KR102680953B1 - Semiconductor Memory Device Having ECC Circuit and Test Method Thereof - Google Patents

Semiconductor Memory Device Having ECC Circuit and Test Method Thereof

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KR102680953B1
KR102680953B1 KR1020220103528A KR20220103528A KR102680953B1 KR 102680953 B1 KR102680953 B1 KR 102680953B1 KR 1020220103528 A KR1020220103528 A KR 1020220103528A KR 20220103528 A KR20220103528 A KR 20220103528A KR 102680953 B1 KR102680953 B1 KR 102680953B1
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Abstract

ECC 테스트 모드를 이용하여 메모리의 불량을 판정할 수 있는 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치 및 이를 이용한 테스트 방법이 개시된다. 이는 종래의 에러 비트를 카운트하는 방식이 아닌, ECC 회로의 ECC 테스트 모드를 이용하여 임계 불량수로 양품 또는 불량을 판단할 수 있기 때문에, 불량 셀의 어드레스를 기록 및 기억해야 하는 별도의 메모리가 요구되지 않는다. 따라서, 비용을 절감할 수 있고, 장치의 구성을 단순화할 수 있다. 또한, ECC 테스트 모드에서 단순히 임계 불량수로 양품 또는 불량을 판단할 수 있기 때문에 테스트 시간을 대폭 단축시킬 수 있다.A semiconductor memory device including an ECC circuit capable of determining memory defects using an ECC test mode and a test method using the same are disclosed. This is because the ECC test mode of the ECC circuit can be used to determine good or defective products based on the number of critical defects, rather than the conventional method of counting error bits. Therefore, a separate memory is required to record and remember the addresses of defective cells. It doesn't work. Therefore, costs can be reduced and the configuration of the device can be simplified. Additionally, in ECC test mode, good or defective products can be determined simply based on the critical number of defects, which can significantly shorten the test time.

Description

ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치 및 이를 이용한 테스트 방법{Semiconductor Memory Device Having ECC Circuit and Test Method Thereof}Semiconductor memory device having ECC circuit and test method using same {Semiconductor Memory Device Having ECC Circuit and Test Method Thereof}

본 발명은 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치 및 이를 이용한 테스트 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ECC 테스트 모드를 이용하여 메모리의 불량을 판정할 수 있는 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치 및 이를 이용한 테스트 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor memory device including an ECC circuit and a test method using the same. More specifically, a semiconductor memory device including an ECC circuit capable of determining memory defects using an ECC test mode and a test using the same. It's about method.

반도체 메모리 장치를 제조한 후에는 테스트를 실시하여 불량 메모리 셀을 선별한다. 메모리 장치의 테스트 단계에서 이러한 미세한 불량을 갖는 메모리 셀들을 정확하게 검출하는 것이, 메모리 장치의 신뢰성에 중요한 요소가 된다.After manufacturing a semiconductor memory device, tests are performed to select defective memory cells. Accurately detecting memory cells with such subtle defects during the test stage of a memory device is an important factor in the reliability of the memory device.

이러한 불량 셀들을 검출하여 메모리 장치의 수율을 향상시키는 방법 중 하나로써 에러 체크 및 정정(Error Check and Correction,ECC) 기능을 갖는 ECC 회로가 반도체 메모리 장치에 구비된다.As one of the methods of detecting such defective cells and improving the yield of the memory device, an error check and correction (ECC) circuit with an error check and correction function is provided in the semiconductor memory device.

ECC 회로는 컨트롤러를 이용하여 N-비트 메모리 워드 당 싱글 혹은 그 이상의 비트 에러들을 탐지 및 정정할 수 있도록 한다.The ECC circuit allows the controller to detect and correct single or more bit errors per N-bit memory word.

일반적으로, 워드 당 싱글 비트를 정정한다면 1-비트 ECC 라 칭하고, 두 개의 비트를 정정한다면 2-비트 ECC, 이후 3-비트 ECC 등으로 칭한다. 일예로, 2-비트 ECC는 워드 중에 2개의 에러 비트가 있다면, 2개 에러 비트 모두를 정정하기 때문에 정상 동작하고, 3개 비트 이상에서 해당 워드는 불량 처리된다. 또한, 1-비트 ECC는 워드 중에 1개의 에러 비트가 있다면, 1개 에러 비트를 정정하기 때문에 정상 동작하고, 2개 에러 비트 이상에서 해당 워드는 불량 처리된다.Generally, if a single bit per word is corrected, it is called 1-bit ECC, if two bits are corrected, it is called 2-bit ECC, then 3-bit ECC, etc. For example, 2-bit ECC operates normally because if there are two error bits in a word, both error bits are corrected, but if there are three or more bits, the word is treated as defective. Additionally, 1-bit ECC operates normally because it corrects one error bit if there is one error bit in the word, but if there are two or more error bits, the word is treated as defective.

따라서, 사용자 입장에서 2-비트 ECC 장치에서 워드 중에 2-비트 불량은 정상적인 동작을 하지만 품질 향상 등의 이유로 2-비트 불량을 포함한 워드를 갖는 시료는 불량 처리하고, 워드 당 1-비트 불량 이하에 대해서만 양품으로 처리하는 테스트 방법이 고려된다.Therefore, from the user's perspective, in a 2-bit ECC device, 2-bit defects among words operate normally, but for reasons such as quality improvement, samples with words containing 2-bit defects are treated as defective, and samples with 1-bit defects or less per word are treated as defective. A test method that treats only good products as good is considered.

한편, 불량 메모리 셀을 선별하기 위한 테스트 프로그램에서 워드 당 에러 비트를 카운트(count)해야 한다면, 에러 비트를 카운트하는 시간과 카운트를 할 수 있는 별도의 메모리가 필요하다. 즉, 에러 비트를 카운트하기 위해서는 불량 셀의 어드레스(address)를 기록, 기억하는 메모리가 필요하다.On the other hand, if the test program for selecting defective memory cells needs to count error bits per word, time to count error bits and a separate memory capable of counting are required. In other words, in order to count error bits, a memory that records and stores the address of the defective cell is required.

허나, 반도체 메모리 장치에서 수 많은 워드를 테스트 한다고 하면, 에러 비트를 카운트하는 시간과 메모리의 부담이 커지게 된다. 일예로, 워드 당 64개의 비트를 포함하는 메모리 장치는 1M 당 15,625개의 워드가 포함되며, 예컨대 에러 비트가 10만 비트라고 가정하면, 이를 모두 기록해야 하기 때문에 많은 테스트 시간과 메모리가 요구된다.However, if numerous words are tested in a semiconductor memory device, the time required to count error bits and the burden on the memory increase. For example, a memory device containing 64 bits per word contains 15,625 words per 1M. For example, assuming that there are 100,000 error bits, all of them must be recorded, which requires a lot of test time and memory.

한국등록특허 10-1912372Korean registered patent 10-1912372

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 ECC 회로의 ECC 테스트 모드를 이용하여 임계 에러 비트를 기준으로 불량과 양품을 판단할 수 있는 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치 및 이를 이용한 테스트 방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a semiconductor memory device including an ECC circuit that can determine defective and good products based on threshold error bits using the ECC test mode of the ECC circuit, and a test method using the same.

상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치는 셀 어레이와 연결된 복수의 워드 중, 하나의 워드에 M개의 비트(M은 양의 정수)를 포함하는 메모리 셀 어레이 및 상기 메모리 셀 어레이의 N-비트(N은 양의 정수) 이하의 오류 비트들을 감지하고 정정하는 N-비트 ECC 회로를 포함하고, 상기 ECC 회로는 상기 메모리 셀 어레이의 임계 에러 비트수를 기준으로 정상 상태 또는 불량 상태를 판정하는 ECC 테스트 모드를 포함하는 ECC 회로를 포함한다.A semiconductor memory device including an ECC circuit of the present invention for achieving the above-described problem includes a memory cell array including M bits (M is a positive integer) in one word among a plurality of words connected to the cell array, and the An N-bit ECC circuit detects and corrects error bits of N-bits (N is a positive integer) or less of a memory cell array, wherein the ECC circuit is in a normal state based on the number of critical error bits of the memory cell array. Or, it includes an ECC circuit including an ECC test mode for determining a defective state.

상기 ECC 테스트 모드는, 상기 M개의 비트 전체에 제1 상태 또는 제2 상태의 비트를 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 1차 불량을 판정하는 ECC 바이패스 테스트부 및 상기 M개의 비트에 에러 검출 패턴을 순차적으로 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 불량 상태를 판정하는 ECC 패턴 테스트부를 포함할 수 있다.The ECC test mode includes an ECC bypass test unit that records bits in the first state or second state in all of the M bits and reads them to determine a normal state or a primary defect, and an error detection pattern in the M bits. It may include an ECC pattern test unit that sequentially records and reads to determine a normal state or a defective state.

상기 ECC 패턴 테스부의 동작은 상기 ECC 바이패스 테스트부에서 상기 1차 불량으로 판정된 워드를 대상으로 수행될 수 있다.The operation of the ECC pattern test unit may be performed on words determined to be primary defects in the ECC bypass test unit.

상기 ECC 바이패스 테스트부는, 상기 M개의 비트 전체에 상기 제1 상태의 비트를 기록하고 판독하여, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 상기 제1 불량으로 판정하는 제1 상태 바이패스 모드 및 상기 M개의 비트 전체에 상기 제2 상태의 비트를 기록하고 판독하여, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 상기 제1 불량으로 판정하는 제2 상태 바이패스 모드를 포함할 수 있다.The ECC bypass test unit writes and reads the first state bits in all of the M bits, and determines the M bits as the first defect when one or more error bits are detected. It may include a second state bypass mode in which bits of the second state are written and read throughout, and if one or more error bits are detected, the second state bypass mode is determined as the first defect.

상기 제2 상태 바이패스 모드의 동작은 상기 제1 상태 바이패스 모드에서 정상으로 판정된 워드를 대상으로 수행될 수 있다.The operation of the second state bypass mode may be performed on words determined to be normal in the first state bypass mode.

상기 제2 상태 바이패스 모드에서 정상으로 판정된 워드는 최종 정상 상태로 판정될 수 있다.A word determined to be normal in the second state bypass mode may be determined to be in the final normal state.

상기 ECC 패턴 테스트부는 에러 비트가 (N-1)개를 초과한 워드에 대해 최종 불량 상태로 판정될 수 있다.The ECC pattern test unit may determine a final defective state for words with more than (N-1) error bits.

상기 하나의 워드가 (M=2L)개의 비트(L은 양의 정수)를 가질 경우, 상기 ECC 패턴 테스트부는 (2L+2)개의 서로 다른 에러 패턴 모드를 가질 수 있다.When the one word has (M=2 L ) bits (L is a positive integer), the ECC pattern test unit can have (2L+2) different error pattern modes.

