KR100375998B1 - Semiconductor device having embedded auto test and repair function and Method thereof - Google Patents
Semiconductor device having embedded auto test and repair function and Method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR100375998B1 KR100375998B1 KR10-2000-0068449A KR20000068449A KR100375998B1 KR 100375998 B1 KR100375998 B1 KR 100375998B1 KR 20000068449 A KR20000068449 A KR 20000068449A KR 100375998 B1 KR100375998 B1 KR 100375998B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- test
- bad
- line
- column
- row
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
- G11C29/70—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
- G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
- G11C29/84—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved access time or stability
- G11C29/846—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved access time or stability by choosing redundant lines at an output stage
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
- G11C29/70—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
- G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
- G11C29/785—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with redundancy programming schemes
- G11C29/787—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with redundancy programming schemes using a fuse hierarchy
Landscapes
- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
자동 테스트 및 리페어 기능을 내장하는 반도체 메모리 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 자동 테스트 및 리페어 방법은 (a) 테스트 데이터를 발생하여, 메모리셀 어레이의 각 메모리셀에 기입하는 단계; (b) 각 메모리셀로부터 데이터를 독출하는 단계; (c) 독출된 데이터를 기입된 데이터와 각각 비교하는 단계; (d) 비교결과에 근거하여, 불량인 로우 라인 및 불량인 칼럼 라인을 검출하는 단계; 및 (e) 검출 결과를 이용하여, 불량인 라인을 리던던시 라인으로 대체하는 단계를 구비한다. 특히, (d) 단계는 불량인 로우 라인 및 불량인 칼럼 라인 중에서 가장 많은 불량 메모리셀을 포함하는 최대 불량 로우 라인 또는 최대 불량 칼럼 라인을 검출한다. 그리고, 본 발명의 반도체 메모리 장치는 자동 테스트 및 리페어 방법을 수행하는 자동 테스트 및 리페어 회로를 구비한다. 본 발명에 따른 자동 테스트 및 리페어 회로를 구비하는 반도체 메모리 장치와 자동 테스트 및 리페어 방법에 의하여, 테스트 비용이 저렴해지고 테스트 및 리페어 과정이 간단해진다. 또한, 가장 불량이 많은 라인부터 검출하여 리페어함으로써, 리던던시 메모리를 최적으로 사용할 수 있다.Disclosed are a semiconductor memory device and a method for embedding an automatic test and repair function. The automatic test and repair method of the present invention comprises the steps of: (a) generating test data and writing to each memory cell of the memory cell array; (b) reading data from each memory cell; (c) comparing the read data with the written data, respectively; (d) detecting defective row lines and defective column lines based on the comparison result; And (e) using the detection result, replacing the defective line with a redundancy line. In particular, step (d) detects the largest bad row line or the largest bad column line including the most bad memory cells among the bad row lines and the bad column lines. In addition, the semiconductor memory device of the present invention includes an automatic test and repair circuit for performing the automatic test and repair method. By the semiconductor memory device having the automatic test and repair circuit and the automatic test and repair method according to the present invention, the test cost is reduced and the test and repair process is simplified. In addition, the redundancy memory can be optimally used by detecting and repairing the most defective line first.
Description
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히 메모리 블록을 내장하는 반도체 메모리 장치에서 메모리 블록을 자동으로 테스트하고, 리페어하는 회로 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor memory devices, and more particularly to circuits and methods for automatically testing and repairing memory blocks in semiconductor memory devices incorporating memory blocks.
반도체 메모리 장치는 점점 대용량화되는 추세이다. 또한 로직과 메모리를 같이 병합하여 시스템을 하나의 칩에 구현하는 시스템-온-칩(system-on-chip) 경향에 따라 대용량 메모리가 내장되는 반도체 메모리 장치가 늘어나고 있다. 그런데, 메모리 장치의 대용량화는 메모리 장치의 테스트 비용을 급격히 상승시키는 요인이 된다. 대용량 메모리 장치의 테스트를 위하여 새로운 테스트 장비의 개발 및 구입, 그리고 이러한 테스트 장비의 운용을 위한 비용이 실제 반도체 메모리 장치의 원가에 있어서 상당 부분을 차지한다.Semiconductor memory devices have become increasingly large in capacity. In addition, according to the trend of system-on-chip, which combines logic and memory together to implement a system on a single chip, a growing number of semiconductor memory devices in which a large amount of memory is embedded is installed. However, the increase in the capacity of the memory device is a factor in rapidly increasing the test cost of the memory device. The development and purchase of new test equipment for testing large memory devices, and the cost of operating such test equipment, represent a significant portion of the cost of the actual semiconductor memory device.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 메모리 장치의 전체적인 테스트 및 리페어 과정을 보여주는 흐름도이다. 이를 참조하면, 웨이퍼 상태의 공정이 끝난후(S100), 웨이퍼 레벨 테스트 장비(10)를 이용하여 제1차 웨이퍼 테스트를 수행한다(S102). 제1차 웨이퍼 테스트 결과를 이용하여 불량이 발생한 로우나 칼럼을 메모리 장치 내부에 구비되어 있는 리던던시 로우 또는 칼럼으로 대체시킨다. 이때, 레이저 장비와 같은 웨이퍼 레벨 리페어 장비(12)를 이용하여 퓨즈를 선택적으로 절단함으로써, 리페어가 수행된다(S104). 이와 같이 리페어를 위하여 레이저 장비를 사용하는 것이, 테스트 비용을 높이는 하나의 요인이 된다.1 is a flowchart illustrating an overall test and repair process of a semiconductor memory device according to the related art. Referring to this, after the process of the wafer state is finished (S100), the first wafer test is performed by using the wafer level test equipment 10 (S102). The result of the first wafer test is used to replace a failed row or column with a redundancy row or column provided in the memory device. At this time, the repair is performed by selectively cutting the fuse using the wafer level repair equipment 12 such as the laser equipment (S104). In this way, the use of laser equipment for repair is one factor that increases the test cost.
레이저 리페어 과정이 끝난 후(S104), 다시 제2차 웨이퍼 테스트를 수행한다(S106). 여기서, 얻어진 테스트 결과를 이용하여, 정상 동작하는 반도체 메모리 장치만을 선별하여(S108), 패키징 공정을 한다(S110). 패키징 공정(S110) 후에 간단한 전기적 특성인 오픈/쇼트(open/short) 테스트(S112)와 메모리 소자의 기능 테스트(S114)가 수행된다. 이 두 과정(S112, S114)에는 패키지 레벨 테스트 장비(14,16)가 사용된다. 그 다음으로 번-인(burn-in) 테스트를 거치고(S116), 마지막으로 페키지 레벨 테스트 장비(18)를 이용하여 기능 및 속도 테스트를 수행한다(S118). 이 단계(S118)의 결과를 이용하여, 다시 양품과 불량품으로 분류하고(S120), 양품에 대해서 최종 제품화하게 된다(S122). 이와 같이 레이저를 이용한 리페어 방법이 사용되는 경우에는, 패키징 공정 이후에 수행되는 테스트 과정에서 발생하는 불량품들은 리페어될 수 없다. 따라서, 최종적으로 불량품으로 분류되어 처리된다.After the laser repair process is finished (S104), the second wafer test is performed again (S106). Here, using the obtained test result, only the semiconductor memory device in normal operation is selected (S108), and a packaging process is performed (S110). After the packaging process S110, an open / short test S112, which is a simple electrical characteristic, and a functional test S114 of the memory device are performed. In these two processes S112 and S114, package level test equipment 14 and 16 are used. Next, a burn-in test is performed (S116), and finally, a function and speed test is performed using the package level test equipment 18 (S118). By using the result of this step (S118), it is again classified as good or bad (S120), and the final product for the good (S122). When the laser repair method is used as described above, defective products generated in the test process performed after the packaging process cannot be repaired. Therefore, it is finally classified as a defective article and processed.
