JPS6151700A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6151700A
JPS6151700A JP59173328A JP17332884A JPS6151700A JP S6151700 A JPS6151700 A JP S6151700A JP 59173328 A JP59173328 A JP 59173328A JP 17332884 A JP17332884 A JP 17332884A JP S6151700 A JPS6151700 A JP S6151700A
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circuits
mats
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Kazuhiko Kajitani
一彦 梶谷
Kazuyuki Miyazawa
一幸 宮沢
Masaya Muranaka
雅也 村中
Haruo Ii
晴雄 井伊
Takeshi Kajimoto
梶本 毅
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] この発明は、半導体記憶技術さらには半導体記憶装置に
おけるテスト技術に関し、例えば随時読出し書込み可能
な半導体記憶装置にテストを容易にする機能を持たせる
場合に利用して有効な技術に関する。  2 [背景技術] RAM (ランダム・アク、セス・メモリ)のような半
導体記憶装置(以下半導体メモリと称する)はメモリア
レイ内に1ビツトでも不良セルがあると欠陥品となる。
そのため、1ビツトずつデータを読み出したりあるいは
書き込んだりするようにされた半導体メモリにおける製
品の良品、不良品を検出するだめのテスティングは、ア
ドレスを変化させながらメモリアレイ内の全メモリセル
を1ビットずつアクセスして、そのとき出力ピンからの
出力される信号を読み取って良否の判定を行なう必要が
ある。
しかも、半導体メモリでは、全ビットを単に一つずつア
クセスして判定しただけでは不充分である。すなわち、
複数個のメモリセルがマトリックス状に配設されてなる
メモリアレイ内の−っのメモリセルのデータが、隣接す
る行もしくは列のメモリセルのアクセスによって変化さ
れてしまうことがある。そこで、このような1ビツト構
成の半導体メモリにおいて完全な良否判定を行なうため
、各ビットそれぞれについての書込み読出しを行なうテ
ストのほか、他のすべてのビットとの関連でアクセスを
行なうギヤロッピングと呼ばれるテスト等が行なわれる
。このようなギヤロッピング・テストでは、メモリアレ
イのビット数をNとすると、N2回のアクセスが必要と
なる。
しかるに、半導体メモリは近年ますます大容量化されて
きているため、メモリ容量の増大に伴ない完全な良否判
定を行なうのに必要なテスト時間は指数関数的に増大し
てしまう、その結果、一つの製品に与えられる良否判定
のテスト時間が制限きれる場合には、与えられた時間内
に実行できるテストパターンが相対的に減少されてしま
い、不良品の検出率が低下するという問題点がある。
そこで、本出願人は、先にメモリアレイを複数のマット
に分割して構成するとともに、各メモリマットごとに出
力観測用のパッドを設け、かつ全メモリマットを同時に
アクセスできるようにすることにより、1ビツト構成の
メモリにおいて、複数ビットのメモリセルの出力を同時
に見ることができるようにして、大容量のメモリにおけ
るテスト時間を短縮させ、もしくは不良品の検出率を向
上させることができるようにした半導体記憶装置に関す
る発明を提案した(特願昭58−123272号)。
しかしながら、上記先願発明にあっては、テスト出力観
測用のパッドを新たに設けているため、その分チップサ
イズが大型化してしまうという不都合がある。
C発明の目的コ この発明の目的は、半導体メモリにおいて、チップサイ
ズをあまり増大させることなく、良好な良否判定を行な
うのに必要なテスト時間を短縮させ、もしくは不良品の
検出率を向上させることができるようにすることにある
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明かにな
るであろう。
[発明の概要コ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、メモリアレイを複数のマット(例えば4マツ
ト)に分割し、各マットに対応して共通入出力信号線と
メインアンプを設けるとともに、テスト時に各マットの
同一のアドレス位置から読み出されたデータの論理積を
とるような論理ゲート回路を設け、この論理ゲート回路
の出力に基づいゼ出力バッファを動作させるようにする
ことによって、例えば各マットの同一アドレス位置に同
