JPS62170094A - 半導体記憶回路 - Google Patents

半導体記憶回路

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JPS62170094A
JPS62170094A JP61012319A JP1231986A JPS62170094A JP S62170094 A JPS62170094 A JP S62170094A JP 61012319 A JP61012319 A JP 61012319A JP 1231986 A JP1231986 A JP 1231986A JP S62170094 A JPS62170094 A JP S62170094A
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connection point
circuit
signal
test
level
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JP61012319A
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Yoichi Hida
洋一 飛田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • G11CSTATIC STORES
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
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    • 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
    • G11C29/30Accessing single arrays
    • G11C29/34Accessing multiple bits simultaneously

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電界効果型トランジスタ(以下rM。
STJという)を用いた半導体記憶回路に関し、特に、
試験時間が短縮される半導体記憶回路に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
半導体記憶回路の記憶容量の増大は急激で、約3年毎に
容量が4倍に増大している。これに伴)記憶回路の動作
を調べるための試験に要する時IL1;も増大している
現在製品化されており記憶容量がIMワード×lビット
構成のアドレスが2重化されたダイナミックRAMがr
1985.アイ・イー・イー・イー、アイ・ニス・ニス
・シー・シー、233Q。
プラスティックDIRにおける85ナノ秒のIMビット
DRAM、弁上 ヤスカズ(1985,IEEE、l5
SCC,P、283.^n 85ns IMbDRAM
 in a plastic DIP、YASUKAZ
U lN0UE) J又はr1985.アイ・イー・イ
ー・イー、アイ・工ス・ニス・シー・シー、24o頁、
マルチビット・テストモード付90ナノ秒IMピントD
RAM、クマノヤ マサキ(1985,IEEE、l5
SCC,P、   2 4 0.  A  90ns 
 IMb  DRAM  with  mul−Li−
bit test mode、MASAKI KUMA
NOYA)  Jに示されている。このグイナミノクR
AMにおいて、例えば、すべてのメモリセルに「0」デ
ータを書き込み、すべてのメモリセルから「0」データ
を読み出し、かつ、「1」データについても同一のこと
をサイクル時間10μS(1?τ1(行アドレスストロ
ーブ)信号の最大パルス幅)で実施した場合、そのテス
ト時間T1は次式tl)で表わされる。
1’1=4(rOj書き込み−「0」読み出し=「1」
書き込み−「1」読み出し)×1×10b(メモリ容量
)×10μs (サイクル時間)−40秒・・・・(1
) 通常のグイナミソクRA Mの場合、少なくとも上記の
テストを動作電源電圧範囲の最大値側5.5■と最小値
側445■および動作温度範囲の高温側70°Cと低温
側0℃の4条件で行なう必要がある。
この場合、テスト時間T2は次式(2)のようになる。
T 2 = 40秒X4=160秒・・・・(2)〔発
明が解決しようとする問題点〕 上記の値は集積回路のテスト時間としては比較的長く生
産性を低下させる大きな要因となる。
本発明はこのような点にtVMでなされたものであり、
その目的とするところは、複数個のメモリセルを同時に
テストしてテスト時間を短縮することができる半導体記
