KR100631911B1 - method for testing redundancy memory cells in semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
리페어 효율을 증대시키기 위해 개시된 반도체 메모리 장치에서의 리던던시 메모리 셀 테스트 방법은, 리페어 공정이전의 상태에서도 리던던시 메모리 셀과 연결된 리던던시 메인 워드라인을 순차로 인에이블 시킬 수 있도록, 상기 리던던시 로우 테스트 신호를 수신하는 리던던시 메인 워드라인 카운터를 통하여 복수의 리던던시 메인 워드라인 인에이블 신호를 순차적으로 생성하는 단계와; 상기 복수의 리던던시 메인 워드라인 인에이블 신호를 리던던시 메인 로우 디코더에 인가하여 대응되는 리던던시 메인 워드라인을 인에이블시키는 단계와; 외부 로우 어드레스를 정상적으로 인가하고 노말 블록이 선택되게 하는 블록 어드레스를 인가하되 리던던시 메인 블록신호를 이용하여 노멀 블록을 디세이블 시키는 단계와; 리던던시 컬럼 테스트 신호를 수신하는 리던던시 메인 컬럼라인 카운터를 통하여 복수의 리던던시 메인 컬럼라인 인에이블 신호를 순차적으로 생성하는 단계와; 상기 복수의 리던던시 메인 컬럼라인 인에이블 신호를 리던던시 메인 컬럼 디코더에 인가하여 대응되는 리던던시 메인 컬럼라인을 인에이블시키는 단계를 가진다. In the disclosed semiconductor memory device to increase repair efficiency, the method of testing a redundant memory cell may receive the redundancy low test signal so that a redundant main word line connected to the redundant memory cell may be sequentially enabled even in a state before the repair process. Sequentially generating a plurality of redundancy main word line enable signals through a redundancy main word line counter; Applying the plurality of redundant main word line enable signals to a redundant main row decoder to enable corresponding redundancy main word lines; Applying a block address for normally applying an external row address and selecting a normal block, but disabling the normal block using a redundancy main block signal; Sequentially generating a plurality of redundancy main column line enable signals through a redundancy main column line counter receiving a redundancy column test signal; And applying a plurality of redundancy main column line enable signals to a redundancy main column decoder to enable corresponding redundancy main column lines.
반도체 메모리장치, 리던던시 메모리 셀 테스트, 레이저 퓨즈, 리페어 효율 Semiconductor Memory Device, Redundant Memory Cell Test, Laser Fuse, Repair Efficiency
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 워드라인 및 컬럼라인 관련 회로블록도1 is a circuit block diagram illustrating a word line and a column line of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 메모리 셀 어레이내의 리던던시 메인 워드라인 및 컬럼 라인의 배치도2 is a layout view of redundancy main word lines and column lines in a memory cell array;
도 3은 도 1에 관련된 리던던시 로우 테스트 타이밍도FIG. 3 is a redundancy low test timing diagram related to FIG. 1.
도 4는 도 1에 관련된 리던던시 컬럼 테스트 타이밍도4 is a redundancy column test timing diagram related to FIG. 1.
본 발명은 반도체 메모리 분야에 관한 것으로, 특히 고집적화된 스태이틱 램등과 같은 휘발성 반도체 메모리 장치에서의 리던던시 메모리 셀 테스트 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of semiconductor memory, and more particularly, to a method of testing a redundant memory cell in a volatile semiconductor memory device such as a highly integrated static RAM and the like.