じデータを書き込んでこれを同時に読み出したときに、
それらがすべて一致すると、そのデータに対応してII
 l ″もしくは# OItのデータが出力され、一致
しないときは出力がハイ・インピーダンスにされるよう
にし、これによって1ビツト構成の半導体メモリにおい
て4ビット同時にデータの判定を行なえるようにして、
テスト時間を短縮させ。
もしくは不良品の演出率を向上させるという上記目的を
達成するものである。
[実施例] 第1図は、−例として本発明を256kX1ビツト構成
のRAMに適用したものを示す。図面に機能ブロックで
示されている各回路はシリコンのような一つの半導体基
板上に形成される。
図において、1は256にビットのメモリセルからなる
メモリアレイで、こりメモリアレイ1は、特に制限され
ないが、64にビットのメモリセルがそれぞれマトリッ
クス状に配設されてなる4個のメモリマットla、Lb
、lc、Ldに分割して構成されている。
上記メモリマット1a〜1dのうち、1aと1bはXデ
コーダ2aを挟んで対称的に、またメモリマット1cと
1dはXデコーダ2bを挟んで対称的に配設されている
。また、上記各メモリマット1a〜1dの一側にはそれ
ぞれカラムスイッチ回路38〜3dが配設されている。
4はアドレスバッファ回路で、このアドレスバッファ回
路4には、外部からアドレスマルチプレクス方式で2回
に分けて与えられるX系のアドレス信号AxとY系のア
ドレス信号Ayが入力され、適当な内部アドレス信号a
x、丁Tおよびair丁■が形成される。この内部アド
レス信号ax。
rマが上記Xデコーダ2a、2bに供給されると、Xデ
コーダ2aによってメモリマットla、lb内の対応す
る一本のワード線がそれぞれ選択ルベルにされ、また、
Xデコーダ2bによってメモリマットlc、ld内の対
応する一本のワード線がそれぞれ選択レベルにされる。
一方、上記内部アドレス信号aYta’/はYデコーダ
5に供給されて、Yデコーダ5が上記各カラムスイッチ
回路3a〜3d内の対応するカラムスイッチをオンさせ
て、一対のデータ線を選択するようにされている。
さらに、この実施例では、各メモリマット18〜1dご
とに共通入出力信号線としてのコモン入出力線I10□
〜I / O4が設けられており、上記カラムスイッチ
回路3a〜3dによって各メモリマットごとに選択され
たデータ線対が上記コモン入出力線l101〜■104
にそれぞれ接続される。
そして、このコモン入出力線l101〜I10うば、読
出し書込み回路6に接続されており、コモン入出力線l
101〜1104に接続されたデータ線対を介して、選
択されたメモリセルの読出し書込みを行なうようにされ
ている。7は、読出し書込み回路6に接続された人出力
バッファ回路である。
第2図および第3図には、上記読出し書込み回路6を構
成する書込み回路と読出し回路の具体的な構成例が示さ
れている。
書込み回路は、第2図に示すように、各コモン入出力線
工101〜I / 04に接続された4つの書込みドラ
イバWD1〜WD4により構成されている。この書込み
ドライバWD、〜WD4には、入力端子Dinに印加さ
れた入力信号に基づいて入力バッファ7aにおいて形成
される真レベルの書込みデータclinと偽レベルの書
込みデータdinが供給されるようにされている。また
、書込みドライバWD、〜WD4は、アドレスバッファ
4から供給される内部アドレス信号の一部と、テスト制
御信号φtとに基づいて活性化されるようになっている
すなわち、書込みドライバWD、〜WD4は、メモリが
通常の読出し、書込み動作されるノーマル・モードでの
書込み時には、例えばアドレスの上位2ビット番こよっ
て、いず九か一つのドライバのみが活性化され、そのと
き入力端子Dinに印加されている入力データに応じて
一対のコモン入出力線を駆動して、いずれか一つのメモ
リマット内の選択されているメモリセルにデータを書き
込むように動作される。
一方、テスト・モードのときには、例えばチップ上に設
けられた専用のパッドに印加されたテスト制御信号φt
によって、すべての書込みドライバWD1〜WD4が活
性化されるようになる。これによって、そのとき入力端
子Dinに印加されている入力データに応じて、全部の
コモン入出力線l101〜l104が岡じように駆動さ
れ、すべてのメモリマット18〜ld内の互いLこ対応
するアドレス位置に、同一のデータを書き込むことがで
きる6 読出し回路は、第3図に示すように、各コモン入出力線
I / 01〜l104にそれぞれ接続された4つのメ
インアンプ14A1〜MA4と、各コモン入出力線l1
01〜■104上の信号の論理積をとる4人力NAND
回路G1.G2を含む論理グー1一部LGとから構成さ
れている。
上記メインアンプMA1.〜MA4は、啓込みドライバ
WD1〜WD2と同じ例えばアドレスの上位2ビツトに
