JPH11306795A - Test method for semiconductor device and semiconductor memory - Google Patents
Test method for semiconductor device and semiconductor memoryInfo
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- JPH11306795A JPH11306795A JP10112027A JP11202798A JPH11306795A JP H11306795 A JPH11306795 A JP H11306795A JP 10112027 A JP10112027 A JP 10112027A JP 11202798 A JP11202798 A JP 11202798A JP H11306795 A JPH11306795 A JP H11306795A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は全メモリセルに試験
用のデータを一括して書き込むことのできる半導体メモ
リの試験方法および半導体メモリに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory test method and a semiconductor memory capable of writing test data to all memory cells at once.
【0002】[0002]
【従来の技術】以下、従来の半導体メモリの試験方法と
半導体メモリについて説明する。図8は従来の半導体メ
モリの構成を示す回路図である。図8において、1はメ
モリセルアレイ、2はn型MOSトランジスタおよび蓄
積容量などで構成されたメモリセル、3はメモリセル2
のn型MOSトランジスタのゲートに接続されたワード
線、4はメモリセル2のn型MOSトランジスタのソー
スに接続されたビット線、5は行アドレス選択回路、6
はセンスアンプ、7は列アドレス選択回路、8は入出力
(I/O)線、9は負の所定電圧を基板電圧VBBとし
て発生する基板電圧発生回路である。2. Description of the Related Art A conventional semiconductor memory test method and semiconductor memory will be described below. FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional semiconductor memory. In FIG. 8, 1 is a memory cell array, 2 is a memory cell composed of an n-type MOS transistor and a storage capacitor, and 3 is a memory cell 2
4 is a bit line connected to the source of the n-type MOS transistor of the memory cell 2, 5 is a row address selection circuit, 6 is a word line connected to the gate of the n-type MOS transistor.
Is a sense amplifier, 7 is a column address selection circuit, 8 is an input / output (I / O) line, and 9 is a substrate voltage generation circuit for generating a predetermined negative voltage as the substrate voltage VBB.
【0003】メモリセルアレイ1は、マトリックス状に
配列された多数個のメモリセル2と多数本のワード線3
と多数本のビット線4から構成される。行アドレス選択
回路5は、外部から入力された行アドレス信号をもとに
ワード線3を選択する。センスアンプ6は、ビット線4
に読み出されたメモリセル2の信号を増幅する。列アド
レス選択回路7は、列アドレス信号をもとにビット線を
選択する。A memory cell array 1 includes a large number of memory cells 2 and a large number of word lines 3 arranged in a matrix.
And a number of bit lines 4. The row address selection circuit 5 selects the word line 3 based on an externally input row address signal. The sense amplifier 6 is connected to the bit line 4
The signal of the memory cell 2 read out is amplified. The column address selection circuit 7 selects a bit line based on a column address signal.
【0004】読み出し動作時には、行アドレス選択回路
5および列アドレス選択回路7で選択されたメモリセル
2の信号が入出力線8に読み出される。書き込み動作時
には、入出力線8を通じて行アドレス選択回路5および
列アドレス選択回路7で選択されたメモリセル2に外部
信号が書き込まれる。基板電圧発生回路9は、メモリチ
ップ内に搭載された内部電源回路で、基板電圧VBBは
メモリセルアレイ1内の全メモリセル2の基板に共通に
印加される。印加電圧は負電位で、電源電圧をVDD
(正電圧)とすると、基板電圧VBBは約−(1/2)
VDD程度である。電源投入後、メモリセル1の基板に
は基板電圧VBBが常時印加され続ける。In a read operation, a signal of the memory cell 2 selected by the row address selection circuit 5 and the column address selection circuit 7 is read to the input / output line 8. During a write operation, an external signal is written to the memory cell 2 selected by the row address selection circuit 5 and the column address selection circuit 7 via the input / output line 8. The substrate voltage generation circuit 9 is an internal power supply circuit mounted in the memory chip, and the substrate voltage VBB is applied commonly to the substrates of all the memory cells 2 in the memory cell array 1. The applied voltage is a negative potential, and the power supply voltage is VDD.
(Positive voltage), the substrate voltage VBB is about-(1/2)
It is about VDD. After the power is turned on, the substrate voltage VBB is constantly applied to the substrate of the memory cell 1.
【0005】通常、半導体メモリの試験方法としては、
全メモリセルに所定のデータパターンを書き込み、つぎ
に全メモリセルのデータを読み出し、期待値と一致する
かどうかを判定する方法というが採られる。全メモリセ
ルにデータを書き込むためには、外部から入力する行ア
ドレスおよび列アドレスを順次変えて、書き込み動作を
行う。読み出し動作についても同様である。ここで、行
アドレス数をm、列アドレス数をn、1回の書き込み動
作に要する時間をt0とすると、全メモリセル書き込み
に要する時間は、m×n×t0となる。例えば、16M
bit(入出力数=1)の半導体メモリは、m=409
6、n=4096、t0=200nsとすると、全メモ
リセルの書き込みにかかる時間は3.36秒となる。[0005] Normally, a method for testing a semiconductor memory is as follows.
A method is employed in which a predetermined data pattern is written in all memory cells, then data in all memory cells is read, and it is determined whether or not the data matches an expected value. In order to write data to all memory cells, a write operation is performed by sequentially changing the row address and the column address input from the outside. The same applies to the read operation. Here, assuming that the number of row addresses is m, the number of column addresses is n, and the time required for one write operation is t0, the time required for writing all memory cells is m × n × t0. For example, 16M
For a semiconductor memory of bit (number of input / output = 1), m = 409
Assuming that 6, n = 4096 and t0 = 200 ns, the time required for writing to all memory cells is 3.36 seconds.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体メモリの構成および半導体メモリの試験方法
では、外部からアドレスを入力してメモリセルを1ビッ
トずつ選択するため、半導体メモリの大容量化が進むに
したがって、試験時間が膨大になる。例えば、1Mbi
t容量の半導体メモリで0.2〜0.3秒程度かかって
いた全メモリセル書き込み動作が、1Gbit容量の半
導体メモリでは容量が1024倍になるため、全メモリ
セル書き込み動作が200〜300秒程度までに長くな
ってしまう。この試験時間の増加は、試験コストの増加
およびスループットの低下を招くため、問題である。However, in the above-described conventional semiconductor memory configuration and semiconductor memory test method, since the address is input from the outside and the memory cells are selected one bit at a time, the capacity of the semiconductor memory can be increased. As you progress, the test time becomes enormous. For example, 1Mbi
The total memory cell write operation, which took about 0.2 to 0.3 seconds in a semiconductor memory of t capacity, becomes 1024 times larger in a semiconductor memory of 1 Gbit capacity, so that the write operation of all memory cells takes about 200 to 300 seconds. It will be long before. This increase in test time is problematic because it causes an increase in test cost and a decrease in throughput.
【0007】本発明の目的は、全メモリセルにデータを
一括して書き込むことを可能とするによって試験時間の
短縮が可能となる半導体メモリの試験方法を提供するこ
とである。本発明の他の目的は、メモリチップをパッケ
ージに封止した後でも、全メモリセルにデータを一括し
て書き込むことを可能とするによって試験時間の短縮が
可能となる半導体メモリを提供することである。An object of the present invention is to provide a test method for a semiconductor memory which enables a test time to be shortened by enabling data to be written to all memory cells at once. Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory capable of shortening a test time by enabling data to be collectively written to all memory cells even after a memory chip is sealed in a package. is there.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
半導体メモリの試験方法は、p型ウェル層に一対のn型
不純物拡散層を設け、かつ一対のn型不純物拡散層の間
のp型ウェル層上にゲート電極を設けたn型MOSトラ
ンジスタと、n型MOSトランジスタのいずれか一方の
n型不純物拡散層上に蓄積電極、誘電体膜およびプレー
ト電極を設けた蓄積容量とを有する多数個のメモリセル
を備えた半導体メモリの試験を行う方法であり、半導体
メモリの試験時に、p型ウェル層に電源電圧を印加する
ことにより、n型不純物拡散層とp型ウェル層から形成
されたpn接合ダイオードを順方向にバイアスして多数
個のメモリセルについて蓄積容量にハイデータを一括し
て書き込んだ後、p型ウェル層に負電圧を印加して試験
を行うことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for testing a semiconductor memory, comprising: providing a pair of n-type impurity diffusion layers in a p-type well layer; An n-type MOS transistor having a gate electrode provided on a p-type well layer, and a storage capacitor having a storage electrode, a dielectric film and a plate electrode provided on one of the n-type impurity diffusion layers of the n-type MOS transistor This is a method for testing a semiconductor memory having a large number of memory cells. During the test of the semiconductor memory, a power supply voltage is applied to a p-type well layer to form a semiconductor memory formed from an n-type impurity diffusion layer and a p-type well layer. The pn junction diode is biased in the forward direction, high data is written to the storage capacitors of a large number of memory cells at once, and then a test is performed by applying a negative voltage to the p-type well layer. To.