상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드 각각은 (N-1)개 이하의 에러 비트가 발생된 워드에 대해서만 정상으로 판정될 수 있다.Each of the (2L+2) error pattern modes can be determined as normal only for words in which (N-1) or less error bits have occurred.

상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드는, 상기 M개의 비트 전체가 상기 제1 상태의 비트를 갖는 제1 에러 패턴을 기준으로, 상기 제1 에러 패턴을 제외한 홀수 번째 에러 패턴들은 순차적으로 이전 홀수 번째 에러 패턴의 제1 상태 또는 제2 상태 비트의 반은 유지하고, 나머지 반은 반전시킨 M개의 비트로 형성되며, 짝수 번째 에러 패턴들은 앞선 홀수 번째 에러 패턴의 비트 전체를 반전시켜 형성될 수 있다.The (2L+2) error pattern mode is based on a first error pattern in which all of the M bits have bits in the first state, and odd-numbered error patterns excluding the first error pattern are sequentially changed to the previous odd-numbered error patterns. It is formed by M bits in which half of the first or second state bits of the th error pattern are maintained and the other half are inverted, and the even-numbered error patterns can be formed by inverting all the bits of the preceding odd-numbered error pattern.

상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치의 테스트 방법은 하나의 워드에 M개의 비트(M은 양의 정수)를 포함하는 메모리 셀 어레이로부터 N-비트(N은 양의 정수) 이하의 오류 비트들을 감지하고 정정하는 N-비트 ECC 회로를 이용하여 ECC 테스트 모드를 실행하는 단계 및 상기 ECC 테스트 모드를 이용하여 상기 메모리 셀 어레이의 임계 에러 비트수를 기준으로 정상 상태 또는 불량 상태를 판정하는 단계를 포함할 수 있다.A test method for a semiconductor memory device including an ECC circuit of the present invention to achieve the above-described problem is to test N-bits (N is a positive integer) from a memory cell array containing M bits (M is a positive integer) in one word. (an integer of) executing an ECC test mode using an N-bit ECC circuit that detects and corrects the following error bits, and using the ECC test mode to determine a normal state or It may include determining a defective state.

상기 ECC 테스트 모드를 이용하는 단계는, ECC 바이패스 테스트부를 이용하여 상기 M개의 비트 전체에 제1 상태 또는 제2 상태의 비트를 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 제1 불량 워드를 판정하는 단계 및 상기 ECC 바이패스 테스트부에서 상기 제1 불량으로 판정된 워드를 대상으로, ECC 패턴 테스트부를 이용하여 상기 M개의 비트에 에러 패턴 모드를 순차적으로 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 불량 상태를 판정하는 단계를 포함할 수 있다.The step of using the ECC test mode includes recording first-state or second-state bits in all of the M bits using an ECC bypass test unit, reading them, and determining a normal state or a first bad word; For the word determined to be the first defective in the ECC bypass test unit, sequentially recording and reading an error pattern mode in the M bits using an ECC pattern test unit to determine a normal state or a defective state. It can be included.

상기 ECC 바이패스 테스트부를 이용하는 단계는, 상기 M개의 비트 전체에 상기 제1 상태의 비트를 기록하고 판독하여, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 제1 불량으로 판정하는 제1 단계 및 상기 제1 단계에서 정상 상태로 판정된 워드를 대상으로, 상기 M개의 비트 전체에 상기 제2 상태의 비트를 기록하고 판독하여, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 불량으로 판정하는 제2 단계를 포함할 수 있다.The step of using the ECC bypass test unit includes a first step of recording and reading bits in the first state in all of the M bits and determining a first defect when one or more error bits are detected, and in the first step, It may include a second step of writing and reading bits in the second state in all of the M bits for a word determined to be in a normal state, and determining it as defective if one or more error bits are detected.

상기 ECC 패턴 테스트부를 이용하는 단계에서, 상기 하나의 워드가 (M=2L)개의 비트(L은 양의 정수)를 가질 경우, 상기 ECC 패턴 테스트부는 (2L+2)개의 서로 다른 에러 패턴 모드를 갖는 것인 ECC 회로를 포함할 수 있다.In the step of using the ECC pattern test unit, if the one word has (M=2 L ) bits (L is a positive integer), the ECC pattern test unit operates (2L+2) different error pattern modes. It may include an ECC circuit.

상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드는, 상기 M개의 비트 전체가 상기 제1 상태의 비트를 갖는 제1 에러 패턴을 기준으로, 상기 제1 에러 패턴을 제외한 홀수 번째 에러 패턴들은 순차적으로 이전 홀수 번째 에러 패턴의 제1 상태 또는 제2 상태 비트의 반은 유지하고, 나머지 반은 반전시킨 M개의 비트로 형성되며, 짝수 번째 에러 패턴들은 앞선 홀수 번째 에러 패턴의 비트 전체를 반전시켜 형성될 수 있다.The (2L+2) error pattern mode is based on a first error pattern in which all of the M bits have bits in the first state, and odd-numbered error patterns excluding the first error pattern are sequentially changed to the previous odd-numbered error patterns. It is formed by M bits in which half of the first or second state bits of the th error pattern are maintained and the other half are inverted, and the even-numbered error patterns can be formed by inverting all the bits of the preceding odd-numbered error pattern.

상기 ECC 패턴 테스트부를 이용하는 단계는, 상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드 각각을 이용하여 에러 비트가 포함된 워드를 판정하는 단계를 포함하되, 상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드 중 어느 하나의 모드에서 (N-1)개를 초과하는 에러 비트가 발생될 경우 테스트를 중단하고, 최종 불량 상태로 판정하는 것인 ECC 회로를 포함할 수 있다.The step of using the ECC pattern test unit includes determining a word containing an error bit using each of the (2L+2) error pattern modes, wherein any one of the (2L+2) error pattern modes If more than (N-1) error bits occur in the mode, the test may be stopped and an ECC circuit may be included to determine a final defective state.

상술한 본 발명에 따르면, 종래의 에러 비트를 카운트하는 방식이 아닌, ECC 회로의 ECC 테스트 모드를 이용하여 임계 불량수로 양품 또는 불량을 판단할 수 있기 때문에, 불량 셀의 어드레스를 기록 및 기억해야 하는 별도의 메모리가 요구되지 않는다. 따라서, 비용을 절감할 수 있고, 장치의 구성을 단순화할 수 있다.According to the present invention described above, since good or defective products can be determined based on the critical defective number using the ECC test mode of the ECC circuit rather than the conventional method of counting error bits, the address of the defective cell must be recorded and stored. No separate memory is required. Therefore, costs can be reduced and the configuration of the device can be simplified.

또한, ECC 테스트 모드에서 단순히 임계 불량수로 양품 또는 불량을 판단할 수 있기 때문에 테스트 시간을 대폭 단축시킬 수 있다.Additionally, in ECC test mode, good or defective products can be determined simply based on the critical number of defects, which can significantly shorten the test time.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other technical effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 반도체 메모리 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 ECC 테스트 모드를 나타낸 도면이다.
도 3은 에러 비트를 검출하기 위해 에러 검출 패턴을 적용한 일예를 나타낸 도면이다.
도 4는 워드 당 8-비트로 구성된 에러 패턴 모드를 나타낸 도면이다.
도 5는 워드 당 64-비트로 구성된 에러 패턴 모드를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 ECC 테스트 모드의 테스트 방법을 간략히 나타낸 순서도이다.
도 7은 도 6에 도시된 테스트 방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 2-비트 ECC 테스트 모드를 이용하여 불량을 판정하는 일예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 2-비트 ECC 테스트 모드를 이용하여 불량을 판정하는 다른예를 나타낸 도면이다.
1 is a block diagram showing a semiconductor memory device of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the ECC test mode of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing an example of applying an error detection pattern to detect an error bit.
Figure 4 is a diagram showing an error pattern mode consisting of 8 bits per word.
Figure 5 is a diagram showing an error pattern mode consisting of 64-bits per word.
Figure 6 is a flowchart briefly showing the test method of the ECC test mode of the present invention.
FIG. 7 is a flow chart showing the test method shown in FIG. 6.
Figure 8 is a diagram showing an example of determining defects using the 2-bit ECC test mode of the present invention.
Figure 9 is a diagram showing another example of determining defects using the 2-bit ECC test mode of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can be subject to various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 반도체 메모리 장치를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a semiconductor memory device of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 반도체 메모리 장치(100)는 입력 데이터를 저장하고 저장된 데이터를 출력 데이터로서 사용하기 위한 메모리를 포함하는 임의의 장치일 수 있다. 일예로, 어플리케이션 프로세서(AP)와 같은 시스템-온-칩(System-on-Chip; SoC), DRAM(Dynamic Random Access Memory), MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같이, 외부 커맨드에 따라 입력 데이터를 저장하고 출력 데이터를 출력하는 반도체 메모리 장치 및 SSD(Solid State Drive), 메모리 카드 등과 같이, 호스트의 요청에 따라 입력 데이터를 저장하고 출력 데이터를 출력하는 메모리 시스템일 수 있다.Referring to FIG. 1, the semiconductor memory device 100 of the present invention may be any device including a memory for storing input data and using the stored data as output data. For example, a system-on-chip (SoC) such as an application processor (AP), dynamic random access memory (DRAM), magnetoresistive random access memory (MRAM), flash memory, etc., according to external commands. It may be a memory system that stores input data and outputs output data according to a host's request, such as a semiconductor memory device that stores input data and outputs output data, a solid state drive (SSD), or a memory card.

또한, 본 발명의 반도체 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 메모리 컨트롤러(120) 및 ECC 회로(130)를 포함할 수 있다.Additionally, the semiconductor memory device 100 of the present invention may include a memory cell array 110, a memory controller 120, and an ECC circuit 130.

메모리 셀 어레이(110)는 복수의 제1 신호 라인들과 복수의 제2 신호 라인들이 교차하는 영역들에 각각 배치되는 복수의 메모리 셀들(미도시)을 포함할 수 있다. 일예로, 복수의 제1 신호 라인들은 복수의 비트 라인들일 수 있고, 복수의 제2 신호 라인들은 복수의 워드 라인들일 수 있다. 또한, 복수의 메모리 셀들 각각은 하나의 비트를 저장하는 싱글 레벨 셀(SLC, single level cell)일 수 있으며, 또는 적어도 2 비트 이상의 데이터를 저장할 수 있는 멀티 레벨 셀(MLC, multi level cell)일 수 있다.The memory cell array 110 may include a plurality of memory cells (not shown) each disposed in areas where a plurality of first signal lines and a plurality of second signal lines intersect. For example, the first signal lines may be bit lines, and the second signal lines may be word lines. Additionally, each of the plurality of memory cells may be a single level cell (SLC) that stores one bit, or a multi-level cell (MLC) that can store at least 2 bits of data. there is.