전술한 바와 같이 외부의 테스트 장비를 사용하는 종래의 테스트 및 리페어 방법은 테스트 및 리페어 비용이 높고, 테스트 및 리페어 과정이 복잡하며, 반도체메모리 장치의 전체적인 수율이 떨어지는 단점이 있다.As described above, the conventional test and repair method using external test equipment has a high test and repair cost, a complicated test and repair process, and a low overall yield of the semiconductor memory device.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 메모리 장치의 내부에서 자동으로 테스트 및 리페어가 수행됨으로써, 테스트 비용이 저렴하고 테스트 및 리페어 과정이 간단하며, 또한 리던던시 메모리를 최적으로 사용하게 하는 자동 테스트 및 리페어 회로를 구비하는 반도체 메모리 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is the automatic test and repair circuit is performed automatically inside the semiconductor memory device, the test cost is low, the test and repair process is simple, and the automatic test and repair circuit to make optimal use of the redundancy memory It is to provide a semiconductor memory device having a.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 반도체 메모리 장치의 내부에서 자동으로 테스트 및 리페어가 수행됨으로써, 테스트 비용이 저렴하고 테스트 및 리페어 과정이 간단하며, 또한 리던던시 메모리를 최적으로 사용하게 하는 자동 테스트 및 리페어 방법을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the present invention is to perform the test and repair automatically in the semiconductor memory device, so that the test cost is low, the test and repair process is simple, and the automatic test and repair to make optimal use of the redundancy memory To provide a way.
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.In order to more fully understand the drawings used in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 메모리 장치의 전체적인 테스트 및 리페어 과정을 보여주는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating an overall test and repair process of a semiconductor memory device according to the related art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 테스트 및 리페어 기능을 내장하는 반도체 메모리 장치를 보여주는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a semiconductor memory device having an automatic test and repair function according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 테스트 제어 신호를 발생시키는 회로의 일 예를 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a circuit for generating a test control signal illustrated in FIG. 2.
도 4는 도 2에 도시된 테스트 패턴 발생 회로와 어드레스 발생회로의 일 예를 보여주는 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a test pattern generating circuit and an address generating circuit shown in FIG. 2.
도 5는 도 2에 도시된 비교 회로와 리페어 판단회로의 상세한 블록도이다.FIG. 5 is a detailed block diagram of the comparison circuit and the repair determination circuit shown in FIG. 2.
도 6은 도 2에 도시된 반도체 메모리 장치의 리페어 회로의 일 구현예를 보여주는 회로도이다.FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an example embodiment of a repair circuit of the semiconductor memory device illustrated in FIG. 2.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 자동 테스트 및 리페어 방법을 보여주는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating an automatic test and repair method of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체적인 테스트 및 리페어 과정을 보여주는 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an overall test and repair process of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일면은 반도체 메모리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 데이터를 저장하기 위한 메모리셀 어레이로서, 다수의 로우 라인들, 다수의 칼럼 라인들, 상기 로우 라인들 중 불량인 로우 라인을 대체하기 위한 적어도 하나의 리던던시 로우 라인 및 상기 칼럼 라인들 중 불량인 칼럼 라인을 대체하기 위한 적어도 하나의 리던던시 칼럼 라인을 포함하는 상기 메모리셀 어레이; 상기 메모리셀 어레이에 소정의 테스트 데이터를 인가하여, 상기 불량인 로우 라인 및 상기 불량인 칼럼 라인을 검출하고, 상기 검출 결과를 출력하는 테스트 회로; 및 상기 테스트 회로로부터 출력되는 상기 검출 결과에 응답하여, 상기 불량인 로우 라인을 리던던시 로우 라인으로 대체하고 상기 불량인 칼럼 라인을 리던던시 칼럼 라인으로 대체하는 리페어 회로를 구비한다. 상기 테스트 회로는 상기 불량인 로우 라인 및 상기 불량인 칼럼 라인 중에서 가장 많은 불량 메모리셀을 포함하는 최대 불량 로우 라인 또는 최대 불량 칼럼 라인을 검출하고, 상기 최대 불량 로우 라인 또는 상기 최대 불량 칼럼 라인에 대응하는 어드레스를 상기 검출 결과로서 출력한다. 상기 리페어 회로는 상기 검출 결과에 응답하여, 전기적으로 활성하는 퓨즈 소자; 상기 퓨즈 소자의 양단의 전압을 배타적 논리합하는 배타적 논리합 수단; 상기 배타적 논리합 수단의 결과를 퓨즈 상태로서 저장하는 퓨즈 상태 레지스터를 포함한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a semiconductor memory device. A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention is a memory cell array for storing data, and includes a plurality of row lines, a plurality of column lines, and at least one row for replacing a defective one of the row lines. The memory cell array including a redundancy row line and at least one redundancy column line for replacing a defective one of the column lines; A test circuit for applying predetermined test data to the memory cell array to detect the defective row line and the defective column line and output the detection result; And a repair circuit for replacing the defective row line with a redundancy row line and replacing the defective column line with a redundancy column line in response to the detection result output from the test circuit. The test circuit detects a maximum bad row line or a maximum bad column line including the most bad memory cell among the bad row line and the bad column line, and corresponds to the maximum bad row line or the maximum bad column line. The address to be output is output as the detection result. The repair circuit may include a fuse device that is electrically active in response to the detection result; Exclusive OR means for exclusive OR of the voltages across the fuse element; And a fuse state register for storing the result of the exclusive OR means as a fuse state.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일면은 데이터를 저장하기 위한 메모리셀 어레이로서, 다수의 로우 라인들, 다수의 칼럼 라인들, 상기 로우 라인들 중 불량인 로우 라인을 대체하기 위한 적어도 하나의 리던던시 로우 라인 및 상기 칼럼 라인들 중 불량인 칼럼 라인을 대체하기 위한 적어도 하나의 리던던시 칼럼 라인을 포함하는 상기 메모리셀 어레이를 가지는 반도체 메모리 장치의 내부에서 수행되는 자동 테스트 및 자동 리페어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 자동 테스트 및 리페어 방법은 (a) 테스트 데이터를 발생하여, 상기 메모리셀 어레이의 각 메모리셀에 기입하는 단계; (b) 상기 메모리셀 어레이의 각 메모리셀로부터 데이터를 독출하는 단계; (c) 상기 독출된 데이터를 상기 (a) 단계에서 기입된 데이터와 각각 비교하는 단계; (d) 상기 (c) 단계의 비교결과에 근거하여, 상기 로우 라인들 중 불량인 로우 라인 및 상기 칼럼 라인들 중 불량인 칼럼 라인을 검출하고, 상기 검출 결과를 출력하는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계에서 얻어진 검출 결과를 이용하여, 상기 불량인 로우 라인을 리던던시 로우 라인으로 대체하고 상기 불량인 칼럼 라인을 리던던시 칼럼 라인으로 대체하는 단계를 구비한다. 상기 반도체 메모리 장치의 자동 테스트 및 리페어 방법은 상기 (d) 단계 이전에 (pd1) 상기 테스트 데이터의 반전 데이터를 발생하여, 상기 메모리셀 어레이의 각 메모리셀에 기입하는 단계; (pd2) 상기 메모리셀 어레이의 각 메모리셀로부터 데이터를 독출하는 단계; 및 (pd3) 상기 독출된 데이터를 상기 (pd1) 단계에서 기입된 데이터와 비교하는 단계를 더 구비한다. 상기 (d) 단계는 상기 (c) 단계의 비교결과와 상기 (pd3) 단계의 비교결과에 근거하여, 상기 불량인 로우 라인 및 상기 불량인 칼럼 라인 중에서 가장 많은 불량 메모리셀을 포함하는 최대 불량 로우 라인 또는 최대 불량 칼럼 라인을 검출하고, 상기 최대 불량 로우 라인 또는 상기 최대 불량 칼럼 라인에 대응하는 어드레스를 상기 검출 결과로서 출력한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem is a memory cell array for storing data, a plurality of row lines, a plurality of column lines, at least one for replacing a defective row line of the row lines An automatic test and automatic repair method performed in a semiconductor memory device having a memory cell array including a redundancy row line and at least one redundancy column line for replacing a defective one of the column lines. An automatic test and repair method for a semiconductor memory device according to the present invention includes the steps of: (a) generating test data and writing it to each memory cell of the memory cell array; (b) reading data from each memory cell of the memory cell array; (c) comparing the read data with the data written in step (a), respectively; (d) detecting, based on the comparison result of step (c), a bad row line among the row lines and a bad column line among the column lines, and outputting the detection result; And (e) using the detection result obtained in step (d), replacing the defective row line with a redundant row line and replacing the defective column line with a redundant column line. The automatic test and repair method of the semiconductor memory device may include generating (pd1) inverted data of the test data and writing each memory cell of the memory cell array before step (d); (pd2) reading data from each memory cell of the memory cell array; And (pd3) comparing the read data with the data written in the step (pd1). The step (d) is based on the comparison result of the step (c) and the comparison result of the step (pd3), the maximum bad row including the most bad memory cell of the bad row line and the bad column line A line or a maximum bad column line is detected, and an address corresponding to the maximum bad row line or the maximum bad column line is output as the detection result.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그리고 본 명세서에서는 설명의 편의상 각 도면을 통하여 동일한 역할을 수행하는 신호는 동일한 참조 부호로 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, for the convenience of description, signals performing the same role through the drawings are denoted by the same reference numerals.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 테스트 및 리페어 기능을 내장하는 반도체 메모리 장치를 보여주는 블록도이다. 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 메모리셀 어레이(20), 테스트 회로(30) 및 리페어 회로(40)를 구비한다.2 is a block diagram illustrating a semiconductor memory device having an automatic test and repair function according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to this, the semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array 20, a test circuit 30, and a repair circuit 40.
