOAはトランジスタ836の第2の不
純物領域とコンタクト部854で接続される。I/O線
IOBは、トランジスタ842の第2の不純物領域とコ
ンタクト部860で電気的に接続される。
【0041】四角形811の中央部には配線834が辺
811aと平行に設けられ、配線834はゲート電極8
32とコンタクト部850で電気的に接続される。
【0042】辺811aと辺811cとの中央部には列
選択線CSLが辺811aと平行に設けられる。列選択
線CSLはコンタクト部852で配線834と電気的に
接続される。配線834はたとえば第1アルミニウム層
で形成され、列選択線CSLはたとえば第2アルミニウ
ム層で形成される。
【0043】
【発明が解決しようとする課題】ここで、図18ではI
/O線/IOBとI/O線/IOAが隣り合う配置とな
っている。一般に、同一の配線層で隣り合う配置の平行
した配線は製造工程でエッチングの条件不良等があった
場合に短絡不良を起こす可能性が高くなる。ここで図1
8の抵抗810にて示すようにI/O線/IOBとI/
O線/IOAの間に短絡不良が生じたとする。
【0044】図16からわかるように、入力端子Din
からHのデータを入力すると、I/O線IOA、/IO
B、/IOA、IOB上のデータはそれぞれH、L、
L、Hとなり、I/O線/IOBとI/O/IOA上の
データは同じデータとなる。したがって、I/O線/I
OBとI/O線/IOAとの間に短絡故障が生じてしま
った場合は仮にI/O線のいずれか一方がメモリセルに
つながっていなかったとしてもマルチビットテストをし
た場合には正常に動作しているように観測されてしま
い、別途I/O線の短絡故障のテストをしなければなら
ないという問題点がある。
【0045】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体記
憶装置は、半導体基板の主表面上に形成される半導体記
憶装置であって、第1の論理値と第2の論理値のうちい
ずれかの論理値をとる第1のデータを記憶する第1のメ
モリセルと、第1のデータを第1のメモリセルに伝達す
る第1のビット線対と、第1のデータを第1のビット線
対に伝達する第1の入出力線対と、第1の論理値と第2
の論理値のうちいずれかの論理値をとる第2のデータを
記憶する第2のメモリセルと、第2のデータを第2のメ
モリセルに伝達する第2のビット線対と、第2のデータ
を第2のビット線対に伝達する第2の入出力線対とを備
え、第1の入出力線対は、第1のデータが第1の論理値
のときは第1の電位となり第1のデータが第2の論理値
のときは第1の電位より低い第2の電位となる第1の正
極性入出力線と、第1のデータに応じて第1の正極性入
出力線に対して相補的な電位となる第1の負極性入出力
線とを含み、第2の入出力線対は、第2のデータが第1
の論理値のときは第1の電位となり第2のデータが第2
の論理値のときは第2の電位となる第2の正極性入出力
線と、第2のデータに応じて第2の正極性入出力線に対
して相補的な電位となる第2の負極性入出力線とを含
み、第1の正極性入出力線と第2の正極性入出力線のう
ちいずれか一方は半導体主表面上に少なくとも一部が第
1および第2の負極性入出力線の両方に隣接して配置さ
れる。
【0046】請求項2記載の半導体記憶装置は、請求項
1記載の半導体記憶装置の構成に加えて、外部からの指
示をうけて第1のメモリセルと第2のメモリセルとに同
じデータを読み書きするテスト動作の制御をするテスト
制御手段をさらに備え、テスト制御手段は、外部からの
指示をうけ、第1のメモリセルと第2のメモリセルとに
一括して同じデータを読み書きするテスト動作の制御を
する。
【0047】請求項3記載の半導体記憶装置は、請求項
2記載の半導体記憶装置の構成に加えて、テスト制御手
段は、テスト動作にて読出された第1のデータと第2の
データとの一致を検出し、外部に対して結果を出力する
一致検出手段を含む。
【0048】請求項4記載の半導体記憶装置は、請求項
1記載の半導体記憶装置の構成において、第1、2の正
極性入出力線と第1、第2の負極性入出力線とは、半導
体主表面上に少なくとも一部が第1の正極性入出力線、
第2の負極性入出力線、第2の正極性入出力線、第1の
負極性入出力線の順に並んで配置される。
【0049】請求項5記載の半導体記憶装置は、請求項
4記載の半導体記憶装置の構成に加えて、第1のビット
線対は、第1のデータが第1の論理値のときは第1の電
位となり第1のデータが第2の論理値のときは第1の電
位より低い第2の電位となる第1の正極性ビット線と、
第1のデータに応じて第1の正極性ビット線に対して相
補的な電位となる第1の負極性ビット線とを含み、第2
の入出力線対は、第2のデータが第1の論理値のときは
第1の電位となり第2のデータが第2の論理値のときは
第2の電位となる第2の正極性ビット線と、第2のデー
タに応じて第2の正極性ビット線に対して相補的な電位
となる第2の負極性ビット線とを含み、第1、2の正極
性ビット線と第1、第2の負極性ビット線とは、半導体
主表面上に第1の正極性入出力線、第1の負極性入出力
線、第2の正極性入出力線、第2の負極性入出力線の順
に並んで配置され、第1のメモリセルへのデータ授受に
応じて第1の正極性入出力線と第1の正極性ビット線と
を接続する第1のトランジスタと、第1のメモリセルへ
のデータ授受に応じて第1の負極性入出力線と第1の負
極性ビット線とを接続する第2のトランジスタと、第2
のメモリセルへのデータ授受に応じて第2の正極性入出
力線と第2の正極性ビット線とを接続する第3のトラン
ジスタと、第2のメモリセルへのデータ授受に応じて第
2の負極性入出力線と第2の負極性ビット線とを接続す
る第4のトランジスタとをさらに備え、第1のトランジ
スタは、第1の正極性入出力線の下部から第2の負極性
入出力線の下部にわたる領域に設けられ、第2のトラン
ジスタは、第2の正極性入出力線の下部から第1の負極
性入出力線の下部にわたる領域に設けられ、第3のトラ
ンジスタは、第2の正極性入出力線の下部から第1の負
極性入出力線の下部にわたる領域に設けられ、第4のト
ランジスタは、第1の正極性入出力線の下部から第2の
負極性入出力線の下部にわたる領域に設けられる。
【0050】請求項6記載の半導体記憶装置は、請求項
1記載の半導体記憶装置の構成において、第1、2の正
極性入出力線と第1、第2の負極性入出力線とは、半導
体主表面上に少なくとも一部が第2の正極性入出力線、
第1の負極性入出力線、第1の正極性入出力線、第2の
負極性入出力線の順に並んで配置される。
【0051】請求項7記載の半導体記憶装置は、請求項
6記載の半導体記憶装置の構成に加えて、第1のビット
線対は、第1のデータが第1の論理値のときは第1の電
位となり第1のデータが第2の論理値のときは第1の電
位より低い第2の電位となる第1の正極性ビット線と、
第1のデータに応じて第1の正極性ビット線に対して相
補的な電位となる第1の負極性ビット線とを含み、第2
の入出力線対は、第2のデータが第1の論理値のときは
第1の電位となり第2のデータが第2の論理値のときは
第2の電位となる第2の正極性ビット線と、第2のデー
タに応じて第2の正極性ビット線に対して相補的な電位
となる第2の負極性ビット線とを含み、第1、2の正極
性ビット線と第1、第2の負極性ビット線とは、半導体
主表面上に第1の正極性入出力線、第1の負極性入出力
線、第2の正極性入出力線、第2の負極性入出力線の順
に並んで配置され、第1のメモリセルへのデータ授受に
応じて第1の正極性入出力線と第1の正極性ビット線と
を接続する第1のトランジスタと、第1のメモリセルへ
のデータ授受に応じて第1の負極性入出力線と第1の負
極性ビット線とを接続する第2のトランジスタと、第2
のメモリセルへのデータ授受に応じて第2の正極性入出
力線と第2の正極性ビット線とを接続する第3のトラン
ジスタと、第2のメモリセルへのデータ授受に応じて第
2の負極性入出力線と第2の負極性ビット線とを接続す
る第4のトランジスタとをさらに備え、第1のトランジ
スタは、第1の正極性入出力線の下部から第2の負極性
入出力線の下部にわたる領域に設けられ、第2のトラン
ジスタは、第2の正極性入出力線の下部から第1の負極
性入出力線の下部にわたる領域に設けられ、第3のトラ
ンジスタは、第2の正極性入出力線の下部から第1の負
極性入出力線の下部にわたる領域に設けられ、第4のト
ランジスタは、第1の正極性入出力線の下部から第2の
負極性入出力線の下部にわたる領域に設けられる。
【0052】
【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施の形