憶回路を得ることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
このような目的を達成するために本発明は、少なくとも
1つの入力端子の電圧を通常の使用範囲以上にし、たと
きに応動する応動回路を半導体記憶回路に設けるように
したものである。
〔作用〕
本発明においては、応動回路の出力信号により複数のメ
モリセルに同時にデータを書き込み又は複数のメモリセ
ルから同時にデータをS売み出し、かつ、判定ができる
〔実施例〕
本発明に係わる半導体記憶回路を構成する応動回路の一
実施例を第1図に示す。第1図f83において、■は電
源電圧■。Cが印加される電源端子、2は外部CAS 
(列アドレスストローブ)入力信号が印加される外部入
力端子、3はドレインとゲートが外部入力端子2に接続
されたMO3T、Mlはドレインとゲートとが接続され
そのドレインとゲートとが接続点N1を介してMO3T
3のソースに接続されたMO3T、、M2はMO3TM
lと同様にドレインとゲートとが接続されそのドレイン
とゲートとが接続点N2を介してMO3TMIのソース
に接続されたMO3T、MnはM OS TM2と同様
にドレインとゲートとが接続されそのトレインとゲート
とが接続点Nnを介してMO3TM(n−1)のソース
に接続されたMO3T。
4はドレインがMO3TMnのソースにソースが接地に
ゲートが内部クロック信号φ苗が供給される端子6に接
続されたMO3T、5はMO3TMnのソースとM O
S T 4のドレインの接続点、7はトレインが電源端
子lにゲートが内部クロック信号φ花が供給される端子
6に接続されたMO3T、8はドレインがMO3T7の
ソースにソースが接地にゲートが接続点5に接続された
MO3T、9はMO3T7のソースとMO3T8のドレ
インの接続点、10はドレインが接続点5にソースが接
地にゲートが接続点9に接続されたMO3T、IIはド
レインが内部クロック信号φRASが供給される端子1
2にゲートが電源端子1にソースが接続点13に接続さ
れたMO5T、14はドレインが電源端子lにゲートが
接続点13にソースが接続点16に接続されたMO3T
、15はドレインが接続点16にソースが接地にゲート
が接続点9に接続されたMO3T、17は一方の端子が
接続点13に他方の端子が接続点16に接続された容量
である。MO3TII、14.15および容量17はい
わゆるブートストラップインバータ回路を構成し、MO
3T14は負荷トランジスタ、MO3T15はドライバ
トランジスタ、MO3TIIは充電トランジスタ、容量
17は昇圧容量の働きをする。
さらに、第1図(a)において、18はドレインが接続
点16にソースが接続点19にゲー[・が電源端子lに
接続されたMO3T、20はドレインが内部クロック信
号φ。、供給の端子21にゲートが接続点19にソース
が接続点22に接続されたMO3T、23はドレインが
接続点22にゲートが内部クロック信号φ苗供給の端子
6にソースが接地に接続されたMO3T、24は一方の
端子が電源端子1に他方の端子が接続点26に接続され
た抵抗、25はドレインが接続点26にゲートが接続点
22にソースが接地に接続されたMO5Tである。
次に、第1図(blにおいて、2Bは入力側が外部RA
S (行アドレスストローブ)信号供給の端子27に出
力側が端子12に接続されたインバータ回路、29は入
力端が端子12に出力側が端子6に接続されたインバー
タ回路である。
次に、第1図(C1において、30は入力側が端子2に
出力側が端子21に接続されたインバータ回路、31は
入力側が接続点21に出力側が端子32に接続されたイ
ンハーク回路である。
次に、第1図に示す回路の動作について第2図に示す波
形図を用いて説明する。第1図の回路において、第2図
fa)および第2図(blに示す外部信号RASおよび
CASによって作られた内部クロ。
り信号φR15,ψ曹、φ。3.φ苗(第2図(C1〜
(e)、ただしφCASは図示せず)によって、時刻t
1までは接続点5 (第2図(fl)、13(第2図(
h))、16(第2図(it)、22(第2図(k))
上の信号はIllレヘレベ接続点9(第2図+g1)、
’!6 (第2図(e))上の信号はrHJレベルにな
っている。時刻L2において、外部RASがrLJレベ
ルに変わると、φRAs= r HJ 、  ψ花−「
L」になる(第2図(C1,(dl参照)。従ってトラ
ンジスタ4はオフになる。
ここで、MO3T3.Ml 〜Mnのしきい値電圧(V
TR)を0.5Vとし、MOS TM 1〜M nの数
を11個(n−11)とすると、端子2と5との間には
ドレインとゲートを直結されたMO3Tが12個直列に
接続されたことになる。これは、等価的にV7Hが0.