일예로, 복수의 워드 중, 하나의 워드는 M개의 비트(M은 양의 정수)를 포함할 수 있다. 즉, 복수의 워드 각각은 M개의 셀들과 각각 연결될 수 있다.For example, among a plurality of words, one word may include M bits (M is a positive integer). That is, each of the plurality of words can be connected to M cells.

메모리 컨트롤러(120)는 호스트(Host)로부터의 기록/독출 요청에 응답하여 메모리 셀 어레이(110)에 저장된 데이터를 독출하거나, 또는 메모리 셀 어레이(110)에 데이터를 기록하도록 메모리 셀 어레이(110)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 메모리 콘트롤러는 메모리 셀 어레이(110)에 어드레스, 커맨드 및 제어 신호를 제공함으로써, 메모리 셀 어레이(110)에 대한 프로그램(program)(또는 기록), 독출 및 소거 동작을 제어할 수 있다. 또한, 기록될 데이터와 독출된 데이터가 메모리 컨트롤러(120)와 메모리 셀 어레이(110) 사이에서 송수신될 수 있다.The memory controller 120 reads data stored in the memory cell array 110 in response to a write/read request from the host, or operates the memory cell array 110 to write data to the memory cell array 110. can be controlled. Specifically, the memory controller may control program (or write), read, and erase operations for the memory cell array 110 by providing addresses, commands, and control signals to the memory cell array 110. Additionally, data to be written and read data may be transmitted and received between the memory controller 120 and the memory cell array 110.

도시되지는 않았으나, 메모리 콘트롤러는 램(RAM), 호스트 인터페이스(host interface) 및 메모리 인터페이스(memory interface)를 포함할 수 있다. 램(RAM)은 프로세서의 동작 메모리로서 이용될 수 있다. 프로세서는 메모리 콘트롤러의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 호스트 인터페이스는 호스트(Host) 및 메모리 콘트롤러 사이의 데이터 교환을 수행하기 위한 프로토콜(protocol)을 포함할 수 있다. 일예로, 메모리 콘트롤러는 USB, MMC, PCI-E, ATA(Advanced Technology Attachment), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI, ESDI, 그리고 IDE(Integrated Drive Electronics) 등과 같은 다양한 인터페이스 프로토콜들 중 적어도 하나를 통해 외부(HOST)와 통신하도록 구성될 수 있다.Although not shown, the memory controller may include RAM, a host interface, and a memory interface. RAM can be used as the operating memory of the processor. The processor can control the overall operation of the memory controller. The host interface may include a protocol for exchanging data between the host and the memory controller. For example, the memory controller supports at least one of various interface protocols such as USB, MMC, PCI-E, ATA (Advanced Technology Attachment), Serial-ATA, Parallel-ATA, SCSI, ESDI, and IDE (Integrated Drive Electronics). It can be configured to communicate with the outside (HOST) through.

또한, 메모리 컨트롤러(120)는 ECC(Error Correction Code) 회로를 포함할 수 있다. ECC 회로(130)는 메모리 셀 어레이(110)로부터의 독출 데이터에 대한 에러 검출 및 정정 동작을 수행할 수 있다.Additionally, the memory controller 120 may include an Error Correction Code (ECC) circuit. The ECC circuit 130 may perform error detection and correction operations on read data from the memory cell array 110.

ECC 회로(130)는 복수의 워드 각각에 포함된 에러 비트 검출 및 정정 동작을 수행할 수 있고, 정정 가능한 오류량을 가질 수 있다. 일예로, ECC 회로(130)가 2-비트 ECC를 가질 경우, ECC 회로(130)는 수신 데이터에서 포함된 2-비트 이하의 오류, 예컨대 1-비트 에러 및 2-비트 에러를 검출하고 정정할 수 있다. 즉, 3-비트 에러 이상은 불량으로 처리될 수 있다. 또한, ECC 회로(130)가 1-비트 ECC를 가질 경우, ECC 회로(130)는 1-비트 이하의 에러만을 검출하고 정정할 수 있기 때문에, 2-비트 에러 이상은 불량으로 처리될 수 있다.The ECC circuit 130 can detect and correct error bits included in each of a plurality of words, and can have a correctable error amount. For example, when the ECC circuit 130 has 2-bit ECC, the ECC circuit 130 detects and corrects errors of 2-bit or less included in the received data, such as 1-bit errors and 2-bit errors. You can. That is, more than a 3-bit error can be treated as a defect. Additionally, when the ECC circuit 130 has 1-bit ECC, the ECC circuit 130 can only detect and correct errors of 1-bit or less, so errors of 2-bit or more can be treated as defects.

이러한, ECC 회로(130)가 N-비트(N은 양의 정수)의 정정 가능한 오류량을 가지는 경우, ECC 회로(130)는 ‘N-비트 ECC’로 지칭될 수 있다. 일예로, M개의 비트를 포함하는 워드에서 N-비트 ECC는 하나의 워드 당 N개의 에러를 검출하고 정정할 수 있다. 즉, M개의 비트에서 N개의 정정 가능한 비트를 가질 수 있다.When the ECC circuit 130 has a correctable error amount of N-bits (N is a positive integer), the ECC circuit 130 may be referred to as ‘N-bit ECC’. For example, in a word containing M bits, N-bit ECC can detect and correct N errors per word. That is, out of M bits, there can be N correctable bits.

상술한 바와 같이, 사용자 입장에서 2-비트 ECC 장치는 1-비트 에러 및 2-비트 에러를 검출하고 정정할 수 있기 때문에 워드 중에 2-비트 에러이하에 대해서는 정상적으로 동작하는 메모리 장치를 가질 수 있지만, 장치의 품질 향상 등의 이유로 ECC 테스트에 있어서 2-비트 불량을 포함한 워드를 갖는 시료는 불량 처리하고, 워드 당 1-비트 불량 이하에 대해서만 양품으로 처리하는 ECC 테스트 방법이 고려될 수 있다.As described above, from the user's perspective, a 2-bit ECC device can detect and correct 1-bit errors and 2-bit errors, so it is possible to have a memory device that operates normally for 2-bit errors or less in a word. For reasons such as improving the quality of the device, an ECC test method may be considered in which samples with words containing 2-bit defects are treated as defective, and only samples with 1-bit defects or less per word are treated as good products.

또한, 불량 메모리 셀을 선별하기 위한 ECC 테스트 프로그램에서 워드 당 에러 비트를 카운트(count)해야 한다면, 에러 비트를 카운트하는 시간과 카운트를 할 수 있는 별도의 메모리가 필요하다. 즉, 에러 비트를 카운트하기 위해서는 불량 셀의 어드레스(address)를 기록, 기억하는 메모리가 필요하다.In addition, if the ECC test program for selecting defective memory cells needs to count error bits per word, time to count error bits and a separate memory capable of counting are required. In other words, in order to count error bits, a memory that records and stores the address of the defective cell is required.

허나, 반도체 메모리 장치에서 수 많은 워드를 테스트 해야하기 때문에, 에러 비트를 카운트하는 시간과 메모리의 부담은 커지게 된다. 일예로, 워드 당 64개의 비트를 포함하는 메모리 장치는 1M 당 15,625개의 워드가 포함되며, 예컨대 에러 비트가 10만 비트라고 가정하면, 이를 모두 메모리에 기록해야 하는 부담이 있기 때문에 많은 테스트 시간과 메모리가 요구된다.However, because numerous words must be tested in a semiconductor memory device, the time required to count error bits and the burden on the memory increase. For example, a memory device containing 64 bits per word contains 15,625 words per 1M, and assuming, for example, that the error bits are 100,000 bits, there is a burden of recording all of them in memory, which requires a lot of test time and memory. is required.

따라서, 본 발명에 따른 ECC 회로(130)를 포함하는 반도체 메모리 장치(100)는 종래와 같이 에러 비트를 카운트하는 방식이 아닌, ECC 테스트 모드(200)를 이용하여 임계 에러 비트수를 기준으로 정상 상태 또는 불량 상태 메모리를 판정한다. 즉, 불량 셀의 어드레스를 기록 및 기억해야 하는 별도의 메모리가 요구되지 않는다.Therefore, the semiconductor memory device 100 including the ECC circuit 130 according to the present invention uses the ECC test mode 200, rather than counting error bits as in the prior art, to determine normal operation based on the number of critical error bits. Determines whether the memory is in good or bad condition. That is, no separate memory is required to record and remember the addresses of defective cells.

도 2는 본 발명의 ECC 테스트 모드를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a diagram showing the ECC test mode of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 ECC 테스트 모드(200)는 별도의 메모리 없이 임계 에러 비트수를 기준으로 정상 상태 또는 불량 상태 메모리를 판정하기 위해, ECC 바이패스 테스트부(210) 및 ECC 패턴 테스트부(220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the ECC test mode 200 of the present invention uses the ECC bypass test unit 210 and the ECC pattern test to determine normal or bad memory based on the number of critical error bits without a separate memory. It may include unit 220.

이때, 본 발명의 ECC 테스트 모드(200) 중, N-비트 ECC 장치에서 N-비트 이하 에러를 정상 상태로 판정하고, N개를 초과한 에러를 불량 상태로 판정하는 ECC 테스트 모드를 ‘N-비트 ECC 테스트 모드’라 지칭할 수 있고, 동일한 N-비트 ECC 장치에서 (N-1)-비트 이하 에러를 정상 상태로 판정하고, N-비트 이상 에러를 불량 상태로 판정하는 ECC 테스트 모드를 ‘(N-1)-비트 ECC 테스트 모드’ 또는 ‘(N-1) ECC 테스트 모드’라 지칭할 수 있다. 또한, ECC와 상관 없이(ECC-off) 에러 비트가 1-비트라도 발생되면, 불량 상태로 판정하는 ECC 테스트 모드를 ‘ECC 바이패스 테스트 모드’라 지칭할 수 있다.At this time, among the ECC test modes 200 of the present invention, the ECC test mode in which errors of N-bit or less are determined as normal in the N-bit ECC device and errors exceeding N are determined as defective are called 'N- It can be referred to as 'bit ECC test mode', and in the same N-bit ECC device, an ECC test mode in which errors of (N-1) bits or less are judged as normal, and errors of N-bit or more are judged as defective. It may be referred to as ‘(N-1)-bit ECC test mode’ or ‘(N-1) ECC test mode’. Additionally, if even 1-bit error bit occurs regardless of ECC (ECC-off), the ECC test mode that determines the test to be in a defective state can be referred to as ‘ECC bypass test mode’.