態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符
号は同一または相当部分を示す。
【0053】[実施の形態1]図1は、本発明の実施の
形態1の半導体記憶装置1の構成を示す概略ブロック図
である。
【0054】図1を参照して、半導体記憶装置1は、制
御信号入力端子2〜6と、アドレス入力端子群8と、デ
ータ信号を入力する入力端子Dinと、データ信号を出
力する出力端子Doutと、接地端子12と、電源端子
10とを備える。
【0055】半導体記憶装置1は、さらに、クロック発
生回路22と、行および列アドレスバッファ24と、行
デコーダ26と、列デコーダ28と、センスアンプ+入
出力制御回路30と、メモリセルアレイ32と、ゲート
回路18と、データ入力バッファ20およびデータ出力
バッファ34とを備える。
【0056】クロック発生回路22は、制御信号入力端
子2、4を介して外部から与えられる外部行アドレスス
トローブ信号Ext./RASと外部列アドレスストロ
ーブ信号Ext./CASとに基づいた所定の動作モー
ドに相当する制御クロックを発生し、半導体記憶装置全
体の動作を制御する。
【0057】行および列アドレスバッファ24は、外部
から与えられるアドレス信号A0〜Ai(iは自然数)
に基づいて生成したアドレス信号を行デコーダ26およ
び列データ28に与える。
【0058】行デコーダ26と列デコーダ28とによっ
て指定されたメモリセルアレイ32中のメモリセルは、
センスアンププラス入出力制御回路30とデータ入力バ
ッファ20またはデータ出力バッファ22とを介して入
力端子Dinまたは出力端子Doutを通じて外部とデ
ータをやりとりする。
【0059】図2は、半導体記憶装置1の主要部の構成
を示す概略ブロック図である。図2の概略ブロック図は
説明を簡単にするため、データのビット幅を1ビットと
し、アドレス幅を行アドレス、列アドレス共に4ビット
としてあるが、実際にはデータのビット幅およびアドレ
スのビット幅は必要に応じて増減される。
【0060】図2を参照して、半導体記憶装置1は外部
から与えられた列アドレス信号CA0〜CA2に応じて
発生する内部アドレス信号CAD[0]〜CAD
[2]、/CAD[0]〜/CAD[2]を受けて、列
選択線CSL0〜CSL7のうちいずれか1つを活性化
する列メインデコーダ42と、外部から与えられた行ア
ドレス信号RA0〜RA3に応じて発生する内部アドレ
ス信号RAD[0]〜RAD[3]、/RAD[0]〜
/RAD[3]を受けて16本の列選択線WL0〜WL
15のうちいずれか1つを活性化する行メインデコーダ
50、52とを備える。
【0061】半導体記憶装置1はさらに、列選択線WL
0〜WL7によって活性化されるマトリックス状に配置
されたメモリセルを含むメモリセルアレイ44と、列選
択線WL8〜WL15によって活性化されるマトリック
ス状に配置されたメモリセルを含むメモリセルアレイ4
8とを含む。
【0062】半導体記憶装置1はさらに、活性化された
ワード線WL0〜WL15のいずれかに対応するメモリ
セルアレイ中のメモリセルのデータの増幅を行ない、列
選択線CSL0〜CSL7のいずれかの活性化に応じて
選択されたメモリセルのデータをI/O線IOA、/I
OA、IOB、/IOBと接続するI/Oゲートおよび
センスアンプ部46と、データ出力信号を出力端子Do
utに出力するデータ出力バッファ76と、外部から入
力端子Dinに与えられたデータを受けるデータバッフ
ァ61と、テストモード信号TEに応じてI/O線IO
A、/IOA、IOB、/IOBとデータ入力バッファ
61およびデータ出力バッファ76との間のデータ授受
を制御するテスト制御部53とを含む。
【0063】テスト制御部53は、I/O線IOA、/
IOAがそれぞれプラス入力ノード、マイナス入力ノー
ドに接続された差動増幅器80と、I/O線IOB、/
IOBがそれぞれプラス入力ノード、マイナス入力ノー
ドに接続された差動増幅器78と、差動増幅器78、8
0の出力を受けるEXNOR回路82と、内部アドレス
信号CAD[3]によって活性化され、I/O線IO
A、/IOAとI/O線IO、/IOとをそれぞれ電気
的に接続するI/O線分離ゲート68、66と、内部ア
ドレス信号/CAD[3]によって活性化され、I/O
線IOB、/IOBとI/O線IO、/IOとをそれぞ
れ電気的に接続するI/O線分離ゲート64、62と、
I/O線IO、/IOがそれぞれプラス入力ノード、マ
イナス入力ノードに接続された差動増幅器70と、テス
トモード信号TEによって活性化され、EXNOR回路
82の出力をバッファ76の入力ノードに電気的に接続
する出力線分離ゲート84と、テストモード信号TEを
受けて反転するインバータ74と、インバータ74の出
力信号によって活性化され、差動アンプ70の出力とバ
ッファ76の入力ノードとを電気的に接続する出力線分
離ゲート72とを含む。
【0064】データ入力バッファ61は、外部から入力
端子Dinに与えられた信号を受けて反転するインバー
タ54と、外部からの書込信号に応じて生成される書込
制御信号WDEを受けて反転するインバータ56と、書
込制御信号WDEによって活性化され、入力端子Din
に与えられた信号を反転し、I/O線/IOに出力する
クロックドインバータ58と、書込制御信号WDEによ
って活性化され、インバータ54の出力信号を反転し、
I/O線IOに出力するクロックドインバータ60とを
含む。
【0065】図3は、図1に示した行デコーダ26の詳
細を示す回路図である。図3を参照して、行デコーダ2
6は、行プリデコーダ92と、行メインデコーダ50、
52とを含む。
【0066】行プリデコーダ92は、図1の行および列
アドレスバッファ24から与えられる行アドレスRA
[0]、RA[1]、RA[2]、RA[3]をそれぞ
れ受けて反転するインバータ94、104、114、1
24と、インバータ94の出力とイネーブル信号RAD
Eとを受けるNAND回路96と、NAND回路96の
出力を受けて反転し内部アドレス信号/RAD[0]を
出力するインバータ98と、アドレス信号RA[0]と
イネーブル信号RADEとを受けるNAND回路100
と、NAND回路100の出力を受けて反転し内部アド
レス信号RAD[0]を出力するインバータ102と、
インバータ104の出力とイネーブル信号RADEとを
受けるNAND回路106と、NAND回路106の出
力を受けて反転し内部アドレス信号/RAD[1]を出
力するインバータ108と、アドレス信号RA[1]と
イネーブル信号RADEとを受けるNAND回路110
と、NAND回路110の出力を受けて反転し内部アド
レス信号RAD[1]を出力するインバータ112とを
含む。行プリデコーダ92は、さらに、インバータ11
4の出力とイネーブル信号RADEとを受けるNAND
回路116と、NAND回路116の出力を受けて反転
し内部アドレス信号/RAD[2]を出力するインバー
タ118と、アドレス信号RA[2]とイネーブル信号
RADEとを受けるNAND回路120と、NAND回
路120の出力を受けて反転し内部アドレス信号RAD
[2]を出力するインバータ122と、インバータ12
4の出力とイネーブル信号RADEとを受けるNAND
回路126と、NAND回路126の出力を受けて反転
し内部アドレス信号/RAD[3]を出力するインバー
タ128と、アドレス信号RA[3]とイネーブル信号
RADEとを受けるNAND回路130と、NAND回
路130の出力を受けて反転し内部アドレス信号RAD
[3]を出力するインバータ132とを含む。
【0067】行メインデコーダ50は、内部アドレス信
号/RAD[0]、/RAD[1]、/RAD[2]、
/RAD[3]を受ける4NAND回路134と、4N
AND回路134の出力を受けて反転しワード線WL0
上に出力するインバータ136と、内部アドレス信号R
AD[0]、/RAD[1]、/RAD[2]、/RA
D[3]を受ける4NAND回路138と、4NAND
回路138の出力を受けて反転しワード線WL1上に出
力するインバータ140と、内部アドレス信号RAD
[0]、RAD[1]、RAD[2]、/RAD[3]
を受ける4NAND回路142と、4NAND回路14
2の出力を受けて反転しワード線WL7上に出力するイ
ンバータ144とを含む。
【0068】行メインデコーダ50は、さらに、図示は
しないがワード線WL2〜WL6に対応する内部アドレ
スを受ける4NAND回路とその4NAND回路の出力
を反転しワード線に出力するインバータを含む。
【0069】行メインデコーダ52は、内部アドレス信