【0009】この方法によれば、全メモリセルに共通に
接続されているp型ウェル層の電位を変化させることに
より、全メモリセルに一括してハイデータを書き込むた
め、メモリセル毎にデータを書き込む場合に比べて大幅
に試験時間の短縮が可能となる。本発明の請求項2記載
の半導体メモリの試験方法は、p型ウェル層に一対のn
型不純物拡散層を設け、かつ一対のn型不純物拡散層の
間のp型ウェル層上にゲート電極を設けたn型MOSト
ランジスタと、n型MOSトランジスタのいずれか一方
のn型不純物拡散層上に蓄積電極、誘電体膜およびプレ
ート電極を設けた蓄積容量とを有する多数個のメモリセ
ルを備えた半導体メモリを試験する方法であり、半導体
メモリの試験時には、p型ウェル層に所定の負電圧を印
加することにより、n型不純物拡散層とp型ウェル層か
ら形成されたpn接合ダイオードを降伏させて多数個の
メモリセルについて蓄積容量にローデータを一括して書
き込んだ後、p型ウェル層に所定の負電圧よりも小さい
負電圧を印加して試験を行うことを特徴とする。According to this method, by changing the potential of the p-type well layer commonly connected to all the memory cells, high data is written to all the memory cells at once, so that data is written for each memory cell. The test time can be significantly reduced as compared with the case of writing. According to the semiconductor memory test method of the present invention, a pair of n-type
An n-type MOS transistor provided with a p-type impurity diffusion layer and a gate electrode on a p-type well layer between a pair of n-type impurity diffusion layers; A method for testing a semiconductor memory provided with a large number of memory cells each having a storage capacitor provided with a storage electrode, a dielectric film, and a plate electrode. At the time of testing the semiconductor memory, a predetermined negative voltage is applied to a p-type well layer. Is applied, the pn junction diode formed from the n-type impurity diffusion layer and the p-type well layer is broken down, and low data is collectively written to the storage capacitors for a large number of memory cells. And applying a negative voltage smaller than a predetermined negative voltage to the test.
【0010】この方法によれば、全メモリセルに共通に
接続されているp型ウェル層の電位を変化させることに
より、全メモリセルに一括してローデータを書き込むた
め、メモリセル毎にデータを書き込む場合に比べて大幅
に試験時間の短縮が可能となる。本発明の請求項3記載
の半導体メモリは、多数個のメモリセルと、所定の負電
圧を基板電圧として発生する基板電圧発生回路と、外部
からの入力信号によりテストモードを判定するテストモ
ード判定回路と、テストモード判定回路の出力結果と外
部からの入力信号とによりp型ウェル層に正の電源電圧
と基板電圧発生回路の出力電圧のいずれかを切り替えて
印加する接続切替回路とを備えている。According to this method, by changing the potential of the p-type well layer commonly connected to all the memory cells, the low data is written to all the memory cells at once, so that the data is written for each memory cell. The test time can be significantly reduced as compared with the case of writing. 4. The semiconductor memory according to claim 3, wherein a plurality of memory cells, a substrate voltage generation circuit for generating a predetermined negative voltage as a substrate voltage, and a test mode determination circuit for determining a test mode based on an external input signal. And a connection switching circuit that switches and applies either the positive power supply voltage or the output voltage of the substrate voltage generation circuit to the p-type well layer based on the output result of the test mode determination circuit and an external input signal. .
【0011】この場合、多数個のメモリセルは、p型ウ
ェル層に一対のn型不純物拡散層を設け、かつ一対のn
型不純物拡散層の間のp型ウェル層上にゲート電極を設
けたn型MOSトランジスタと、n型MOSトランジス
タのいずれか一方のn型不純物拡散層上に蓄積電極、誘
電体膜およびプレート電極を設けた蓄積容量とを各々有
する。In this case, a large number of memory cells are provided with a pair of n-type impurity diffusion layers in a p-type well layer and a pair of n-type impurity diffusion layers.
An n-type MOS transistor having a gate electrode provided on a p-type well layer between the n-type impurity diffusion layers; and a storage electrode, a dielectric film and a plate electrode on one of the n-type impurity diffusion layers of the n-type MOS transistor. And provided storage capacitors.
【0012】また、テストモード判定回路は、たとえ
ば、反転チップセレクト信号と反転ローアドレスストロ
ーブ信号と反転カラムアドレスストローブ信号と反転ラ
イトイネーブル信号とアドレス信号とを入力信号とし、
以下のような構成を備えている。すなわち、反転チップ
セレクト信号を入力とする第1のCMOSインバータ
と、反転ローアドレスストローブ信号を入力とする第2
のCMOSインバータと、反転カラムアドレスストロー
ブ信号を入力とする第3のCMOSインバータと、反転
ライトイネーブル信号を入力とする第4のCMOSイン
バータと、第1のCMOSインバータの出力信号と第2
のCMOSインバータの出力信号と第3のCMOSイン
バータの出力信号と第4のCMOSインバータの出力信
号とを入力とする第1のNAND回路と、第1のNAN
D回路の出力信号を入力とする第5のCMOSインバー
タと、アドレス信号を入力とし、第5のCMOSインバ
ータの出力信号を正クロック入力、第1のNAND回路
の出力信号を反転クロック入力とするクロックドインバ
ータと、第7および第8のCMOSインバータをループ
状に接続してなりクロックドインバータの出力信号を保
持するラッチ回路とからなる構成を備えている。The test mode determining circuit receives, for example, an inverted chip select signal, an inverted row address strobe signal, an inverted column address strobe signal, an inverted write enable signal, and an address signal as input signals.
The following configuration is provided. That is, a first CMOS inverter receiving an inverted chip select signal and a second CMOS inverter receiving an inverted row address strobe signal.
CMOS inverter, a third CMOS inverter receiving an inverted column address strobe signal, a fourth CMOS inverter receiving an inverted write enable signal, an output signal of the first CMOS inverter, and a second CMOS inverter.
A first NAND circuit which receives an output signal of the third CMOS inverter, an output signal of the third CMOS inverter, and an output signal of the fourth CMOS inverter, and a first NAN
A fifth CMOS inverter to which an output signal of the D circuit is input, a clock to which an address signal is input, a positive clock input to an output signal of the fifth CMOS inverter, and an inverted clock input to an output signal of the first NAND circuit And a latch circuit that connects the seventh and eighth CMOS inverters in a loop and holds the output signal of the clocked inverter.
【0013】また、接続切替回路は、たとえば、反転チ
ップセレクト信号と反転ローアドレスストローブ信号と
反転カラムアドレスストローブ信号と反転ライトイネー
ブル信号とラッチ回路の出力信号とを入力信号とし、以
下のような構成を備えている。すなわち、反転チップセ
レクト信号を入力とする第9のCMOSインバータと、
反転カラムアドレスストローブ信号を入力とする第10
のCMOSインバータと、反転ライトイネーブル信号を
入力とする第11のCMOSインバータと、第9のCM
OSインバータの出力信号と第10のCMOSインバー
タの出力信号と第11のCMOSインバータの出力信号
とラッチ回路の出力信号と反転ローアドレスストローブ
信号とを入力とする第2のNAND回路と、ゲートに第
2のNAND回路の出力信号が加えられ、ソースに電源
電圧が加えられ、ドレインがp型ウェル層に接続されて
いるp型MOSトランジスタと、ゲートに第2のNAN
D回路の出力信号が加えられ、ソースに所定の負電圧で
ある基板電圧が加えられ、ドレインがp型ウェル層に接
続されているn型MOSトランジスタとからなる構成を
備えている。The connection switching circuit uses, for example, an inverted chip select signal, an inverted row address strobe signal, an inverted column address strobe signal, an inverted write enable signal, and an output signal of a latch circuit as input signals, and has the following configuration. It has. That is, a ninth CMOS inverter receiving the inverted chip select signal,
10th input of inverted column address strobe signal
CMOS inverter, an eleventh CMOS inverter receiving an inverted write enable signal, and a ninth CM
A second NAND circuit to which the input signal of the output signal of the OS inverter, the output signal of the tenth CMOS inverter, the output signal of the eleventh CMOS inverter, the output signal of the latch circuit, and the inverted row address strobe signal are input; 2, a p-type MOS transistor having a source connected to a power supply voltage and a drain connected to a p-type well layer, and a second NAN connected to a gate.