통상적으로, 반도체 메모리 장치의 제조가 웨이퍼 상태에서 완료되면, 웨이 퍼 상의 각 칩은 다양한 테스트를 받게 된다. 각 칩의 회로소자들이 미리 설정된 사양으로 동작되는 가를 판별하기 위해 그러한 테스트는 필수적으로 수행되어 지며, 테스트시 다양한 테스트 파라메타들이 이용되어 칩에 대한 각종 전기적 특성 및 동작이 검사된다. 테스트의 결과로서, 반도체 메모리 칩내의 제어회로들 중에서 어느 하나가 불량인 경우에는 그 반도체 메모리 장치의 결함구제가 사실상 불가능하지만, 메모리 셀 어레이 내의 메모리 셀이 불량인 경우에는 리페어공정을 진행하여 리던던시 메모리 셀로 대치하면 되므로 결함 구제가 가능하게 된다. 즉, 정상 메모리 셀들중 일부가 결함으로 판정된 경우에 여분으로 제조된 스페어 메모리 셀로 대체를 하면 정상적인 반도체 메모리 장치로서 동작을 할 수 있는 것이다. 이와 같이 결함 구제를 위해 레이저등의 고 에너지 광에 의해 용융가능한 퓨즈들을 포함하는 퓨즈 회로가 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 및 회로소자들의 제조시 함께 만들어진다. Typically, when fabrication of a semiconductor memory device is completed in a wafer state, each chip on the wafer is subjected to various tests. Such tests are necessary to determine whether the circuit elements of each chip operate to a predetermined specification, and various test parameters are used in the test to check various electrical characteristics and operations of the chip. As a result of the test, if any one of the control circuits in the semiconductor memory chip is defective, defect repair of the semiconductor memory device is virtually impossible. If the memory cell in the memory cell array is defective, the repair process is performed by performing a redundancy memory. The replacement of the cell allows the defect to be repaired. In other words, when some of the normal memory cells are determined to be defective, the spare memory cells can be replaced with spare memory cells, which can operate as a normal semiconductor memory device. As such, a fuse circuit including fuses meltable by high energy light such as a laser for defect repair is made together in the manufacture of memory cells and circuit elements of a semiconductor memory device.
통상적인 반도체 메모리 장치에서의 리던던트 퓨즈 회로는 1999년 8월 3일자로 발행된 미합중국 특허번호 5,933,382에 개시되어 있다. 그러한 회로에 의해, 결함 메모리 셀 또는 블록 대신에 리던던시 메모리 셀 또는 블록이 디코딩회로에 의해 선택되어 데이터의 라이트/리드가 행하여진다. 상기 퓨즈 프로그래밍은 일종의 어드레스 코드 커팅작업으로서 결함난 메모리 셀 또는 블록을 리페어하여 집적회로의 제조수율을 높이는 중요한 작업이다. 따라서, 리던던트 퓨즈 회로를 제조하여 두고 노말 메모리 셀에 결함이 있는 경우 그의 어드레스와 관련된 퓨즈를 오픈하면, 그 퓨즈 오픈 정보에 의해 대응되는 리던던시 메모리 셀을 결함난 노말 메모리 셀 대신으로 구동시킬 수 있음을 알 수 있는데, 대개는 리던던시 메모리 셀의 정상동작유무에 관해서는 사전에 테스트를 하지 못한 상태에서 퓨즈 프로그래밍이 행하여진다. Redundant fuse circuits in conventional semiconductor memory devices are disclosed in US Pat. No. 5,933,382, issued August 3, 1999. With such a circuit, a redundant memory cell or block is selected by the decoding circuit instead of the defective memory cell or block to write / read data. The fuse programming is an address code cutting operation, which is an important task of increasing the manufacturing yield of integrated circuits by repairing defective memory cells or blocks. Therefore, if a redundant fuse circuit is manufactured and a normal memory cell is defective, opening a fuse associated with its address allows the redundant memory cell corresponding to the fuse open information to be driven in place of the defective normal memory cell. As can be seen, fuse programming is usually performed in a state in which redundancy memory cells are normally operated without prior testing.
그러므로, 리페어공정의 진행에 의해 대치된 리던던시 메모리 셀도 후속의 테스트 공정에서 결함을 가질 경우에는 진행된 리페어공정은 쓸모없게 되어버려 리페어 효율이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 리페어 효율을 증대시킬 수 있는 기술이 요망된다. Therefore, when the redundancy memory cell replaced by the repair process also has a defect in a subsequent test process, the repair process becomes useless and the repair efficiency is deteriorated. Therefore, a technique capable of increasing the repair efficiency is desired.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제를 해소할 수 있는 리던던시 메모리 셀 테스트 방법을 제공함에 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a redundancy memory cell test method that can solve the above problem.
본 발명의 다른 목적은 리페어 공정을 수행하기 이전에 수행되는 노말 메모리 셀 테스트 공정에서 리페어 메모리 셀 테스트를 행하는 리던던시 메모리 셀 테스트 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a redundancy memory cell test method for performing a repair memory cell test in a normal memory cell test process performed before performing a repair process.
본 발명의 또 다른 목적은 리페어 효율을 증대시킬 수 있는 리던던시 메모리 셀 테스트 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a redundancy memory cell test method capable of increasing repair efficiency.