よって活性化され、コモン入出力線l101〜工104
を通って送られて来た読出しデータを増幅する。そして
、各メインアンプMA1〜MA4の最終段に設けられた
スイッチ(図示省略)のうちアドレスの上位2ビツトに
対応した一つのスイッチのみが導通状態にさおで、その
メインアンプの出力が共通の出力信号線Do、D。
を通して論理ゲート部LGに送られるようにされている
論理ゲート部LGを構成する上記4人力NAND回路G
1の入力端子には、各コモン入出力線l101〜■10
4のうち、書込みデータと同相の読出しデータがのる真
レベルの側(T)の信号線がそれぞれ接続され、また4
人力NAND回路G2の入力端子には、各コモン入出力
線I / 01〜l104のうち、書込みデータと逆相
の読出しデータがのる偽レベルの側(B)の信号線がそ
れぞれ接続されている。
論理ゲート部LG内には、特に制限されないが、上記出
力信号線DOIDO上の信号を反転するインバータI 
NVl 、INV2と5このインバータI NVz 、
  I NV2 ノ出力と上記NAND回路G1、G2
の出力がそれぞれ一方の入力端子に供給されるようにさ
れた4個のNAND回路63〜G6が設けられている。
さらに、このNAND回路63〜G6のうち、G3とG
4の出力がNOROR回路上7力端子に供給され、AN
D回路G5と66の出力が第2のNOR回路G8の入力
端子に供給されるようにされている。
そして上記NOR回路G7とG8の出力によって、プッ
シュプル型の出力バッファDOBを構成するMOSFE
T (絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)QlとG2
が駆動されるようにされている。
また、上記4人力NAND回路G1とG2の出力がそれ
ぞれ入力された上記AND回路G3とG6の他方の入力
端子には、前記書込みドライバWD1〜WD4を制御す
る信号と同じテスト制御信号φtが印加され、この制御
信号φtによってAND回路G3と66が開閉動作され
る。一方、インバータINV1とINV2の出力がそれ
ぞれ入力された上記AND回路G4とG5の他方の入力
端子には、上記テスト制御信号φtを反転するインバー
タINV3の出力が印加され、制御信号φtの反転信号
によってAND回路G4とGSが開閉動作されるように
されている。
上記読出し回路は、メモリが通常の読出し書込み動作さ
れるノーマル・モードでの読出し時には、アドレスの上
位2ビツトによってメインアンプMA1〜MA4のうち
−っの出力のみが出力信号線DO+DOを通してインバ
ータI NVlr  I NV2に送られ、ここで反転
されてAND回路G’l+G5に入力される。しかして
、ノーマル・モード時には、テスト制御信号φtが印加
されていないため、インバータINV3の出力がハイレ
ベルにされ、これによってAND回路G4とGSが開か
れている。そのため、上記インバータINV1と丁Nv
2の出力すなわち選択されたメインアンプの増幅信号が
A N D @ wrG 4と65を通ってN。
R回路G7とG8に供給される。
また、ノーマル・モード時には、テスト制御信号φtか
印加されないため、AND回路G3−とG6はゲートが
閉ざされ、NAND回路G□とG2の出力を通過させな
い。その結果、NOROR回路上78によってインバー
タINViとINV2の出力がそれぞれ反転されてM 
OS F E T Q 1とG2の各ゲート端子に供給
される。これによって、出カバ777DOBは、M O
S F E T Q 1とG2が相補的にオン、オフさ
れ、Qlがオンされるとハイレベルの(6号を出力端子
Doutに出力し。
M OS F E T Q 2がオンされるとロウレベ
ル(接地電位)の信号を出力する。
なお、上記実施例において、テスト制御信号φtが半導
体基板上に形成したパッドから直接インバータINV3
およびAND回路G3.G6に印加されるようにした場
合、テスト制御信号φtが印加されないノーマル・モー
ド時にインバータエNV3およびAND回路G3と66
の一方の入力端子を確実にロウレベルに固定するために
は、例えばインバータI N V 3の入力端子とグラ
ンドとの間にプルダウン抵抗を接続しておくようにすれ
ばよい。
一方、読出し回路は、専用のパッドにハイレベルのテス
ト制御信号φtが印加されたテスト・モード時には、こ
のテスト制御信号φtによって。
論理ゲート部LG内のAND回路G4とG5のゲートが
閉ざされ、代わりにAND回路G3とG6のゲートが開
かれる。そのため、メインアンプMA1〜MA4で増幅
された読出しデータはNOR回路回路7 + G Bへ
供給されなくなり、コモン入出力線工101〜r104
に接続されたNAND回路G1とG2の出力がNORO
R回路上78へ供給されるようになる。
しかるに、各メモリマット1a〜1dの同一アドレス位
置から読み出されたデータがすべてNL 177である