ECC 바이패스 테스트부(210)는 에러 비트가 한 개 이상 발생되면 1차 불량으로 판정할 수 있다. 즉, ECC 바이패스 테스트부(210)는 ECC 바이패스 테스트 모드가 이용될 수 있다. 따라서, ECC 바이패스 테스트부(210)에서는 에러 비트가 한 개라도 판정되지 않아야 정상 상태로 판정될 수 있다.The ECC bypass test unit 210 may determine a primary defect if one or more error bits occur. That is, the ECC bypass test unit 210 may use the ECC bypass test mode. Therefore, the ECC bypass test unit 210 can determine a normal state only when no error bit is determined.

일예로, ECC 바이패스 테스트부(210)는 워드 당 M개의 비트를 갖는 메모리에 있어서, M개의 비트 전체에 대해 제1 상태 또는 제2 상태의 비트를 기록하고, 판독할 수 있다. 여기서, 제1 상태의 비트는 ‘1’비트이고, 제2 상태의 비트는 ‘0’비트일 수 있다. 또한, 제1 상태의 비트가 ‘0’비트이고, 제2 상태의 비트가 ‘1’비트일 수 있다. 즉, ECC 바이패스 모드는 M개의 비트 전체에 제1 상태의 비트 또는 제2 상태의 비트를 기록 및 판독하여 에러 비트가 하나 이상 검출되면 불량으로 판정할 수 있다.For example, in a memory having M bits per word, the ECC bypass test unit 210 can write and read bits in the first state or the second state for all M bits. Here, the bit in the first state may be a ‘1’ bit, and the bit in the second state may be a ‘0’ bit. Additionally, the bit in the first state may be a ‘0’ bit, and the bit in the second state may be a ‘1’ bit. That is, the ECC bypass mode writes and reads first-state bits or second-state bits in all M bits, and if one or more error bits are detected, it can be determined as defective.

이러한, ECC 바이패스 테스트부(210)를 이용하여 에러 비트 검출을 수행하기 위해, ECC 바이패스 테스트부(210)는 제1 상태 바이패스 모드(211) 및 제2 상태 바이패스 모드(212)를 포함할 수 있다.In order to perform error bit detection using the ECC bypass test unit 210, the ECC bypass test unit 210 uses the first state bypass mode 211 and the second state bypass mode 212. It can be included.

제1 상태 바이패스 모드(211)는 상기 M개의 비트 전체에 제1 상태의 비트를 기록하고 판독하며, 하나 이상의 에러 비트가 검출되면 1차 불량으로 판정한다. 일예로, 제1 상태 비트는 ‘1’비트 이거나, 또는 ‘0’비트일 수 있다.The first state bypass mode 211 writes and reads first state bits from all of the M bits, and if one or more error bits are detected, it is determined to be a primary defect. For example, the first status bit may be a ‘1’ bit or a ‘0’ bit.

예컨데, 제1 상태 바이패스 모드(211)가 ‘1’비트를 이용한 바이패스 모드일 경우, 제1 상태 바이패스 모드(211)를 ‘#FF ECC 바이패스 모드’라 지칭하고, ‘0’비트를 이용한 바이패스 모드일 경우, 제1 상태 바이패스 모드(211)를 ‘#00 ECC 바이패스 모드’라 지칭할 수 있다.For example, if the first state bypass mode 211 is a bypass mode using the '1' bit, the first state bypass mode 211 is referred to as '#FF ECC bypass mode', and the '0' bit is referred to as '#FF ECC bypass mode'. In the case of a bypass mode using , the first state bypass mode 211 may be referred to as '#00 ECC bypass mode'.

일예로, 제1 상태 바이패스 모드(211)가 #FF ECC 바이패스 모드를 가질 경우, 제1 상태 바이패스 모드(211)는 워드 당 M개의 비트 전체에 ‘1’비트를 기록하고 판독한다. 이때, M개의 비트 중 에러 비트가 한 개 이상 발견되면 1차 불량으로 판정한다. 또한, 제1 상태 바이패스 모드(211)가 #00 ECC 바이패스 모드를 가질 경우, 제1 상태 바이패스 모드(211)는 워드 당 M개의 비트 전체에 ‘0’비트를 기록하고 판독한다. 이때, M개의 비트 중 에러 비트가 한 개 이상 발견되면 1차 불량으로 판정한다.For example, when the first state bypass mode 211 has a #FF ECC bypass mode, the first state bypass mode 211 writes and reads ‘1’ bit in all M bits per word. At this time, if one or more error bits are found among the M bits, it is determined as a primary defect. Additionally, when the first state bypass mode 211 has a #00 ECC bypass mode, the first state bypass mode 211 writes and reads ‘0’ bits in all M bits per word. At this time, if one or more error bits are found among the M bits, it is determined as a primary defect.

제2 상태 바이패스 모드(212)는 상기 M개의 비트 전체에 제2 상태의 비트를 기록하고 판독하며, 하나 이상의 에러 비트가 검출되면 1차 불량으로 판정한다. 일예로, 제2 상태 비트는 ‘1’비트 이거나, 또는 ‘0’비트 일 수 있다.The second state bypass mode 212 writes and reads second state bits from all of the M bits, and when one or more error bits are detected, it is determined as a primary defect. For example, the second status bit may be a ‘1’ bit or a ‘0’ bit.

예컨대, 제1 상태 바이패스 모드(211)가 ‘1’비트를 이용한 바이패스 모드일 경우, 제2 상태 바이패스 모드(212)는 ‘0’비트를 이용한 바이패스 모드일 수 있다. 또한, 제1 상태 바이패스 모드(211)가 ‘0’비트를 이용한 바이패스 모드일 경우, 제2 상태 바이패스 모드(212)는 ‘1’비트를 이용한 바이패스 모드일 수 있다.For example, if the first state bypass mode 211 is a bypass mode using a ‘1’ bit, the second state bypass mode 212 may be a bypass mode using a ‘0’ bit. Additionally, when the first state bypass mode 211 is a bypass mode using a ‘0’ bit, the second state bypass mode 212 may be a bypass mode using a ‘1’ bit.

즉, 제1 상태 바이패스 모드(211)가 #FF ECC 바이패스 모드로 동작될 경우, 제2 상태 바이패스 모드(212)는 #00 ECC 바이패스 모드로 동작될 수 있고, 제1 상태 바이패스 모드(211)가 #00 ECC 바이패스 모드로 동작될 경우, 제2 상태 바이패스 모드(212)는 #FF ECC 바이패스 모드로 동작될 수 있다.That is, when the first state bypass mode 211 is operated in the #FF ECC bypass mode, the second state bypass mode 212 can be operated in the #00 ECC bypass mode, and the first state bypass mode 212 is operated in the #00 ECC bypass mode. When mode 211 is operated in #00 ECC bypass mode, the second state bypass mode 212 may be operated in #FF ECC bypass mode.

이때, 제2 상태 바이패스 모드(212)의 동작은 제1 상태 바이패스 모드(211) 동작에서 에러 비트가 검출되지 않은, 즉 정상으로 판정되어 제1 상태 바이패스 모드(211)를 패스(pass)한 워드를 대상으로 수행될 수 있다. 또한, 제2 상태 바이패스 모드(212)에서도 에러 비트가 검출되지 않으면 테스트를 종료하고 최종 정상 상태(양품)로 판정될 수 있다.At this time, the operation of the second state bypass mode 212 passes the first state bypass mode 211 because no error bit is detected in the operation of the first state bypass mode 211, that is, it is determined to be normal. ) can be performed on one word. Additionally, if an error bit is not detected in the second state bypass mode 212, the test may be terminated and the final normal state (good product) may be determined.

즉, ECC 바이패스 테스트부(210)는 제1 상태 바이패스 모드(211)에서 제1 상태 비트를 이용하여 정상 또는 1차 불량을 판정하고, 제1 상태 바이패스 모드(211)를 패스한 워드를 대상으로 제2 상태 바이패스 모드(212)에서 제2 상태 비트를 이용하여 최종 정상 상태 또는 1차 불량을 판정할 수 있다.That is, the ECC bypass test unit 210 determines normal or first defective using the first state bit in the first state bypass mode 211, and the word that passed the first state bypass mode 211 The final normal state or the first defect can be determined using the second state bit in the second state bypass mode 212.

일예로, 제1 상태 바이패스 모드(211)가 #FF ECC 바이패스 모드로 동작될 경우 워드 당 M개의 비트 전체에 ‘1’비트를 기록하고 판독하여, 정상 또는 1차 불량을 판정하고, 정상으로 판정된 워드를 대상으로 제2 상태 바이패스 모드(212)는 #00 ECC 바이패스 모드로 동작하여 최종 정상 상태 또는 1차 불량으로 판정할 수 있다.For example, when the first state bypass mode 211 is operated in #FF ECC bypass mode, '1' bit is written and read in all M bits per word to determine normal or primary defect, and normal The second state bypass mode 212 operates in the #00 ECC bypass mode for the word determined to be the final normal state or the first defect.

ECC 패턴 테스트부(220)는 ECC 바이패스 테스트부(210)에서 불량으로 판정된, 즉 제1 상태 바이패스 모드(211) 또는 제2 상태 바이패스 모드(212)에서 에러 비트가 1개 이상 검출되어 1차 불량으로 판정된 워드를 대상으로 테스트가 수행될 수 있다.The ECC pattern test unit 220 detects one or more error bits that are determined to be defective in the ECC bypass test unit 210, that is, in the first state bypass mode 211 or the second state bypass mode 212. A test can be performed on words that are determined to be primary defects.

또한, ECC 패턴 테스트부(220)는 테스트를 위해 M개의 비트를 갖는 워드 당 에러 검출 패턴을 이용하여 순차적으로 기록 및 판독하여 최종 불량 상태 또는 최종 정상 상태를 판정할 수 있다. 즉, ECC 패턴 테스트부(220)에서는 복수의 에러 검출 패턴을 이용하여 불량을 판정할 수 있다.Additionally, the ECC pattern test unit 220 can sequentially record and read the error detection pattern per word having M bits for testing to determine the final defective state or the final normal state. That is, the ECC pattern test unit 220 can determine a defect using a plurality of error detection patterns.

도 3은 에러 비트를 검출하기 위해 에러 검출 패턴을 적용한 일예를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a diagram showing an example of applying an error detection pattern to detect an error bit.

도 3을 참조하면, 8개의 비트로 구성된 워드에 2개의 에러 비트가 있다고 가정하면, 2개의 에러 비트를 판정하기 위해서는 복수의 에러 패턴 모드(221)가 수행되어야 한다.Referring to FIG. 3, assuming that a word consisting of 8 bits has 2 error bits, a plurality of error pattern modes 221 must be performed to determine the 2 error bits.