메모리셀 어레이(20)는 데이터를 저장하기 위한 부분이다. 메모리셀 어레이(20)는 다수의 로우 라인들과 다수의 칼럼 라인들을 포함하는 코아 메모리(210), 로우 라인들 중 불량인 로우 라인을 대체하기 위한 적어도 하나의 리던던시 로우 라인을 포함하는 로우 리던던시 메모리(220) 및 칼럼 라인들 중 불량인 칼럼 라인을 대체하기 위한 적어도 하나의 리던던시 칼럼 라인을 포함하는 칼럼 리던던시 메모리(230)로 이루어진다.The memory cell array 20 is a part for storing data. The memory cell array 20 includes a core memory 210 including a plurality of row lines and a plurality of column lines, and a low redundancy memory including at least one redundancy row line for replacing a defective one of the row lines. And a column redundancy memory 230 including at least one redundancy column line for replacing the defective one of the column lines.
테스트 회로(30)는 메모리셀 어레이(20)에 소정의 테스트 데이터(T_DAT)를 인가하여, 불량인 로우 라인 및 불량인 칼럼 라인을 검출한다. 특히, 테스트 회로(30)는 불량인 로우 라인 및 불량인 칼럼 라인 중에서 가장 많은 불량 메모리셀을 포함하는 최대 불량 로우 라인 또는 최대 불량 칼럼 라인을 검출하고, 이에 대응하는 어드레스를 검출 결과로서 출력함으로써, 가장 불량이 많은 라인부터 리페어되도록 한다. 그리하여, 리던던시 메모리의 사용 효율이 높아질 수 있다.The test circuit 30 applies predetermined test data T_DAT to the memory cell array 20 to detect bad row lines and bad column lines. In particular, the test circuit 30 detects the largest bad row line or the largest bad column line including the most bad memory cells among bad row lines and bad column lines, and outputs an address corresponding thereto as a detection result, Try to repair the most defective line first. Thus, the use efficiency of the redundancy memory can be increased.
바람직하기로는, 테스트 회로(30)는 로우 어드레스 발생회로(310), 칼럼 어드레스 발생회로(320), 테스트 패턴 발생 회로(330), 비교회로(340) 및 리페어 판단회로(350)를 포함한다.Preferably, the test circuit 30 includes a row address generation circuit 310, a column address generation circuit 320, a test pattern generation circuit 330, a comparison circuit 340, and a repair determination circuit 350.
로우 어드레스 발생회로(310)는 메모리셀들에 억세스하기 위하여 로우 라인을 지정하는 내부 로우 어드레스(I_X_ADDR)를 발생한다. 칼럼 어드레스 발생회로(320)는 메모리셀들에 억세스하기 위하여 칼럼 라인을 지정하는 내부 칼럼 어드레스(I_Y_ADDR)를 발생한다. 설명의 편의상, 로우 어드레스 발생 회로(310)와 칼럼 어드레스 발생회로(320)를 합쳐, 어드레스 발생 회로로 지칭된다. 그리고, 로우 어드레스(X_ADDR) 및 칼럼 어드레스(Y_ADDR)를 합쳐 어드레스로 지칭된다.The row address generation circuit 310 generates an internal row address I_X_ADDR specifying a row line to access the memory cells. The column address generation circuit 320 generates an internal column address I_Y_ADDR specifying a column line to access the memory cells. For convenience of description, the row address generating circuit 310 and the column address generating circuit 320 are collectively referred to as an address generating circuit. The row address X_ADDR and the column address Y_ADDR are collectively referred to as an address.
바람직하기로는, 반도체 메모리 장치는 테스트 제어 신호(ATR)에 응답하여, 내부 로우 어드레스(I_X_ADDR) 및 반도체 메모리 장치의 핀을 통하여 입력되는 외부 로우 어드레스(E_X_ADDR) 중의 어느 하나를 선택하여 로우 어드레스(X_ADDR)로서 출력하는 제1 선택기(510), 테스트 제어 신호(ATR)에 응답하여, 내부 칼럼 어드레스(I_Y_ADDR) 및 외부 칼럼 어드레스(E_Y_ADDR) 중의 어느 하나를 선택하여 칼럼 어드레스(Y_ADDR)로서 출력하는 제2 선택기(520)를 더 구비한다. 여기서, 테스트 제어 신호(ATR)는 반도체 메모리 장치로 하여금 본 발명의 일실시예에 따른 자동 테스트 및 리페어 모드로 진입하도록 하는 신호이다.Preferably, the semiconductor memory device selects one of an internal row address I_X_ADDR and an external row address E_X_ADDR input through a pin of the semiconductor memory device in response to the test control signal ATR, thereby selecting the row address X_ADDR. In response to the first selector 510 to be outputted as () and the test control signal ATR, a second to select one of the internal column address I_Y_ADDR and the external column address E_Y_ADDR to output as the column address Y_ADDR. A selector 520 is further provided. Here, the test control signal ATR is a signal for causing the semiconductor memory device to enter the automatic test and repair mode according to an embodiment of the present invention.