An output signal of the D circuit is applied, a substrate voltage of a predetermined negative voltage is applied to the source, and an n-type MOS transistor having a drain connected to the p-type well layer is provided.
【0014】この構成によれば、従来例の半導体メモリ
の構成に加え、テストモード判定回路と接続切替回路と
を設け、外部からの入力信号によりテストモードを判定
し、その判定結果と外部からの入力信号とによりp型ウ
ェル層に正の電源電圧と基板電圧発生回路の出力電圧の
いずれかを切り替えて印加するようにしているため、メ
モリチップをパッケージに封止した後でも、全メモリセ
ルに共通に接続されているp型ウェル層の電位を変化さ
せて全メモリセルに一括してハイデータを書き込むこと
が可能であり、メモリセル毎にデータを書き込む場合に
比べて大幅に試験時間の短縮が可能となる。According to this configuration, in addition to the configuration of the conventional semiconductor memory, a test mode determination circuit and a connection switching circuit are provided, and the test mode is determined based on an external input signal. Since either the positive power supply voltage or the output voltage of the substrate voltage generating circuit is switched and applied to the p-type well layer according to the input signal, even after the memory chip is sealed in the package, it can be applied to all the memory cells. By changing the potential of the commonly connected p-type well layer, high data can be written to all memory cells at once, greatly shortening the test time compared to writing data for each memory cell. Becomes possible.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。図1(a)は、本発
明の実施の形態におけるDRAM(ダイナミックランダ
ムアクセスメモリ)のメモリセルの断面図、図1(b)
はメモリセルの等価回路図である。図1(a)におい
て、20はn+ 型不純物拡散層、21はビット線、22
はゲート電極、23はn+ 型不純物拡散層、24は蓄積
電極、25は誘電体膜、26はプレート電極、27はp
+ 型不純物拡散層、28はp型ウェル層、29はn+ 型
不純物拡散層、30はn型基板、31はフィールド酸化
膜である。図1(b)において、32はビット線、33
はワード線、34は蓄積電極端子、35はキャパシタ、
36はプレート端子、37は基板端子、38,39はダ
イオード、40はn型MOSトランジスタである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a sectional view of a memory cell of a DRAM (dynamic random access memory) according to an embodiment of the present invention, and FIG.
Is an equivalent circuit diagram of a memory cell. In FIG. 1A, 20 is an n + -type impurity diffusion layer, 21 is a bit line, 22
Is a gate electrode, 23 is an n + -type impurity diffusion layer, 24 is a storage electrode, 25 is a dielectric film, 26 is a plate electrode, and 27 is p
A + -type impurity diffusion layer, 28 is a p-type well layer, 29 is an n + -type impurity diffusion layer, 30 is an n-type substrate, and 31 is a field oxide film. In FIG. 1B, reference numeral 32 denotes a bit line;
Is a word line, 34 is a storage electrode terminal, 35 is a capacitor,
36 is a plate terminal, 37 is a substrate terminal, 38 and 39 are diodes, and 40 is an n-type MOS transistor.
【0016】図1の半導体メモリにおいて、n型不純物
拡散層20、ゲート電極22およびn型不純物拡散層2
3はそれぞれn型MOSトランジスタ40のソース、ゲ
ート、ドレインであり、一対のn型不純物拡散層20,
23はp型ウェル層28に形成され、ゲート電極22は
一対のn+ 型不純物拡散層20,23の間のp型ウェル
層28上に形成される。ビット線21はn+ 型不純物拡
散層20に接続され、等価回路のビット線32に相当す
る。ゲート電極22は等価回路のワード線33に相当す
る。In the semiconductor memory of FIG. 1, n-type impurity diffusion layer 20, gate electrode 22 and n-type impurity diffusion layer 2
Reference numeral 3 denotes a source, a gate, and a drain of the n-type MOS transistor 40, respectively.
23 is formed in the p-type well layer 28, and the gate electrode 22 is formed on the p-type well layer 28 between the pair of n + -type impurity diffusion layers 20 and 23. Bit line 21 is connected to n + -type impurity diffusion layer 20 and corresponds to bit line 32 of the equivalent circuit. Gate electrode 22 corresponds to word line 33 of the equivalent circuit.
【0017】また、n+ 型不純物拡散層23の上に順次
積層した蓄積電極24、誘電体膜25およびプレート電
極26により蓄積容量が形成され、それぞれ等価回路の
蓄積電極端子34、キャパシタ35およびプレート端子
36に相当する。プレート電極26には、通常(1/
2)VDDの正電圧が印加される。p+ 型不純物拡散層
27はp型ウェル層28に接続され、p+ 型不純物拡散
層27を通じてp型ウェル層28に通常負電圧である基
板電圧VBBが印加される。p+ 型不純物拡散層27は
等価回路の基板端子37に相当する。n+ 型不純物拡散
層29はn型基板30に接続され、n+ 型不純物拡散層
29を通じてn型基板30に通常正の電源電圧VDDが
印加される。フィールド酸化膜31はメモリセル間を分
離するための領域である。p型ウェル層28とn+ 型不
純物拡散層20,23とから形成されるpn接合ダイオ
ードはそれぞれ等価回路のダイオード38,39に相当
する。Further, a storage capacitor is formed by the storage electrode 24, the dielectric film 25 and the plate electrode 26 which are sequentially laminated on the n + -type impurity diffusion layer 23. The storage electrode terminal 34, the capacitor 35 and the plate It corresponds to the terminal 36. The plate electrode 26 normally has (1/1 /
2) A positive voltage of VDD is applied. The p + -type impurity diffusion layer 27 is connected to the p-type well layer 28, and a substrate voltage VBB, which is usually a negative voltage, is applied to the p-type well layer 28 through the p + -type impurity diffusion layer 27. The p + -type impurity diffusion layer 27 corresponds to the substrate terminal 37 of the equivalent circuit. The n + -type impurity diffusion layer 29 is connected to the n-type substrate 30, and a positive power supply voltage VDD is normally applied to the n-type substrate 30 through the n + -type impurity diffusion layer 29. Field oxide film 31 is an area for separating memory cells. The pn junction diodes formed from the p-type well layer 28 and the n + -type impurity diffusion layers 20 and 23 correspond to the diodes 38 and 39 of the equivalent circuit, respectively.
【0018】以下、本発明の半導体メモリの試験方法の
第1の実施の形態について、図2を参照しながら説明す
る。図2はタイムシーケンス図で、(a)は基板端子3
7の電位を示し、(b)は蓄積電極端子34の電位を示
している。通常では、プレート端子36に正電圧である
(1/2)VDD、基板端子37に負電圧である基板電
圧VBBが印加されている。基板電圧VBBは−(1/
2)VDD程度の負電圧である。蓄積電極端子34の電
位は0Vから電源電圧VDDの間で任意であるが、ここ
では0Vであるとする。Hereinafter, a first embodiment of the method for testing a semiconductor memory according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a time sequence diagram, and FIG.
7 shows the potential of the storage electrode terminal 34. FIG. Usually, (1/2) VDD which is a positive voltage is applied to the plate terminal 36, and a substrate voltage VBB which is a negative voltage is applied to the substrate terminal 37. The substrate voltage VBB is − (1 /
2) A negative voltage of about VDD. The potential of the storage electrode terminal 34 is arbitrary between 0 V and the power supply voltage VDD, but is assumed to be 0 V here.
【0019】時間t0で基板端子37に印加する電圧を
基板電圧VBBから電源電圧VDDに変えると、pn接
合ダイオード39が順方向バイアスされるので、蓄積電
極端子34の電位はVDD−VTとなる。ただし、電圧
VTはpn接合ダイオード39の立ち上がり電圧で、
0.7V程度である。ここで、基板電位が負電圧である
基板電圧VBBから電源電圧VDDとなるため、バック
バイアス効果の減少により、n型MOSトランジスタ4
0がオンとなってしまう可能性がある。しかし、n型M
OSトランジスタ40のソース、ドレインはそれぞれp
n接合ダイオード38,39によりVDD−VTの同電
位となるため、蓄積電極端子34の電位はVDD−VT
に保たれる。When the voltage applied to the substrate terminal 37 is changed from the substrate voltage VBB to the power supply voltage VDD at time t0, the pn junction diode 39 is forward-biased, so that the potential of the storage electrode terminal 34 becomes VDD-VT. However, the voltage VT is the rising voltage of the pn junction diode 39,
It is about 0.7V. Here, since the substrate potential changes from the substrate voltage VBB which is a negative voltage to the power supply voltage VDD, the back bias effect is reduced, so that the n-type MOS transistor 4
0 may be turned on. However, n-type M
The source and drain of the OS transistor 40 are p
Since the n-junction diodes 38 and 39 have the same potential of VDD-VT, the potential of the storage electrode terminal 34 becomes VDD-VT.