号/RAD[0]、/RAD[1]、/RAD[2]、
RAD[3]を受ける4NAND回路146と、4NA
ND回路146の出力を受けて反転しワード線WL8上
に出力するインバータ148と、内部アドレス信号RA
D[0]、/RAD[1]、/RAD[2]、RAD
[3]を受ける4NAND回路150と、4NAND回
路150の出力を受けて反転しワード線WL9上に出力
するインバータ152と、内部アドレス信号RAD
[0]、RAD[1]、RAD[2]、RAD[3]を
受ける4NAND回路154と、4NAND回路154
の出力を受けて反転しワード線WL15上に出力するイ
ンバータ156とを含む。
【0070】行メインデコーダ52は、さらに、図示は
しないがワード線WL10〜WL14に対応する内部ア
ドレスをそれぞれ受ける4NAND回路と、その4NA
ND回路の出力をそれぞれ受けて反転しワード線上に出
力するインバータを含む。
【0071】図4は、図1に示した列デコーダ28の詳
細を示す回路図である。図4を参照して、列デコーダ2
8は列プリデコーダ162と、列メインデコーダ42と
を含む。
【0072】列プリデコーダ162は、図1に示した行
および列アドレスバッファ24から列アドレスCA
[0]、CA[1]、CA[2]、CA[3]をそれぞ
れ受けて反転するインバータ164、174、184、
194と、インバータ164の出力とイネーブル信号C
ADEを受けるNAND回路166と、NAND回路1
66の出力を受けて反転し内部アドレス/CAD[0]
を出力するインバータ168と、列アドレスCA[0]
とイネーブル信号CADEとを受けるNAND回路17
0と、NAND回路170の出力を受けて反転し内部ア
ドレス信号CAD[0]を出力するインバータ172と
を含む。
【0073】列プリデコーダ162は、さらに、インバ
ータ174の出力とイネーブル信号CADEとを受ける
NAND回路176と、NAND回路176の出力を受
けて反転し内部アドレス信号/CAD[1]を出力する
インバータ178と、列アドレスCA[1]とイネーブ
ル信号CADEとを受けるNAND回路180と、NA
ND回路180の出力を受けて反転し内部アドレス信号
CAD[1]を出力するインバータ182と、インバー
タ184の出力とイネーブル信号CADEとを受けるN
AND回路186と、NAND回路186の出力を受け
て反転し内部アドレス信号/CAD[2]を出力するイ
ンバータ188と、列アドレスCA[2]とイネーブル
信号CADEとを受けるNAND回路190と、NAN
D回路190の出力を受けて反転し内部アドレスCAD
[2]を出力するインバータ192とを含む。
【0074】列プリデコーダ162は、さらに、テスト
モード信号TEとインバータ194の出力信号との論理
和をとりその結果とイネーブル信号CADEのNAND
論理を出力する複合ゲート196と、複合ゲート196
の出力を受けて反転し内部アドレス信号/CAD[3]
を出力するインバータ198と、テストモード信号TE
と列アドレス信号CA[3]との論理和をとりその結果
とイネーブル信号CADEのNAND論理を出力する複
合ゲート200と、複合ゲート200の出力を受けて反
転し内部アドレス信号CAD[3]を出力するインバー
タ202とを含む。
【0075】列メインデコーダ42は、内部アドレス信
号/CAD[0]、/CAD[1]、/CAD[2]を
受ける3NAND回路204と、3NAND回路204
の出力を受けて反転し列選択線CSL0上に出力するイ
ンバータ206と、内部アドレス信号CAD[0]、/
CAD[1]、/CAD[2]を受ける3NAND回路
208と、3NAND回路208の出力を受けて反転し
列選択線CSL1上に出力するインバータ210と、内
部アドレス信号/CAD[0]、CAD[1]、/CA
D[2]を受ける3NAND回路212と、3NAND
回路212の出力を受けて反転し列選択線CSL2上に
出力するインバータ214と、内部アドレス信号CAD
[0]、CAD[1]、CAD[2]を受ける3NAN
D回路216と、3NAND回路216の出力を受けて
反転し列選択線CSL7上に出力するインバータ218
とを含む。
【0076】列メインデコーダ42はさらに、図示はし
ないが、列選択線CSL3〜CSL6に相当する内部ア
ドレスを受ける3NAND回路とその3NAND回路の
出力を受けて反転し対応する列選択線上に出力するイン
バータを含む。
【0077】次に、従来の半導体記憶装置で問題となっ
たマルチビットテスト時のI/O線の短絡故障を検出す
るために、I/O線の配置を検討した第1の例を考え
る。
【0078】図5は、I/O線の配置を検討した第1の
例を説明するための回路図である。図5を参照して、メ
モリセルアレイ44は、片方の電極であるストレージノ
ードにデータを蓄積し、他方の電極をセルプレートCP
に接続されたキャパシタ224と、ワード線WL0によ
って活性化され、キャパシタ224のストレージノード
とビット線BLL0とを電気的に接続するアクセストラ
ンジスタ222と、片方の電極であるストレージノード
にデータを蓄積し、他方の電極をセルプレートCPに接
続されたキャパシタ226と、ワード線WLn−1によ
って活性化され、キャパシタ226のストレージノード
とビット線/BLL0とを電気的に接続するアクセスト
ランジスタ228とを含む。
【0079】メモリセルアレイ44は、さらに、片方の
電極であるストレージノードにデータを蓄積し、他方の
電極をセルプレートCPに接続されたキャパシタ264
と、ワード線WL0によって活性化され、キャパシタ2
64のストレージノードとビット線BLL1とを電気的
に接続するアクセストランジスタ262と、片方の電極
であるストレージノードにデータを蓄積し、他方の電極
をセルプレートCPに接続されたキャパシタ266と、
ワード線WLn−1によって活性化され、キャパシタ2
66のストレージノードとビット線/BLL1とを電気
的に接続するアクセストランジスタ268とを含む。
【0080】図示はしないが、ワード線WL1〜WLn
−2にも同様にキャパシタおよびアクセストランジスタ
が接続されている。
【0081】メモリセルアレイ48は、片方の電極であ
るストレージノードにデータを蓄積し、他方の電極をセ
ルプレートCPに接続されたキャパシタ254と、ワー
ド線WLnによって活性化され、キャパシタ254のス
トレージノードとビット線BLR0とを電気的に接続す
るアクセストランジスタ252と、片方の電極であるス
トレージノードにデータを蓄積し、他方の電極をセルプ
レートCPに接続されたキャパシタ256と、ワード線
WL2n−1によって活性化されキャパシタ256のス
トレージノードとビット線/BLR0とを電気的に接続
するアクセストランジスタ258とを含む。
【0082】メモリセルアレイ48は、さらに、片方の
電極であるストレージノードにデータを蓄積し、他方の
電極をセルプレートCPに接続されたキャパシタ294
と、ワード線WLnによって活性化され、キャパシタ2
94のストレージノードとビット線/BLR1とを電気
的に接続するアクセストランジスタ292と、片方の電
極であるストレージノードにデータを蓄積し、他方の電
極をセルプレートCPに接続されたキャパシタ296
と、ワード線WL2n−1によって活性化されキャパシ
タ296のストレージノードとビット線/BLR1とを
電気的に接続するアクセストランジスタ298とを含
む。
【0083】図示はしないが、ワード線WLn+1〜W
L2n−2にも同様にキャパシタおよびアクセストラン
ジスタが接続されている。
【0084】I/Oゲートおよびセンスアンプ300
は、ビット線分離制御信号BLILによって活性化され
ビット線BLL0とビット線BL0とを接続するビット
線分離ゲート230と、ビット線分離制御信号BLIL
によって活性化されビット線/BLL0とビット線/B
L0とを接続するビット線分離ゲート232と、ビット
線分離制御信号BLIRによって活性化され、ビット線
BLR0とビット線BL0とを接続するビット線分離ゲ
ート242と、ビット線分離制御信号BLIRによって
活性化され、ビット線/BLR0とビット線/BL0と
を接続するビット線分離ゲート244と、所定のタイミ
ングに活性化されてビット線BL0とビット線/BL0
との間の電位差を増幅するセンスアンプ734とを含
む。
【0085】以降、ビット線BL0、/BL0、BL
1、/BL1に対応して設けられるI/O線をそれぞれ
I/O線IOA、/IOA、IOB、/IOBとする。
【0086】I/Oゲートおよびセンスアンプ300
は、さらに、列選択線CSL0によって活性化されビッ