상기한 목적들 및 타의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 아스팩트에 따른른 리던던시 메모리 셀 테스트 방법은, According to one aspect of the present invention for achieving the above objects and other objects, the redundancy memory cell test method,
노멀 메인 워드라인을 선택하는 외부 로우 어드레스를 인가하고 컬럼 어드레스를 정상적으로 인가하되, 로우 리던던시 메모리 셀 테스트시 리던던시 로우 테스트신호를 핀을 통해 제공하여 상기 노멀 메인 워드라인을 디세이블 시키는 단계와; 리페어 공정이전의 상태에서도 리던던시 메모리 셀과 연결된 리던던시 메인 워드라인을 순차로 인에이블 시킬 수 있도록, 상기 리던던시 로우 테스트 신호를 수신하는 리던던시 메인 워드라인 카운터를 통하여 복수의 리던던시 메인 워드라인 인에이블 신호를 순차적으로 생성하는 단계와; 상기 복수의 리던던시 메인 워드라인 인에이블 신호를 리던던시 메인 로우 디코더에 인가하여 대응되는 리던던시 메인 워드라인을 인에이블시키는 단계와; 외부 로우 어드레스를 정상적으로 인가하고 노말 블록이 선택되게 하는 블록 어드레스를 인가하되 리던던시 메인 블록신호를 이용하여 노멀 블록을 디세이블 시키는 단계와; 리던던시 컬럼 테스트 신호를 수신하는 리던던시 메인 컬럼라인 카운터를 통하여 복수의 리던던시 메인 컬럼라인 인에이블 신호를 순차적으로 생성하는 단계와; 상기 복수의 리던던시 메인 컬럼라인 인에이블 신호를 리던던시 메인 컬럼 디코더에 인가하여 대응되는 리던던시 메인 컬럼라인을 인에이블시키는 단계를 가짐을 특징으로 한다. Disabling the normal main word line by applying an external row address for selecting a normal main word line and applying a column address normally, and providing a redundancy low test signal through a pin during a low redundancy memory cell test; A plurality of redundant main word line enable signals are sequentially provided through a redundant main word line counter that receives the redundant low test signal so that the redundant main word lines connected to the redundant memory cells can be sequentially enabled even before the repair process. Generating to; Applying the plurality of redundant main word line enable signals to a redundant main row decoder to enable corresponding redundancy main word lines; Applying a block address for normally applying an external row address and selecting a normal block, but disabling the normal block using a redundancy main block signal; Sequentially generating a plurality of redundancy main column line enable signals through a redundancy main column line counter receiving a redundancy column test signal; And applying the plurality of redundancy main column line enable signals to a redundancy main column decoder to enable corresponding redundancy main column lines.
상기한 본 발명에 따르면, 리던던시 메모리 셀 테스트를 리페어 공정이전에 노말 메모리 셀 테스트시와 함께 행할 수 있으므로 리페어 효율이 증대된다.
According to the present invention described above, since the redundancy memory cell test can be performed together with the normal memory cell test before the repair process, the repair efficiency is increased.
상기한 본 발명의 목적들 및 타의 목적들, 특징, 그리고 동작상의 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 기술되는 본 발명의 상세하고 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. 도면들 내에서 서로 동일 내지 유사한 부분들은 설명 및 이해의 편의상 동일 내지 유사한 참조부호들로 가급적 기재됨을 주목 하여야 한다. The above and other objects, features, and operational advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same or similar parts to each other in the drawings are described with the same or similar reference numerals for convenience of explanation and understanding.