5Vx12=6Vの1個のMO5Tが端子2と5との間
に接続されたのと同一になる。もし、外部στ〕入力の
「I(」側の電圧値が通常の使用条件である5■の場合
、上記等価MO5Tのしきい値電圧以下であるので、上
記等価MO3Tはオンせず、接続点5,9の状態は変化
しない。このとき記憶回路は通常の動作を行なう。
ところが、第2図(b)に示すように、外部Uτ】入力
のrHJ側のレベルを例えば10Vのような高い電圧に
設定すると、上記等価MO5Tのしきい値電圧以上にな
り、上記等価MO3Tがオンする。MO3TIOのオン
抵抗を上記等価MO3Tのオン抵抗よりも十分高くとっ
ておくと、接続点5の電位はCASのレベルが上がるに
つれて上がっていき、MO3T8をオンにする。これに
より、接続点9の電位がrLJレヘレベ低下する。
一方、接続点13は、φRASがr HJレベルである
ことにより、MO8TIIのしきい値電圧分だけ電源電
圧より低下した電圧(V cc  V TH)に充電さ
れており、MO3T14はオンしている。
この状態で、MO5T15のゲート電圧がrHjレベル
からrLJレベルに低下するとMO3TI5がオフして
、接続点1GのレベルがrLJレベルからrHJレヘレ
ベ上昇する。この電圧変化分は容量17を通して接続点
13のレベルを押し上げ、そのレベルを■。C十VTH
以上に上げ、接続点16のレベルをV。Cに上昇させる
。これにより、接続点19のレベルは、VCCよりMO
3T18のVTHだけ低下した電圧(V cc  V 
TH)まで充電される。
次に、第2図(blに示すように、時刻t2において外
部CASがrLJレヘレベ変わると、φ。。
−「H」になる。このときMO5T23はゲート電圧が
rLJレヘレベなっているのでオフであり、またMO5
T20はオンしているが、φCASが「L」レベルから
rHJレヘレベ変化することにより、第2図fJ)に示
すように、MO3T20のゲート容量を通して接続点1
9を押し上げ、V、、+ ’ア、I以上のレベルにし、
第2図+k)に示すように、接続点22上のテスト信号
T E S Tのレベルは■。。
まで上がる。接続点22のレベルが上がることによりM
O5T25がオンし、第2図(1)に示すように、接続
点26上のテスI・信号i” E S Tのレベルは「
■1」レベルからrLJレヘレベ低下する。
すなわち、テスト信号TESTがrHJレヘレベなり、
テスト信号TESTがrLJレベルになる。
次に、時刻t3において外部RASが「H」レベルに変
わると、φ□5=rLJ、  φ苗=rH」となる。こ
の状態では、接続点5,13.16.22上の信号はr
LJレヘレベ接続点9.26上の信号ばrHJレベルと
なる。すなわぢ、テスト信号TESTはrLJレベル、
テスト信号T1ぐ〒はrHJレヘレベなり、テスト時間
短縮状態が終わる。
以上、第1図、第2図により、テスト時間短縮状態にす
るためのテス臼言号の発生例について述べた。次に、こ
の信号を用いてより詳細にテスト時間を短縮する方法を
説明する。
説明を簡単にするため、4ビツトのメモリ容量をもつ半
導体記憶回路を例として用いる。この半導体記1a回路
を第3図に示す。この半導体肥土(、q路は、アドレス
が2重化された1本のアドレス大力端子、RAS、CA
S、R/W、DIN、Dour、電源、接地の合計8本
の端子のみを有し、これら以外の端子はもたないものと
する。
第3図において、412〜41dはそれぞれ1ビツトの
メモリセル、42a〜42dはメモリセルデータの読み
出し増幅回路である。ここでは、増幅回路は、都合上、
1段分しか示してないが、通常は2段の増幅回路が用い
られている。43a〜43dはメモリセル41a〜41
dと読み出し増幅回路42a〜42dとの接続点である
。45a〜45dは接続点54と接続点44a 〜44
dとの間に設けられゲートが接続点473〜47dに接
続されたMO3T、46a〜46dは接続点54と接続
点442〜44dとの間に設けられゲートが端子22に
接続されたMO3T、492〜49dは接続点48a〜
48dと接続点55との間に設けられゲートが接続点4
73〜47dに接続されたMO3Tである。
また、50は外部データ入力が供給される外部データ入
力端子、51は出力データが読み出される出力端子、5
2は入力側が端子5oに出力側が接続点54に接続され
四き込み時に活性化する入力バノファ回路、56は接続
点55と57の間に設けられゲートが接続点26に接続
されたMO3T、58は接続点57と62の間に設けら
れゲートが接続点22に接続されたMO3T、59は入
力が接続点57に出力が端子51に接続された出力バノ
ファである。
さらに、60はアドレス人力が供給される入力端子、6