ト線BL0とI/O線IOAとを接続するI/O線分離
ゲート236と、列選択線CSL0によって活性化され
ビット線/BL0とI/O線/IOAとを接続するI/
O線分離ゲート238と、所定のタイミングで活性化さ
れてビット線BL0とビット線/BL0とを接続し所定
の電位とするイコライザ240とを含む。
【0087】I/Oゲートおよびセンスアンプ300
は、さらに、ビット線分離制御信号BLILによって活
性化されビット線BLL1とビット線BL1とを接続す
るビット線分離ゲート270と、ビット線分離制御信号
BLILによって活性化され、ビット線/BLL1とビ
ット線/BL1とを接続するビット線分離ゲート272
と、ビット線分離制御信号BLIRによって活性化され
ビット線BLR1とビット線BL1とを接続するビット
線分離ゲート282と、ビット線分離制御信号BLIR
によって活性化され、ビット線/BLR1とビット線/
BL1とを接続するビット線分離ゲート284と、所定
のタイミングで活性化されてビット線BL1とビット線
/BL1との電位差を増幅するセンスアンプ274と、
列選択線CSL0によって活性化されビット線BLR1
とI/O線IOBとを接続するI/O線分離ゲート27
6と、列選択線CSL0により活性化されビット線/B
LR1とI/O線/IOBとを接続するI/O線分離ゲ
ート278と、所定のタイミングに活性化されてビット
線BL1とビット線/BLL1とを接続し所定の電位に
するイコライザ280とを含む。
【0088】図5では、列選択線CSL0に相当する部
分を詳細に示したが、列選択線CSL1〜CSL7に相
当する部分についてもそれぞれ同様の構成を有してい
る。
【0089】図5では、I/O線の並びがI/O線IO
A、/IOA、IOB、/IOBの順に並んでいる。こ
の配列とすれば、外部からH(ハイ)データを書込んだ
り外部へとHデータを読出す際にはI/O線IOA、/
IOA、IOB、/IOBにはそれぞれH(ハイ)、L
(ロウ)、H、Lのデータが出力される。したがって、
隣接するI/O線間には大きな電位差が生じているの
で、I/O線の短絡故障が生じた場合もテストモードに
よるマルチビットテストを実施することで故障として検
出することができる。
【0090】次に図5に示した配置を半導体基板上で実
現する場合のレイアウトについて検討する。
【0091】図6は、図5に示したI/O線分離ゲート
部分の配置を示すための概略図である。
【0092】図6を参照して、このI/O線分離ゲート
部は、辺311a、311b、311c、311dを有
する四角形311の内部領域に形成される。
【0093】辺311aと311dとによってなされる
角に対応するコーナ部を311eとし、辺311aと3
11bとによってなされる角に対応するコーナ部を31
1fとし、辺311bと311cとによってなされる角
に対応するコーナ部を311gとし、辺311cと31
1dとによってなされる角に対応するコーナ部を311
hとする。
【0094】四角形311の内部のコーナ部311hに
はトランジスタ330が配置され、トランジスタ330
に隣り合う位置で辺331cに沿う位置にトランジスタ
336が設けられる。トランジスタ330にはその中央
部に辺311cと平行にゲート電極332が配置され、
同じくトランジスタ336の中央部には辺311cと平
行にゲート電極332が配置される。
【0095】四角形311においてコーナ部311hと
対角にあるコーナ部311fにはトランジスタ340が
設けられ、トランジスタ340と隣り合う位置で辺31
1aに沿う位置にトランジスタ342が配置されてい
る。トランジスタ340の中央部には辺311aと平行
にゲート電極338が配置され、トランジスタ342の
中央部には同じくゲート電極338が辺311aと平行
に配置される。ゲート電極332、338はたとえばタ
ングステンシリサイドで形成される。
【0096】このI/O線分離ゲート部にはさらに辺3
11cにほぼ沿うようにビット線BL0が配置され、辺
311aにほぼ沿うようにビット線/BL1が配置され
る。ビット線BL0とビット線/BL1との間にはビッ
ト線BL0に隣り合う位置にビット線/BL0が配置さ
れ、ビット線/BL0とビット線/BL1との間にはビ
ット線BL1が配置される。これらのビット線はたとえ
ばタングステンシリサイドで形成される。
【0097】辺311dと辺311bとの間には辺31
1dに沿って平行にI/O線IOAが配置され、辺31
1bに沿うようにI/O線/IOBが配置される。I/
O線IOAとI/O線/IOBとの間にはI/O線IO
Aと平行にI/O線/IOAが配置され、I/O線/I
OAとI/O線/IOBとの間にはI/O線IOBが配
置される。これらのI/O線はたとえば第1アルミニウ
ム層で形成される。
【0098】ビット線BL0はトランジスタ330の第
1の不純物領域とコンタクト部346で電気的に接合さ
れる。ビット線/BL0はトランジスタ336の第1の
不純物領域とコンタクト部356で電気的に接続され
る。ビット線BL1はトランジスタ342の第1の不純
物領域とコンタクト部358で電気的に接続される。ビ
ット線/BL1はトランジスタ340の第1の不純物領
域とコンタクト部366で電気的に接続される。
【0099】I/O線IOAはトランジスタ330の第
2の不純物領域とコンタクト部348で電気的に接続さ
れる。I/O線/IOAはトランジスタ336の第2の
不純物領域とコンタクト部354で接続される。I/O
線IOBはトランジスタ342の第2の不純物領域とコ
ンタクト部360で電気的に接続される。I/O線/I
OBはトランジスタ340の第2の不純物領域とコンタ
クト部368で電気的に接続される。
【0100】トランジスタ330とトランジスタ336
との間には辺311dと平行に配線334が配置され、
トランジスタ342とトランジスタ340の間には辺3
11dと平行に配線344が配置される。配線334、
344はたとえば第1アルミニウム層で形成される。辺
311cと辺311aとの中央部には辺311aと平行
に列選択線CSLが配置される。この列選択線CSLは
たとえば第2アルミニウム層で形成される。ゲート電極
332と配線334とはコンタクト部350で電気的に
接続され、配線334と列選択線CSLとはコンタクト
部352で電気的に接続される。ゲート電極338と配
線344とはコンタクト部346で電気的に接続され、
配線344と列選択線CSLとはコンタクト部362で
電気的に接続される。
【0101】図6で示したようにI/O線をIOA、/
IOA、IOB、/IOBの並びにすると、従来の半導
体記憶装置の場合よりもその幅W1が大きくなってしま
う。
【0102】I/O線の並びを、IOA、/IOA、I
OB、/IOBの順にすると幅Wが大きくなってしまう
理由を簡単に説明する。
【0103】図7は、ビット線とI/O線との接続部の
配置を説明する概略図である。図7を参照して、この接
続部は、辺394a、394b、394c、394dか
らなる四角形394の内部領域に形成される。図7で
は、図18で説明した従来例と同様にトランジスタ37
2、386、392、380が四角形394の4つのコ
ーナ部に配置される。このようにトランジスタを配置す
れば幅Wは従来の例と同様にすることができる。4つの
各トランジスタはその中央部に辺394aと平行な方向
にゲート電極が配置されている。
【0104】I/O線IOA、/IOA、IOB、/I
OBは辺394dと394bとの間に辺394dと平行
に辺394dの側からIOA、/IOA、IOB、/I
OBの順に並んで辺394bの側へ向けて配置されてい
る。
【0105】I/O線IOAはトランジスタ372の第
1不純物領域にコンタクト部370で電気的に接続され
ている。I/O線/IOAはトランジスタ380の第1
の不純物領域にコンタクト部376で電気的に接続され
ている。I/O線IOBはトランジスタ386の第1の
不純物領域にコンタクト部382で電気的に接続されて
いる。I/O線/IOBはトランジスタ392の第1の
不純物領域にコンタクト部388で電気的に接続されて
いる。
【0106】一方、ビット線は辺394cの存する側か
ら辺394aの存する側へと並んでビット線BL0、/
BL0、BL1、/BL1の順に配置されている。
【0107】そして、ビット線BL0はトランジスタ3
72の第2の不純物領域にコンタクト部374で電気的
に接続されている。ビット線/BL0はトランジスタ3
80の第2の不純物領域にコンタクト部378で電気的
に接続されている。ビット線BL1はトランジスタ38
6の第2の不純物領域にコンタクト部384で電気的に
接続されている。ビット線/BL1はトランジスタ39