테스트 제어 신호를 발생시키는 회로가 도 3에 도시된다. 이를 참조하면, 테스트 제어 신호(ATR)는 외부 전원의 인가 여부를 나타내는 파워온리셋 신호(PWR_ON_R)가 하이레벨로 활성화된 상태에서, 테스트 인에이블 신호(TST_EN)에 의해 발생된다. 테스트 인에이블 신호(TST_EN)는 반도체 메모리 장치의 외부에서 인가되는 신호로서, 파워온리셋 신호(PWR_ON_R)와 테스트 인에이블 신호(TST_EN)가 모두 하이레벨로 활성화되면, 테스트 제어 신호(ATR)가 활성화되고, 이에 의해 반도체 메모리 장치는 자동 테스트 및 리페어 모드로 진입된다.A circuit for generating a test control signal is shown in FIG. Referring to this, the test control signal ATR is generated by the test enable signal TST_EN while the power-on reset signal PWR_ON_R indicating whether the external power is applied is activated at a high level. The test enable signal TST_EN is a signal applied from the outside of the semiconductor memory device. When both the power-on reset signal PWR_ON_R and the test enable signal TST_EN are activated at a high level, the test control signal ATR is activated. As a result, the semiconductor memory device enters the automatic test and repair mode.
다시 도 2를 참조하면, 반도체 메모리 장치는 로우 어드레스(X_ADDR) 및 칼럼 어드레스(Y_ADDR)를 각각 수신하여 대응되는 로우 라인 및 칼럼 라인을 구동시키는 로우 디코더(530) 및 칼럼 디코더(540)를 더 구비한다.Referring back to FIG. 2, the semiconductor memory device further includes a row decoder 530 and a column decoder 540 that receive a row address X_ADDR and a column address Y_ADDR, respectively, and drive corresponding row and column lines. do.
그리고, 테스트 패턴 발생 회로(330)는 메모리셀들에 기입할 테스트 데이터(T_DAT)를 생성한다. 바람직하기로는, 테스트 데이터(T_DAT)는 하이레벨과 로우레벨이 교호하는 체크보드 패턴(check-board pattern)이다. 체크보드 패턴이란, 로우라인 방향으로, 또한 칼럼라인 방향으로 동일한 레벨의 데이터가 연속하지 않는 테스트 데이터 패턴으로서, 예를 들어, 101010...인 패턴이다. 이와 같이 체크 보드 패턴을 가지는 테스트 데이터(T_DAT)를 발생시키는 테스트 패턴 발생 회로(330)와 이들 데스트 데이터(T_DAT)를 메모리셀에 순차적으로 기입하기 위하여 순차적으로 증가하거나 감소하는 내부 로우 어드레스(I_X_ADDR) 및 내부 칼럼 어드레스(I_Y_ADDR)를 발생하는 어드레스 발생회로(610)의 일 예가 도 4에 도시된다.The test pattern generator 330 generates test data T_DAT to be written in the memory cells. Preferably, the test data T_DAT is a check-board pattern in which the high level and the low level are alternated. The checkerboard pattern is a test data pattern in which data of the same level is not continuous in the row line direction and the column line direction, and is a pattern of, for example, 101010. As such, the test pattern generation circuit 330 for generating the test data T_DAT having the check board pattern and the internal row address I_X_ADDR sequentially increasing or decreasing to sequentially write the test data T_DAT into the memory cells. 4 illustrates an example of an address generating circuit 610 that generates an internal column address I_Y_ADDR.
도 4를 참조하면, 어드레스 발생회로(610)는 증분 가산기(612)만으로 구성된다. 증분 가산기(612)는 이전 출력값에 소정값을 더하여 출력하는 소자이다. 그리고, 테스트 패턴 발생 회로(330)는 멀티플렉서(332) 하나로 간단히 구성된다. 멀티플렉서(332)의 일 입력 단자로는 0부터 시작하여 교번하는 데이터가 입력되고, 다른 입력 단자로는 1부터 시작하여 교번하는 데이터가 입력된다. 멀티플렉서(332)는 어드레스 발생회로(610)로부터 발생하는 내부 어드레스(I_ADDR)에 응답하여, 즉, 내부 어드레스(I_ADDR)가 홀수인지 짝수인지에 따라, 입력되는 데이터를 멀티플렉싱하여 테스트 데이터(T_DAT)로서 출력한다. 도 4와 같은 간단한 구조의 테스트 패턴 발생 회로(330) 및 어드레스 발생회로(610)는 최소의 점유 면적을 차지하므로, 반도체 메모리 장치에 내장되기에 매우 적합하다.Referring to Fig. 4, the address generating circuit 610 is composed of only the incremental adder 612. Incremental adder 612 is a device that outputs by adding a predetermined value to a previous output value. The test pattern generator 330 is simply configured as a multiplexer 332. Alternating data starting from 0 is input to one input terminal of the multiplexer 332, and alternating data starting from 1 is input to the other input terminal. The multiplexer 332 multiplexes the input data in response to the internal address I_ADDR generated from the address generation circuit 610, that is, according to whether the internal address I_ADDR is odd or even, and as the test data T_DAT. Output Since the test pattern generator 330 and the address generator 610 of the simple structure as shown in FIG. 4 occupy a minimum occupied area, the test pattern generator 330 and the address generator 610 are well suited for being embedded in a semiconductor memory device.
테스트 데이터(T_DAT)는 내부 어드레스(I_ADDR), 즉, 내부 로우 어드레스(I_X_ADDR) 및 내부 칼럼 어드레스(I_Y_ADDR)가 지정하는 메모리셀에 기입된다. 그리고, 기입된 데이터는 후에 다시 독출되고, 해당 메모리셀이 불량인지 여부를 판단하기 위하여, 독출된 데이터와 비교된다.The test data T_DAT is written in the memory cells designated by the internal address I_ADDR, that is, the internal row address I_X_ADDR and the internal column address I_Y_ADDR. The written data is read again later, and compared with the read data to determine whether the corresponding memory cell is defective.
다시 도 2를 참조하면, 바람직하기로는 반도체 메모리 장치는 테스트 제어 신호(ATR)에 응답하여, 테스트 데이터(T_DAT) 및 외부로부터 입력되는 데이터(E_DAT) 중의 어느 하나를 선택하여 기입 데이터(W_DAT)로서 출력하는 제3 선택기(550)를 더 구비한다.Referring back to FIG. 2, preferably, the semiconductor memory device selects one of the test data T_DAT and the data E_DAT input from the outside as the write data W_DAT in response to the test control signal ATR. A third selector 550 is further provided.
비교 회로(340)는 메모리셀들에 기입한 데이터(W_DAT)와 메모리셀들로부터 독출한 데이터(R_DAT)를 비교한다.The comparison circuit 340 compares the data W_DAT written in the memory cells with the data R_DAT read from the memory cells.
리페어 판단회로(350)는 비교 회로(340)에서 출력되는 비교 결과(CMP_R)에근거하여, 최대 불량 로우 라인에 대응하는 어드레스를 구하여 리페어 로우 어드레스(R_X_ADDR)로서 출력하거나 또는 최대 불량 칼럼 라인에 대응하는 어드레스를 구하여 리페어 칼럼 어드레스(R_Y_ADDR)로서 출력한다. 리페어 로우 어드레스(R_X_ADDR) 또는 리페어 칼럼 어드레스(R_Y_ADDR)가 검출 결과에 해당된다.The repair determination circuit 350 obtains an address corresponding to the largest bad row line based on the comparison result CMP_R output from the comparison circuit 340 and outputs the address as the repair row address R_X_ADDR or corresponds to the maximum bad column line. The address to be obtained is obtained and output as the repair column address R_Y_ADDR. The repair row address R_X_ADDR or the repair column address R_Y_ADDR corresponds to the detection result.
