JPS59919B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS59919B2
JPS59919B2 JP53146299A JP14629978A JPS59919B2 JP S59919 B2 JPS59919 B2 JP S59919B2 JP 53146299 A JP53146299 A JP 53146299A JP 14629978 A JP14629978 A JP 14629978A JP S59919 B2 JPS59919 B2 JP S59919B2
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JP
Japan
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current
test
voltage
circuit
memory cell
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JP53146299A
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JPS5587386A (en
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民男 宮村
和美 小山
公二 上野
雄一 川畑
敏高 福島
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
    • G11C29/12Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
    • G11C29/18Address generation devices; Devices for accessing memories, e.g. details of addressing circuits
    • G11C29/24Accessing extra cells, e.g. dummy cells or redundant cells
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/52Protection of memory contents; Detection of errors in memory contents

Landscapes

  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体記憶装置特にPROMなどのフィール
ドプログラマブル素子のダミーセル回路に関する。
ROMなどもそうであるがPROM(プログラム可能読
取専用メモリ)では書込みを行なうまでは全記憶(メモ
リ)セルがオンまたはオフの状態にあり、配線および周
辺回路の正常、異常をテストすることは殆んど不可能で
ある。
そこでメモリセル部にテストビット2列およびテストワ
ード2個を設け、それらにテストパターンを書込んでお
くと、殆んどすべての種類のテストを行なうことができ
、PROMの品質保証を非常に有効である。ところでこ
の別途提案の方法はその後の研究により回路にリークが
あり、しかもそのリークがスレッショルドを持つような
障害に対しては不都合があることが分つた。本発明はこ
の点を改善しようとするものであり、メモリセルがビッ
ト線とワード線間を短絡しているか否かで情報の記憶を
行なうメモリセル部にテストビットを有し、且つ該メモ
リセルに読出し時よりも高電圧を印加して情報の書込み
を行なうプログラム可能読取専用半導体記憶装置におい
て、該テストビットを構成するメモリセルのうち該ビッ
ト線と該ワード線間を短絡している少なくとも1つのメ
モリセルに直列抵抗を挿入して、書込み電圧および書込
み電圧を印加した状態で試験が行なえる様にしたことを
特徴とするものである。次に実施例を参照しながらこれ
を詳細に説明する。第1図に示すようにPROMはメモ
リセル部CELLを持ち、該セル部のワードラインをX
アドレスインバータADDおよびデコーダドライバD/
Dで選択し、またビットラインをYアドレスインバータ
ADD)マルチプレクサMPXで選択し、読取つたワー
ドラインの各ビットの1、0情報を出力回路OUTから
出力する。
PRGは書込み時に用いるプログラミング回路である。
このメモリセル部CELLに2列のテストビツトTB,
,TB2、2つのテストワードTW,,TW2を設け(
テストワードも、1ワード分すべてがテストビツトのも
のというだけで、各メモリセルがテストビツトを構成す
る点では相違はないから、こ\では特に区別する必要が
ない場合はテストワードもテストビツトと呼ぶ)、これ
らにテストパターンを書込んでおくと、出力電圧のH,
LレベルVOH,VOLl書込んだあとの出力リーク電
流1。LK,Hレベルでの短絡電流1。sなどの直流特
性、および出力状態がH,L,Z(Zはハイインピーダ
ンスの略、この種の出力回路はオフバツフア付となつて
おり、出力はH,L,Zの3ステートをとる)相互切換
所要時間TPHL!TPLHVtPHZ・TPLZ9t
PZHttPZL(TPはプロパゲーシヨンタイム、H
L,LH等はHからL,LからH等の切換えを示す)な
どの交流特性を始めとしてワードデコーダドライバの書
込み電流吸収能力まで試験することができる。この書込
み電流の吸収能力等は次のようにして試験する。
即ち第2図でBl,B2・・・・・・はビツト線、W,
,W2・・・・・・はワード線、11,21,31・・
・・・・12,22,32・・・・・・はテストビツト
TBl,TB2に相当するメモリセル、10,20・・
・・・・はマルチプレクサMPXに相当するビツト線B
l,B2・・・・・・選択用のトランジスタ、Dl,D
2・・・・・・はワード線選択用のXデコーダドライバ
、30,40はYアドレスインバータADD相当のイン