と、コモン入出力線l101〜r104の真レベル側(
T)の信号は、すべてハイレベルになるため、NAND
回路G1の出力はロウレベルになる。また、このときコ
モン入出力aI101〜■104の偽レベル側(B)の
信号は、すべてロウレベルになるため、NAND回路G
2の出力はハイレベルになる。
その結果、NAND回路G1の出力(ハイレベル)がN
OROR回路上7転されてMOSFETQlのゲート端
子に印加され、これをオンさせるとともに、NAND回
路G2の出力(ロウレベル)がNOR回路G8で反転さ
れてM OS F E T Q 2のグー1一端子に印
加され、これをオフさせる。そのため、4つのメモリマ
ットから読み出されたデータがすべて″1″であると、
出力端子Doutには、ハイレベルの信号が出力される
6 また、逆に各メモリマット1a〜1dの同一アドレス位
置から読み出されたデータがすべて′0″であると、コ
モン入出力線l101〜l104の真レベル(It!I
 (T)の信号は、すべてロウレベルになるため、NA
ND回路G1の出力はハイレベルになる。また、このと
きコモン入出力線l101〜I / 04の偽レベル側
(B)の信号は、すべてハイレベルになるため、NAN
D回路G2の出力はロウレベルになる。
その結果、NAND回路G1の出力(ロウレベル)がN
OROR回路上7転されてMOSFETQlのゲート端
子に印加され、これをオフさせるとともに、NAND回
路G2の出力(ハイレベル)がNOR回路G8で反転さ
れてMOSFETG2のゲート端子に印加され、これを
オンさせる。そのため、4つのメモリマットから読み出
されたデータがすべて′0″であると、出力端子Dou
tには、ロウレベルの信号が出力される。
さらにメモリマット1a〜1dの同一アドレス位置から
読み出されたデータが1つでも異なっていると、NAN
D回路G工とG2の出力はハイレベルにされる。そのた
め、NOROR回路上78の出力がともにロウレベルに
され、これによって出力バッファDOBを構成するMO
SFETQlとG2がともにオフされ、出力端子Dou
tはハイ・インピーダンスにされる。
従って、予め各メモリマットla〜1dの同一アドレス
位置に同一のデータを啓き込んでからそれを読み出し、
出力端子Doutを観測していれば、その4個のデータ
がすべて一致したか否かを容易に知ることができ、同一
データを書き込んだにもかかわらず、出力端子がハイ・
インピーダンスになれば、誤書込みがあったことが分か
り、これを直ちに不良品と判定することができる。
しかも、上記実施例によれば、ハイレベルのテスト制御
信号φtを印加して書き込みを行なうことにより、4つ
のメモリマットの同一アドレス位置に同時に同じデータ
を書き込むことができるとともに、その4つのデータを
同時に読み出すことにより、誤書込みがあったか否かを
知ることができる。この場合、上記実施例では、すべて
のデータが誤まった場合にも、出力が逆に出ることによ
り、これを検出することができる。
これにより、1ビツトずつデータの書込み、読出しを行
なってテストする従来のメモリに比べて4分の1の時間
でテストを終了させることができるようになる。
なお、上記実施例では、各メモリマット1a〜lbに対
応して設けられた4つのメインアンプMA1〜MA4の
最終段にスイッチを設け、このスイッチをアドレスの上
位2ビツトに基づいてオン。
オフさせていずれか一つのメインアンプの出力信号を出
力信号線D Or D Oに出力するようにしたものに
ついて説明したが、メインアンプMA1〜M A 4.
をすべで動作させてその中の一つの出力をスイッチで選
択する代わりに、例えばアドレスの上位2ビツトに対応
された一つのメインアンプのみを活性化させるように構
成することもできる。
また、書込みドライバWD1〜WD4についても同様に
、アドレスの上位2ビツトに対応する一つのドライバを
活性化させる代わりに、ドライバの出力を各コモン入出
力線l101〜工104に接続さぜるためのスイッチを
設け、同時に活性化されたドライバのうち一つを選択し
たり、あるいは入力バッファの出力をアドレスの上位2
ビツトに対応して直接いずれか一つのコモン入出力線に
供給するように構成してもよい。
なお、従来提案されているニブル方式(4ビツトのデー
タを高速でシリアルに読み書きできるモードをもつもの
)のメモリにおいては、メモリアレイが4つのマットに
分割され、各メモリマットに対応して、それぞれメイン
アンプが設けられるようにされているので、そのような
メモリに対しては容易に本発明を適用できる。
さらに、上記実施例では、コモン入出力線上の信号の一
致を検出するためNAND回路G1.G2を含むような
論理ゲート部LGの一例が示されているが、論理ゲート
部LGは実施例のような構成に限定されるものでなく、
種々の変形例が考えられる。例えばNAND回路G1.