2の第2の不純物領域にコンタクト部390で電気的に
接続されている。
【0108】このような配置にすれば幅Wは従来と同様
に抑えることができるが、代わりに高さHが大きくなっ
てしまう。
【0109】その理由は、一般に平行して配置された同
一配線層の配線を入替えるには一旦別の配線層に乗り換
えねばならず面積増加の原因となる。したがって、ビッ
ト線を入れ替えないようにすると図7においてビット線
BL0、/BL0はトランジスタ386を大きく迂回せ
ねばならぬためその分高さHが大きくなり、同様にビッ
ト線BL1、/BL1はトランジスタ380を迂回せね
ばならぬためその分さらに高さHが大きくなる。
【0110】ここで、ビット線とI/O線との接続部は
メモリセルアレイにつながることを考慮すると、ビット
線対はそのピッチがメモリセルによって決まっているた
めビット線対の位置を大きく迂回させることは困難が伴
う。したがって図7に示したように高さを大きくするよ
りは図6で示したように幅を広げる方が全体的に面積を
小さくすることができると考えられる。
【0111】しかしながら、図6に示したような配置で
はマルチビットテスト時の短絡故障検出のためのチップ
面積の増大を招いてしまうという欠点がある。そこでI
/O線の配置順についてさらに面積を小さくするために
検討をする。
【0112】ここで、先に説明したようにビット線はメ
モリセルの配置に関係するため配置を入替えたり位置を
ずらしたりすることは全体に与える影響が大であるため
I/O線の配置順についてのみ変更を考えるものとす
る。
【0113】図8は、実施の形態1の半導体記憶装置の
メモリセルアレイとセンスアンプおよびI/O分離ゲー
ト部の詳細を示す回路図である。
【0114】図8を参照して、I/Oゲートおよびセン
スアンプ部46は、ビット線分離制御信号BLILの活
性化に応じてビット線BLL0とビット線BL0とを電
気的に接続するビット線分離ゲート430と、ビット線
分離制御信号BLILの活性化に応じてビット線/BL
L0とビット線/BL0とを電気的に接続するビット線
分離ゲート432と、ビット線分離制御信号BLIRの
活性化に応じてビット線BLR0とビット線BL0とを
電気的に接続するビット線分離ゲート442と、ビット
線分離制御信号BLIRの活性化に応じてビット線/B
LR0とビット線/BL0とを電気的に接続するビット
線分離ゲート444と、所定のタイミングで活性化され
ビット線BL0とビット線/BL0とを同電位にするイ
コライザ440と、所定のタイミングで活性化されビッ
ト線BL0とビット線/BL0との電位差を増幅するセ
ンスアンプ434と、列選択線CSL0の電位に応じて
活性化しビット線BL0とI/O線IOAを電気的に接
続するI/O線分離ゲート436と、列選択線CSL0
の電位に応じて活性化しビット線/BL0とI/O線/
IOAとを電気的に接続するI/O線分離ゲート438
とを含む。
【0115】I/Oゲートおよびセンスアンプ部46
は、さらに、ビット線分離制御信号BLILの活性化に
応じてビット線BLL1とビット線BL1とを電気的に
接続するビット線分離ゲート470と、ビット線分離制
御信号BLILの活性化に応じてビット線/BLL1と
ビット線/BL1とを電気的に接続するビット線分離ゲ
ート472と、ビット線分離制御信号BLIRの活性化
に応じてビット線BLR1とビット線BL1とを電気的
に接続するビット線分離ゲート482と、ビット線分離
制御信号BLIRの活性化に応じてビット線/BLR1
とビット線/BL1とを電気的に接続するビット線分離
ゲート484と、所定のタイミングで活性化されビット
線BL1とビット線/BL1とを同電位にするイコライ
ザ480と、所定のタイミングで活性化されビット線B
L1とビット線/BL1との電位差を増幅するセンスア
ンプ474と、列選択線CSL0の電位に応じて活性化
しビット線BL1とI/O線IOBを電気的に接続する
I/O線分離ゲート476と、列選択線CSL0の電位
に応じて活性化しビット線/BL1とI/O線/IOB
とを電気的に接続するI/O線分離ゲート478とを含
む。
【0116】メモリセルアレイ44、48については図
5に示したものと同様の構成を有するので説明は繰返さ
ない。
【0117】図8に示した回路図ではI/O線の配置が
IOA、/IOB、IOB、/IOAの順になってい
る。
【0118】図9は、図8に示したI/O線とビット線
の接続部の配置を示す概略図である。
【0119】図9を参照して、このI/O線とビット線
との接続部は、辺511a、511b、511c、51
1dを有する四角形511の内部に形成される。
【0120】辺511aと辺511b、辺511bと辺
511c、辺511cと辺511d、辺511dと辺5
11aによってなされる角はそれぞれコーナ部511
f、511g、511h、511eに対応する。
【0121】コーナ部511h、511e、511f、
511gにはそれぞれトランジスタ530、540、5
42、536が設けられおのおののトランジスタの中央
部には辺511aと平行にゲート電極532が配置され
ている。このゲート電極532は、たとえばタングステ
ンシリサイドで形成される。
【0122】辺511cにほぼ沿うようにビット線BL
0が配置されており、辺511aにほぼ沿うようにビッ
ト線/BL1が配置される。ビット線BL0とビット線
/BL1に挟まれる領域には、ビット線BL0に隣り合
ってビット線/BL0が配置され、ビット線/BL0と
ビット線/BL1との間にはビット線BL1が配置され
る。これらのビット線は、たとえばタングステンシリサ
イドで形成される。
【0123】ビット線BL0はコンタクト部546でト
ランジスタ530の第1の不純物領域に電気的に接続さ
れる。ビット線/BL0はトランジスタ536の第1の
不純物領域に電気的に接続される。ビット線BL1はト
ランジスタ542の第1の不純物領域にコンタクト部5
58で電気的に接続される。ビット線/BL1はトラン
ジスタ540の第1の不純物領域にコンタクト部566
で電気的に接続される。
【0124】辺511dと辺511bの間には、辺51
1dに沿うようにI/O線IOAが配置され、辺511
bに沿うようにI/O線/IOAが配置される。I/O
線IOAとI/O線/IOAとの間にはI/O線IOA
に平行なI/O線/IOBがI/O線IOAと隣り合っ
て配置され、I/O線/IOAとI/O線/IOBとの
間にはI/O線/IOBと平行にI/O線IOBが配置
される。これらのI/O線はたとえば第1アルミニウム
層で形成される。
【0125】I/O線IOAはトランジスタ530の第
2の不純物領域とコンタクト部548で電気的に接続さ
れる。I/O線/IOBは、トランジスタ540の第2
の不純物領域とコンタクト部568で電気的に接続され
る。I/O線/IOAはトランジスタ536の第2の不
純物領域とコンタクト部554で接続される。I/O線
IOBは、トランジスタ542の第2の不純物領域とコ
ンタクト部560で電気的に接続される。
【0126】四角形511の中央部には配線534が辺
511aと平行に設けられ、配線534はゲート電極5
32とコンタクト部550で電気的に接続される。
【0127】辺511aと辺511cとの中央部には列
選択線CSLが辺511aと平行に設けられる。列選択
線CSLはコンタクト部552で配線534と電気的に
接続される。配線534はたとえば第1アルミニウム層
で形成され、列選択線CSLはたとえば第2アルミニウ
ム層で形成される。
【0128】このような配置とすることにより幅W2は
従来の場合と同様の値に保つことができる。
【0129】次に、本発明の半導体装置1のテストモー
ド時における動作を簡単に説明する。
【0130】図10は、テストモードにおける読出時の
動作を説明するための動作波形図である。
【0131】図8、図10を参照して、時刻t1におい
てロウアドレスストローブ信号/RASが立下がる。こ
れに応じてアドレス端子に入力されていたロウアドレス
(Xアドレス)が内部にロウアドレスとして取込まれ
る。さらにイコライザ440、480を活性化するイコ
ライズ信号φEQが非活性化され、図8に示したビット
線BL0、BL1とビット線/BL0、/BL1とはそ
れぞれ分離される。同時にビット線分離制御信号BLI
Rは非活性化され、一方、ビット線分離制御信号BLI
Lは活性化状態を維持する。
【0132】したがって、ビット線分離ゲート442、
444によってビット線BLR0、/BLR0はそれぞ
れビット線BL0、/BL0から分離される。同様にビ
ット線分離ゲート482、484によってビット線BL