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 워드라인 및 컬럼라인 관련 회로블록도가 도시된다. 도면에서, 리던던시 메인 워드라인(RMWL) 카운터(10)와 리던던시 메인 블록/컬럼라인 카운터(50)는 각기 리던던시 로우 테스트 핀과 리던던시 컬럼 테스트 핀을 통해 인가되는 리던던시 로우 테스트 신호와 리던던시 컬럼 테스트 신호를 각기 수신하여 카운팅을 행한다. 도 1은 도 2에서 보여지는 바와 같이 메모리 셀 어레이(100)내의 리던던시 메인 워드라인(RMWL) 및 리던던시 컬럼 라인(RMCL)이 각기 2라인으로 배치된 경우에 적용되는 구성을 예로써 든 것이다. 따라서, 리던던시 메인 워드라인(RMWL) 및 리던던시 컬럼 라인(RMCL)이 다수로 증대되는 경우에 도 1의 리던던시 메인 워드라인 카운터(10)와 리던던시 메인 블록/컬럼라인 카운터(50)는 그에 대응되는 신호들을 다수로 생성한다. 제1,2리던던시 메인 로우 디코더(20,21)는 각기 라인 (L2,L3)을 통해 상기 리던던시 메인 워드라인 카운터(10)와 연결되어 있으며, 제1,2리던던시 메인 컬럼 디코더(60,61)는 각기 라인 (L4,L5)을 통해 리던던시 메인 블록/컬럼라인 카운터(50)와 연결되어 있다. 복수의 노멀 메인 로우 디코더들 중 첫 번째 노멀 메인 로우 디코더(30)는 라인 (L1)을 통해 상기 리던던시 로우 테스트 핀에 연결되어 있다. 상기 리던던시 로우 테스트 핀을 통해 인가되는 리던던시 로우 테스트 신호 REDR_Test는 도 3에 도시된 바와 같이 리던던시 로우 테스트시에 하이레벨로 천이하는 타이밍을 가진다. 상기 리던던시 컬럼 테스트 핀을 통해 인가되는 리던던시 컬럼 테스트 신호 REDC_Test는 도 4에 도시된 바와 같이 리던던시 컬럼 테스트시에 하이레벨로 천이하는 타이밍을 가진다.1 is a circuit block diagram illustrating a word line and a column line of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention. In the drawing, the redundancy main word line (RMWL)
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 도 1 및 도 2의 동작을 설명한다. Hereinafter, the operation of FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 도 1에 관련된 리던던시 로우 테스트 타이밍도이고, 도 4는 도 1에 관련된 리던던시 컬럼 테스트 타이밍도이다. 먼저, 도 3을 참조하면, 로우 리페어 셀 테스트에서는 리던던시 로우 테스트 핀을 이용하여 외부 클럭신호(XKB,XK)가 도 2의 메인 워드라인(MWL1)을 디코딩하도록 고정하고, 도 1의 리던던시 메인 로우 디코더(20)내의 리페어 퓨즈 커팅이 되지 아니한 상태에서 리던던시 메인 워드라인을 인에이블 시킬 수 있도록 리던던시 메인 워드라인 카운터(10)에서 순차적으로 리던던시 메인 워드라인 인에이블 신호 (PMWLRED1,PMWLRED2)를 생성한다. 제1,2리던던시 메인 로우 디코더(20,21)는 각기 라인 (L2,L3)을 통해 상기 리던던시 메인 워드라인 카운터(10)의 상기 인에이블 신호를 수신하여 출력신호 (RMWL1,RMWL2)를 생성한다. 상기 출력신호 (RMWL1,RMWL2)는 도 2의 리던던시 메인 워드라인들(RMWL1,RMWL2)을 인에이블 시키는 신호이다. 이 경우에 컬럼 어드레스는 정상적으로 인에이블 시켜 테스트하게 되며, 노멀 메인 워드라인(MWL1)은 도 3에서 보여지는 바와 같이 상기 리던던시 로우 테스트 핀에 의해 비선택으로 간다. 이와 같이, 노멀 메인 워드라인을 선택하는 외부 로우 어드레스를 인가하고 컬럼 어드레스를 정상적으로 인가하되, 로우 리던던시 메모리 셀 테스트시 리던던시 로우 테스트신호를 핀을 통해 제공하여 상기 노멀 메인 워드라인을 디세이블 시키고 로우 리던던시 메모리 셀 테스트를 행한다. 리페어 공정이전의 상태에서도 리던던시 메모리 셀과 연결된 리던던시 메인 워드라인을 순차로 인에이블 시킬 수 있도록, 상기 리던던시 로우 테스트 신호를 수신하는 리던던시 메인 워드라인 카운터(10)를 통하여 복수의 리던던시 메인 워드라인 인에이블 신호를 순차적으로 생성하고, 상기 복수의 리던던시 메인 워드라인 인에이블 신호를 리던던시 메인 로우 디코더(20, 21)에 인가하여 대응되는 리던던시 메인 워드라인을 인에이블시키는 것에 의해, 레이저 등의 리페어 공정을 수행하기 이전에 리던던시 메모리 셀 테스트가 로우방향으로 행하여짐을 알 수 있다. 따라서, 레이저 커팅공정 즉 리페어 공정이전에 리페어 셀의 결함유무를 미리 알고서, 리페어시 이 정보를 이용하여 결함이 없는 리던던시 메모리 셀로 리페어를 적절히 행할 수 있으므로, 리페어 효율을 증대시킬 수 있게 되는 것이다. 3 is a redundancy row test timing diagram related to FIG. 1, and FIG. 4 is a redundancy column test timing diagram related to FIG. 1. First, referring to FIG. 3, in the low repair cell test, the external clock signals XKB and XK are fixed to decode the main word line MWL1 of FIG. 2 using the redundancy low test pins, and the redundancy main low of FIG. The redundancy main word line enable signals PMWLRED1 and PMWLRED2 are sequentially generated by the redundancy main