Is kept.
【0020】つぎに、時間t1で基板端子37に基板電
圧VBBを印加する。pn接合ダイオード39は逆バイ
アスされるため、蓄積電極端子34の電位はそのままV
DD−VTに保たれる。以上の動作により、メモリセル
にハイデータを書き込むことができる。この書き込み動
作の間、セルプレート端子36は(1/2)VDDで一
定にしておく。基板端子37はすべてのメモリセルに共
通に備えられているので、以上の動作で全メモリセルに
一括でハイデータを書き込むことができる。Next, a substrate voltage VBB is applied to the substrate terminal 37 at time t1. Since the pn junction diode 39 is reverse-biased, the potential of the storage electrode terminal 34 remains at V
DD-VT is maintained. With the above operation, high data can be written to the memory cell. During this write operation, the cell plate terminal 36 is kept constant at (1/2) VDD. Since the substrate terminal 37 is provided commonly to all the memory cells, high data can be written to all the memory cells at once by the above operation.
【0021】なお、この動作が終了した後、基板端子3
7には通常使用時と同じ基板電圧VBBが印加されてい
るため、読み出し等の動作を行うことができる。また、
この一括書き込み動作時にビット線32がオープンであ
る場合は、書き込み動作終了後は蓄積電荷端子34と同
様に電位がVDD−VTとなるため、ビット線プリチャ
ージの動作が必要である。After this operation is completed, the substrate terminals 3
Since the same substrate voltage VBB as in normal use is applied to 7, operations such as reading can be performed. Also,
If the bit line 32 is open at the time of this batch write operation, the potential becomes VDD-VT after the write operation is completed similarly to the accumulated charge terminal 34, so that a bit line precharge operation is necessary.
【0022】以上の一括書き込み動作が終了した後は、
通常の読み出し動作を行うことによって、メモリセルの
試験を行うことができる。このとき、チップ外部に出力
されるデータの期待値は、メモリセルのデータがハイデ
ータとなるように設定する。全メモリセルのデータを読
み出すためには、外部から入力する行アドレスと列アド
レスを順次変えて、読み出し動作を行う。After the above batch write operation is completed,
By performing a normal read operation, a test of the memory cell can be performed. At this time, the expected value of the data output to the outside of the chip is set so that the data of the memory cell becomes high data. In order to read data from all the memory cells, a read operation is performed by sequentially changing the row address and the column address input from the outside.
【0023】つぎに、本発明の半導体メモリの試験方法
の第2の実施の形態について、図3および図4を参照し
ながら説明する。図3はpn接合ダイオードの電流・電
圧特性で、横軸が印加電圧、縦軸がpn接合ダイオード
に流れる電流である。pn接合ダイオードでは逆バイア
スする電圧を大きくしていくと、ある電圧で逆方向に電
流が流れはじめる。この逆電流が流れはじめる電圧を降
伏電圧と呼ぶ。降伏電圧はpn接合のキャリア密度によ
り異なるが、おおよそ−4V〜−7Vである。本試験方
法では、この降伏現象を用いて、ローデータの一括書き
込みを行う。Next, a second embodiment of the method for testing a semiconductor memory according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows the current-voltage characteristics of the pn junction diode. The horizontal axis represents the applied voltage, and the vertical axis represents the current flowing through the pn junction diode. In a pn junction diode, when the reverse bias voltage is increased, a current starts to flow in a reverse direction at a certain voltage. The voltage at which the reverse current starts to flow is called the breakdown voltage. The breakdown voltage varies depending on the carrier density of the pn junction, but is approximately -4V to -7V. In this test method, batch writing of raw data is performed using this breakdown phenomenon.
【0024】つぎに、図4にローデータの一括書き込み
の場合のタイムシーケンス図を示す。図4(a)は基板
端子37の電位を示し、(b)は蓄積電極端子34の電
位を示している。通常では、プレート端子36に(1/
2)VDD、基板端子37に負電圧である基板電圧VB
Bが印加されている。基板電圧VBBは−(1/2)V
DD程度の負電圧である。蓄積電極端子34の電位は0
Vから電源電圧VDDの間で任意であるが、ここでは電
源電圧VDDと同じであるとする。FIG. 4 is a time sequence diagram in the case of batch writing of row data. FIG. 4A shows the potential of the substrate terminal 37, and FIG. 4B shows the potential of the storage electrode terminal 34. Normally, (1/1 /
2) VDD, substrate voltage VB which is a negative voltage at substrate terminal 37
B is applied. The substrate voltage VBB is-(1/2) V
This is a negative voltage of about DD. The potential of the storage electrode terminal 34 is 0
It is arbitrary between V and the power supply voltage VDD, but here it is assumed that it is the same as the power supply voltage VDD.
【0025】時間t0で基板端子37に印加する電圧を
基板電圧VBBからpn接合ダイオード38の降伏電圧
VBDにすると、電位が電源電圧VDDと同じであった
蓄積電極端子34は0Vになるまで降伏電流が流れ続け
るため、蓄積電極端子34の電位を0Vにすることがで
きる。つぎに、時間t1で基板端子37に降伏電圧VB
Dより小さい負の電圧である基板電圧VBBを印加す
る。蓄積電極端子34の電位は0Vであり、pn接合ダ
イオード38は逆バイアスされたままであるので、蓄積
電極端子34の電位はそのまま0Vに保たれる。At time t0, when the voltage applied to the substrate terminal 37 is changed from the substrate voltage VBB to the breakdown voltage VBD of the pn junction diode 38, the storage electrode terminal 34, whose potential is the same as the power supply voltage VDD, changes the breakdown current until the voltage becomes 0V. , The potential of the storage electrode terminal 34 can be set to 0V. Next, at time t1, the breakdown voltage VB is applied to the substrate terminal 37.
A substrate voltage VBB which is a negative voltage smaller than D is applied. Since the potential of the storage electrode terminal 34 is 0 V, and the pn junction diode 38 is kept reverse-biased, the potential of the storage electrode terminal 34 is kept at 0 V.
【0026】以上の動作により、メモリセルにローデー
タを書き込むことができる。この書き込み動作の間、セ
ルプレート端子36は(1/2)VDDで一定にしてお
く。基板端子37はすべてのメモリセルに共通に備えら
れているので、以上の動作で全メモリセルに一括してロ
ーデータを書き込むことができる。なお、この動作が終
了した後、基板端子37は通常使用時と同じ基板電圧V
BBが印加されているため、読み出し等の動作を行うこ
とができる。また、この一括書き込み動作時にビット線
32がオープンである場合は、書き込み動作終了後は蓄
積電荷端子34と同様に電位が0Vとなるため、ビット
線プリチャージの動作が必要である。With the above operation, low data can be written to the memory cell. During this write operation, the cell plate terminal 36 is kept constant at (1/2) VDD. Since the substrate terminal 37 is provided in common to all the memory cells, the row data can be collectively written to all the memory cells by the above operation. After this operation is completed, the substrate terminal 37 is set to the same substrate voltage V as in normal use.
Since BB is applied, operations such as reading can be performed. If the bit line 32 is open during the batch write operation, the potential becomes 0 V after the end of the write operation as in the case of the accumulated charge terminal 34, so that a bit line precharge operation is required.
【0027】以上の一括書き込み動作が終了した後は、
通常の読み出し動作を行うことによって、メモリセルの
試験を行うことができる。このとき、チップ外部に出力
されるデータの期待値は、メモリセルのデータがローデ
ータとなるように設定する。全メモリセルのデータを読
み出すためには、外部から入力する行アドレスと列アド
レスを順次変えて、読み出し動作を行う。After the above batch write operation is completed,
By performing a normal read operation, a test of the memory cell can be performed. At this time, the expected value of the data output to the outside of the chip is set so that the data of the memory cell becomes low data. In order to read data from all the memory cells, a read operation is performed by sequentially changing the row address and the column address input from the outside.
【0028】つぎに、本発明の半導体メモリの実施の形
態について、図5、図6および図7を参照しながら説明
する。図5は半導体メモリの構成を示す回路図である。
図5において、1はメモリセルアレイ、2はメモリセ
ル、3はワード線、4はビット線、5は行アドレス選択
回路、6はセンスアンプ、7は列アドレス選択回路、8
は入出力線、9は基板電圧発生回路であり、これらは従
来例の構成と同じである。そして、10はメモリチップ
上に形成されたテストモード判定回路、11はメモリチ
ップ上に形成された接続切替回路、12はテストモード
判定出力、13は接続切替回路出力である。Next, an embodiment of the semiconductor memory according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 7. FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor memory.