이때, 하이(high) 비트(‘1’비트)를 기록하고, 하이 비트를 판독했을 때, 하이 비트가 기록 또는 판독이 불가한 불량을 ‘하이-불량’이라고 지칭하고, 로우(low) 비트(‘0’비트)를 기록하고, 로우 비트를 판독했을 때, 로우 비트가 기록 또는 판독이 불가한 불량을 ‘로우-불량’이라고 지칭한다.At this time, when a high bit ('1' bit) is recorded and the high bit is read, a defect in which the high bit cannot be recorded or read is referred to as a 'high-defect', and a low bit ( When a '0' bit) is written and a row bit is read, a defect in which the row bit cannot be written or read is referred to as a 'row-defect'.

도 3에 도시된 바와 같이, 8개의 비트로 구성된 워드 중에, 1번 셀에 하이-불량(0_struck), 8번 셀에 로우-불량(1_stuck)이 존재한다고 가정하면, 8개의 비트 전체에 ‘0’비트를 기록하고 판독하는 ‘00’에러 패턴 모드와 8개의 비트 전체에 ‘1’비트를 기록하고 판독하는 ‘FF’에러 패턴 모드에서는 각각 1개의 에러 비트만이 검출된다. 즉, ‘00’에러 패턴 모드에서는 하이-불량을 갖는 8번 셀만이 불량으로 검출되고, ‘FF’에러 패턴 모드에서는 로우-불량을 갖는 1번 셀만이 불량으로 검출된다.As shown in Figure 3, assuming that among the words consisting of 8 bits, there is a high-defect (0_struck) in the 1st cell and a low-defect (1_stuck) in the 8th cell, '0' is present in all 8 bits. In the '00' error pattern mode, which writes and reads bits, and the 'FF' error pattern mode, which writes and reads '1' bits for all 8 bits, only one error bit is detected. That is, in ‘00’ error pattern mode, only cell number 8 with high-defect is detected as defective, and in ‘FF’ error pattern mode, only cell number 1 with low-defect is detected as defective.

또한, 1번 셀에서 4번 셀까지는 ‘0’비트, 5번 셀에서 8번 셀까지는 ‘1’비트를 기록하고 판독하는 ‘0F’에러 패턴 모드에서는 에러 비트가 전혀 검출되지 않게 된다. 결국, 2개의 에러 비트는 도 3에서와 같이, 1번 셀에서 4번 셀까지는 ‘1’비트, 5번 셀에서 8번 셀까지는 ‘0’비트를 기록하고 판독하는 ‘F0’에러 패턴 모드에서 검출될 수 있다.Additionally, in the ‘0F’ error pattern mode, which records and reads ‘0’ bits from cells 1 to 4 and ‘1’ bits from cells 5 to 8, no error bits are detected at all. In the end, the two error bits are in the 'F0' error pattern mode, which records and reads '1' bits from cells 1 to 4, and '0' bits from cells 5 to 8, as shown in Figure 3. can be detected.

즉, 하나의 워드에 복수의 에러 비트들이 존재할 경우, 복수의 에러 패턴 모드(221)가 동작되어야 에러 비트 전체를 확인할 수 있다.That is, when multiple error bits exist in one word, multiple error pattern modes 221 must be operated to check all error bits.

도 4는 워드 당 8-비트로 구성된 에러 패턴 모드를 나타낸 도면이다.Figure 4 is a diagram showing an error pattern mode consisting of 8 bits per word.

도 5는 워드 당 64-비트로 구성된 에러 패턴 모드를 나타낸 도면이다.Figure 5 is a diagram showing an error pattern mode consisting of 64-bits per word.

우선, 도 4를 참조하면, 8-비트로 구성된 워드의 불량 셀을 검출하기 위해서는 도 4에서와 같이, 8개의 에러 패턴 모드(221)가 필요하다.First, referring to FIG. 4, in order to detect a defective cell of an 8-bit word, eight error pattern modes 221 are required, as shown in FIG.

일예로, 패턴 #1은 8개의 셀 전체에 ‘1’비트를 기록하고 판독하는 ‘FF’에러 패턴 모드일 수 있고, 패턴 #2는 패턴 #1을 모두 반전하여 8개의 셀 전체에 ‘0’비트를 기록하고 판독하는 ‘00’에러 패턴 모드일 수 있다.For example, pattern #1 may be an 'FF' error pattern mode that writes and reads '1' bits in all eight cells, and pattern #2 inverts all of pattern #1 to write '0' in all eight cells. It may be a '00' error pattern mode that writes and reads bits.

패턴 #3은 패턴 #1에서, 8개의 ‘1’비트 중 반(50%)에 해당하는 4개의 ‘1’ 비트만을 유지하고, 나머지 4개의 ‘1’비트는 반전하여 ‘0’비트로 형성된 ‘F0’패턴 모드를 가질 수 있다. 또한, 패턴 #4는 패턴 #3을 모두 반전하여 형성된 ‘0F’패턴 모드를 가질 수 있다.Pattern #3 maintains only 4 '1' bits corresponding to half (50%) of the 8 '1' bits in pattern #1, and the remaining 4 '1' bits are inverted to form '0' bits. It can have 'F0' pattern mode. Additionally, pattern #4 may have a ‘0F’ pattern mode formed by reversing all of pattern #3.

패턴 #5는 패턴 #3에서 4개의 ‘1’비트 중 반(50%)에 해당하는 2개의 ‘1’비트만을 유지하고, 나머지 2개의 ‘1’비트는 반전하여 ‘0’비트로 형성하고, 4개의 ‘0’비트 중 반(50%)에 해당하는 2개의 ‘0’비트만을 유지하고, 나머지 2개의 ‘0’비트는 반전하여 ‘1’비트로 형성된 ‘CC’패턴 모드를 가질 수 있다. 패턴 #6은 패턴 #5를 모두 반전하여 형성된 ‘33’패턴 모드를 가질 수 있다.Pattern #5 retains only two '1' bits, which is half (50%) of the four '1' bits in pattern #3, and the remaining two '1' bits are inverted to form '0' bits. It is possible to have a 'CC' pattern mode in which only two '0' bits, corresponding to half (50%) of the four '0' bits, are maintained, and the remaining two '0' bits are inverted to form '1' bits. Pattern #6 can have a ‘33’ pattern mode formed by reversing all of Pattern #5.

상술한 방법을 이용하면, 패턴 #7은 ‘AA’패턴 모드를 가질 수 있고, 패턴 #8은 ‘55’패턴 모드를 가질 수 있다.Using the above-described method, pattern #7 can have an ‘AA’ pattern mode, and pattern #8 can have a ‘55’ pattern mode.

즉, 8-비트로 구성된 워드에 대한 에러 패턴 모드(221)는 8개의 비트 전체가 제1 상태의 비트(‘1’비트)를 기록하고, 판독하는 제1 에러 패턴 (패턴 #1)을 기준으로, 제1 에러 패턴(패턴 #1)을 제외한 홀수 번째 에러 패턴들(패턴 #3,#5,#7)은 이전 홀수 번째 에러 패턴의 제1 상태(‘1’비트) 또는 제2 상태(‘0’비트)의 반(50%)은 유지하고, 나머지 반(50%)에 해당하는 비트는 반전시켜 8개의 비트를 형성한다.That is, the error pattern mode 221 for an 8-bit word is based on the first error pattern (pattern #1) in which all 8 bits write and read the first state bit ('1' bit). , Odd error patterns (patterns #3, #5, #7) excluding the first error pattern (pattern #1) are in the first state ('1' bit) or second state ('bit) of the previous odd-numbered error pattern. Half (50%) of the 0' bits are maintained, and the bits corresponding to the remaining half (50%) are inverted to form 8 bits.

반면, 짝수 번째 에러 패턴들(패턴 #2,#4,#6,#8)은 앞선 홀수 번째 에러 패턴들의 비트 전체를 반전시켜 8개의 비트를 형성한다. 즉, 제2 에러 패턴(패턴 #2)은 제1 에러 패턴(패턴 #1)의 비트 전체를 반전시켜 형성되고, 제4 에러 패턴(패턴 #4)은 제3 에러 패턴(패턴 #3)의 비트 전체를 반전시켜 형성된다.On the other hand, the even-numbered error patterns (patterns #2, #4, #6, #8) form 8 bits by inverting all the bits of the preceding odd-numbered error patterns. That is, the second error pattern (pattern #2) is formed by inverting all the bits of the first error pattern (pattern #1), and the fourth error pattern (pattern #4) is formed by inverting the entire bits of the first error pattern (pattern #3). It is formed by inverting all bits.

따라서, 8-비트로 구성된 워드는 상술한 8개의 에러 패턴 모드(221)의 동작을 수행해야 에러 비트를 정확하게 판단할 수 있다.Accordingly, in an 8-bit word, the error bit can be accurately determined only when the above-described 8 error pattern modes 221 are operated.

다른 일예로써, 도 5는 워드 당 64-비트로 구성된 에러 패턴 모드(221)를 나타낸다.As another example, Figure 5 shows an error pattern mode 221 consisting of 64-bits per word.

도 5를 참조하면, 64-비트로 구성된 워드는 도 5에서와 같이, 14개의 에러 패턴 모드(221)를 가질 수 있다. 즉, 패턴 #1은 ‘FFFF_FFFF_FFFF_FFFF’패턴 모드, 패턴 #2는 패턴 #1 전체를 반전시킨 ‘0000_0000_0000_0000’패턴 모드를 가질 수 있고, 나머지 패턴 모드는 상술한 에러 패턴 모드 형성 방법을 이용하여 형성하면, 최종 ‘5555_5555_5555_5555’패턴 모드를 포함한 14개의 에러 패턴 모드(221)를 가질 수 있다.Referring to FIG. 5, a 64-bit word may have 14 error pattern modes 221, as shown in FIG. 5. That is, pattern #1 can have the 'FFFF_FFFF_FFFF_FFFF' pattern mode, pattern #2 can have the '0000_0000_0000_0000' pattern mode in which the entire pattern #1 is inverted, and the remaining pattern modes can be formed using the error pattern mode formation method described above, It can have 14 error pattern modes 221, including the final '5555_5555_5555_5555' pattern mode.

또한, 상술한 에러 패턴 모드(221) 형성 방법을 이용하면, 16-비트로 구성된 워드는 10개의 에러 패턴 모드(221)를, 128-비트로 구성된 워드는 16개의 에러 패턴 모드(221)를 가질 수 있다.In addition, using the above-described error pattern mode 221 formation method, a 16-bit word can have 10 error pattern modes 221, and a 128-bit word can have 16 error pattern modes 221. .

즉, 하나의 워드가 (M=2L)개의 비트(M,L은 양의 정수)를 가질 경우, 에러 패턴 모드(221)는 (2L+2)개의 서로 다른 에러 패턴 모드(221)를 가질 수 있다.That is, if one word has (M=2 L ) bits (M, L are positive integers), the error pattern mode 221 has (2L+2) different error pattern modes 221. You can.