비교 회로(340)와 리페어 판단회로(350)의 상세한 블록도가 도 5에 도시된다. 도 5를 참조하면, 비교 회로(340)는 다수의 비교기(342)와 카운터(344)로 구현된다. 비교기(342)는 배타적 논리합 게이트이다. 바람직하기로는 비교기(342)의 수는 메모리 데이터 버스(data bus)(620)의 수와 같다. 메모리 데이터 버스(620)는 메모리셀 어레이(20)와 연결되어 메모리셀 어레이(20)로부터 데이터를 독출하고, 메모리셀 어레이(20)에 데이터를 기입하기 위한 데이터 라인으로서, 이 데이터 버스의 수에 따라 반도체 메모리 장치는 X8, X16 등으로 동작할 수 있다. 따라서, X16인 경우에는 비교기(342)의 개수도 16인 것이 바람직하다.A detailed block diagram of the comparison circuit 340 and the repair determination circuit 350 is shown in FIG. 5. Referring to FIG. 5, the comparison circuit 340 is implemented with a plurality of comparators 342 and a counter 344. Comparator 342 is an exclusive OR gate. Preferably the number of comparators 342 is equal to the number of memory data buses 620. The memory data bus 620 is a data line connected to the memory cell array 20 to read data from the memory cell array 20 and to write data to the memory cell array 20. Accordingly, the semiconductor memory device may operate as X8, X16, or the like. Therefore, in the case of X16, the number of the comparators 342 is also preferably 16.
각각의 비교기(342)는 데이터 버스(620)를 통해 출력되는 하나의 독출 데이터(R_DAT)와 테스트 패턴 발생회로(330)에서 발생되어 해당 메모리셀에 기입된 기입 데이터(W_DAT)를 각각 수신하여, 이를 비교한다. 이 때, 비교기(342)는 입력되는 두 데이터(R_DAT, W_DAT)가 같은 경우, 즉 해당 메모리셀이 불량이 아닌 경우에는 '0'을 출력하고, 입력되는 두 데이터(R_DAT, W_DAT)가 다른 경우, 즉 해당 메모리셀이 불량인 경우에는 '1'을 출력한다. 카운터(344)는 각각의 비교기(342)로부터 출력되는 '0' 또는 '1'을 수신하여 '1'의 수를 카운트한다. 카운터(344)는 카운트된 '1'의 수를 불량 개수(FN)로서 출력한다. 바람직하기로는 카운터(344)는 로우 라인 및 칼럼 라인 단위로 불량 개수(FN)를 출력한다. 카운터(344)에서 출력되는 불량 개수(FN)가 비교 결과(CMP_R)에 해당된다.Each comparator 342 receives one read data R_DAT output from the data bus 620 and the write data W_DAT generated in the test pattern generator 330 and written in the corresponding memory cell, respectively. Compare this. At this time, the comparator 342 outputs '0' when two input data R_DAT and W_DAT are the same, that is, when the corresponding memory cell is not defective, and when the two input data R_DAT and W_DAT are different. That is, '1' is output when the memory cell is defective. The counter 344 receives' 0 'or' 1 'output from each comparator 342 and counts the number of' 1's. The counter 344 outputs the counted '1' as the defective number FN. Preferably, the counter 344 outputs the defective number FN in units of row lines and column lines. The defective number FN output from the counter 344 corresponds to the comparison result CMP_R.
리페어 판단 회로(340)는 제1 및 제2 레지스터(357,358), 불량 개수 비교기(356), 제1 및 제2 먹서(352,354)를 포함한다. 제1 레지스터(357)는 불량 개수(FN)를 저장하기 위한 것이고, 제2 레지스터(358)는 불량 개수(FN)에 대응하는 내부 어드레스(I_ADDR)를 저장하기 것이다. 불량 개수 비교기(356)는 카운터(344)로부터 출력되는 불량 개수(FN)를 제1 레지스터(357)에 저장되어 있는 값(B_FN)과 비교하여, 불량 개수(FN)가 제1 레지스터(357)에 저장되어 있는 값(B_FN)보다 크면, 활성하는 선택신호(SS)를 발생한다. 제1 먹서(352)는 선택 신호(SS)에 응답하여, 불량 개수(FN)를 제1 레지스터(357)로 저장한다. 따라서, 제1 레지스터(357)에는 더 큰 값을 가지는 불량 개수(FN)로 계속 업데이트되어 저장된다. 그리고, 결국에는 가장 큰 값을 가지는 최대 불량 개수가 저장된다. 제2 먹서(354)는 선택 신호(SS)에 응답하여, 내부 로우 어드레스(I_X_ADDR) 또는 내부 칼럼 어드레스(I_Y_ADDR)를 제2 레지스터(358)로 저장한다. 따라서, 제2 레지스터(358)에는 제1 레지스터(357)에 저장되는 최대 불량 개수에 대응되는 불량 로우 라인 또는 불량 칼럼 라인의 어드레스, 즉 검출 결과인 리페어 로우 어드레스(R_X_ADDR) 또는 리페어 칼럼 어드레스(R_Y_ADDR)가 저장된다.The repair determination circuit 340 includes first and second registers 357 and 358, a defective number comparator 356, and first and second instructions 352 and 354. The first register 357 is for storing the bad number FN, and the second register 358 is for storing the internal address I_ADDR corresponding to the bad number FN. The defective number comparator 356 compares the defective number FN output from the counter 344 with the value B_FN stored in the first register 357, so that the defective number FN is equal to the first register 357. If the value is larger than the value B_FN stored in the control unit, an active selection signal SS is generated. The first feeder 352 stores the defective number FN in the first register 357 in response to the selection signal SS. Therefore, the first register 357 is continuously updated and stored with the defective number FN having a larger value. In the end, the maximum defective number having the largest value is stored. The second mixer 354 stores the internal row address I_X_ADDR or the internal column address I_Y_ADDR in the second register 358 in response to the selection signal SS. Therefore, in the second register 358, an address of a bad row line or a bad column line corresponding to the maximum number of defectives stored in the first register 357, that is, a repair row address R_X_ADDR or a repair column address R_Y_ADDR that is a detection result. ) Is stored.
리페어 회로(40)는 테스트 회로(30)로부터 출력되는 검출 결과인 리페어 로우 어드레스(R_X_ADDR) 또는 리페어 칼럼 어드레스(R_Y_ADDR)에 응답하여, 불량인로우 라인을 리던던시 로우 라인으로 대체하고 불량인 칼럼 라인을 리던던시 칼럼 라인으로 대체한다.In response to the repair row address R_X_ADDR or repair column address R_Y_ADDR, which is a detection result output from the test circuit 30, the repair circuit 40 replaces the defective in-line line with the redundancy row line and replaces the defective column line. Replace with a redundancy column line.
바람직하기로는 리페어 회로(40)는 리페어 어드레스(R_X_ADDR 또는 R_Y_ADDR, 이하 R_ADDR)에 응답하여, 전기적으로 활성하는 퓨즈를 포함한다. 불량인 로우 라인을 리던던시 로우 라인으로 대체하기 위한 퓨즈들의 어레이가 로우 퓨즈 박스(410)이고, 불량인 칼럼 라인을 리던던시 칼럼 라인으로 대체하기 위한 퓨즈들의 어레이가 칼럼 퓨즈 박스(420)이다.Preferably, the repair circuit 40 includes a fuse that is electrically activated in response to the repair address R_X_ADDR or R_Y_ADDR (hereinafter R_ADDR). The array of fuses for replacing a defective low line with a redundant low line is a low fuse box 410, and the array of fuses for replacing a defective column line with a redundancy column line is a column fuse box 420.
퓨즈는 리페어 어드레스(R_ADDR)에 응답하여 전기적으로 절단(open)되는 퓨즈일 수도 있고, 전기적으로 단락(short)되는 퓨즈일 수도 있다. 리페어 회로(40)는 각 퓨즈에 대해 퓨즈의 사용 여부를 저장하기 위해, 퓨즈의 양단의 전압을 배타적 논리합하는 배타적 논리합 수단과 배타적 논리합 수단의 결과 또는 반전 결과를 퓨즈 상태로서 저장하는 퓨즈 상태 레지스터를 더 포함할 수 있다.The fuse may be a fuse that is electrically open in response to the repair address R_ADDR, or a fuse that is electrically shorted. The repair circuit 40 includes, for each fuse, a fuse state register for storing the result of the exclusive OR of the exclusive OR of the voltages on both ends of the fuse and the result of the exclusive OR of the fuse or the inversion result as a fuse state. It may further include.