In FIG. 5, 1 is a memory cell array, 2 is a memory cell, 3 is a word line, 4 is a bit line, 5 is a row address selection circuit, 6 is a sense amplifier, 7 is a column address selection circuit, 8
Denotes an input / output line, and 9 denotes a substrate voltage generating circuit, which are the same as those of the conventional example. Reference numeral 10 denotes a test mode determination circuit formed on the memory chip, 11 denotes a connection switching circuit formed on the memory chip, 12 denotes a test mode determination output, and 13 denotes a connection switching circuit output.
【0029】テストモード判定回路10は、反転チップ
セレクト信号(以下、/CS信号と記す)と、反転ロー
アドレスストローブ信号(以下、/RAS信号と記す)
と、反転カラムアドレスストローブ信号(以下、/CA
S信号と記す)と、反転ライトイネーブル信号(以下、
/WE信号と記す)と、アドレス信号(ここではA0と
しており、以下A0信号と記す)を入力信号とする。/
CS信号、/RAS信号、/CAS信号、/WE信号、
A0信号はメモリチップの外部から入力される信号であ
る。The test mode determination circuit 10 includes an inverted chip select signal (hereinafter, referred to as a / CS signal) and an inverted row address strobe signal (hereinafter, referred to as a / RAS signal).
And an inverted column address strobe signal (hereinafter, / CA)
S signal) and an inverted write enable signal (hereinafter, referred to as S signal).
/ WE signal) and an address signal (here, A0, hereinafter referred to as A0 signal) are input signals. /
CS signal, / RAS signal, / CAS signal, / WE signal,
The A0 signal is a signal input from outside the memory chip.
【0030】テストモード判定回路10においては、/
CS信号、/RAS信号、/CAS信号および/WE信
号のすべてがローレベルとなったときに、テストモード
判定を行う。このとき、A0信号がハイレベルであれ
ば、テストモード判定出力12としてハイレベル(テス
トモードを意味する)が出力される。また、A0信号が
ローレベルであれば、テストモード判定出力12として
ローレベル(通常モードを意味する)が出力される。な
お、テストモード判定出力12は半導体メモリに電源が
投入されている間はその状態が保持される。In test mode determination circuit 10,
When all of the CS signal, the / RAS signal, the / CAS signal, and the / WE signal are at the low level, the test mode is determined. At this time, if the A0 signal is at a high level, a high level (meaning the test mode) is output as the test mode determination output 12. If the A0 signal is at a low level, a low level (meaning the normal mode) is output as the test mode determination output 12. The state of the test mode determination output 12 is maintained while the semiconductor memory is powered on.
【0031】接続切替回路11は、/CS信号と、/R
AS信号と、/CAS信号と、/WE信号と、テストモ
ード判定出力12とを入力信号とし、切替電源電圧とし
て電源電圧VDDと基板電圧VBBとが入力される。接
続切替回路11は、テストモード判定出力12がハイレ
ベルのときに、/CS信号、/CAS信号および/WE
信号がローレベル、/RAS信号がハイレベルとなった
時に接続切替回路出力13として電源電圧VDDが出力
される。その他の期間では接続切替回路出力13として
基板電圧VBBが出力される。接続切替出力13は、メ
モリセルアレイ1のすべてのメモリセル2の基板端子に
共通に加えられている。The connection switching circuit 11 outputs a signal / CS and a signal / R
The AS signal, the / CAS signal, the / WE signal, and the test mode determination output 12 are input signals, and the power supply voltage VDD and the substrate voltage VBB are input as switching power supply voltages. When the test mode determination output 12 is at the high level, the connection switching circuit 11 outputs the / CS signal, the / CAS signal, and the / WE signal.
When the signal goes low and the / RAS signal goes high, the power supply voltage VDD is output as the connection switching circuit output 13. In other periods, the substrate voltage VBB is output as the connection switching circuit output 13. The connection switching output 13 is commonly applied to the substrate terminals of all the memory cells 2 of the memory cell array 1.
【0032】図6は図5のテストモード判定回路10お
よび接続切替回路11の具体例を示す回路図である。図
6において、10はテストモード判定回路、11は接続
切替回路、12はテストモード判定回路10から出力さ
れるテストモード判定出力、13は接続切替回路11か
ら出力される接続切替回路出力である。101,10
2,103,104はCMOSインバータ、105はN
AND回路、106はクロックドインバータ、107は
CMOSインバータ、108は2個のCMOSインバー
タ108a,108bをループ状に接続したラッチ回
路、111,112,113はCMOSインバータ、1
14はNAND回路、115はp型MOSトランジス
タ、116はn型MOSトランジスタである。FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific example of the test mode determination circuit 10 and the connection switching circuit 11 of FIG. 6, reference numeral 10 denotes a test mode determination circuit, 11 denotes a connection switching circuit, 12 denotes a test mode determination output output from the test mode determination circuit 10, and 13 denotes a connection switching circuit output output from the connection switching circuit 11. 101,10
2, 103 and 104 are CMOS inverters and 105 is N
AND circuit, 106 is a clocked inverter, 107 is a CMOS inverter, 108 is a latch circuit in which two CMOS inverters 108a, 108b are connected in a loop, 111, 112, 113 are CMOS inverters,
14 is a NAND circuit, 115 is a p-type MOS transistor, and 116 is an n-type MOS transistor.
【0033】CMOSインバータ101,102,10
3,104はそれぞれ、/CS信号、/RAS信号、/
CAS信号、/WE信号を入力としている。NAND回
路105はCMOSインバータ101,102,10
3,104の出力信号を入力としており、/CS信号、
/RAS信号、/CAS信号、/WE信号がすべてロー
レベルとなったときに、ローレベルが出力される。CMOS inverters 101, 102, 10
3 and 104 are / CS signal, / RAS signal, / 104, respectively.
The CAS signal and the / WE signal are input. The NAND circuit 105 includes CMOS inverters 101, 102, and 10.
3,104 output signals are input, / CS signal,
When the / RAS signal, the / CAS signal, and the / WE signal all go low, a low level is output.
【0034】クロックドインバータ106は、アドレス
信号であるA0信号を入力としており、NAND回路1
05の出力信号を反転クロック信号、CMOSインバー
タ107の出力信号を正クロック信号としている。した
がって、NAND回路105の出力信号がローレベルで
あれば、クロックドインバータ106がオンとなって、
A0信号の反転信号が出力される。逆に、NAND回路
105の出力信号がハイレベルであるときは、クロック
ドインバータ106はオフとなって、その出力はオープ
ンとなる。The clocked inverter 106 receives an A0 signal, which is an address signal, as an input.
The output signal 05 is an inverted clock signal, and the output signal of the CMOS inverter 107 is a positive clock signal. Therefore, if the output signal of the NAND circuit 105 is at a low level, the clocked inverter 106 is turned on,
An inverted signal of the A0 signal is output. Conversely, when the output signal of the NAND circuit 105 is at a high level, the clocked inverter 106 is turned off and its output is opened.
【0035】ラッチ回路108は、クロックドインバー
タ106の出力を入力とし、クロックドインバータ10
6の出力の状態を保持する。例えば、/CS信号、/R
AS信号、/CAS信号および/WE信号をすべてロー
レベル、A0信号をハイレベルにすると、クロックドイ
ンバータ106の出力はローレベル、ラッチ回路108
の出力信号はハイレベルを保持する。その後、/CS信
号、/RAS信号、/CAS信号および/WE信号を他
の状態に変えて、クロックドインバータ106の出力が
オープンとなっても、ラッチ回路108の出力信号、す
なわちテストモード判定出力12は前の状態が保持され
る。再度、テストモード判定出力12をセットするとき
は、/CS信号、/RAS信号、/CAS信号および/
WE信号をすべてローレベルにしてA0信号をローレベ
ルまたはハイレベルにすることで設定を行う。The latch circuit 108 receives the output of the clocked inverter 106 as an input and
6 is held. For example, / CS signal, / R
When the AS signal, the / CAS signal, and the / WE signal are all at low level and the A0 signal is at high level, the output of the clocked inverter 106 is at low level, and the latch circuit 108
Hold the high level. Thereafter, even if the / CS signal, / RAS signal, / CAS signal and / WE signal are changed to other states and the output of the clocked inverter 106 is opened, the output signal of the latch circuit 108, that is, the test mode determination output Reference numeral 12 holds the previous state. When the test mode determination output 12 is set again, the / CS signal, / RAS signal, / CAS signal and /
The setting is performed by setting all the WE signals to low level and setting the A0 signal to low level or high level.