R1、/BLR1はそれぞれビット線BL1、/BL1
から分離される。
【0133】一方、ビット線BLL0、/BLL0はビ
ット線分離ゲート430、432によってビット線BL
0、/BL0とそれぞれ接続された状態を保つ。同様に
ビット線BLL1、/BLL1はビット線分離ゲート4
70、472によりそれぞれビット線BL1、/BL1
と接続された状態を保つ。
【0134】次に、取込まれたロウアドレスに対応した
ワード線WL0の電位が活性化される。選択されていな
いワード線WL1〜WL2n−1の電位は活性化されな
い。この活性化に応じてキャパシタ224、264に蓄
積されていた電荷はアクセストランジスタ222、26
2を通じてそれぞれビット線BLL0、BLL1上に放
出される。図10では、キャパシタに正の電荷が蓄積さ
れていた場合を示しておりビット線BL0、BL1の電
位はそれぞれわずかにビット線/BL0、/BL1の電
位より上昇する。
【0135】次に、時刻t2においてロウアドレススト
ローブ信号/RASの立下がりに応答した結果センスア
ンプ434、474が活性化されて、ビット線BL0、
BL1とビット線/BL0、/BL1との電位差がそれ
ぞれ増幅される。
【0136】次に、時刻t3において外部から与えられ
るカラムアドレスストローブ/CASが立下がる。応じ
てアドレス端子に入力されているカラムアドレス(Yア
ドレス)が取込まれる。それに応答して列選択線CSL
0が選択され列選択線の電位が活性化する。次いでビッ
ト線BL0、/BL0、BL1、/BL1はI/O線分
離ゲート436、438、476、478の活性化によ
りI/O線IOA、/IOA、IOB、/IOBに電気
的に接続される。したがってビット線上に読出されてい
たデータがI/O線上に読出される。
【0137】テストモードにおいては、図2に示す差動
増幅器80、78およびEXNOR回路82の働きによ
りI/O線IOAとI/O線IOBの上に読出されたデ
ータが同じであれば出力端子Dout上にはHが出力さ
れる。
【0138】次に時刻t4においてロウアドレスストロ
ーブ信号/RASが立上がると同時にカラムアドレスス
トローブ信号/CASも立上がる。するとワード線WL
1の電位は非活性化し次いでビット線分離制御信号BL
IRは活性化しイコライズ信号はφEQは活性化する。
その結果ビット線BL0、/BL0、BL1、/BL1
は中間電位になる。また列選択線CSL0の電位は非活
性化しI/O線はビット線から切離される。
【0139】以上のようにして2つのメモリセルのデー
タを一括して読出テストすることができる。
【0140】図11は、テストモードにおける書込時の
動作を説明するための動作波形図である。
【0141】図8、図11を参照して、時刻t1におい
て外部から与えられるロウアドレスストローブ信号/R
ASが立下がる。応じてアドレス端子に入力されていた
ロウアドレス(Xアドレス)が内部に取込まれる。さら
にイコライザ440、480を活性化するイコライズ信
号φEQが非活性化され、図8に示したビット線BL
0、BL1とビット線/BL0、/BL1とはそれぞれ
分離される。
【0142】同時にビット線分離制御信号BLIRは非
活性化しビット線BLR0、/BLR0はビット線分離
ゲート442、444によってそれぞれビット線BL
0、/BL0から分離される。同様に、ビット線BLR
1、/BLR1はビット線分離ゲート482、484に
よりビット線BL1、/BL1とそれぞれ分離される。
【0143】一方、ビット線分離制御信号BLILは活
性化状態を保つのでビット線BLL0、/BLL0はビ
ット線分離ゲート430、432によりそれぞれビット
線BL0、/BL0と接続された状態を保ち、同様にビ
ット線BLL1、/BLL1はビット線分離ゲート47
0、472によってそれぞれビット線BL1、/BL1
と接続された状態を保つ。
【0144】次いでロウアドレスに対応するワード線W
L0の電位が活性化する。応じてキャパシタ224、2
64はアクセストランジスタ222、262によってビ
ット線BLL0、BLL1とそれぞれ接続される。した
がって、ビット線BLL0とBLL1にはキャパシタ2
24、264に蓄積されていた電荷が放出される。
【0145】時刻t2においてはビット線BL0、BL
1とビット線/BL0、/BL1との間に生じたそれぞ
れの電位差がセンスアンプの活性化により増幅される。
【0146】次に時刻t3において外部から与えられる
カラムアドレスストローブ/CASが立下がる。応じて
外部から端子Dinに与えられていたデータD1がI/
O線IOA、/IOA、IOB、/IOBに取込まれ
る。
【0147】さらに、列選択線CSL0の電位が活性化
しこれに対応するビット線上にデータD1が与えられビ
ット線BL0、/BL0、BL1、/BL1は外部から
与えられたデータに対応する電位となる。
【0148】次に時刻t4においてロウアドレスストロ
ーブ/RASおよびカラムアドレスストローブ/CAS
が立上がると、ワード線WL0の電位は非活性化しキャ
パシタ224、264には外部から与えられたデータD
1に対応する値が保持される。また列選択線CSL0の
電位は非活性化しI/O線とビット線は分離される。
【0149】次いでビット線分離制御信号BLIはすべ
て活性化されまたイコライズ信号φEQも活性化される
ためすべてのビット線は中間電位になる。
【0150】以上のようにして外部から与えられたデー
タD1が2つのメモリセルに一括して書込まれることに
なる。
【0151】図12は、メモリセルに書込まれるデータ
とメモリセルの配置を説明するための概略図である。
【0152】図12を参照して、ビット線はビット線B
LL0、/BLL0、BLL1、/BLL1の順番で平
行に配置されており、ビット線とほぼ直角をなす方向に
ワード線がワード線WL0、WL1、WL2、WL3、
WL4の順で配置されている。そしてキャパシタMC0
1、MC02、MC11、MC12はワード線WL1と
ワード線WL2に挟まれた領域内にMC01、MC0
2、MC11、MC12の順で配置されている。
【0153】ここで、外部からデータ入力端子に与えら
れるデータがH(ハイ)であるとする。入力されたカラ
ムアドレスが相当する値であれば、マルチビットテスト
時はビット線BLL0、BLL1の電位はHレベルとな
り、ビット線/BLL0、/BLL1の電位はLレベル
となる。このときワード線WL1が活性化状態にあれば
ビット線BLL0、BLL1の電位はそれぞれコンタク
ト部CW1、CW4を介してメモリセル内のキャパシタ
MC01、MC11にそれぞれHレベルの電位をデータ
として書込む。ワード線WL2が活性化状態にあればビ
ット線/BLL0、/BLL1の電位はコンタクト部C
W2、CW5を介してキャパシタMC02、MC12に
与えられる。このときは入力信号と逆極性のLレベルの
電位が書込まれる。
【0154】したがって、外部から連続してHデータを
与えたときは隣接するメモリセルのキャパシタには交互
にHレベルの電位とLレベルの電位が書込まれることに
なる。すなわち、マルチビットテストをすることによ
り、同時に隣接するメモリセル間の短絡故障を検出する
ことができる。
【0155】この場合には図8で示したようにI/O線
IOA、/IOB、IOB、/IOAにはそれぞれH、
L、H、Lの電位が加わる。隣接するI/O線どうしに
短絡故障が生じておればI/O線の電位を正常に保てな
いため誤動作するため、マルチビットテスト時に同時に
検出可能である。
【0156】つまり実施の形態1の半導体装置によれ
ば、チップ面積を増加させることなく、テストモードで
2ビット一括して書込/読出を行ないテストを高速化し
ても、1回の試験でメモリセル間の短絡故障とI/O線
間の短絡故障とを同時に検出することが可能になる。
【0157】[実施の形態1の変形例1]図13は、実
施の形態1の変形例1における半導体装置のI/O線と
ビット線との接続部の配置を示す概略図である。
【0158】図13を参照して、実施の形態1の変形例
1の半導体装置は、I/O線の配列順が実施の形態1の
半導体装置の場合と異なる。図9では、I/O線の配置
順はIOA、/IOB、IOB、/IOAの順であった
が、図13ではI/O線の配置順は/IOB、IOA、
/IOA、IOBの順になっている。またそれに従っ
て、図9のコンタクト部548、550、554、56
0の配置が対応するI/O線上に移動している。
【0159】図13は、他の点は図9の場合と同様の構
成を有するので説明は繰返さない。I/O線を図13に
示すような配置順にすることによっても実施の形態1の
場合と同様の効果を得ることができる。