일예로, 도 4에서와 같이 8(=23)-비트로 구성된 워드는 8(2*3+2)개의 에러 패턴 모드(221)를 가질 수 있고, 도 5에서와 같이 64(=26)-비트로 구성된 워드는 14(2*6+2)개의 서로 다른 에러 패턴 모드(221)를 가질 수 있다.For example, as shown in FIG. 4, a word composed of 8 (=2 3 )-bits may have 8 (2*3+2) error pattern modes 221, and as shown in FIG. 5, 64 (=2 6 ) bits. -A word composed of bits can have 14 (2*6+2) different error pattern modes (221).

따라서, ECC 바이패스 테스트부(210)에서 1차 불량으로 판정된 워드는 ECC 패턴 테스트부(220)에서 상술한 복수의 에러 패턴 모드(221)를 이용하여 최종 불량 상태 또는 최종 정상 상태를 판정할 수 있다.Accordingly, the word determined to be a primary defect in the ECC bypass test unit 210 can be determined as a final defective state or a final normal state using the plurality of error pattern modes 221 described above in the ECC pattern test unit 220. You can.

계속해서 도 2를 참조하면, ECC 바이패스 테스트부(210)에서 1차 불량으로 판정된 워드는 ECC 패턴 테스트부(220)에서 제1 에러 패턴(패턴 #1), 제2 에러 패턴(패턴 #2), 제3 에러 패턴(패턴 #3)...를 이용하여 각각 테스트가 수행될 수 있다. 예컨대, 제1 에러 패턴(패턴 #1)에서 불량으로 판정되면 최종 불량 상태로 판정되고, 테스트는 종료된다. 또한, 제1 에러 패턴에서 정상으로 판정되면 제2 에러 패턴(패턴 #2)가 수행되고, 제2 에러 패턴에서 정상으로 판정되면 제3 에러 패턴이 수행된다. 즉, 각각의 에러 패턴 모드에서 불량으로 판정되면 테스트는 종료되고, 정상으로 판정되면 다음 단계의 에러 패턴 모드가 수행된다. 따라서, 에러 패턴 모드(221)를 모두 패스한 워드만이 최종 정상 상태로 판정될 수 있다.Continuing to refer to FIG. 2, the word determined to be a primary defect in the ECC bypass test unit 210 is tested by the ECC pattern test unit 220 as a first error pattern (pattern #1) and a second error pattern (pattern # 2), each test can be performed using the third error pattern (pattern #3)... For example, if the first error pattern (pattern #1) is determined to be defective, it is determined to be in a final defective state, and the test is ended. Additionally, if the first error pattern is determined to be normal, the second error pattern (pattern #2) is performed, and if the second error pattern is determined to be normal, the third error pattern is performed. That is, if it is determined to be defective in each error pattern mode, the test is terminated, and if it is determined to be normal, the next step of the error pattern mode is performed. Therefore, only words that have passed all of the error pattern modes 221 can be determined to be in the final normal state.

상술한 바와 같이, ECC 패턴 테스트부(220)만을 이용해도 워드의 에러 비트 판정은 가능하다. 허나, 워드 당 64-비트를 포함하는 장치를 테스트할 경우, 1M(메가)가 당 15,625 워드가 존재하기 때문에 에러 비트를 카운트해야 하는 별도의 메모리가 필요하고, 카운트하는 시간과 메모리의 부담이 커지게 된다.As described above, it is possible to determine the error bit of a word even by using only the ECC pattern test unit 220. However, when testing a device containing 64-bits per word, since there are 15,625 words per 1M (mega), a separate memory is needed to count error bits, and the counting time and memory burden are large. You lose.

따라서, 본 발명에 따른 메모리 장치의 ECC 테스트 모드(200)는 ECC 바이패스 테스트부(210)에서 불량으로 판정된 워드만을 대상으로 ECC 패턴 테스트부(220)를 수행하여 임계 에러 비트수를 기준으로 정상 상태 또는 불량 상태를 판단하기 때문에 별도의 메모리를 요구하지 않는다.Therefore, the ECC test mode 200 of the memory device according to the present invention performs the ECC pattern test unit 220 on only words determined to be defective in the ECC bypass test unit 210, and determines the number of critical error bits based on the number of critical error bits. Since it determines a normal or defective state, no separate memory is required.

일예로, N-비트 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치(100)에서, (N-1) ECC 테스트 모드를 이용하여 테스트를 수행할 경우, ECC 바이패스 테스트부(210)에서는 모든 셀에 ‘0’비트 또는 ‘1’비트를 기록 및 판독하여 하나 이상의 에러 비트가 발생되면 1차 불량으로 빠른 시간에 판정하고, 1차 에러 비트로 판정된 워드만을 대상으로 ECC 패턴 테스트부(220)에서 복수의 에러 패턴 모드(221)를 이용하여 (N-1)개의 에러 비트가 발생되면 최종 불량으로 판정한다. 즉, ECC 바이패스 테스트부(210)와 ECC 패턴 테스트부(220)를 이용하여 임계 에러 비트수를 기준으로 정상 상태 또는 불량 상태를 판단할 수 있기 때문에 테스트 시간을 획기적으로 단축할 수 있다.For example, in the semiconductor memory device 100 including an N-bit ECC circuit, when testing is performed using the (N-1) ECC test mode, the ECC bypass test unit 210 displays '0' in all cells. If one or more error bits are generated by recording and reading 'bits or '1' bits, it is quickly determined as a primary defect, and a plurality of errors are detected in the ECC pattern test unit 220 only for words determined to be primary error bits. If (N-1) error bits are generated using the pattern mode 221, it is determined as a final defect. That is, since the normal state or defective state can be determined based on the number of critical error bits using the ECC bypass test unit 210 and the ECC pattern test unit 220, the test time can be dramatically shortened.

도 6은 본 발명의 ECC 테스트 모드의 테스트 방법을 간략히 나타낸 순서도이다.Figure 6 is a flowchart briefly showing the test method of the ECC test mode of the present invention.

도 7은 도 6에 도시된 테스트 방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.FIG. 7 is a flow chart showing the test method shown in FIG. 6.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 ECC 테스트 모드(200)를 이용한 테스트 방법은 ECC 바이패스 테스트부(210)를 이용하여 M개의 비트 전체에 제1 상태 또는 제2 상태의 비트를 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 제1 불량 워드를 판정하는 단계(S310) 및 ECC 바이패스 테스트부(210)에서 제1 불량으로 판정된 워드를 대상으로, ECC 패턴 테스트부(220)를 이용하여 M개의 비트에 에러 검출 패턴을 순차적으로 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 불량 상태를 판정하는 단계(S320)를 포함한다.Referring to Figures 6 and 7, the test method using the ECC test mode 200 of the present invention records bits in the first state or second state in all M bits using the ECC bypass test unit 210. and determining a normal state or a first defective word by reading (S310), and using the ECC pattern test unit 220 to test the word determined as a first defective word by the ECC bypass test unit 210. It includes a step (S320) of sequentially recording and reading an error detection pattern in bits to determine a normal state or a defective state.

ECC 바이패스 테스트부(210)를 이용하여 불량 셀을 판정하는 단계(S310)는, 도 7에서와 같이, M개의 비트 전체에 제1 상태의 비트(‘1’비트)를 기록하고 판독하며, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 불량으로 판정하는 제1 상태 바이패스 모드(#FF ECC 바이패스 모드)(211)를 수행하는 단계 및 상기 제1 상태 바이패스 모드(211)에서 정상 상태로 판정된 워드를 대상으로, M개의 비트 전체에 제2 상태의 비트(‘0’비트)를 기록하고 판독하며, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 불량으로 판정하는 제2 상태 바이패스 모드(#00 ECC 바이패스 모드)(212)를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In the step (S310) of determining a defective cell using the ECC bypass test unit 210, as shown in FIG. 7, the first state bit ('1' bit) is written and read in all M bits, Performing a first state bypass mode (#FF ECC bypass mode) 211 that determines a word to be defective when one or more error bits are detected, and a word determined to be in a normal state in the first state bypass mode 211 Targeting, the second state bypass mode (#00 ECC bypass mode) records and reads the second state bit ('0' bit) in all M bits, and determines it as defective when one or more error bits are detected. ) may include performing (212).

즉, 제1 상태 바이패스 모드(211)에서 에러 비트가 하나 이상 발견되면, 해당 워드는 불량(fail)로 판정하고 ECC 패턴 테스트부(220)가 수행된다. 만약 제1 상태 바이패스 모드(211)에서 에러 비트가 하나 이상 발견되지 않으면, 해당 워드는 정상(pass)으로 판정하고, 제2 상태 바이패스 모드(212)가 수행된다.That is, if one or more error bits are found in the first state bypass mode 211, the corresponding word is determined to be failed and the ECC pattern test unit 220 is performed. If one or more error bits are not found in the first state bypass mode 211, the corresponding word is determined to be normal (pass), and the second state bypass mode 212 is performed.

제2 상태 바이패스 모드(212)에서 에러 비트가 하나 이상 발견되면, 해당 워드는 불량(fail)로 판정하고 ECC 패턴 테스트부(220)가 수행되며, 만약 제2 상태 바이패스 모드(212)에서 에러 비트가 하나 이상 발견되지 않으면, 해당 워드는 정상(pass)으로 판정되어, 최종 정상 상태로 판정하고 테스트는 종료된다. 이때, 제1 상태 바이어스 모드에서 제1 상태 비트로 ‘0’비트를 이용하고, 제2 상태 바이어스 모드에서 제2 상태 비트로 ‘1’비트를 이용하여 테스트가 진행되도 무관한다.If one or more error bits are found in the second state bypass mode 212, the corresponding word is determined to be failed and the ECC pattern test unit 220 is performed. If in the second state bypass mode 212 If one or more error bits are not found, the corresponding word is determined to be normal (pass), the final normal state is determined, and the test is terminated. At this time, it does not matter if the test is performed using bit ‘0’ as the first state bit in the first state bias mode, and using bit ‘1’ as the second state bit in the second state bias mode.

ECC 패턴 테스트부(220)를 이용하여 불량 셀을 판정하는 단계(S320)는 ECC 바이패스 테스트부(210)에서 불량으로 판정된 워드를 대상으로 수행되며, 복수의 에러 패턴 모드(221)를 이용하여 불량을 판정할 수 있다. 이때, 복수의 에러 패턴 모드(221)는 하나의 워드가 (M=2L)개의 비트를 가질 경우, (2L+2)개의 서로 다른 에러 패턴 모드(221)를 가질 수 있다. 또한, N-비트 ECC 회로(130)를 포함하는 반도체 메모리 장치(100)에서 ECC 패턴 테스트부(220)는 (N-1) ECC 테스트 모드가 이용될 수 있다.The step (S320) of determining a defective cell using the ECC pattern test unit 220 is performed on words determined to be defective by the ECC bypass test unit 210, using a plurality of error pattern modes 221. Thus, defectiveness can be determined. At this time, when one word has (M=2 L ) bits, the plurality of error pattern modes 221 may have (2L+2) different error pattern modes 221. Additionally, in the semiconductor memory device 100 including the N-bit ECC circuit 130, the ECC pattern test unit 220 may use an (N-1) ECC test mode.