【0036】CMOSインバータ111,112,11
3はそれぞれ、/CS信号、/CAS信号、/WE信号
を入力としている。NAND回路114はCMOSイン
バータ111の出力信号、/RAS信号、CMOSイン
バータ112の出力信号、CMOSインバータ113の
出力信号およびテストモード判定出力12を入力として
おり、/RAS信号がハイレベルとなり、/CS信号、
/CAS信号および/WE信号がローレベルとなり、テ
ストモード判定出力12がハイレベルとなったときに、
ローレベルが出力される。CMOS inverters 111, 112, 11
3 receives a / CS signal, a / CAS signal, and a / WE signal, respectively. The NAND circuit 114 receives the output signal of the CMOS inverter 111, the / RAS signal, the output signal of the CMOS inverter 112, the output signal of the CMOS inverter 113, and the test mode determination output 12, and the / RAS signal becomes high level and the / CS signal becomes ,
When the / CAS signal and the / WE signal go low and the test mode determination output 12 goes high,
Low level is output.
【0037】p型MOSトランジスタ115は、ゲート
にNAND回路114の出力信号が加えられ、ソースに
電源電圧VDDが加えられていて、ドレインが接続切替
回路出力13となっている。n型MOSトランジスタ1
16は、ゲートにNAND回路114の出力信号が加え
られ、ソースに基板電圧VBBが加えられ、ドレインが
接続切替回路出力13となっている。p型MOSトラン
ジスタ115とn型MOSトランジスタ116でCMO
Sを形成している。The p-type MOS transistor 115 has a gate to which the output signal of the NAND circuit 114 is applied, a source to which the power supply voltage VDD is applied, and a drain serving as the connection switching circuit output 13. n-type MOS transistor 1
In 16, the output signal of the NAND circuit 114 is applied to the gate, the substrate voltage VBB is applied to the source, and the drain is the connection switching circuit output 13. CMO with p-type MOS transistor 115 and n-type MOS transistor 116
S is formed.
【0038】NAND回路114の出力がローレベルの
時にはp型MOSトランジスタ115がオンとなってn
型MOSトランジスタ116がオフとなるので、電源電
圧VDDが接続切替回路出力13として出力される。逆
に、NAND回路114の出力がハイレベルの時には、
p型MOSトランジスタ115がオフとなってn型MO
Sトランジスタがオンとなるので、基板電圧VBBが接
続切替回路出力13として出力される。When the output of the NAND circuit 114 is at a low level, the p-type MOS transistor 115 is turned on and n
Since the type MOS transistor 116 is turned off, the power supply voltage VDD is output as the connection switching circuit output 13. Conversely, when the output of the NAND circuit 114 is at a high level,
The p-type MOS transistor 115 is turned off and the n-type MOS
Since the S transistor is turned on, the substrate voltage VBB is output as the connection switching circuit output 13.
【0039】つぎに、テストモード判定回路10および
切替接続回路11の使用方法および動作について、図7
を参照しながら説明する。図7はタイムシーケンス図
で、/CS信号、/RAS信号、/CAS信号、/WE
信号、A0信号、テストモード判定出力12および接続
切替回路出力13の波形を示している。A0信号の斜線
部分は任意の状態を表す。Next, the usage and operation of the test mode determination circuit 10 and the switching connection circuit 11 will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a time sequence diagram showing a / CS signal, a / RAS signal, a / CAS signal, and a / WE signal.
3 shows waveforms of a signal, an A0 signal, a test mode determination output 12, and a connection switching circuit output 13. The hatched portion of the A0 signal indicates an arbitrary state.
【0040】まず、t0期間ではテストモード設定を行
っている。この期間は、/CS信号、/RAS信号、/
CAS信号および/WE信号がすべてローレベルであ
り、A0信号はハイレベルである。このとき、テストモ
ード判定出力12にはハイレベルが出力され、その後/
CS信号、/RAS信号、/CAS信号および/WE信
号をハイレベルに戻しても、テストモード判定出力12
がハイレベルの状態に保持される。なお、/CS信号、
/CAS信号および/WE信号がローレベルであり、/
RAS信号がハイレベルではないため、接続切替回路出
力13としては基板電圧VBBが出力される。First, the test mode is set in the period t0. During this period, the / CS signal, / RAS signal, /
The CAS signal and the / WE signal are all at low level, and the A0 signal is at high level. At this time, a high level is output to the test mode determination output 12, and
Even if the CS signal, the / RAS signal, the / CAS signal and the / WE signal are returned to the high level, the test mode determination output 12
Is maintained at a high level. Note that the / CS signal,
/ CAS signal and / WE signal are low level,
Since the RAS signal is not at the high level, the connection switching circuit output 13 outputs the substrate voltage VBB.
【0041】つぎに、t1期間では全メモリセル一括書
き込みを行っている。この期間は、/CS信号、/CA
S信号および/WE信号をローレベルとし、/RAS信
号をハイレベルにすると、テストモード判定出力12と
してはハイレベルが出力されているので、NAND回路
114がローレベルを出力して、接続切替回路出力13
には電源電圧VDDが出力される。接続切替回路出力1
3は全メモリセルに共通に接続されている基板端子に接
続されている。したがって、上記の本発明の半導体メモ
リの試験方法の第1の実施の形態のところで述べた原理
によって、t1期間において全メモリに一括でハイレベ
ルデータの書き込みを行うことができる。Next, at the time t1, all the memory cells are simultaneously written. During this period, the / CS signal, / CA
When the S signal and the / WE signal are set to the low level and the / RAS signal is set to the high level, the high level is output as the test mode determination output 12, so that the NAND circuit 114 outputs the low level and the connection switching circuit Output 13
Is supplied with a power supply voltage VDD. Connection switching circuit output 1
3 is connected to a substrate terminal commonly connected to all memory cells. Therefore, according to the principle described in the first embodiment of the semiconductor memory test method of the present invention, high-level data can be written to all memories at once during the period t1.
【0042】つぎに、t2期間ではテストモード解除を
行っている。この期間では、/CS信号、/RAS信
号、/CAS信号および/WE信号がすべてローレベ
ル、A0信号がローレベルである。このとき、テストモ
ード判定出力12としてはローレベルが出力される。再
度、/CS信号、/RAS信号、/CAS信号および/
WE信号をすべてローレベルにして再設定しないかぎ
り、テストモード判定出力12のローレベルは保持され
る。Next, in the period t2, the test mode is released. In this period, the / CS signal, the / RAS signal, the / CAS signal, and the / WE signal are all at the low level, and the A0 signal is at the low level. At this time, a low level is output as the test mode determination output 12. Again, the / CS signal, / RAS signal, / CAS signal and /
The low level of the test mode determination output 12 is maintained unless all the WE signals are set to low level and reset.
【0043】テストモード判定出力12がローレベルで
あれば、NAND回路114はハイレベル出力固定とな
るので、接続切替回路出力13としては基板電圧VBB
が出力され、通常使用のモードとなる。つまり、t3期
間に示すように、/CS信号、/CAS信号および/W
E信号をローレベルにし、/RAS信号をハイレベルに
しても、テストモード判定出力12がローレベルである
ので、接続切替回路出力13としては基板電圧VBBが
出力される。If the test mode judgment output 12 is at a low level, the NAND circuit 114 is fixed at a high level output, so that the connection switching circuit output 13 is the substrate voltage VBB.
Is output, and the mode becomes a normal use mode. That is, as shown in the period t3, the / CS signal, / CAS signal and / W signal
Even when the E signal is set to the low level and the / RAS signal is set to the high level, the test mode determination output 12 is at the low level, so that the connection switching circuit output 13 outputs the substrate voltage VBB.
【0044】なお、試験の実施については、基板端子3
7に外部から印加できるように設けられたパッドがメモ
リチップ内部にあれば、メモリチップ内部に専用回路を
設けなくても、ウエハ状態で上記第1および第2の実施
の形態の半導体メモリの試験方法を実施することができ
る。しかし、メモリチップをパッケージに封止した後で
は、基板端子に直接外部から電圧を印加することはでき
ないため、上記第1および第2の実施の形態の半導体メ
モリの試験方法を実施することはできない。本発明の実
施の形態の半導体メモリは、メモリチップをパッケージ
に封止した後でも、外部からの入力信号により上記第1
の実施の形態の半導体メモリの試験方法を実施すること
がきるものである。Note that the test was conducted with the board terminal 3
7 has a pad provided so as to be applied from the outside to the inside of the memory chip, the semiconductor memory of the first and second embodiments can be tested in a wafer state without providing a dedicated circuit inside the memory chip. The method can be performed. However, after the memory chip is sealed in the package, it is impossible to apply a voltage to the substrate terminal directly from the outside, so that the semiconductor memory test methods of the first and second embodiments cannot be performed. . In the semiconductor memory according to the embodiment of the present invention, even after the memory chip is sealed in the package, the first memory is supplied by an external input signal.