【0160】[実施の形態1の変形例2]図14は、実
施の形態1の変形例2の半導体装置におけるI/O線と
ビット線との接続部の配置を示す概略図である。
【0161】図14を参照して、このI/O線とビット
線との接続部は、辺571a、571b、571c、5
71dを有する四角形571の内部に形成される。
【0162】辺571aと辺571b、辺571bと辺
571c、辺571cと辺571d、辺571dと辺5
71aによってなされる角はそれぞれコーナ部571
f、571g、571h、571eに対応する。
【0163】コーナ部571h、571e、571f、
571gにはそれぞれトランジスタ572、578、5
76、574が設けられおのおののトランジスタの中央
部には辺571aと平行にゲート電極580が配置され
ている。このゲート電極580は、たとえばタングステ
ンシリサイドで形成される。
【0164】辺571cにほぼ沿うようにビット線BL
0が配置されており、辺571aにほぼ沿うようにビッ
ト線/BL1が配置される。ビット線BL0とビット線
/BL1に挟まれる領域には、ビット線BL0に隣り合
ってビット線/BL0が配置され、ビット線/BL0と
ビット線/BL1との間にはビット線BL1が配置され
る。これらのビット線は、たとえばタングステンシリサ
イドで形成される。
【0165】ビット線BL0はコンタクト部594でト
ランジスタ574の第1の不純物領域部に電気的に接続
される。ビット線/BL0はトランジスタ572の第1
の不純物領域にコンタクト部592で電気的に結合され
る。ビット線BL1はトランジスタ578の第1の不純
物領域にコンタクト部598で電気的に接続される。ビ
ット線/BL1はトランジスタ576の第1の不純物領
域にコンタクト部596で電気的に接続される。
【0166】辺571dと辺571bの間には、辺57
1dに沿うようにI/O線/IOAが配置され、辺57
1bに沿うようにI/O線IOAが配置される。I/O
線IOAとI/O線/IOAとの間にはI/O線IOA
に平行なI/O線/IOBがI/O線IOAと隣り合っ
て配置され、I/O線/IOAとI/O線/IOBとの
間にはI/O線/IOBと平行にI/O線IOBが配置
される。これらのI/O線はたとえば第1アルミニウム
層で形成される。
【0167】I/O線IOAはトランジスタ574の第
2の不純物領域とコンタクト部586で電気的に接続さ
れる。I/O線/IOBは、トランジスタ576の第2
の不純物領域とコンタクト部588で電気的に接続され
る。I/O線/IOAはトランジスタ572の第2の不
純物領域とコンタクト部584で接続される。I/O線
IOBは、トランジスタ578の第2の不純物領域とコ
ンタクト部590で電気的に接続される。
【0168】四角形571の中央部には配線582が辺
571aと平行に設けられ、配線582はゲート電極5
80とコンタクト部602で電気的に接続される。
【0169】辺571aと辺571cとの中央部には列
選択線CSLが辺571aと平行に設けられる。列選択
線CSLはコンタクト部600で配線582と電気的に
接続される。配線582はたとえば第1アルミニウム層
で形成され、列選択線CSLはたとえば第2アルミニウ
ム層で形成される。このような配置とすることにより接
続部分の幅は従来の場合と同様の値に保つことができ
る。
【0170】図14に示したI/O線の配置でも実施の
形態1と同様の効果を得ることができる。
【0171】[実施の形態1の変形例3]図15は、実
施の形態1の変形例3における半導体装置のI/O線と
ビット線との接続部の配置を示す概略図である。
【0172】図15を参照して、実施の形態1の変形例
1の半導体装置は、I/O線の配列順が実施の形態1の
変形例2の半導体装置の場合と異なる。図14では、I
/O線の配置順は/IOA、IOB、/IOB、IOA
の順であったが、図15ではI/O線の配置順はIO
B、/IOA、IOA、/IOBの順になっている。ま
たそれに従って、図14のコンタクト部584、59
0、586、588の配置が対応するI/O線上に移動
している。
【0173】図15は、他の点は図14の場合と同様の
構成を有するので説明は繰返さない。
【0174】I/O線を図15に示すような配置順にす
ることによっても実施の形態1の場合と同様の効果を得
ることができる。
【0175】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0176】
【発明の効果】請求項1記載の半導体記憶装置は、複数
のメモリセルに同じデータを書込/読出する動作のテス
トを行なう際、隣接するI/O線の短絡故障の発見も可
能であるので効率のよいテストを行なうことが可能であ
る。
【0177】請求項2および3記載の半導体記憶装置
は、一括して複数のメモリセルにデータを書込/読出で
き、かつ隣接するI/O線の短絡故障の発見も可能であ
るので効率のよいテストを行なうことが可能である。
【0178】請求項4〜7記載の半導体記憶装置は、請
求項1記載の半導体記憶装置の奏する効果に加えて、チ
ップ面積の増加を招くことがなく効率のよいテストを行
なうことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の半導体記憶装置1の
構成を示す概略ブロック図である。
【図2】 半導体記憶装置1の主要部の構成を示す概略
ブロック図である。
【図3】 図1に示した行デコーダ26の詳細を示す回
路図である。
【図4】 図1に示した列デコーダ28の詳細を示す回
路図である。
【図5】 I/O線の配置を検討した第1の例を説明す
るための回路図である。
【図6】 図5に示したI/O線分離ゲート部分の配置
を示すための概略図である。
【図7】 ビット線とI/O線との接続部の配置を説明
する概略図である。
【図8】 実施の形態1の半導体記憶装置のメモリセル
アレイとセンスアンプおよびI/O分離ゲート部の詳細
を示す回路図である。
【図9】 図8に示したI/O線とビット線の接続部の
配置を示す概略図である。
【図10】 テストモードにおける読出時の動作を説明
するための動作波形図である。
【図11】 テストモードにおける書込時の動作を説明
するための動作波形図である。
【図12】 メモリセルに書込まれるデータとメモリセ
ルの配置を説明するための概略図である。
【図13】 実施の形態1の変形例1における半導体装
置のI/O線とビット線との接続部の配置を示す概略図
である。
【図14】 実施の形態1の変形例2の半導体装置にお
けるI/O線とビット線との接続部の配置を示す概略図
である。
【図15】 実施の形態1の変形例3における半導体装
置のI/O線とビット線との接続部の配置を示す概略図
である。
【図16】 従来の半導体記憶装置の主要部の構成を示
す概略図である。
【図17】 米国特許5,021,998号公報に開示
されている従来の半導体記憶装置の回路図である。
【図18】 図17に示したI/O線とビット線との接
続部分の配置を示す概略図である。
【符号の説明】
1 半導体記憶装置、2〜6 制御信号入力端子、8
アドレス信号入力端子群、10 電源端子、12 接地
端子、Din 入力端子、Dout 出力端子、22
クロック発生回路、18 ゲート回路、20 データ入
力バッファ、34 データ出力バッファ、24 行およ
び列アドレスバッファ、26 行デコーダ、28 列デ
コーダ、30 センスアンプ+入出力制御回路、32
メモリセルアレイ、42 列メインデコーダ、44,4
8 メモリセルアレイ、50,52 行メインデコー
ダ、46 I/Oゲートおよびセンスアンプ、62〜6
8I/O線分離ゲート、78,80,70 差動増幅
器、82 EXNOR回路、72,84 出力線分離ゲ
ート、76 バッファ、54,56,74 インバー
タ、58,60 クロックドインバータ、CSL0〜C
SL7 列選択線、WL0〜WL15 ワード線、CA
D[0]〜CAD[3],/CAD[0]〜/CAD
[3],RAD[0]〜RAD[3],/RAD[0]
〜/RAD[3]内部アドレス信号、IOA,/IO
A,IOB,/IOB I/O線、224,228,2
54,258,264,268,294,298 キャ
パシタ、222,228,252,258,262,2
68,292,298 アクセストランジスタ、43
0,432,442,444,470,472,48
2,484ビット線分離ゲート、434,474 セン
スアンプ、440,480 イコライザ、436,43
8,476,478 I/O線分離ゲート、530,5
36,540,542 トランジスタ、532 ゲート
電極、546,548,554,556,558,56