1は2ビツトのアドレス入力をもっ4ビツト出力のデコ
ーダ、66a〜66dは一方の入力がそれぞれ接続点4
82〜48dに接続され他方の入力が接続点65に接続
されたイクスクルーシブ・オア(Exclusive 
OR)回路、68は入力がイクスクルーシブ・オア回路
66a〜66dの出力に接続された4人力のオア(01
?)回路、63は入力が端子50に出力が接続点65に
接続され読み出し時に活性化する入力ハッファ回路であ
る。
第3図(blにおいて、70はR/W入力信号が供給さ
れる入力端子、71は入力端子70と接続点53との間
に設けられ書き込み信号Wを発生する入力バッファ回路
、72は接続点53と64との間に設けられ読み出し信
号Rを発生する入力バノファ回路である。
次に、第3図の回路の動作を第4図の波形図を用いて説
明する。第4図の波形図はデータを書き込むときの波形
図である。
データ書き込み時には第4図(d)に示すR/ W +
Q号がrOJレベルに設定される。第4図(alに示す
ような時刻(1におけるRASのたちさがりで、第4図
(C)に示すように、2重化されたアトし・ス信号Aの
うちの行アドレスがデコーダ61に取り込まれる。
次に時刻L2において列アドレスが取り込まれ、行アド
レス、列アドレスの状態に応じて4木のデコーダ出力の
うちの1本の線上の信号が「1」レベルになる。第4図
の場合は、第4図(hl〜(klに示すように、接続点
47a上の信号のみが「1」しベルになると想定してい
る。これにより、MO3T45a〜45dのうちの45
2のみがオンとなり、他はオフのままである。一方、書
き込み状態であるので、第4図(flに示すように、書
き込み信号Wは「1」レベルとなる。これにより入力バ
ノファ52が活性化され、第4図(elに示すデータ人
力信号DINの状態が接続点54に出力され、MO3T
45aを通してメモリセル41aのみに書き込まれる。
以上の動作はCASの「1」レベルが約5Vの通常の使
用状態の場合である。第4図(blに示す破線のように
CT4のrlJレベルをIOVに上げると、第1図、第
2図で説明した通り、テスト信号T E S Tが「1
」レベルになり(第4図(j2)参照)、テスト信号T
ESTが「0」レベルになる(第4図(ml)、この状
態になるとMO3T46a〜46dがすべてオンし、す
べてのメモリセル41a〜41dに同一のデータが同時
に書き込まれる。すなわち、書き込みに要する時間が1
/4に短縮したことになる。
次に、読み出し時においては、R/W信号が「1」レベ
ルになり、第4図(glに示すR信号が「l」レベルに
なる。これにより、入力ハッファ63が活性化され、入
力端子50に供給された入力信号D1.4が接続点65
に出力される。
一方、すべてのメモリセル41a〜41dから読み出さ
れたデータは増幅回路422〜42dにより増幅され、
接続点48a〜48dに出力される。これらのデータと
接続点650入力データがイクスクルーシブ・オア回路
66a〜66dによって比較される。もし、入力データ
とメモリセル41a〜41dからのデータが一致してい
れば、イクスクルーシブ・オア回路66a〜66dの出
力は「0」になり、不一致であれば、その出力はrlJ
になる。もし、1つでも不一致になれば、オア回路68
の出力は「1」となる。すなわち、4つのメモリセル4
ia〜41dのデータのチェックが同時にできることに
なり、テスト時間力l/4に短縮できる。ここで、MO
5T56と58からなる回路は通常動作とテスト時間短
縮動作モードとの切り替え回路である。通常動作モード
では、MO3T56がオンとなり、デコーダ61によっ
て選ばれたメモリセルからのデータが次の出力バノファ
59に伝えられる。
テスト時間短縮モードでは、MO5T58がオンしてオ
ア回路68の出力が出カバソファ59に伝えられるので
、出力端子51でrlJ、rOJの判定をすれば、メモ
リセルデータの判定ができることになる。すなわち、r
lJがでれば不良、「0」がでれば良である。
本実施例では、CAS入力の「1」レベルを実使用のレ
ベルより高くする場合について述べたが、本発明はこれ
に限られるものではない。第4図に示されるように、R
/ W 、 D + s信号の任意状態の期間において
、いずれかの入力信号を「1」の高レベル状態にしてテ
スト信号TEST、TESTが作れることは、これまで
の説明から容易に類推されることである。
次に、本発明に係わる半導体記憶回路の第2の実施例に
ついて説明する。第5図は第2の実施例を説明するため
のメモリセルマトリクスを示1説明図である。
第5図において、80は262144個のメモリセルを
有するメモリセルマトリクスを示している。メモリセル