The method for testing a semiconductor memory according to the embodiment can be implemented.
【0045】上記第1の実施の形態の半導体メモリの試
験方法によると、各メモリセルに形成されるpn接合ダ
イオード39が順バイアスされるため、一括で全メモリ
セルにハイデータを書き込むことができ、試験時間の短
縮が可能となる。また、ハイデータを書き込んだ後、つ
ぎの読み出し等の動作をするためにp型ウェル層28に
負電圧を印加するが、このときpn接合ダイオード39
は逆バイアスされているため、キャパシタ(蓄積容量)
35の電荷が流出することがない。According to the semiconductor memory test method of the first embodiment, since the pn junction diode 39 formed in each memory cell is forward-biased, high data can be written to all memory cells at once. Thus, the test time can be reduced. After writing the high data, a negative voltage is applied to the p-type well layer 28 in order to perform an operation such as the next reading.
Is reverse biased, so the capacitor (storage capacitance)
35 charges do not flow out.
【0046】上記第2の実施の形態の半導体メモリ試験
方法によれば、各メモリセルに形成されるpn接合ダイ
オード39は降伏現象を起こすため、一括で全メモリセ
ルにローデータを書き込むことができ、試験時間の短縮
が可能となる。また、本発明の実施の形態の半導体メモ
リでは、基板端子に基板電圧VBBと電源電圧VDDを
接続切替できる接続切替回路11とテストモードを判定
するテストモード判定回路10をメモリチップ内部に搭
載しているため、メモリチップをパッケージに封止した
後の試験においても、前記第1の実施の形態の半導体メ
モリの試験方法を実施することができ、試験時間の短縮
が可能となる。According to the semiconductor memory test method of the second embodiment, since the pn junction diode 39 formed in each memory cell causes a breakdown phenomenon, low data can be written to all memory cells at once. Thus, the test time can be reduced. Further, in the semiconductor memory according to the embodiment of the present invention, a connection switching circuit 11 that can switch connection between the substrate voltage VBB and the power supply voltage VDD and a test mode determination circuit 10 that determines a test mode are mounted on the substrate terminal inside the memory chip. Therefore, even in the test after the memory chip is sealed in the package, the test method for the semiconductor memory of the first embodiment can be performed, and the test time can be reduced.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明の請求項1記載の半導体メモリの
試験方法によれば、各メモリセルのp型ウェル層に電源
電圧を印加することにより、全メモリセルの蓄積容量に
ハイデータを一括して書き込むことができ、試験時間の
短縮を図ることができる。本発明の請求項2記載の半導
体メモリの試験方法によれば、各メモリセルのp型ウェ
ル層に所定の負電圧を印加することにより、全メモリセ
ルの蓄積容量にローデータを一括して書き込むことがで
き、試験時間の短縮を図ることができる。According to the semiconductor memory test method of the present invention, by applying a power supply voltage to the p-type well layer of each memory cell, high data is collectively stored in the storage capacitors of all memory cells. Writing can be performed, and the test time can be reduced. According to the semiconductor memory test method of the present invention, by applying a predetermined negative voltage to the p-type well layer of each memory cell, low data is collectively written to the storage capacitors of all memory cells. The test time can be shortened.
【0048】本発明の請求項3記載の半導体メモリによ
れば、基板電圧と電源電圧を接続切替できる接続切替回
路とテストモードを判定するテストモード判定回路とを
付加したため、メモリチップをパッケージに封止した後
の試験においても、全メモリセルの蓄積容量にハイデー
タを一括して書き込むことができ、試験時間の短縮を図
ることができる。According to the semiconductor memory of the third aspect of the present invention, since the connection switching circuit capable of switching the connection between the substrate voltage and the power supply voltage and the test mode determination circuit for determining the test mode are added, the memory chip is sealed in the package. Even in the test after stopping, high data can be collectively written to the storage capacitors of all the memory cells, and the test time can be reduced.
【図1】(a)は本発明で試験の対象となる半導体メモ
リ(DRAM)のメモリセルの構成を示す断面図、
(b)は同図(a)の等価回路図である。FIG. 1A is a sectional view showing a configuration of a memory cell of a semiconductor memory (DRAM) to be tested in the present invention;
FIG. 2B is an equivalent circuit diagram of FIG.
【図2】本発明の第1の実施の形態の半導体メモリの試
験方法を示すタイムシーケンス図である。FIG. 2 is a time sequence diagram illustrating a test method of the semiconductor memory according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施の形態の半導体メモリの試
験方法に係わるpnダイオードの印加電圧−電流特性図
である。FIG. 3 is an applied voltage-current characteristic diagram of a pn diode according to a semiconductor memory test method according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施の形態の半導体メモリの試
験方法を示すタイムシーケンス図である。FIG. 4 is a time sequence diagram illustrating a test method of a semiconductor memory according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態における半導体メモリの構
成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory according to an embodiment of the present invention.
【図6】図5における接続切替回路およびテストモード
判定回路の具体構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific configuration of a connection switching circuit and a test mode determination circuit in FIG.
【図7】本発明の実施の形態における半導体メモリの動
作を示すタイムシーケンス図である。FIG. 7 is a time sequence chart showing an operation of the semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.
【図8】従来の半導体メモリの構成を示す回路図であ
る。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional semiconductor memory.
1 メモリセルアレイ 2 メモリセル 3 ワード線 4 ビット線 5 行アドレス選択回路 6 センスアンプ 7 列アドレス選択回路 8 入出力線 9 基板電圧発生回路 10 テストモード判定回路 11 接続切替回路 12 テストモード判定出力 13 接続切替回路出力 20 n+ 型不純物拡散層 21 ビット線 22 ゲート電極 23 n+ 型不純物拡散層 24 蓄積電極 25 誘電体膜 26 プレート電極 27 p+ 型不純物拡散層 28 p型ウェル層 29 n+ 型不純物拡散層 30 n型基板 31 フィールド酸化膜 32 ビット線 33 ワード線 34 蓄積電極端子 35 キャパシタ 36 プレート端子 37 基板端子 38 ダイオード 39 ダイオード 40 n型MOSトランジスタ 101〜104 CMOSインバータ 105 NAND回路 106 クロックドインバータ 107 CMOSインバータ 108 ラッチ回路 111〜113 CMOSインバータ 114 NAND回路 115 p型MOSトランジスタ 116 n型MOSトランジスタReference Signs List 1 memory cell array 2 memory cell 3 word line 4 bit line 5 row address selection circuit 6 sense amplifier 7 column address selection circuit 8 input / output line 9 substrate voltage generation circuit 10 test mode determination circuit 11 connection switching circuit 12 test mode determination output 13 connection Switching circuit output 20 n + -type impurity diffusion layer 21 bit line 22 gate electrode 23 n + -type impurity diffusion layer 24 storage electrode 25 dielectric film 26 plate electrode 27 p + -type impurity diffusion layer 28 p-type well layer 29 n + -type impurity Diffusion layer 30 n-type substrate 31 field oxide film 32 bit line 33 word line 34 storage electrode terminal 35 capacitor 36 plate terminal 37 substrate terminal 38 diode 39 diode 40 n-type MOS transistor 101-104 CMOS inverter 105 NAND circuit 106 clocked Converter 107 CMOS inverter 108 latch circuits 111 to 113 CMOS inverter 114 NAND circuit 115 p-type MOS transistor 116 n-type MOS transistor
Claims (4)
を設け、かつ前記一対のn型不純物拡散層の間の前記p
型ウェル層上にゲート電極を設けたn型MOSトランジ
スタと、前記n型MOSトランジスタのいずれか一方の
n型不純物拡散層上に蓄積電極、誘電体膜およびプレー
ト電極を設けた蓄積容量とを有する多数個のメモリセル
を備えた半導体メモリを試験する半導体メモリの試験方
法であって、 前記半導体メモリの試験時には、前記p型ウェル層に電
源電圧を印加することにより、前記n型不純物拡散層と
前記p型ウェル層から形成されたpn接合ダイオードを
順方向にバイアスして前記多数個のメモリセルについて
前記蓄積容量にハイデータを一括して書き込んだ後、前
記p型ウェル層に負電圧を印加して試験を行うことを特
徴とする半導体メモリの試験方法。A pair of n-type impurity diffusion layers provided in a p-type well layer;
An n-type MOS transistor having a gate electrode provided on a mold well layer; and a storage capacitor having a storage electrode, a dielectric film, and a plate electrode provided on one of the n-type impurity diffusion layers of the n-type MOS transistor. A test method of a semiconductor memory for testing a semiconductor memory having a large number of memory cells, wherein a power supply voltage is applied to the p-type well layer to test the semiconductor memory, After biasing the pn junction diode formed from the p-type well layer in the forward direction and writing high data to the storage capacitors of the plurality of memory cells collectively, applying a negative voltage to the p-type well layer A method for testing a semiconductor memory, comprising:
を設け、かつ前記一対のn型不純物拡散層の間の前記p
型ウェル層上にゲート電極を設けたn型MOSトランジ
スタと、前記n型MOSトランジスタのいずれか一方の
n型不純物拡散層上に蓄積電極、誘電体膜およびプレー
ト電極を設けた蓄積容量とを有する多数個のメモリセル
を備えた半導体メモリを試験する半導体メモリの試験方
法であって、 前記半導体メモリの試験時には、前記p型ウェル層に所
定の負電圧を印加することにより、前記n型不純物拡散
層と前記p型ウェル層から形成されたpn接合ダイオー
ドを降伏させて前記多数個のメモリセルについて前記蓄
積容量にローデータを一括して書き込んだ後、前記p型
ウェル層に前記所定の負電圧よりも小さい負電圧を印加
して試験を行うことを特徴とする半導体メモリの試験方
法。2. A semiconductor device comprising: a pair of n-type impurity diffusion layers provided in a p-type well layer;
An n-type MOS transistor having a gate electrode provided on a mold well layer; and a storage capacitor having a storage electrode, a dielectric film, and a plate electrode provided on one of the n-type impurity diffusion layers of the n-type MOS transistor. A semiconductor memory test method for testing a semiconductor memory having a large number of memory cells, the method comprising: applying a predetermined negative voltage to the p-type well layer during the test of the semiconductor memory; After the pn junction diode formed from the layer and the p-type well layer is broken down and the low data is collectively written to the storage capacitor for the plurality of memory cells, the predetermined negative voltage is applied to the p-type well layer. A test method for a semiconductor memory, wherein a test is performed by applying a smaller negative voltage than the above.