0,568,566 コンタクト部。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の主表面上に形成される半導
    体記憶装置であって、 第1の論理値と第2の論理値のうちいずれかの論理値を
    とる第1のデータを記憶する第1のメモリセルと、 前記第1のデータを前記第1のメモリセルに伝達する第
    1のビット線対と、 前記第1のデータを前記第1のビット線対に伝達する第
    1の入出力線対と、 前記第1の論理値と前記第2の論理値のうちいずれかの
    論理値をとる第2のデータを記憶する第2のメモリセル
    と、 前記第2のデータを前記第2のメモリセルに伝達する第
    2のビット線対と、 前記第2のデータを前記第2のビット線対に伝達する第
    2の入出力線対とを備え、 前記第1の入出力線対は、 前記第1のデータが前記第1の論理値のときは第1の電
    位となり前記第1のデータが前記第2の論理値のときは
    前記第1の電位より低い第2の電位となる第1の正極性
    入出力線と、 前記第1のデータに応じて前記第1の正極性入出力線に
    対して相補的な電位となる第1の負極性入出力線とを含
    み、 前記第2の入出力線対は、 前記第2のデータが前記第1の論理値のときは前記第1
    の電位となり前記第2のデータが前記第2の論理値のと
    きは前記第2の電位となる第2の正極性入出力線と、 前記第2のデータに応じて前記第2の正極性入出力線に
    対して相補的な電位となる第2の負極性入出力線とを含
    み、 前記第1の正極性入出力線と前記第2の正極性入出力線
    のうちいずれか一方は前記半導体主表面上に少なくとも
    一部が前記第1および第2の負極性入出力線の両方に隣
    接して配置される、半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 外部からの指示をうけて前記第1のメモ
    リセルと前記第2のメモリセルとに同じデータを読み書
    きするテスト動作の制御をするテスト制御手段をさらに
    備え、 前記テスト制御手段は、外部からの指示をうけ、前記第
    1のメモリセルと前記第2のメモリセルとに一括して同
    じデータを読み書きするテスト動作の制御をする、請求
    項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記テスト制御手段は、 前記テスト動作にて読出された前記第1のデータと前記
    第2のデータとの一致を検出し、外部に対して結果を出
    力する一致検出手段を含む、請求項2記載の半導体記憶
    装置。
  4. 【請求項4】 前記第1、2の正極性入出力線と前記第
    1、第2の負極性入出力線とは、前記半導体主表面上に
    少なくとも一部が前記第1の正極性入出力線、前記第2
    の負極性入出力線、前記第2の正極性入出力線、前記第
    1の負極性入出力線の順に並んで配置される、請求項1
    記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記第1のビット線対は、 前記第1のデータが前記第1の論理値のときは前記第1
    の電位となり前記第1のデータが前記第2の論理値のと
    きは前記第1の電位より低い第2の電位となる第1の正
    極性ビット線と、 前記第1のデータに応じて前記第1の正極性ビット線に
    対して相補的な電位となる第1の負極性ビット線とを含
    み、 前記第2のビット線対は、 前記第2のデータが前記第1の論理値のときは前記第1
    の電位となり前記第2のデータが前記第2の論理値のと
    きは前記第2の電位となる第2の正極性ビット線と、 前記第2のデータに応じて前記第2の正極性ビット線に
    対して相補的な電位となる第2の負極性ビット線とを含
    み、 前記第1、2の正極性ビット線と前記第1、第2の負極
    性ビット線とは、前記半導体主表面上に前記第1の正極
    性入出力線、前記第1の負極性入出力線、前記第2の正
    極性入出力線、前記第2の負極性入出力線の順に並んで
    配置され、 前記第1のメモリセルへのデータ授受に応じて前記第1
    の正極性入出力線と前記第1の正極性ビット線とを接続
    する第1のトランジスタと、 前記第1のメモリセルへのデータ授受に応じて前記第1
    の負極性入出力線と前記第1の負極性ビット線とを接続
    する第2のトランジスタと、 前記第2のメモリセルへのデータ授受に応じて前記第2
    の正極性入出力線と前記第2の正極性ビット線とを接続
    する第3のトランジスタと、 前記第2のメモリセルへのデータ授受に応じて前記第2
    の負極性入出力線と前記第2の負極性ビット線とを接続
    する第4のトランジスタとをさらに備え、 前記第1のトランジスタは、前記第1の正極性入出力線
    の下部から前記第2の負極性入出力線の下部にわたる領
    域に設けられ、 前記第2のトランジスタは、前記第2の正極性入出力線
    の下部から前記第1の負極性入出力線の下部にわたる領
    域に設けられ、 前記第3のトランジスタは、前記第2の正極性入出力線
    の下部から前記第1の負極性入出力線の下部にわたる領
    域に設けられ、 前記第4のトランジスタは、前記第1の正極性入出力線
    の下部から前記第2の負極性入出力線の下部にわたる領
    域に設けられる、請求項4記載の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記第1、2の正極性入出力線と前記第
    1、第2の負極性入出力線とは、前記半導体主表面上に
    少なくとも一部が前記第2の正極性入出力線、前記第1
    の負極性入出力線、前記第1の正極性入出力線、前記第
    2の負極性入出力線の順に並んで配置される、請求項1
    記載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記第1のビット線対は、 前記第1のデータが前記第1の論理値のときは前記第1
    の電位となり前記第1のデータが前記第2の論理値のと
    きは前記第1の電位より低い第2の電位となる第1の正
    極性ビット線と、 前記第1のデータに応じて前記第1の正極性ビット線に
    対して相補的な電位となる第1の負極性ビット線とを含
    み、 前記第2のビット線対は、 前記第2のデータが前記第1の論理値のときは前記第1
    の電位となり前記第2のデータが前記第2の論理値のと
    きは前記第2の電位となる第2の正極性ビット線と、 前記第2のデータに応じて前記第2の正極性ビット線に
    対して相補的な電位となる第2の負極性ビット線とを含
    み、 前記第1、2の正極性ビット線と前記第1、第2の負極
    性ビット線とは、前記半導体主表面上に前記第1の正極
    性入出力線、前記第1の負極性入出力線、前記第2の正
    極性入出力線、前記第2の負極性入出力線の順に並んで
    配置され、 前記第1のメモリセルへのデータ授受に応じて前記第1
    の正極性入出力線と前記第1の正極性ビット線とを接続
    する第1のトランジスタと、 前記第1のメモリセルへのデータ授受に応じて前記第1
    の負極性入出力線と前記第1の負極性ビット線とを接続
    する第2のトランジスタと、 前記第2のメモリセルへのデータ授受に応じて前記第2
    の正極性入出力線と前記第2の正極性ビット線とを接続
    する第3のトランジスタと、 前記第2のメモリセルへのデータ授受に応じて前記第2
    の負極性入出力線と前記第2の負極性ビット線とを接続
    する第4のトランジスタとをさらに備え、 前記第1のトランジスタは、前記第1の正極性入出力線
    の下部から前記第2の負極性入出力線の下部にわたる領
    域に設けられ、 前記第2のトランジスタは、前記第2の正極性入出力線
    の下部から前記第1の負極性入出力線の下部にわたる領
    域に設けられ、 前記第3のトランジスタは、前記第2の正極性入出力線
    の下部から前記第1の負極性入出力線の下部にわたる領
    域に設けられ、 前記第4のトランジスタは、前記第1の正極性入出力線
    の下部から前記第2の負極性入出力線の下部にわたる領
    域に設けられる、請求項6記載の半導体記憶装置。
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