우선, ECC 바이패스 테스트부(210)에서 불량으로 판정된 워드를 대상으로 제1 에러 패턴(패턴 #1)에 대한 (N-1) ECC 테스트 모드가 수행된다. 따라서, (N-1)개를 초과한 에러 비트가 검출되면, 해당 워드는 불량(fail)으로 판정되어, 최종 불량 상태로 판정하고 테스트는 종료된다.First, the (N-1) ECC test mode for the first error pattern (pattern #1) is performed on words determined to be defective in the ECC bypass test unit 210. Accordingly, if more than (N-1) error bits are detected, the corresponding word is determined to be failed, is determined to be in a final failed state, and the test is terminated.

만약, 제1 에러 패턴(패턴 #1)에서 에러 비트가 (N-1)개 이하로 검출되면, 해당 워드는 정상(pass)으로 판정하고, 다음 패턴 모드인 제2 에러 패턴(패턴 #2)에 대한 (N-1) ECC 테스트 모드가 수행된다.If (N-1) or less error bits are detected in the first error pattern (pattern #1), the corresponding word is determined to be normal (pass), and the second error pattern (pattern #2), which is the next pattern mode, is determined to be normal (pass). For (N-1) ECC test mode is performed.

동일한 방법으로, 각각의 에러 패턴 모드가 수행되고, 최종 제(2L+2) 에러 패턴 모드(패턴 #(2L+2))에서 에러 비트가 (N-1)개 이하로 검출되면, 해당 워드는 정상(pass)으로 판정되어, 최종 정상 상태로 판정하고 테스트는 종료된다.In the same way, each error pattern mode is performed, and if fewer than (N-1) error bits are detected in the final (2L+2) error pattern mode (pattern #(2L+2)), the corresponding word is It is determined to be normal (pass), and the final normal state is determined and the test is ended.

도 8은 본 발명의 2-비트 ECC 테스트 모드를 이용하여 불량을 판정하는 일예를 나타낸 도면이다.Figure 8 is a diagram showing an example of determining defects using the 2-bit ECC test mode of the present invention.

도 9는 본 발명의 2-비트 ECC 테스트 모드를 이용하여 불량을 판정하는 다른예를 나타낸 도면이다.Figure 9 is a diagram showing another example of determining defects using the 2-bit ECC test mode of the present invention.

여기서, 도 8은 16-비트를 갖는 워드에 2개의 에러 비트가 존재할 경우의 테스트 방법을 나타내고, 도 9는 16-비트를 갖는 워드에 3개의 에러 비트가 존재할 경우의 테스트 방법을 나타낸다.Here, Figure 8 shows a test method when two error bits exist in a 16-bit word, and Figure 9 shows a test method when three error bits exist in a 16-bit word.

우선, 도 8을 참조하면, 16개의 비트로 구성된 워드 중에, 5번 셀에 로우-불량, 12번 셀에 하이-불량이 있다고 가정하면, 먼저 ECC 바이패스 테스트부(210)가 수행된다. ECC 바이패스 테스트부(210)의 제1 상태 바이패스 모드(#FF ECC 바이패스 모드)(211)에서 12번 셀의 하이-불량이 감지되기 때문에 불량으로 판정된다. 또한, 제2 상태 바이패스 모드(#00 ECC 바이패스 모드)(212)가 먼저 수행된다 하더라도, 역시 5번 셀의 로우-불량이 감지되기 때문에 1차 불량으로 판정된다. 따라서, 해당 워드는 ECC 패턴 테스트부(220)를 이용하여 테스트가 수행된다.First, referring to FIG. 8, assuming that among the words consisting of 16 bits, cell 5 has a low defect and cell 12 has a high defect, the ECC bypass test unit 210 is first performed. Since high-defect of cell 12 is detected in the first state bypass mode (#FF ECC bypass mode) 211 of the ECC bypass test unit 210, it is determined to be defective. In addition, even if the second state bypass mode (#00 ECC bypass mode) 212 is performed first, since the row-defect of cell 5 is detected, it is determined to be a primary defect. Therefore, the corresponding word is tested using the ECC pattern test unit 220.

1차 불량으로 판정된 해당 워드는 워드 당 16-비트를 포함하기 때문에, ECC 패턴 모드는 10개의 에러 패턴 모드(221)를 이용하여 (N-1) ECC 테스트 모드인 1-비트(N=2) ECC 테스트 모드가 수행된다. 즉, 에러 비트가 1개 이하면 정상(pass)으로 판정하고, 에러 비트가 2개 이상이 되면 불량(fail)으로 판정한다.Since the corresponding word determined to be a primary defect contains 16-bits per word, the ECC pattern mode uses 10 error pattern modes 221 to perform (N-1) 1-bit (N=2) ECC test mode. ) ECC test mode is performed. That is, if there is one or less error bits, it is judged as normal (pass), and if there are two or more error bits, it is judged as failure.

우선, 제1 에러 패턴(패턴 #1)인 ‘FFFF’패턴 모드와 제2 패턴 모드(패턴 #2)인 ‘0000’패턴 모드에서는 각각 하나의 에러 비트만을 감지하고, 제3 에러 패턴(패턴 #3)인 ‘FF00’패턴 모드에서는 에러 비트가 감지되지 않기 때문에 모두 정상(pass)으로 판정한다. 허나, 제3 에러 패턴(패턴 #4)인 ‘00FF’패턴 모드에서는 5번 셀의 로우-불량, 12번 셀의 하이-에러 비트가 모두 감지될 수 있기 때문에 2개 이상의 에러 비트가 감지되어 최종 불량 상태를 판정하고 테스트가 종료된다.First, only one error bit is detected in the 'FFFF' pattern mode, which is the first error pattern (pattern #1), and the '0000' pattern mode, which is the second pattern mode (pattern #2), and the third error pattern (pattern # 3) In the 'FF00' pattern mode, no error bits are detected, so all are judged as normal (pass). However, in the '00FF' pattern mode, which is the third error pattern (pattern #4), both the low-defect bit in cell 5 and the high-error bit in cell 12 can be detected, so more than two error bits are detected and the final error bit is detected. A defective state is determined and the test is terminated.

도 9를 참조하면, 16개의 비트로 구성된 워드 중에, 4번 셀에 하이-불량, 5번 셀에 로우-불량 및 12번 셀에 하이-불량이 있다고 가정하면, 먼저 ECC 바이패스 테스트부(210)가 수행된다. ECC 바이패스 테스트부(210)의 제1 상태 바이패스 모드(#FF ECC 바이패스 모드)(211)에서 4번 셀의 하이-불량 및 12번 셀의 하이-불량이 감지되기 때문에 불량으로 판정한다. 또한, 제2 상태 바이패스 모드(#00 ECC 바이패스 모드)(212)가 먼저 수행된다 하더라도, 역시 5번 셀의 로우-불량이 감지되기 때문에 1차 불량으로 판정된다. 따라서, 해당 워드는 ECC 패턴 테스트부(220)를 이용하여 테스트가 수행된다.Referring to FIG. 9, assuming that among the words consisting of 16 bits, there is a high-defect in the 4th cell, a low-defect in the 5th cell, and a high-defect in the 12th cell, first, the ECC bypass test unit 210 is performed. In the first state bypass mode (#FF ECC bypass mode) 211 of the ECC bypass test unit 210, the high-defect of the 4th cell and the 12th cell are detected as defective. . In addition, even if the second state bypass mode (#00 ECC bypass mode) 212 is performed first, since the row-defect of cell 5 is detected, it is determined to be a primary defect. Therefore, the corresponding word is tested using the ECC pattern test unit 220.

1차 불량으로 판정된 해당 워드는 워드 당 16-비트를 포함하기 때문에, ECC 패턴 모드는 10개의 에러 패턴 모드(221)를 이용하여 (N-1) ECC 테스트 모드인 1-비트(N=2) ECC 테스트 모드가 수행될 수 있다. 즉, 에러 비트가 1개 이하면 정상(pass)으로 판정하고, 에러 비트가 2개 이상이 되면 불량(fail)으로 판정한다.Since the corresponding word determined to be a primary defect contains 16-bits per word, the ECC pattern mode uses 10 error pattern modes 221 to perform (N-1) 1-bit (N=2) ECC test mode. ) ECC test mode can be performed. That is, if there is one or less error bits, it is judged as normal (pass), and if there are two or more error bits, it is judged as failure.

제1 에러 패턴(패턴 #1)인 ‘FFFF’패턴 모드에서 4번 셀의 하이-불량 및 12번 셀의 하이-불량이 감지되기 때문에 2개 이상의 에러 비트가 감지되어 최종 불량 상태를 판정하고 테스트가 종료된다.In 'FFFF' pattern mode, which is the first error pattern (pattern #1), high-defect in cell 4 and high-defect in cell 12 are detected, so two or more error bits are detected to determine and test the final defective state. ends.

상술한 바와 같이, ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치 및 이를 이용한 테스트 방법은 종래의 에러 비트를 카운트하는 방식이 아닌, ECC 회로(130)의 ECC 테스트 모드를 이용하여 임계 불량수로 양품 또는 불량을 판단할 수 있기 때문에, 불량 셀의 어드레스를 기록 및 기억해야 하는 별도의 메모리가 요구되지 않는다. 따라서, 비용을 절감할 수 있고, 장치의 구성을 단순화할 수 있다. 또한, ECC 테스트 모드(200)에서 단순히 임계 불량수로 양품 또는 불량을 판단할 수 있기 때문에 테스트 시간을 대폭 단축시킬 수 있다.As described above, the semiconductor memory device including the ECC circuit and the test method using the same use the ECC test mode of the ECC circuit 130 to determine good or defective products based on the critical number of defects, rather than counting error bits in the conventional method. Since it can be determined, a separate memory to record and store the address of the defective cell is not required. Therefore, costs can be reduced and the configuration of the device can be simplified. In addition, in the ECC test mode 200, the test time can be significantly shortened because good or defective products can be determined simply based on the critical number of defects.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시례들은 이해를 돕기 위해 특정례를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시례들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형례들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.Meanwhile, the embodiments of the present invention disclosed in the specification and drawings are merely specific examples to aid understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that in addition to the embodiments disclosed herein, other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented.