도 4를 참조하여, 컬럼 리던던시 메모리 셀 테스트를 설명한다. 컬럼 리페어 셀 테스트에서는 도 1에서 보여지는 리던던시 컬럼 테스트 핀으로 도 4에서 보여지는 파형 REDC_Test의 신호를 인가한다. RMBL RMCL 카운터(50)에서는 순차적으로 리던던시 메인 컬럼라인 인에이블 신호(PMCLRED1,PMCLRED2)를 생성하고, 이를 수신하는 리던던시 메인 컬럼 디코더(60,61)는 각기 대응되는 도 2의 리던던시 메인 컬럼라인들(RMCL1,RMCL2)을 인에이블시키는 리던던시용 컬럼 선택 신호(RMCL1,RMCL2)를 생성하는 것에 의해, 컬럼 리페어 셀이 테스트되어지게 한다. 이 경우에, 로우 어드레스는 정상적으로 인에이블되며 노말 블록을 디세이블 시키기 위해 상기 카운터(50)의 출력신호(PMBLRED1)를 이용하여 리던던시 블록을 제외한 블록을 디세이블 시킨다. 노말 셀 테스트와의 다툼을 방지하기 위해 노말 블록이 선택되게 하는 블록어드레스를 준다. 즉, 외부 로우 어드레스를 정상적으로 인가하고 노말 블록이 선택되게 하는 블록 어드레스를 인가하되, 리던던시 메인 블록신호를 이용하여 노멀 블록을 디세이블 시키는 것이다. 이와 같이, 리던던시 컬럼 테스트 신호를 수신하는 리던던시 메인 컬럼라인 카운터를 통하여 복수의 리던던시 메인 컬럼라인 인에이블 신호를 순차적으로 생성하고, 상기 복수의 리던던시 메인 컬럼라인 인에이블 신호를 리던던시 메인 컬럼 디코더에 인가하여 대응되는 리던던시 메인 컬럼라인을 인에이블시키는 것에 의해, 컬럼 방향으로 리던던시 메모리 셀의 테스트가 리페어 공정 이전에 가능하게 된다.Referring to FIG. 4, the column redundancy memory cell test will be described. In the column repair cell test, the signal of the waveform REDC_Test shown in FIG. 4 is applied to the redundancy column test pin shown in FIG. 1. The RMBL RMCL counter 50 sequentially generates the redundancy main column line enable signals PMCLRED1 and PMCLRED2, and the redundancy
한편, 리던던시 로우 및 컬럼 크로스 포인트의 테스트는 상기 로우 및 상기 컬럼 방향 테스트를 동시에 진행하는 것에 의해 달성된다. On the other hand, testing of the redundancy row and column cross point is accomplished by running the row and column direction tests simultaneously.
본 발명은 예시된 도면을 위주로 한 실시예들에 의거하여 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 본 발명의 기술적사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능하다는 것은 명백하다. 예를 들어, 로우와 컬럼방향으로 테스트중 어느 것을 먼저 행할 수 있으며 사안의 허용시 카운터의 구성을 다양하게 할 수 있음은 물론이다. The present invention has been described based on the embodiments based on the illustrated drawings, but is not limited thereto, and various changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is obvious that other embodiments may be modified, as well as equivalent embodiments. For example, one of the tests in the row and column direction can be performed first and the configuration of the counter can be varied if the matter permits.
따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위에 기재된 기술적 사항에 의해 정하여져야 할 것이다. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the technical matters described in the claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 리던던시 메모리 셀 테스트를 리페어 공정이전에 노말 메모리 셀 테스트시와 함께 행할 수 있으므로 리페어 효율이 증대되는 효과를 갖는다.
As described above, according to the present invention, since the redundancy memory cell test can be performed together with the normal memory cell test before the repair process, the repair efficiency is increased.
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