を設け、かつ前記一対のn型不純物拡散層の間の前記p
型ウェル層上にゲート電極を設けたn型MOSトランジ
スタと、前記n型MOSトランジスタのいずれか一方の
n型不純物拡散層上に蓄積電極、誘電体膜およびプレー
ト電極を設けた蓄積容量とを有する多数個のメモリセル
と、 所定の負電圧を基板電圧として発生する基板電圧発生回
路と、 外部からの入力信号によりテストモードを判定するテス
トモード判定回路と、 前記テストモード判定回路の出力結果と前記外部からの
入力信号とにより前記p型ウェル層に正の電源電圧と前
記基板電圧発生回路の出力電圧のいずれかを切り替えて
印加する接続切替回路とを備えた半導体メモリ。3. A p-type well layer provided with a pair of n-type impurity diffusion layers, and the p-type well layer between the pair of n-type impurity diffusion layers.
An n-type MOS transistor having a gate electrode provided on a mold well layer; and a storage capacitor having a storage electrode, a dielectric film, and a plate electrode provided on one of the n-type impurity diffusion layers of the n-type MOS transistor. A large number of memory cells, a substrate voltage generation circuit that generates a predetermined negative voltage as a substrate voltage, a test mode determination circuit that determines a test mode based on an externally input signal, an output result of the test mode determination circuit, A semiconductor memory, comprising: a connection switching circuit that switches and applies one of a positive power supply voltage and an output voltage of the substrate voltage generation circuit to the p-type well layer in response to an external input signal.
レクト信号と反転ローアドレスストローブ信号と反転カ
ラムアドレスストローブ信号と反転ライトイネーブル信
号とアドレス信号とを入力信号とし、 前記反転チップセレクト信号を入力とする第1のCMO
Sインバータと、前記反転ローアドレスストローブ信号
を入力とする第2のCMOSインバータと、前記反転カ
ラムアドレスストローブ信号を入力とする第3のCMO
Sインバータと、前記反転ライトイネーブル信号を入力
とする第4のCMOSインバータと、前記第1のCMO
Sインバータの出力信号と前記第2のCMOSインバー
タの出力信号と前記第3のCMOSインバータの出力信
号と前記第4のCMOSインバータの出力信号とを入力
とする第1のNAND回路と、前記第1のNAND回路
の出力信号を入力とする第5のCMOSインバータと、
前記アドレス信号を入力とし、前記第5のCMOSイン
バータの出力信号を正クロック入力、前記第1のNAN
D回路の出力信号を反転クロック入力とするクロックド
インバータと、第7および第8のCMOSインバータを
ループ状に接続してなり前記クロックドインバータの出
力信号を保持するラッチ回路とから構成され、 接続切替回路は、反転チップセレクト信号と反転ローア
ドレスストローブ信号と反転カラムアドレスストローブ
信号と反転ライトイネーブル信号と前記ラッチ回路の出
力信号とを入力信号とし、 前記反転チップセレクト信号を入力とする第9のCMO
Sインバータと、前記反転カラムアドレスストローブ信
号を入力とする第10のCMOSインバータと、前記反
転ライトイネーブル信号を入力とする第11のCMOS
インバータと、前記第9のCMOSインバータの出力信
号と前記第10のCMOSインバータの出力信号と前記
第11のCMOSインバータの出力信号と前記ラッチ回
路の出力信号と前記反転ローアドレスストローブ信号と
を入力とする第2のNAND回路と、ゲートに前記第2
のNAND回路の出力信号が加えられ、ソースに電源電
圧が加えられ、ドレインが前記p型ウェル層に接続され
ているp型MOSトランジスタと、ゲートに前記第2の
NAND回路の出力信号が加えられ、ソースに所定の負
電圧である基板電圧が加えられ、ドレインが前記p型ウ
ェル層に接続されているn型MOSトランジスタとから
構成される請求項3記載の半導体メモリ。4. The test mode determination circuit receives an inverted chip select signal, an inverted row address strobe signal, an inverted column address strobe signal, an inverted write enable signal, and an address signal as input signals, and receives the inverted chip select signal as an input. First CMO
S inverter, a second CMOS inverter receiving the inverted row address strobe signal, and a third CMOS inverter receiving the inverted column address strobe signal.
S inverter, a fourth CMOS inverter to which the inverted write enable signal is input, and the first CMO
A first NAND circuit to which an output signal of an S inverter, an output signal of the second CMOS inverter, an output signal of the third CMOS inverter, and an output signal of the fourth CMOS inverter are input; A fifth CMOS inverter which receives an output signal of the NAND circuit of FIG.
The address signal is input, the output signal of the fifth CMOS inverter is input as a positive clock, and the first NAN is input.
A clocked inverter that receives the output signal of the D circuit as an inverted clock input, and a latch circuit that connects the seventh and eighth CMOS inverters in a loop and holds the output signal of the clocked inverter. A ninth input circuit that receives the inverted chip select signal, the inverted row address strobe signal, the inverted column address strobe signal, the inverted write enable signal, and the output signal of the latch circuit as input signals, and receives the inverted chip select signal as input; CMO
An S inverter, a tenth CMOS inverter receiving the inverted column address strobe signal, and an eleventh CMOS receiving the inverted write enable signal.
An inverter, an output signal of the ninth CMOS inverter, an output signal of the tenth CMOS inverter, an output signal of the eleventh CMOS inverter, an output signal of the latch circuit, and an inverted row address strobe signal; A second NAND circuit, and the gate
, A power supply voltage is applied to the source, a p-type MOS transistor having a drain connected to the p-type well layer, and an output signal of the second NAND circuit is applied to the gate. 4. The semiconductor memory according to claim 3, further comprising an n-type MOS transistor having a source applied with a predetermined substrate voltage as a negative voltage and a drain connected to said p-type well layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10112027A JPH11306795A (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Test method for semiconductor device and semiconductor memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10112027A JPH11306795A (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Test method for semiconductor device and semiconductor memory |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11306795A true JPH11306795A (en) | 1999-11-05 |
Family
ID=14576174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10112027A Pending JPH11306795A (en) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Test method for semiconductor device and semiconductor memory |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH11306795A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005098952A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-20 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor storage |
EP1640994B1 (en) * | 2004-09-22 | 2010-04-07 | STMicroelectronics Srl | A memory device with unipolar and bipolar selectors |
-
1998
- 1998-04-22 JP JP10112027A patent/JPH11306795A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005098952A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-20 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor storage |
JP4834542B2 (en) * | 2004-04-08 | 2011-12-14 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
EP1640994B1 (en) * | 2004-09-22 | 2010-04-07 | STMicroelectronics Srl | A memory device with unipolar and bipolar selectors |
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