100 : 반도체 메모리 장치 110 : 메모리 셀 어레이
120 : 메모리 컨트롤러 130 : ECC 회로
200 : ECC 테스트 모드 210 : ECC 바이패스 테스트부
211 : 제1 상태 바이패스 모드 212 : 제2 상태 바이패스 모드
220 : ECC 패턴 테스트부 221 : 에러 패턴 모드
100: semiconductor memory device 110: memory cell array
120: memory controller 130: ECC circuit
200: ECC test mode 210: ECC bypass test unit
211: first state bypass mode 212: second state bypass mode
220: ECC pattern test unit 221: Error pattern mode

Claims (16)

셀 어레이와 연결된 복수의 워드 중, 하나의 워드에 M개의 비트(M은 양의 정수)를 포함하는 메모리 셀 어레이; 및
상기 메모리 셀 어레이의 N-비트(N은 양의 정수) 이하의 오류 비트들을 감지하고 정정하는 N-비트 ECC 회로를 포함하고,
상기 ECC 회로는 상기 메모리 셀 어레이의 임계 에러 비트수를 기준으로 정상 상태 또는 불량 상태를 판정하는 ECC 테스트 모드를 포함하며,
상기 ECC 테스트 모드는,
상기 M개의 비트 전체에 제1 상태 또는 제2 상태의 비트를 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 1차 불량을 판정하는 ECC 바이패스 테스트부; 및
상기 M개의 비트에 에러 검출 패턴을 순차적으로 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 불량 상태를 판정하는 ECC 패턴 테스트부를 포함하되,
상기 하나의 워드가 (M=2L)개의 비트(L은 양의 정수)를 가질 경우,
상기 ECC 패턴 테스트부는 (2L+2)개의 서로 다른 에러 패턴 모드를 갖는 것인 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치.
A memory cell array including M bits (M is a positive integer) in one word among a plurality of words connected to the cell array; and
An N-bit ECC circuit that detects and corrects error bits of up to N bits (N is a positive integer) of the memory cell array,
The ECC circuit includes an ECC test mode that determines a normal state or a defective state based on the number of critical error bits of the memory cell array,
The ECC test mode is,
an ECC bypass test unit that records first-state or second-state bits in all of the M bits and reads them to determine a normal state or a primary defect; and
An ECC pattern test unit that sequentially records and reads an error detection pattern in the M bits to determine a normal state or a defective state,
If the one word has (M=2 L ) bits (L is a positive integer),
A semiconductor memory device including an ECC circuit in which the ECC pattern test unit has (2L+2) different error pattern modes.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 ECC 패턴 테스트부의 동작은 상기 ECC 바이패스 테스트부에서 상기 1차 불량으로 판정된 워드를 대상으로 수행되는 것인 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 1,
A semiconductor memory device including an ECC circuit, wherein the operation of the ECC pattern test unit is performed on a word determined to be a primary defect in the ECC bypass test unit.
제1항에 있어서, 상기 ECC 바이패스 테스트부는,
상기 M개의 비트 전체에 상기 제1 상태의 비트를 기록하고 판독하여, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 상기 1차 불량으로 판정하는 제1 상태 바이패스 모드; 및
상기 M개의 비트 전체에 상기 제2 상태의 비트를 기록하고 판독하여, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 상기 1차 불량으로 판정하는 제2 상태 바이패스 모드를 포함하는 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1, wherein the ECC bypass test unit,
a first state bypass mode that writes and reads bits of the first state in all of the M bits and determines the first defect when one or more error bits are detected; and
A semiconductor memory device comprising an ECC circuit including a second state bypass mode that writes and reads bits of the second state in all of the M bits and determines the first defect when one or more error bits are detected.
제4항에 있어서,
상기 제2 상태 바이패스 모드의 동작은 상기 제1 상태 바이패스 모드에서 정상으로 판정된 워드를 대상으로 수행되는 것인 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to clause 4,
A semiconductor memory device including an ECC circuit, wherein the second state bypass mode operation is performed on words determined to be normal in the first state bypass mode.
제5항에 있어서,
상기 제2 상태 바이패스 모드에서 정상으로 판정된 워드는 최종 정상 상태로 판정하는 것인 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to clause 5,
A semiconductor memory device including an ECC circuit, wherein a word determined to be normal in the second state bypass mode is determined to be a final normal state.
제1항에 있어서,
상기 ECC 패턴 테스트부는 에러 비트가 (N-1)개를 초과한 워드에 대해 최종 불량 상태로 판정하는 것인 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 1,
A semiconductor memory device including an ECC circuit, wherein the ECC pattern test unit determines a final defective state for words with more than (N-1) error bits.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드 각각은 (N-1)개 이하의 에러 비트가 발생된 워드에 대해서만 정상으로 판정하는 것인 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치.
According to paragraph 1,
A semiconductor memory device including an ECC circuit in which each of the (2L+2) error pattern modes determines as normal only for words in which (N-1) or less error bits have occurred.
제1항에 있어서, 상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드는,
상기 M개의 비트 전체가 상기 제1 상태의 비트를 갖는 제1 에러 패턴을 기준으로,
상기 제1 에러 패턴을 제외한 홀수 번째 에러 패턴들은 순차적으로 이전 홀수 번째 에러 패턴의 제1 상태 또는 제2 상태 비트의 반은 유지하고, 나머지 반은 반전시킨 M개의 비트로 형성되며, 짝수 번째 에러 패턴들은 앞선 홀수 번째 에러 패턴의 비트 전체를 반전시켜 형성되는 것인 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1, wherein the (2L+2) error pattern modes are:
Based on a first error pattern in which all of the M bits have bits in the first state,
Odd-numbered error patterns excluding the first error pattern are sequentially formed of M bits in which half of the first or second state bits of the previous odd-numbered error pattern are maintained and the other half are inverted, and the even-numbered error patterns are A semiconductor memory device including an ECC circuit formed by inverting all the bits of the previous odd-numbered error pattern.
하나의 워드에 M개의 비트(M은 양의 정수)를 포함하는 메모리 셀 어레이로부터 N-비트(N은 양의 정수) 이하의 오류 비트들을 감지하고 정정하는 N-비트 ECC 회로를 이용하여 ECC 테스트 모드를 실행하는 단계; 및
상기 ECC 테스트 모드를 이용하여 상기 메모리 셀 어레이의 임계 에러 비트수를 기준으로 정상 상태 또는 불량 상태를 판정하는 단계를 포함하고,
상기 ECC 테스트 모드를 이용하는 단계는,
ECC 바이패스 테스트부를 이용하여 상기 M개의 비트 전체에 제1 상태 또는 제2 상태의 비트를 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 제1 불량 워드를 판정하는 단계; 및
상기 ECC 바이패스 테스트부에서 상기 제1 불량으로 판정된 워드를 대상으로, ECC 패턴 테스트부를 이용하여 상기 M개의 비트에 에러 패턴 모드를 순차적으로 기록하고, 판독하여 정상 상태 또는 불량 상태를 판정하는 단계를 포함하며,
상기 ECC 패턴 테스트부를 이용하는 단계에서,
상기 하나의 워드가 (M=2L)개의 비트(L은 양의 정수)를 가질 경우,
상기 ECC 패턴 테스트부는 (2L+2)개의 서로 다른 에러 패턴 모드를 갖는 것인 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치의 테스트 방법.
ECC test using an N-bit ECC circuit that detects and corrects error bits of up to N-bits (N is a positive integer) from a memory cell array containing M bits (M is a positive integer) in one word. running the mode; and
and determining a normal state or a defective state based on the number of critical error bits of the memory cell array using the ECC test mode,
The step of using the ECC test mode is,
Writing first state or second state bits to all of the M bits using an ECC bypass test unit and reading them to determine a normal state or a first bad word; and
For the word determined to be the first defective in the ECC bypass test unit, sequentially recording and reading an error pattern mode in the M bits using an ECC pattern test unit to determine a normal state or a defective state. Includes,
In the step of using the ECC pattern test unit,
If the one word has (M=2 L ) bits (L is a positive integer),
A test method for a semiconductor memory device including an ECC circuit, wherein the ECC pattern test unit has (2L+2) different error pattern modes.
삭제delete 제11항에 있어서, 상기 ECC 바이패스 테스트부를 이용하는 단계는,
상기 M개의 비트 전체에 상기 제1 상태의 비트를 기록하고 판독하여, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 제1 불량으로 판정하는 제1 단계; 및
상기 제1 단계에서 정상 상태로 판정된 워드를 대상으로, 상기 M개의 비트 전체에 상기 제2 상태의 비트를 기록하고 판독하여, 하나 이상의 오류 비트가 검출되면 불량으로 판정하는 제2 단계를 포함하는 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치의 테스트 방법.
The method of claim 11, wherein using the ECC bypass test unit comprises:
A first step of writing and reading bits in the first state in all of the M bits, and determining a first defect if one or more error bits are detected; and
A second step of writing and reading bits in the second state in all of the M bits for a word determined to be in a normal state in the first step and determining it as defective when one or more error bits are detected. Test method for semiconductor memory devices containing ECC circuits.
삭제delete 제11항에 있어서, 상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드는,
상기 M개의 비트 전체가 상기 제1 상태의 비트를 갖는 제1 에러 패턴을 기준으로,
상기 제1 에러 패턴을 제외한 홀수 번째 에러 패턴들은 순차적으로 이전 홀수 번째 에러 패턴의 제1 상태 또는 제2 상태 비트의 반은 유지하고, 나머지 반은 반전시킨 M개의 비트로 형성되며, 짝수 번째 에러 패턴들은 앞선 홀수 번째 에러 패턴의 비트 전체를 반전시켜 형성되는 것인 반도체 메모리 장치의 테스트 방법.
The method of claim 11, wherein the (2L+2) error pattern modes are:
Based on a first error pattern in which all of the M bits have bits in the first state,
Odd-numbered error patterns excluding the first error pattern are sequentially formed of M bits in which half of the first or second state bits of the previous odd-numbered error pattern are maintained and the other half are inverted, and the even-numbered error patterns are A test method for a semiconductor memory device that is formed by inverting all the bits of the previous odd-numbered error pattern.
제11항에 있어서, 상기 ECC 패턴 테스트부를 이용하는 단계는,
상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드 각각을 이용하여 에러 비트가 포함된 워드를 판정하는 단계를 포함하되,
상기 (2L+2)개의 에러 패턴 모드 중 어느 하나의 모드에서 (N-1)개를 초과하는 에러 비트가 발생될 경우 테스트를 중단하고, 최종 불량 상태로 판정하는 것인 ECC 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치의 테스트 방법.
The method of claim 11, wherein using the ECC pattern test unit comprises:
It includes determining a word containing an error bit using each of the (2L+2) error pattern modes,
A semiconductor including an ECC circuit that stops testing and determines a final defective state when more than (N-1) error bits occur in any one of the (2L+2) error pattern modes. How to test memory devices.
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