が縦横それぞれ512行(=29)×512列(=29
)のマトリクス状に配列されている。85〜88はメモ
リセルマトリクス80を上下左右対称に4分割したとき
のメモリセルマトリクスのブロックを示している。各ブ
ロックには、それぞれ、メモリセルが262144/4
=65536個ずつ配列されている。81〜84はそれ
ぞれ1ビツト(個)の単位メモリセルを示しており、各
セルは各ブロックに対し同一の位置に配列されている。
このメモリセルマトリクス80において、任意の1個の
メモリセルを選ふためには、行アドレス(liio匈八
DDへESS)信号9ビツト (RAO〜RAS)と列
アドレス(COL[IMN ADDRESS)信号9ビ
ツトの合計18ビツトが必要である。もし、それぞれの
信号が8ビツト分しかなければ、第5図に示すように、
4個のメモリセルを同時に選ふときは、最上位アドレス
のRA8.CA8は不要ということである。このことは
、第2の実施例をより容易に実現させるものである。現
在一般に製造されているグイナミノク型RAMにおいて
は、行アドレス信号と列アドレス信号が時分割で1本の
入力端子から供給されている。例えば、第5図と同一の
メモリ容量をもつ256にビットのグイナミソクRAM
においては、9本のアドレス入力端子(AO〜A8)を
持っている。このうちA8端子には行、列の最上位アド
レス信号RA8.CA8が割り当てられている。
上記のように、4個のメモリセルを同時に選ぶときは八
8は不要であるから、このA8端子を利用してA8端子
に高い直流電圧を加えることによりテスト信号を発生す
れば、4個のメモリセルが同時にテストできる。この方
法は、高い直流電圧を加えるのみであるから、ζτ1の
高レベルを上げる方法よりも簡単であるというメリット
がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、少なくとも1つ
の入力信号のレベルを通常使用状態よりも高いレベルに
設定することにより、端子数を増やさずに複数のメモリ
セルデータの書き込みチェ7りおよび読み出しチェック
を同時に行なうことができるので、ナス1一時間を短縮
することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる半導体記憶回路の応動回路の一
実施例を示す回路図、第2図は第1図つ回路の動作を説
明するためのタイミング図、第3図は第1図の応動回路
が適用された半導体記憶回路を示す回路図、第4図は第
3図の回路の動作を説明するためのタイミング図、第5
図は第2の実施例を説明するための説明図である。 ■・・・・電源端子、2・・・・外部入力端子、3、M
1〜Mn、4.7,8.L 0,11.’14.15,
18.20゜23.25・・・・MO3TXNl 〜N
n、5,9,13,16,19,22.26・・・・接
続点、17・・・・容量、6.12,21,27.32
・・・・端子、24・・・・抵抗、2B、29.30.
31・・・・インバータ回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電界効果型トランジスタを含む複数のメモリセル
    からなる半導体記憶回路において、少なくとも1つの入
    力端子の電圧を通常の使用範囲以上にしたときに応動す
    る応動回路を備え、この応動回路の出力信号により前記
    複数のメモリセルに同時にデータを書き込み又は前記メ
    モリセルから同時にデータを読み出し、かつ、判定がで
    きるようにしたことを特徴とする半導体記憶回路。
  2. (2)判定は、外部データ入力端子からの信号と複数の
    メモリセルから読み出されたそれぞれの信号とを入力と
    する複数の判定回路により行なわれ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回路。
  3. (3)判定回路は、判定結果を外部出力端子に出力する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の半導体記
    憶回路。
JP61012319A 1986-01-21 1986-01-21 半導体記憶回路 Pending JPS62170094A (ja)

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US07/278,374 US4860259A (en) 1986-01-21 1988-12-01 Dram with reduced-test-time mode
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