도 6은 도 2에 도시된 반도체 메모리 장치의 리페어 회로(40)의 일 구현예를 보여주는 회로도이다. 도 6에 도시된 회로는 하나의 퓨즈를 포함하는 회로로서, 다수의 퓨즈를 포함하는 리페어 회로(40)의 일부이다.FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the repair circuit 40 of the semiconductor memory device shown in FIG. 2. The circuit shown in FIG. 6 is a circuit including one fuse and is a part of the repair circuit 40 including a plurality of fuses.
이를 참조하면, 리페어 회로(40)는 퓨즈(FS), 피모스 트랜지스터(PM), 제1 내지 제5 엔모스 트랜지스터(NM1~NM5), 배타적 논리합 게이트(XOR) 및 인버터(INV)를 포함한다.Referring to this, the repair circuit 40 includes a fuse FS, a PMOS transistor PM, first to fifth NMOS transistors NM1 to NM5, an exclusive OR gate XOR, and an inverter INV. .
피모스 트랜지스터(PM)는 제1 노드(N1)를 프리차아지(precharge)시키기 위한 트랜지스터로서, 프리차아지 신호(PRCH_TST)가 로우 레벨로 활성하면, 제1노드(N1)를 전원전압(VCC) 레벨로 프리차아지시킨다.The PMOS transistor PM is a transistor for precharging the first node N1. When the precharge signal PRCH_TST is activated at a low level, the PMOS transistor PM supplies the power supply voltage VCC to the first node N1. ) Precharge to level.
제1 엔모스 트랜지스터(NM1)는 특정의 리페어 어드레스(R_ADDR)에 응답하여 턴온된다. 그리고, 퓨즈(FS)를 활성화하기 위해, 퓨즈 전압(V_FUSE)이 인가된다. 제2 노드(N2)에 퓨즈 전압(V_FUSE)이 인가되고 제2 엔모스 트랜지스터(NM2)의 게이트로 입력되는 퓨즈 전압 인가 신호(V_FUSE_EN)가 활성화되면, 제3 노드(N3)가 퓨즈 전압(V_FUSE) 레벨을 갖게 된다. 제3 내지 제5 엔모스 트랜지스터들(NM3~NM5)은 상대적으로 큰 전압인 퓨즈 전압(V_FUSE)에 의한 다른 소자의 손상을 방지하기 위한 트랜지스터들로서, 각 게이트에 퓨즈 전압(V_FUSE)의 1/2에 해당하는 전압(HALF_V_FUSE)이 인가된다.The first NMOS transistor NM1 is turned on in response to a specific repair address R_ADDR. Then, in order to activate the fuse FS, a fuse voltage V_FUSE is applied. When the fuse voltage V_FUSE is applied to the second node N2 and the fuse voltage application signal V_FUSE_EN input to the gate of the second NMOS transistor NM2 is activated, the third node N3 is the fuse voltage V_FUSE. ) Will have a level. The third to fifth NMOS transistors NM3 to NM5 are transistors for preventing damage to another device due to a relatively large voltage of the fuse voltage V_FUSE, and are 1/2 of the fuse voltage V_FUSE at each gate. The corresponding voltage HALF_V_FUSE is applied.
제3 노드(N3)가 퓨즈 전압(V_FUSE) 레벨이 되면, 퓨즈(FS)의 절연막이 파괴되고, 퓨즈(FS)가 단락되어 양쪽 노드(N3, N4)의 전위차가 0이 된다. 이와 같이, 퓨즈(FS)가 활성화되면, 해당 리페어 어드레스(R_ADDR)에 대한 리페어가 이루어진 것이다.When the third node N3 is at the fuse voltage V_FUSE level, the insulating film of the fuse FS is broken, the fuse FS is shorted, and the potential difference between the nodes N3 and N4 is zero. As such, when the fuse FS is activated, a repair for the corresponding repair address R_ADDR is performed.
배타적 논리합 게이트(XOR) 및 인버터(INV)는 퓨즈(FS)의 상태를 나타내기 위한 소자들이다. 퓨즈(FS)가 정상적으로 활성화되면, 퓨즈 양단의 전위차가 없으므로, 배타적 논리합 게이트(XOR)의 출력은 0이다. 따라서, 배타적 논리합 게이트(XOR)의 출력을 반전한 결과인 퓨즈 상태 신호(FS_ST)는 1이 된다. 즉, 퓨즈 상태 신호(FS_ST)가 '1'로 되면, 해당 퓨즈(FS)는 정상적으로 활성화되었음을 의미한다. 퓨즈 상태 신호(FS_ST)는 레지스터(미도시)에 저장될 수 있다.The exclusive OR gate XOR and the inverter INV are elements for indicating the state of the fuse FS. When the fuse FS is normally activated, since there is no potential difference across the fuse, the output of the exclusive OR gate XOR is zero. Therefore, the fuse state signal FS_ST, which is the result of inverting the output of the exclusive OR gate XOR, becomes 1. That is, when the fuse state signal FS_ST becomes '1', it means that the fuse FS is normally activated. The fuse status signal FS_ST may be stored in a register (not shown).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 자동 테스트 및리페어 방법을 보여주는 흐름도로서, 도 7a는 자동 테스트 방법을 도 7b는 자동 리페어 방법을 보여준다. 이를 참조하여, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 전체적인 동작을 설명한다.FIG. 7 is a flowchart illustrating an automatic test and repair method of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, FIG. 7A illustrates an automatic test method, and FIG. 7B illustrates an automatic repair method. With reference to this, the overall operation of the semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention described above will be described.
먼저, 도 7a를 참조하면, 테스트 인에이블 신호에 의하여 자동 테스트 신호(ATR: Auto Test Repair)가 활성화된다(S200). 자동 테스트 신호(ATR)의 활성화에 의해, 반도체 메모리 장치가 자동 테스트 및 리페어 모드로 진입하면, 체크 보드 패턴의 테스트 데이터를 발생하여 모든 메모리셀에 기입한다(S202). 이를 위하여, 어드레스가 순차적으로 증가되어 발생된다.First, referring to FIG. 7A, an auto test signal (ATR) is activated by a test enable signal (S200). When the semiconductor memory device enters the automatic test and repair mode by activating the automatic test signal ATR, test data of a check board pattern is generated and written in all memory cells (S202). For this purpose, the address is sequentially generated and generated.
모든 메모리셀에 데스트 데이터가 기입되면(S202), 어드레스 발생회로를 리셋시켜, 어드레스 발생회로의 출력 값을 시작 어드레스로 한다(S204). 시작 어드레스부터 시작하여 순차적으로 어드레스를 증가시키면서(S206), 해당 어드레스의 메모리셀로부터 데이터를 독출한다(S208). 그리고, 독출된 데이터를 예측 데이터와 비교한다(S210). 예측 데이터란, 해당 어드레스에 기입한 데이터이다. 예측 데이터는 해당 어드레스가 홀수인지 짝수인지에 따라 알 수 있는 값이므로, 예측 데이터과 독출된 데이터의 비교가 간단하다.When the test data is written to all the memory cells (S202), the address generating circuit is reset to set the output value of the address generating circuit as the start address (S204). The data is read out from the memory cell of the corresponding address (S206) while sequentially increasing the address starting from the start address (S208). Then, the read data is compared with the prediction data (S210). The predictive data is data written to the address. Since the predictive data is a value which can be known depending on whether the corresponding address is odd or even, it is easy to compare the predicted data with the read data.