バータである。メモリセルは本例ではNpnトランジス
タからなり、書込みはビツト線からワード線へ大電流を
流してエミツタベース間接合を短絡(破壊)して行なう
。エミツタベース間接合を短絡(破壊)するとトランジ
スタは単なるダイオードとなり、従つて第2図では書込
み済みのメモリセルはダイオードで示す。従つてこのP
ROMのテストビツトTBlは1010・・・・・・と
書込まれ、TB2はその逆の0101・・・・・・と書
込まれている。このようにすればナンドゲートからなる
デコーダドライバDl,D2・・・・・・の出力を順次
Lレベルにしてワード線W,,W2・・・・・・を選択
し、ビツト線B,からメモリセル11,21,31・・
・・・・を通つてワード線W,,W2,W3・・・・・
・へ流れる電流を調べてこれが1010・・・・・・と
なることによりXアドレス選択系の正常を知ることがで
き、またビツト線B1またはB2からワード線Wl,W
2・・・・・・へ書込み電流相当の大電流を流してみて
(この電流はLレベル出力状態にあるデコーダドライバ
Dl,D2・・・・・・の出力端に流入する)該ドライ
バの電流吸収能力をチエツクすることができる。しかし
このテストでは既書込みセルを通して200mA程度の
書込み電流を流してみるので電圧は低くてよい。数値例
を挙げると例えばワード線W,の電位は選択状態で1V
とすると、ビツト線B1の電位を2Vにすれば、既書込
みメモリセル11を通してドライバD1へ200mAの
電流を流すことができる。これに対して未書込みセルの
書込みを行なうにはビツト線電位を8程度に上げる必要
があり、このようにすればエミツタベース間耐圧は7V
程度であるから該耐圧が破れて200mA程度のエミツ
タ電流が流れ、これを適当時間続けることによりエミツ
タベース間接合が破壊されてシヨートし書込み状態とな
る。ところでビツト線電位を上げるということは電源電
圧V。を大にすることであり、当然ベース電位も上げな
ければならない。つまりトランジスタ10,20・・・
・・・のコレタタ、ベース、エミツタ各回路系はすべて
高圧を受けることになる。そこでもしこれらの回路系特
にベース回路系にリークがあると、ベース電流が充分供
給されず、トランジスタ10,20・・・・・・は飽和
領域に入つてしまう。このリークが例えば抵抗52で示
すようにリニアなものであるとビツト線B2の電位を2
Vにして既書込みセル22を通してドライバD2の電流
吸収能力を調べる際にもベース電流が該抵抗を通つて分
流し、ベース電流不足、エミツタ電流(書込み電流)不
足が感知されることが有り得るが、ゼナーダイオード5
1で示すようにリークが閾値を持ち或る電位までは全く
生じないものであると、既書込みセルを利用しての低電
圧によるドライバ電流吸収能カチエツクでは該リークは
全然感知されないことになる。第3図はこれを説明する
図で、0,I0は出力電圧、電流、C1は書込み前のセ
ルのC2は書込み後のセルの各V。−10特性である。
なおこの書込みは出力回路0UT(第1図)側から行な
うので、書込み電圧および書込み電流は出力電圧および
出力電流とも呼ばれる。リークによりベース電流が減少
してエミツタ電流が飽和領域に入ると曲線C,,C2は
Cl,,Cl2,C2l,C22の如くなり、所要の書
込み電流をIwとすると、書込み後のセルを利用しての
チエツクでは、電圧。をV。lまたは。2(前記の2V
程度)にして書込み電流W以上の電流を流して電流吸収
能力を支障なくチエツクすることはできるが、このとき
リークによる飽和は始まつたばかりであつて200mA
供給に何ら変調は与えないからりーク検出はできない。
しかもユーザが書込み前セルに所望データを書込もうと
してV。−8Vにすると電流はCll,Cl2で示す如
く制限されてしまい、所定の書込み電流1wが得られな
くて書込み不可能ということになる。本発明はこの点を
改善しようとするものである。
上述の問題は電流吸収能力のチエツクを低電圧で行なう
ということに由来するものであるから、高電圧つまり書
込み電圧(8V)でチエツクできるようにすればよい。
そこで本発明では既書込みセル11,22・・・・・・
に点線で示すように抵抗53を直列に接続し、第4図に
示すようにその電圧電流特性が8Vで200mAになる
ようにする。このようにすれば、リークのある場合はテ
スト時に8Vで200mA流すことができず、リークを
簡単にチエツクできる。なお閾値電圧が書込み時に受け
る電圧以上であるリークはか\るテストではチエツクで
きないが、これはそのような高圧は加えないので有つて
も格別支障ないことになる。第5図は抵抗53を挿入す
る具体例を示す。半導体基板60をコレクタ領域61(
これはワード線ともなる)およびアイソレーシヨン領域
62とし、コレクタ領域にベース領域63、その中に工
ミツタ領域64を形成してメモリセル11,12・・・
・・・を作る。既書込みセルの場合はエミツタベース接
合は短絡(破壊)されている(また最初からベースのみ
でエミツタは作らない)ので図面ではエミツタベース接
合を点線で示す。また本来ならビツト線はB2で示す如
くメモリセル上に配設し、窓65によりエミツタ領域6
4と直接接続するが、抵抗53を挿入するためビツト線
はB,の如くメモリセルからずらし、エミツタ(この場
合はベース)64上には1ワード線間隔より若干長い程
度の配線66を設け、これを抵抗53とする。配線66
としてはニクロムなどの抵抗材料を用いてもよい。この
配線66とビツト線B1とは次のワード線位置で配線6
7により接続する。従つて基板60の1ワード分のスペ
ースはこの接続のために使用し、・メモリセル用には使
わないことになる。勿論これは一例に過ぎず、抵抗53
としては拡散抵抗を用いてもよく(例えば66は単なる
配線とし、67の部分の半導体層を抵抗として用いる)
、その他種々の変形が考えられる。例えば、メモリセル
11のエミツタ領域64とビツト線B1とを直接ニクロ