G2の代わりにAND回路を使用することはもちろん、
イクスクルーシブOR回路を用いて一致、不一致を検感
するようにしてもよい。
さらに、上記実施例では、チップ上にテスト専用のパッ
ドを設け、ここにテスト用制御信号φtを印加させてノ
ーマル・モードとテスト・モードの切換えを行なうよう
にしたものについて説明したが、パッドの代わりにパッ
ケージの空きピン等を利用してパッケージに組み付けた
後で外部からテスト制御信号φtを印加できるように構
成してもよい。また、既にダイナミックRAMなどで使
用されているRAS信号(行アドレス・ストローブ信号
)や♂AS信号(列アドレス・ストローブ信号)等の外
部制御信号の適当なタイミングに基づいてテスト制御信
号φtを形成す゛る信号形成回路を同じ半導体基板上に
形成するようにしてもよい。
[効果] メモリアレイを複数のマットに分割し、各マットに対応
してコモン入出力線とメインアンプを設けるとともに、
テスト時に各マットの同一のアドレス位置から読み出さ
れたデータの論理積をとるような論理ゲート回路を設け
、この論理ゲート回路の出力に基づいて出力バッファを
動作させるようにしたので、各マットの同一アドレス位
置に同じデータを書き込んでおいてこれを同時に読み出
してやったとき、それらがすべて一致すると、そのデー
タに対応して゛1″もしくはrz Onのデータが出力
され、一致とないときは出力がハイ・インピーダンスに
されるようになるという作用により、1ビツト構成の半
導体メモリにおいて4ビット同時に判定を行なえるよう
になり、これによってテスト時間が短縮され、もしくは
不良品の検出率が向上されるという効果がある。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。例えば、第2図に示す書
込み回路もしくは第3図の読出し回路のうち一方のみ利
用して、書込みまたは読出しを4ビット同時に行なえる
ようにしてもよい。
また、上記実施例では、メモリアレイが4つのメモリマ
ットに分割構成されたものについて説明したが、メモリ
マットの数は4個のみでなく8個、16個等任意の数に
構成できるものである。メモリ容量も256にピッ1−
に限定されるものでないことはいうまでもない。
[利用分野]− 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
を、そのi7景となった利用分野である1ビットずつ読
み書きを行なう1ビツト構成のRAMに適用したものつ
いて説明したが、それに限定されるものではなく、例え
ば、4ビツトのような多ビツト構成のRAMあるいはR
OM (リード・オンリ・メモリ)等の記憶装置などに
も適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を1ビツト構成のRAMに適用した場
合の一実施例を示す概略構成図、第2図は、その実施例
における書込み回路の一例を示す回路構成図、 第3図は、同じく読出し回路の一例を示す回路構成図で
ある。 1・・・・メモリアレイ、1a=1d・・・・メモリマ
ット、2a、2b・・・・Xデコーダ回路、3a〜3d
・・・・カラムスイッチ回路、4・・・・アドレスバッ
ファ回路、5・・・・Yデコーダ回路、6・・・・読出
し書込み回路、7・・・・人出力バッファ回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、メモリアレイが複数個のメモリマットに分割して構
    成され、各メモリマットに対応して共通入出力信号線と
    増幅回路が設けられている半導体記憶装置であって、上
    記各メモリマットから読み出されて上記各共通入出力信
    号線上に表われた信号が互いに一致したか否かを検出す
    る一致検出回路が設けられ、外部から供給された制御信
    号に基づいて通常動作状態とテスト動作状態の切換えが
    行なわれ、テスト動作状態では上記一致検出回路の出力
    に基づいて出力バッファが駆動されるようにされてなる
    ことを特徴とする半導体記憶装置。 2、上記各メモリマットに対応して書込み駆動回路が設
    けられ、すべてのメモリマット内の対応するアドレス位
    置のメモリセルに対し、同時に同じデータが書込み可能
    にされてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体記憶装置。 3、上記制御信号は、半導体基板上に形成されたパッド
    から内部回路に直接供給されるようにされてなることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項もしくは第2項記載の
    半導体記憶装置。
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