데이터를 독출한 후(S208), 해당 어드레스의 메모리셀에는 그 메모리셀에 기입한 데이터의 반전 데이터를 기입한다(S212). 즉, 이전에, 1을 기입했다면, 이번에는 0을 기입한다.After the data is read (S208), inverted data of the data written in the memory cell is written into the memory cell at the address (S212). That is, if 1 was written previously, 0 is written this time.
이와 같은 독출, 비교 및 반전 데이터의 기입 과정이 마지막 어드레스가 지정하는 메모리셀까지 수행되면(S214), 어드레스 발생회로가 리셋되어, 어드레스가다시 시작 어드레스로 초기화된다(S216).When such reading, comparing, and inversion data writing processes are performed up to the memory cell designated by the last address (S214), the address generating circuit is reset, and the address is initialized to the start address again (S216).
시작 어드레스부터 마지막 어드레스까지 순차적으로 어드레스를 증가시키면서(S218), 다시 해당 메모리셀로부터 데이터를 독출한다(S220). 독출된 데이터는 다시 예측 데이터와 비교된다(S222). 마지막 어드레스까지 진행되면(S224), 테스트는 종료되고(S226), 단계 S210 및 S222의 비교 결과를 이용하여, 리페어 어드레스가 결정된다(S228). 비교 결과는 불량이 발생한 로우 라인 또는 칼럼 라인의 불량 개수이다.The address is sequentially increased from the start address to the last address (S218), and data is read again from the corresponding memory cell (S220). The read data is compared with the prediction data again (S222). If the process proceeds to the last address (S224), the test is ended (S226), and the repair address is determined using the comparison result of steps S210 and S222 (S228). The comparison result is the number of failures of the row line or the column line where the failure occurred.
바람직하기로는, 먼저, 모든 로우 라인에 대해, 테스트를 수행하여, 불량인 로우 라인의 어드레스와 불량개수를 얻는다. 그 다음으로, 모든 칼럼 라인에 대하여 테스트를 수행하여, 불량인 칼럼 라인의 어드레스와 불량 개수를 얻는다. 이러한 모든 결과들이 리페어 판단회로로 입력되어, 그 중에서 가장 불량이 많은 하나의 로우 라인 또는 칼럼 라인을 구한다. 따라서, 가장 불량이 많은 라인을 먼저 리페어할 수 있다. 그러므로, 리던던시 메모리를 효율적으로 사용할 수 있게 된다.Preferably, first, a test is performed on all the row lines to obtain the address and the number of defects of the defective row line. Next, a test is performed on all the column lines to obtain the address and the number of the defective column lines. All these results are input to the repair determination circuit to find one row line or column line having the most defect among them. Therefore, the line with the most defects can be repaired first. Therefore, the redundancy memory can be used efficiently.
리페어 어드레스가 구해지면, 다음에는 리페어 과정이 수행된다. 도 7b를 참조하면, 먼저, 리페어 어드레스를 이용하여 특정의 퓨즈를 활성화시킴으로써, 불량인 라인을 리던던시 라인으로 대체한다(S300).When the repair address is obtained, the repair process is performed next. Referring to FIG. 7B, first, by activating a specific fuse using a repair address, a defective line is replaced with a redundancy line (S300).
퓨즈를 활성시킨 후에는(S300), 퓨즈 상태를 확인한다(S302). 퓨즈 상태의 확인은 퓨즈 상태 신호를 저장해둔 레지스터의 값을 읽어봄으로써 알 수 있다. 퓨즈 상태가 활성 상태가 아니면, 소정의 N번까지 해당 퓨즈를 다시 활성화시킨다(S304, S300). 임계치인 N번까지도 퓨즈가 정상적으로 활성화되지 않았거나, 또는 퓨즈가 정상적으로 활성화되면, 해당 리던던시 라인을 불사용으로 설정한다(S306). 리던던시 라인의 불사용 여부를 저장하기 위해, 각 리던던시 라인마다 퓨즈 레지스터가 구비될 수 있다. 즉, 퓨즈 레지스터는 리던던시 로우 및 리던던시 칼럼당 하나씩 구비되며, 해당 퓨즈 레지스터의 값이 1이면, 대응되는 리던던시 로우 라인 또는 리던던시 칼럼 라인이 이미 사용되었거나 또는 사용 불능임을 의미한다.After the fuse is activated (S300), the fuse state is checked (S302). Checking the fuse status can be done by reading the value of the register that stores the fuse status signal. If the fuse state is not active, the fuse is reactivated up to a predetermined N times (S304, S300). If the fuse is not normally activated even up to the threshold value N, or if the fuse is normally activated, the corresponding redundancy line is set to not used (S306). To store whether or not the redundancy line is used, a fuse resistor may be provided for each redundancy line. That is, one fuse resistor is provided for each of the redundancy row and the redundancy column, and if the value of the fuse resistor is 1, it means that the corresponding redundancy row line or the redundancy column line is already used or disabled.
다음으로, 다시 내부 자동 테스트를 수행하고(S308), 리페어 어드레스를 결정한다(S310). 이를 통해, 불량 메모리셀이 존재하는지를 판단하고(S312), 불량 메모리셀이 없으면, 반도체 메모리 장치는 패스(PASS)로 판정된다(S314). 불량 메모리셀이 존재하면, 사용 가능한 리던던시 로우 라인 또는 리던던시 칼럼 라인이 존재하는지를 체크한다(S316). 사용 가능한 리던던시 라인이 있으면, 다시 사용 가능한 리던던시 라인에 대응하는 퓨즈를 활성화시키는 과정을 반복한다(S300). 만약, 사용 가능한 리던던시 라인이 존재하지 않으면, 반도체 메모리 장치는 패일(FAIL)로 판정된다(S318).Next, an internal automatic test is performed again (S308), and a repair address is determined (S310). Through this, it is determined whether a bad memory cell exists (S312), and if there is no bad memory cell, the semiconductor memory device is determined as a pass (PASS) (S314). If a bad memory cell exists, it is checked whether there is an available redundancy row line or a redundancy column line (S316). If there is an available redundancy line, the process of activating a fuse corresponding to the available redundancy line is repeated (S300). If there is no redundancy line available, the semiconductor memory device is determined as a fail (SAIL) (S318).
전술한 본 발명에 따른 자동 리페어 및 테스트 과정은 웨이퍼 레벨의 테스트 및 리페어 과정이다. 그러나, 본 발명에 따른 자동 리페어 및 테스트 과정은 패키지 레벨의 테스트 및 리페어 과정에도 그대로 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 자동 리페어 및 테스트 과정은 외부의 장비를 이용하는 것이 아니라, 내부적으로 수행되므로, 패키징이 이루어진 이후에도 수행 가능하기 때문이다.The above-mentioned automatic repair and test procedure according to the present invention is a wafer level test and repair procedure. However, the automatic repair and test process according to the present invention can be applied to the package level test and repair process as it is. The automatic repair and test process according to the present invention is performed internally, not using external equipment, and thus can be performed even after packaging is performed.
본 발명에 따른 자동 리페어 및 테스트 과정을 이용하여, 반도체 메모리 장치의 전체적인 테스트 및 리페어 과정을 보여주는 흐름도가 도 8에 도시된다.8 is a flowchart illustrating the overall test and repair process of the semiconductor memory device using the automatic repair and test process according to the present invention.
이를 참조하면, 웨이퍼 상태의 공정이 끝난 후(S400), 제1차 웨이퍼 레벨 자동 테스트 및 리페어를 수행한다(S402). 제1차 자동 테스트 및 리페어 결과를 이용하여 불량과 양품을 분류하는 제1차 분류 작업을 수행한다(S404). 그리고, 제1차 분류에서 다이(die)에 대해, 패키징 공정을 진행한다(S406).Referring to this, after the process of the wafer state is finished (S400), the first wafer level automatic test and repair is performed (S402). Using the first automatic test and repair results, a first classification operation for classifying defective and good products is performed (S404). Then, a packaging process is performed on the die in the first classification (S406).