ムなどの抵抗材料で接続してもよい。ビツト線選択用の
トランジスタは第2図では10,20の各1個からなる
が、この場合はドライバ30,40の出力電流が可成り
大になる。例えば1個のドライバが受持つビツト線は1
6本、トランジスタのβは10とすると、200/10
×16−320mA必要になる。これはこの種の回路と
しては甚だ大きな値であり、そのため実際には複数個の
トランジスタの組合せ回路を用いてドライバ出力が小で
済むようにしている。第6図はその一例を示し、トラン
ジスタ10は本例ではトランジスタ10a,10bから
なり、トランジスタ10aのベース電流をトランジスタ
10bのエミツタ電流が供給、従つて結局は電源V。が
供給するようにしている。またこのようなトランジスタ
の組合せ回路の一つ例えばトランジスタ10bをPnp
型とした回路ではある部分がPnpn接合を構成し、寄
生サイリスタ特性を示して発振状態になることがあるが
、本回路ではそれをも抑えており、チツプイネーブル回
路に初段トランジスタ10bのベース電流を供給させて
いる。動作は、インバータ(本例ではナンドゲート)3
0の出力がLレベルであるとチツプイネーブル回路から
の電流はインバータ30に流入してトランジスタ10b
側へは流れず、該トランジスタはオフであるが、インバ
ータ30の出力がHレベルになるとチツプイネーブル回
路からの電流はトランジスタ10bのベースに流れ込み
、該トランジスタ10bはオン、従つてそのエミツタ電
流がトランジスタ10aのベースに流入してこれをオン
とする。この回路は線型領域でのみ動作し、発振を起す
ことはない。勿論トランジスタを更に多段に接続するこ
とが考えられ、そして多段接続すればする程前述のベー
ス回路でのリーク問題は生じやすくなる。以上詳細に説
明したように本発明によれば書込み試験と電圧、電流と
も正規状態で行なうことができるので、リークなどの存
在も確実に検知でき、フイールドプログラマブル素子の
出荷前テストを更に確実に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はPROMの構成を示すプロツク図、第2図はそ
のテストビツト部の回路構成を示す回路図、第3図およ
び第4図は書込み電圧電流特性の説明くj1第5図は直
列抵抗の構成例を示す概略平面図、T6図はビツト線選
択部の具体例を示す回路図で5る。 図面でCELLはメモリセル部、TB,TWはテくトビ
ツト、53は直列抵抗である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 メモリセルがビット線とワード線間を短絡している
    か否かで情報の記憶を行なうメモリセル部にテストビッ
    トを有し、且つ該メモリセルに読出し時よりも高電圧を
    印加して情報の書込みを行なうプログラム可能読取専用
    半導体記憶装置において、該テストビットを構成するメ
    モリセルのうち該ビット線と該ワード線間を短絡してい
    る少なくとも1つのメモリセルに直列抵抗を挿入して、
    書込み電圧および書込み電圧を印加した状態で試験が行
    なえる様にしたことを特徴とするプログラム可能読出し
    専用半導体記憶装置。
JP53146299A 1978-11-25 1978-11-27 半導体記憶装置 Expired JPS59919B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53146299A JPS59919B2 (ja) 1978-11-27 1978-11-27 半導体記憶装置
DE7979302622T DE2966682D1 (en) 1978-11-25 1979-11-19 Programmable memory device provided with test means
EP79302622A EP0011974B1 (en) 1978-11-25 1979-11-19 Programmable memory device provided with test means

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JP53146299A JPS59919B2 (ja) 1978-11-27 1978-11-27 半導体記憶装置

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JP58151291A Division JPS5952500A (ja) 1983-08-19 1983-08-19 半導体記憶装置

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JPS5587386A JPS5587386A (en) 1980-07-02
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57191900A (en) * 1981-05-22 1982-11-25 Hitachi Ltd Method for junction destructive prom test
JPS6095800A (ja) * 1983-10-31 1985-05-29 Nec Corp プログラマブル読み出し専用メモリ
JPS61187200A (ja) * 1985-02-14 1986-08-20 Nec Corp プログラマブル・リ−ド・オンリ−・メモリ
JPH0731920B2 (ja) * 1986-09-09 1995-04-10 日本電気株式会社 プログラマブル素子の測定法

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JPS5587386A (en) 1980-07-02

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