패키징 공정(S406) 후에 제2차 자동 테스트 및 리페어를 수행한다(S408). 그 다음으로 번-인(burn-in) 테스트를 거치고(S410), 다시 제3차 자동 테스트 및 리페어를 수행한다(S412). 그리고, 외부의 패키지 레벨 테스트 장비(80)를 이용하여 기능 및 속도 테스트가 이루어질 수 있다(S414). 이 때에는 본 발명에 따른 자동 테스트는 생략되고, 외부 테스트의 결과에 따라, 자동 리페어만 수행된다(S414). 이 결과를 바탕으로 다시 제2차 분류 작업이 진행되고(S416), 양품에 대하여 제품화된다(S418).After the packaging process S406, a second automatic test and repair is performed (S408). Next, a burn-in test is performed (S410), and a third automatic test and repair is performed again (S412). Then, a function and speed test may be performed using an external package level test equipment 80 (S414). In this case, the automatic test according to the present invention is omitted, and only the automatic repair is performed according to the result of the external test (S414). Based on this result, the second sorting operation is again performed (S416), and the product is commercialized (S418).
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 따른 자동 테스트 및 리페어 회로를 구비하는 반도체 메모리 장치와 자동 테스트 및 리페어 방법에 의하면, 메모리 블락에 대한 테스트 및 리페어가 반도체 메모리 장치의 내부에서 자동으로 이루어짐으로써, 테스트 비용이 저렴하고 테스트 및 리페어 과정이 간단하다. 또한, 가장 불량이 많은 라인부터 검출하여 리페어함으로써, 리던던시 메모리를 최적으로 사용하게 한다.According to the semiconductor memory device having the automatic test and repair circuit and the automatic test and repair method according to the present invention, since the test and repair for the memory block is automatically performed inside the semiconductor memory device, the test cost is low and the test and repair is performed. The repair process is simple. In addition, by detecting and repairing the lines with the most defects, the redundant memory is optimally used.
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2000-0068449A KR100375998B1 (en) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | Semiconductor device having embedded auto test and repair function and Method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2000-0068449A KR100375998B1 (en) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | Semiconductor device having embedded auto test and repair function and Method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20020038298A KR20020038298A (en) | 2002-05-23 |
KR100375998B1 true KR100375998B1 (en) | 2003-03-15 |
Family
ID=19699673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR10-2000-0068449A KR100375998B1 (en) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | Semiconductor device having embedded auto test and repair function and Method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100375998B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020061193A (en) * | 2001-01-15 | 2002-07-24 | (주)실리콘세븐 | Auto refair method for repairing failure memory block in semiconductor memory device |
US10141065B1 (en) | 2017-08-29 | 2018-11-27 | Cypress Semiconductor Corporation | Row redundancy with distributed sectors |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100393214B1 (en) * | 2001-02-07 | 2003-07-31 | 삼성전자주식회사 | Apparatus of recognizing chip identification for reducing pad and semiconductor device having the same |
KR100697839B1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-03-20 | 조성환 | Energy saving and multi-function window |
KR100897285B1 (en) | 2006-10-02 | 2009-05-14 | 삼성전자주식회사 | Multichip and Repairing Method therof |
US9087554B1 (en) | 2012-12-21 | 2015-07-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Memory device, method for performing refresh operation of the memory device, and system including the same |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19990069338A (en) * | 1998-02-06 | 1999-09-06 | 윤종용 | Fault Repair Circuit with Built-in Self Test Circuit and Defect Repair Method Using the Same |
US5970000A (en) * | 1998-02-02 | 1999-10-19 | International Business Machines Corporation | Repairable semiconductor integrated circuit memory by selective assignment of groups of redundancy elements to domains |
JP2000030483A (en) * | 1998-07-15 | 2000-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | Bist circuit for large-scale memory |
US6145092A (en) * | 1997-04-22 | 2000-11-07 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and method implementing repairs on a memory device |
JP2000311497A (en) * | 1999-04-19 | 2000-11-07 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor memory |
KR20000074285A (en) * | 1999-05-19 | 2000-12-15 | 윤종용 | Method and apparatus for repairing fail of memory |
KR20010035837A (en) * | 1999-10-04 | 2001-05-07 | 윤종용 | Self repair method for Embedded memory |
-
2000
- 2000-11-17 KR KR10-2000-0068449A patent/KR100375998B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6145092A (en) * | 1997-04-22 | 2000-11-07 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and method implementing repairs on a memory device |
US5970000A (en) * | 1998-02-02 | 1999-10-19 | International Business Machines Corporation | Repairable semiconductor integrated circuit memory by selective assignment of groups of redundancy elements to domains |
KR19990069338A (en) * | 1998-02-06 | 1999-09-06 | 윤종용 | Fault Repair Circuit with Built-in Self Test Circuit and Defect Repair Method Using the Same |
JP2000030483A (en) * | 1998-07-15 | 2000-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | Bist circuit for large-scale memory |
JP2000311497A (en) * | 1999-04-19 | 2000-11-07 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor memory |
KR20000074285A (en) * | 1999-05-19 | 2000-12-15 | 윤종용 | Method and apparatus for repairing fail of memory |
KR20010035837A (en) * | 1999-10-04 | 2001-05-07 | 윤종용 | Self repair method for Embedded memory |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020061193A (en) * | 2001-01-15 | 2002-07-24 | (주)실리콘세븐 | Auto refair method for repairing failure memory block in semiconductor memory device |
US10141065B1 (en) | 2017-08-29 | 2018-11-27 | Cypress Semiconductor Corporation | Row redundancy with distributed sectors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20020038298A (en) | 2002-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5638331A (en) | Burn-in test circuit and method in semiconductor memory device | |
US6281739B1 (en) | Fuse circuit and redundant decoder | |
JP3645296B2 (en) | Burn-in control circuit for semiconductor memory device and burn-in test method using the same | |
US5343429A (en) | Semiconductor memory device having redundant circuit and method of testing to see whether or not redundant circuit is used therein | |
US6160745A (en) | Semiconductor storage device | |
US7298658B2 (en) | Semiconductor memory device using row redundancy and I/O redundancy scheme based on a preset order and a defect order | |
KR20040011440A (en) | Method and apparatus for built-in self-repair of memory storage arrays | |
KR102253011B1 (en) | Repair circuit and semiconductor memory device including the same | |
US6501691B2 (en) | Word-line deficiency detection method for semiconductor memory device | |
US5659549A (en) | Memory test system having a pattern generator for a multi-bit test | |
US6731561B2 (en) | Semiconductor memory and method of testing semiconductor memory | |
KR100375998B1 (en) | Semiconductor device having embedded auto test and repair function and Method thereof | |
US7013414B2 (en) | Test method and test system for semiconductor device | |
JP3166281B2 (en) | Semiconductor integrated circuit and manufacturing method thereof | |
US7372752B2 (en) | Test mode controller | |
KR100489999B1 (en) | Semiconductor device, system, and method of controlling accessing to memory | |
US6809982B2 (en) | Defective cell remedy method capable of automatically cutting capacitor fuses within the fabrication process | |
US11532375B2 (en) | Latch circuit and memory device including the same | |
US11335427B1 (en) | Memory test circuit | |
CN110827878B (en) | Memory device | |
JP3866345B2 (en) | Semiconductor memory device and method for testing semiconductor memory device | |
CN114388048A (en) | Repair circuit and memory | |
US5563830A (en) | Semiconductor memory device with data bus having plurality of I/O pins and with circuitry having latching and multiplexing function | |
KR100871691B1 (en) | Method of Parallel Bit Test and semiconductor memory device using the method | |
JP3709057B2 (en) | Semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070220 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |