JP2006351056A - Semiconductor memory device and its test method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体記憶装置のテスト技術、特に、データを記憶可能なメモリセルを行方向及び列方向に夫々複数マトリクス状に配置してなるメモリセルアレイを1つのブロックとして、前記メモリセルアレイを複数ブロック備えてメモリセルアレイ全体が構成されている半導体記憶装置及びそのテスト方法に関する。 The present invention relates to a test technique for a semiconductor memory device, in particular, a memory cell array in which a plurality of memory cells capable of storing data are arranged in a matrix in the row direction and the column direction as one block, and the memory cell array is divided into a plurality of blocks. The present invention relates to a semiconductor memory device including the entire memory cell array and a test method thereof.
半導体記憶装置は、一般に、データを記憶可能なメモリセルを行方向及び列方向に夫々複数マトリクス状に配置してなるメモリセルアレイを1つのブロックとして、前記メモリセルアレイを複数ブロック備えてメモリセルアレイ全体が構成されている。また、半導体記憶装置は、ブロック単位でメモリセルアレイへのアクセスを制御するブロックデコーダと、各メモリセルに記憶されたデータを読み出すワード線を制御するローデコーダと、データに応じた電圧または電流が現れるビット線を制御するカラムデコーダ、各デコーダに対し外部から入力されたアドレスに対応した内部アドレス信号を発生するアドレス発生回路等から構成される。 In general, a semiconductor memory device has a memory cell array in which a plurality of memory cells each storing data in a row direction and a column direction are arranged in a matrix as one block, and the entire memory cell array has a plurality of blocks. It is configured. In addition, the semiconductor memory device has a block decoder that controls access to the memory cell array in units of blocks, a row decoder that controls a word line that reads data stored in each memory cell, and a voltage or current corresponding to the data. A column decoder that controls the bit lines, an address generation circuit that generates an internal address signal corresponding to an address input from the outside to each decoder, and the like.
半導体記憶装置における信頼性試験等の製品試験では、試験に要するコストは、一般的に、試験時間に依存することから、試験時間を短縮することで試験にかかるコストを低減することができる。このため、従来は、例えば、全メモリブロックに対する試験を同時に実施することにより、試験時間を短縮している。 In a product test such as a reliability test in a semiconductor memory device, the cost required for the test generally depends on the test time. Therefore, the test cost can be reduced by shortening the test time. For this reason, conventionally, for example, the test time is shortened by simultaneously performing tests on all the memory blocks.
ここで、例えば、半導体記憶装置に対する信頼性試験には、メモリブロックの所定のノードを高電圧にすることによって不良を検出する電気的ストレス法がある。この電気的ストレス法による試験では、高電圧を印加したノードに欠陥があり、リーク経路が存在する場合、高電圧のためにリーク電流が非常に大きくなる。このため、高電圧を印加した各ノードの電圧レベルが低下し、所望の電気的ストレスを印加することができず、試験を有効に行うことができなくなる虞がある。この場合は、例えば、試験実施時に、該不良ブロックに起因するリーク電流を押さえるために、リーク経路を有する不良ブロックを非選択状態にし、試験対象から除外することによって、不良ブロック以外のメモリブロックに対する試験を行うことができる。 Here, for example, a reliability test for a semiconductor memory device includes an electrical stress method in which a failure is detected by setting a predetermined node of a memory block to a high voltage. In this electrical stress test, if a node to which a high voltage is applied has a defect and a leakage path exists, the leakage current becomes very large due to the high voltage. For this reason, the voltage level of each node to which a high voltage is applied is lowered, so that a desired electrical stress cannot be applied, and the test may not be performed effectively. In this case, for example, in order to suppress the leakage current caused by the defective block at the time of performing the test, the defective block having the leakage path is deselected and excluded from the test target, thereby removing memory blocks other than the defective block. A test can be performed.
半導体記憶装置の試験に係る技術には、例えば、複数のメモリブロックを備えた半導体記憶装置において、全てのメモリブロックを一括して選択状態にした後、ブロックアドレス信号を比較することによって試験を実施しないメモリブロックを特定し、試験を実施しないメモリブロックの選択状態を解除して非選択状態にする半導体記憶装置がある(例えば、特許文献1参照)。この半導体記憶装置は、試験実施時に、試験を行わない不良ブロックの選択状態を解除して非選択状態にすることで、不良ブロックに対する試験を実施しないようにするものである。そして、不良ブロックに対する試験を実施しないことから、該不良ブロックに起因するリーク電流を低減して電圧降下を抑えることができる。 For example, in a semiconductor memory device having a plurality of memory blocks, a test is performed by comparing all the memory blocks in a selected state and comparing block address signals. There is a semiconductor memory device in which a memory block that is not to be specified is specified and the selected state of the memory block that is not to be tested is released to be in a non-selected state (see, for example, Patent Document 1). In this semiconductor memory device, when a test is performed, a test for a defective block is not performed by canceling the selected state of a defective block not to be tested and making it non-selected. Since the test for the defective block is not performed, the leakage current caused by the defective block can be reduced and the voltage drop can be suppressed.
ここで、図7は、上記特許文献1に記載の半導体記憶装置の構成を示している。この半導体記憶装置は、製品試験等を行うためのテストモード設定時、全てのPi、Qi、RiがHレベル(電源電位レベル)になり、その後、SBDIchがHレベルとなったときに、全てのメモリブロックを選択状態にする。続いて、予め検出された不良ブロックのアドレスが入力され、UBDIchがHレベルになると、不良ブロックの選択状態を解除して非選択状態にする。続いて、/ERAがLレベル(接地電位レベル)になると、各メモリブロックの選択状態に応じて転送ゲートを制御する。これによって、正常なメモリブロックだけを一括試験することができる。 Here, FIG. 7 shows a configuration of the semiconductor memory device described in Patent Document 1. In this semiconductor memory device, when setting a test mode for performing a product test or the like, all Pi, Qi, and Ri are set to the H level (power supply potential level), and thereafter, when SBDIch is set to the H level, Select the memory block. Subsequently, when an address of a defective block detected in advance is inputted and UBDIch becomes H level, the selection state of the defective block is canceled and the non-selection state is set. Subsequently, when / ERA becomes L level (ground potential level), the transfer gate is controlled according to the selected state of each memory block. As a result, only normal memory blocks can be collectively tested.
しかし、上記特許文献1に記載の半導体記憶装置は、全てのメモリブロックを一括して選択状態にした後、試験を実施しない不良ブロック等のメモリブロックの選択状態を解除して非選択状態にするため、試験を実施する際に、選択状態にする動作及び非選択状態にする動作の両方が必要となる。また、試験を実施しないメモリブロックをブロックアドレスによって特定するため、各メモリブロック夫々にアドレス比較回路が必要となり、回路規模が大きくなるという問題があった。 However, in the semiconductor memory device described in Patent Document 1, after all the memory blocks are collectively selected, the selected state of a memory block such as a defective block that is not tested is canceled and is not selected. Therefore, when the test is performed, both the operation for selecting and the operation for selecting the non-selected state are required. In addition, since the memory block not to be tested is specified by the block address, an address comparison circuit is required for each memory block, resulting in a problem that the circuit scale increases.
更に、上記特許文献1の半導体記憶装置では、所定のテストモードにおいて、全メモリブロックを一括して試験を行う場合と、1メモリブロックずつ試験を行う場合の何れかしか選択できず、例えば、一部の複数メモリブロックを同時に選択することはできず、試験における自由度が小さい。 Furthermore, in the semiconductor memory device of the above-mentioned Patent Document 1, in a predetermined test mode, only one of a case where all the memory blocks are tested at once and a case where a test is performed for each memory block can be selected. A plurality of memory blocks cannot be selected at the same time, and the degree of freedom in testing is small.
また、近年、半導体記憶装置の大容量化が進んでおり、特に、メモリブロック数が非常に多い大容量の半導体記憶装置の試験を実施する場合には、試験を実施する全メモリブロックが正常なメモリブロックであっても、半導体記憶装置全体でリーク電流が非常に大きくなる。このため、特に、電気的ストレス法による試験では、高電圧を印加した際に、リーク電流による電圧降下が無視できなくなり、電気的ストレス印加試験に必要な電圧レベルを維持できず、全メモリブロックに対する一括試験が行えない場合があった。この場合、特許文献1の半導体記憶装置では、全メモリブロックに対する試験を一括して行えないことから、1メモリブロックずつ高電圧を印加して試験を行わなければならず、試験時間の短縮を図ることができないという問題がある。 Further, in recent years, the capacity of semiconductor memory devices has been increasing, and in particular, when testing a large capacity semiconductor memory device having a very large number of memory blocks, all the memory blocks to be tested are normal. Even in the memory block, the leakage current becomes very large in the entire semiconductor memory device. For this reason, in particular, in the test using the electrical stress method, when a high voltage is applied, the voltage drop due to the leakage current cannot be ignored, and the voltage level necessary for the electrical stress application test cannot be maintained. In some cases, a batch test could not be performed. In this case, since the semiconductor memory device of Patent Document 1 cannot perform tests on all the memory blocks at once, the test must be performed by applying a high voltage to each memory block, thereby shortening the test time. There is a problem that can not be.
ところで、一般的に、半導体記憶装置には不良ブロックを救済するために予め冗長ブロックが用意されているが、用意された冗長ブロックの数以上の不良ブロックがあり、一部のメモリ領域が使用できない半導体記憶装置は、従来、不良品として扱われていた。しかし、近年、このような一部のメモリ領域が使用できない半導体記憶装置であっても、全メモリ領域が使用可能な半導体記憶装置に比して低価格等の有利な条件を設定することにより、製品として供給することが可能であり、このような半導体記憶装置のニーズが高まってきている。しかしながら、一部のメモリ領域が使用できない半導体記憶装置は、欠陥が多く、特に、高電圧を印加する電気的ストレス法による試験では、不良ブロックの欠陥に起因するリーク電流によって電圧降下が起こるため、全メモリブロックに対する電気的ストレス印加試験を一括して行えない場合がある。この場合には、正常なメモリブロックに対する電気的ストレス印加試験を、メモリブロック毎に実施しなければならず、電気的ストレスの印加試験にかかる試験時間及びコストが増大し、製品として供給できないという問題があった。 By the way, in general, a redundant block is prepared in advance in a semiconductor memory device in order to relieve a defective block. However, there are more defective blocks than the number of prepared redundant blocks, and some memory areas cannot be used. Conventionally, semiconductor memory devices have been treated as defective products. However, in recent years, even in a semiconductor memory device in which some of the memory areas cannot be used, by setting advantageous conditions such as a lower price than a semiconductor memory device in which the entire memory area can be used, The demand for such a semiconductor memory device is increasing. However, a semiconductor memory device in which a part of the memory area cannot be used has many defects. In particular, in a test using an electrical stress method in which a high voltage is applied, a voltage drop occurs due to a leakage current caused by a defect in a defective block. There are cases where the electrical stress application test for all memory blocks cannot be performed at once. In this case, an electrical stress application test for a normal memory block must be performed for each memory block, which increases the test time and cost for the electrical stress application test and cannot be supplied as a product. was there.
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、試験時間の短縮及び試験にかかるコストの低減を図るとともに、試験にかかる自由度を高めることができる半導体記憶装置を提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of reducing the test time and the cost for the test and increasing the degree of freedom for the test. In the point.
上記目的を達成するための本発明に係る半導体記憶装置は、データを記憶可能なメモリセルを行方向及び列方向に夫々複数マトリクス状に配置してなるメモリセルアレイを1つのブロックとして、前記メモリセルアレイを複数ブロック備えてメモリセルアレイ全体が構成されている半導体記憶装置であって、前記メモリセルアレイ全体から任意の1ブロックを選択するために、ブロックアドレス信号をデコードして、前記ブロック毎に各別に対応付けられたブロック選択信号の1つを選択状態に、他の全てを非選択状態にして出力可能なブロックアドレスデコーダ回路と、前記ブロック毎に、自己のブロックの選択状態または非選択状態を決定する前記ブロック選択信号の入力状態に関係なく自己のブロックを強制的に非選択状態に固定する非選択状態ラッチ回路と、を備え、前記非選択状態ラッチ回路が前記非選択状態に固定されていないリセット状態では、前記ブロック選択信号の入力状態に応じて対応する前記各ブロックの選択状態または非選択状態が決定され、所定のテストモードにおいて、前記ブロックアドレスデコーダ回路が、前記ブロック選択信号の複数を選択状態に設定して出力可能に構成されていることを第1の特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor memory device according to the present invention comprises a memory cell array in which a plurality of memory cells capable of storing data are arranged in a matrix in the row direction and the column direction as one block. Is a semiconductor memory device comprising a plurality of blocks, and the entire memory cell array is configured, and in order to select an arbitrary block from the entire memory cell array, a block address signal is decoded and each block is individually handled A block address decoder circuit capable of outputting one of the attached block selection signals in a selected state and all others in a non-selected state, and determining the selected state or non-selected state of its own block for each of the blocks Regardless of the input state of the block selection signal, the block is forcibly fixed to the non-selected state. A selection state latch circuit, and in a reset state in which the non-selection state latch circuit is not fixed to the non-selection state, the selection state or non-selection of each block corresponding to the input state of the block selection signal A state is determined, and in a predetermined test mode, the block address decoder circuit is configured so that a plurality of the block selection signals can be set to a selected state and output.
上記特徴の本発明に係る半導体記憶装置は、前記ブロックアドレスデコーダ回路の内の少なくとも前記ブロック選択信号を出力する最終段のデコード回路を含む個別ブロックデコーダ回路が、対応する前記ブロックに隣接して夫々配置され、前記非選択状態ラッチ回路と前記個別ブロックデコーダ回路が、前記ブロック毎に対になって構成されていることを第2の特徴とする。 In the semiconductor memory device according to the present invention having the above characteristics, individual block decoder circuits including at least the final stage decode circuit that outputs the block selection signal in the block address decoder circuit are adjacent to the corresponding block, respectively. The second feature is that the non-selected state latch circuit and the individual block decoder circuit are arranged in pairs for each block.
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体記憶装置は、前記非選択状態ラッチ回路は、対応する前記ブロックの前記ブロック選択信号が選択状態において、非選択状態に固定可能に構成されていることを第3の特徴とする。 In the semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above characteristics, the non-selection state latch circuit is configured to be able to be fixed in a non-selection state when the block selection signal of the corresponding block is in a selection state. The third feature.
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体記憶装置は、前記非選択状態ラッチ回路は、非選択状態に固定された状態を解除して前記リセット状態に復帰可能に構成されていることを第4の特徴とする。 The semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above features is characterized in that the non-selected state latch circuit is configured to be able to release the state fixed to the non-selected state and return to the reset state. It is characterized by.
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体記憶装置は、前記各メモリセルアレイは、同一行の前記メモリセルが共通の行選択線に接続し、同一列の前記メモリセルが共通の列選択線に接続して構成され、前記所定のテストモードにおいて、選択状態に設定して出力された前記ブロック選択信号によって選択された前記ブロックの全ての前記行選択線が選択状態に設定されることを第5の特徴とする。 In the semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above features, in each of the memory cell arrays, the memory cells in the same row are connected to a common row selection line, and the memory cells in the same column are connected to a common column selection line. It is configured that all the row selection lines of the block selected by the block selection signal set and output in the selected state are set in the selected state in the predetermined test mode. It is characterized by.
上記第1から第4の何れかの特徴の本発明に係る半導体記憶装置は、前記各メモリセルアレイは、同一行の前記メモリセルが共通の行選択線に接続し、同一列の前記メモリセルが共通の列選択線に接続して構成され、前記所定のテストモードにおいて、選択状態に設定して出力された前記ブロック選択信号によって選択された前記ブロックの全ての前記列選択線が選択状態に設定されることを第6の特徴とする。 In the semiconductor memory device according to the first to fourth aspects of the present invention, in each of the memory cell arrays, the memory cells in the same row are connected to a common row selection line, and the memory cells in the same column are Connected to a common column selection line, and in the predetermined test mode, all the column selection lines of the block selected by the block selection signal set and output in the selected state are set to the selected state. This is a sixth feature.
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体記憶装置は、前記メモリセルアレイ全体が、2以上の前記ブロックが集合してなるプレーンを複数備えて構成され、所定のテストモードにおいて、前記ブロックアドレスデコーダ回路が、前記ブロック選択信号の選択状態と非選択状態を、前記プレーン単位で設定して出力可能に構成されていることを第7の特徴とする。 The semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above characteristics is configured such that the entire memory cell array includes a plurality of planes formed by aggregating two or more blocks, and the block address decoder circuit in a predetermined test mode. However, according to a seventh aspect of the present invention, the block selection signal can be output by setting a selection state and a non-selection state of the block selection signal for each plane.
上記何れかの特徴の本発明に係る半導体記憶装置は、前記メモリセルアレイ全体の中に、メモリセル単位、行単位、列単位、または、ブロック単位で動作不良となる前記メモリセルを含む不良メモリセルアレイが少なくとも1ブロック含まれることを第8の特徴とする。 The semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above features includes a defective memory cell array including the memory cells that are defective in operation in memory cell units, row units, column units, or block units in the entire memory cell array. An eighth feature is that at least one block is included.
上記目的を達成するための本発明に係る半導体記憶装置のテスト方法は、上記第8の特徴の半導体記憶装置において、前記不良メモリセルアレイに対応する全ての前記非選択状態ラッチ回路を非選択状態に固定した後、前記所定のテストモードにおいて、前記ブロックアドレスデコーダ回路が、前記メモリセルアレイ全体の全ブロックまたは一部の複数ブロックを同時に選択するように制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a test method for a semiconductor memory device according to the present invention is the semiconductor memory device according to the eighth feature, wherein all the non-selected state latch circuits corresponding to the defective memory cell array are brought into a non-selected state. After the fixing, in the predetermined test mode, the block address decoder circuit is controlled to select all or a plurality of blocks of the entire memory cell array at the same time.
上記特徴の本発明に係る半導体記憶装置は、ブロック毎に、自己のブロックの選択状態または非選択状態を決定するブロック選択信号の入力状態に関係なく自己のブロックを強制的に非選択状態に固定する非選択状態ラッチ回路を設けたので、所定のテストモードにおいて、試験を行わないブロックを装置内部で自動的に試験対象から除外することができる。即ち、信頼性試験等の製品試験において、外部からのブロックアドレス信号によって特定されるブロックであっても、非選択状態ラッチ回路により、装置内部で該ブロックを強制的に非選択状態に固定することができる。これによって、全ブロックを一括して選択状態にし、試験を行わないブロックを非選択状態にする場合に比べ、非選択状態ラッチ回路により、試験を行わないブロックを非選択状態にするための処理が必要なくなるので、試験時間及びコストを低減することが可能になる。更に、各ブロック毎に非選択状態ラッチ回路を設けたので、試験対象とするブロックであるか否かの判定を、ブロックアドレスを比較することなく実施でき、所定のテストモードにおけるブロックの選択状態、非選択状態の設定にかかる構成を簡略化できる。 The semiconductor memory device according to the present invention having the above-described features forcibly fixes its own block to the non-selected state for each block regardless of the input state of the block selection signal that determines the selected state or non-selected state of the own block. Since the non-selection state latch circuit is provided, blocks that are not tested in a predetermined test mode can be automatically excluded from the test target inside the apparatus. That is, in product tests such as reliability tests, even if the block is specified by an external block address signal, the block is forcibly fixed in the non-selected state inside the device by the non-selected state latch circuit. Can do. As a result, compared with the case where all the blocks are selected at once and the block where the test is not performed is set to the non-selected state, the process for setting the block which is not tested to the non-selected state by the non-selected state latch circuit is performed. Since it is not necessary, the test time and cost can be reduced. Furthermore, since a non-selection state latch circuit is provided for each block, it can be determined whether or not it is a block to be tested without comparing block addresses, and the block selection state in a predetermined test mode, The configuration for setting the non-selected state can be simplified.
更に、非選択状態ラッチ回路により、所定のテストモードにおいて、不良ブロックを強制的に装置内部で非選択状態とするように構成したので、例えば、メモリセルアレイ全体の全ブロックまたは一部の複数ブロックを同時に選択するように制御することができる。また、例えば、2以上の前記ブロックが集合してなるプレーン毎に試験を実施することが可能になり、試験における自由度を高めることができる。この場合には、外部からプレーン単位で選択状態にすれば、プレーン内の不良ブロックが自動的に装置内部で非選択状態とされるので、試験にかかる手間を簡略化できる。このため、特に、記憶容量が非常に大きく全メモリブロックに対する一括試験の実施が困難である半導体記憶装置について有用であり、試験時間及びコストの低減が可能となる。 Further, since the non-selection state latch circuit is configured to forcibly set the defective block in the non-selection state inside the device in a predetermined test mode, for example, all the blocks in the entire memory cell array or a part of a plurality of blocks are arranged. It can control to select simultaneously. In addition, for example, a test can be performed for each plane formed by aggregating two or more blocks, and the degree of freedom in the test can be increased. In this case, if the selection state is made in units of planes from the outside, the defective blocks in the plane are automatically made non-selected in the apparatus, so that the labor required for the test can be simplified. Therefore, it is particularly useful for a semiconductor memory device that has a very large storage capacity and it is difficult to perform a collective test on all memory blocks, and it is possible to reduce test time and cost.
また、本発明によれば、例えば、不良ブロック数が多く一部のメモリ領域が使用できない半導体記憶装置であって、リーク電流による電圧降下のために電気的ストレス印加試験が実施できない半導体記憶装置においても、所定のテストモード時に、不良ブロックを自動的に内部で非選択状態に固定するので、正常動作するブロックに対してのみ試験を一括して実施することができる。これによって、従来はリーク電流による電圧降下のために電気的ストレス印加試験が実施できなかった半導体記憶装置に対して電気的ストレス印加試験を実施することが可能になり、製品として出荷することが可能になる。これによって、歩留まりの向上が期待できる。 In addition, according to the present invention, for example, in a semiconductor memory device that has a large number of defective blocks and cannot use a part of a memory area, and cannot perform an electrical stress application test due to a voltage drop due to a leakage current. However, since a defective block is automatically fixed in a non-selected state internally in a predetermined test mode, it is possible to perform a test collectively only on a normally operating block. As a result, it is possible to perform an electrical stress application test on a semiconductor memory device that could not be subjected to an electrical stress application test due to a voltage drop due to a leakage current, and can be shipped as a product. become. As a result, an improvement in yield can be expected.
本発明によれば、所定のテストモードにおいて、非選択状態ラッチ回路により、試験を行わないブロックを装置内部で強制的に非選択状態にできるので、試験を実施しないブロックの選択状態を非選択状態に切り換える処理が必要なくなる。また、試験を行わないブロックを装置内部で自動的に試験対象から除外できることから、所定のテストモードにおいて、全ブロックを同時に選択する場合だけでなく、一部の複数ブロックを同時に選択したり、特定のプレーンのみを選択して試験を実施することも可能になる。このため、特に、全ブロックに対する試験を一括して行えない大容量の半導体記憶装置に有用であり、試験時間の短縮、及び、試験に要するコストの低減が可能となる。 According to the present invention, in the predetermined test mode, the non-selected state latch circuit can forcibly set the block not to be tested in the device to the non-selected state. No need to switch to. In addition, because blocks that are not tested can be automatically excluded from the test target inside the device, not only can all blocks be selected simultaneously in a given test mode, but some blocks can be selected or specified simultaneously. It is also possible to select only this plane and perform the test. Therefore, it is particularly useful for a large-capacity semiconductor memory device that cannot perform tests on all blocks at once, and it is possible to shorten the test time and the cost required for the tests.
更に、本発明によれば、正常動作するブロックに対してのみ一括して試験を実施することができる。このため、一部のメモリ領域が使用できず、電気的ストレス印加試験が実施できないことから不良品とされてきた半導体記憶装置に対しても電気的ストレス印加試験を実施することが可能になる。従って、このような一部のメモリ領域が使用できない半導体記憶装置を製品として供給することが可能になり、歩留まりの向上が期待できる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to perform a test collectively only on a normally operating block. For this reason, a part of the memory area cannot be used, and the electrical stress application test cannot be performed. Therefore, the electrical stress application test can be performed even on a semiconductor memory device which has been regarded as a defective product. Accordingly, it becomes possible to supply a semiconductor memory device in which such a part of the memory area cannot be used as a product, and an improvement in yield can be expected.
以下、本発明に係る半導体記憶装置(以下、適宜「本発明装置」と略称する)の実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a semiconductor memory device according to the present invention (hereinafter referred to as “the present device” as appropriate) will be described below with reference to the drawings.
〈第1実施形態〉
本発明装置の第1実施形態について、図1〜図4を基に説明する。尚、本実施形態では、所定のテストモードにおいて、メモリブロック単位で選択状態及び非選択状態を設定する場合を想定し、外部から入力されるアドレス信号が、ブロックアドレス信号を含む構成となっている場合について説明する。
<First Embodiment>
1st Embodiment of this invention apparatus is described based on FIGS. In the present embodiment, assuming that a selected state and a non-selected state are set in units of memory blocks in a predetermined test mode, an address signal input from the outside includes a block address signal. The case will be described.
ここで、図1は、本実施形態における本発明装置1の構成を示すブロック図である。本発明装置1は、データを記憶可能なメモリセルを行方向及び列方向に夫々複数マトリクス状に配置してなるメモリセルアレイ4を1つのブロックとして、メモリセルアレイ4を複数ブロック備えてメモリセルアレイ全体が構成されており、図1に示すように、ブロックアドレス発生回路7、ローアドレス発生回路8、ワード線駆動回路9、カラムアドレス発生回路10、ビット線駆動回路11、グローバルカラムデコーダ12、及び、I/O(入出力バッファ)13を備えて構成される。 Here, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the device 1 of the present invention in the present embodiment. The device 1 of the present invention has a memory cell array 4 in which a plurality of memory cells capable of storing data are arranged in a matrix in the row direction and the column direction as one block, and a plurality of memory cell arrays 4 are provided. As shown in FIG. 1, a block address generation circuit 7, a row address generation circuit 8, a word line drive circuit 9, a column address generation circuit 10, a bit line drive circuit 11, a global column decoder 12, and an I / O (input / output buffer) 13 is provided.
ブロックアドレス発生回路7は、メモリセルアレイ全体から任意の1ブロックを選択するために、ブロックアドレス信号をデコードして、ブロック毎に各別に対応付けられたブロック選択信号DECDの1つを選択状態に、他の全てを非選択状態にして出力可能に構成されている。詳細には、ブロックアドレス発生回路7は、本発明装置1に外部からI/O13を介してアドレス信号が入力されると、アドレス信号の内のブロックアドレス信号を直接或いはプリデコードして、各メモリブロック6に設けられたブロックデコーダ2aに出力する。尚、本実施形態において、ブロックアドレス発生回路7がプリデコードした信号をブロックデコーダ2aに出力するように構成されている場合は、ブロックアドレス発生回路7は、プリデコード回路を備えて構成される。また、本実施形態では、ブロックアドレス発生回路7は、ブロックデコーダ2aに対し信号DIN1及び信号DIN2を出力するが、出力する信号数は、メモリブロック6の数に応じて設定する。 The block address generation circuit 7 decodes a block address signal to select one arbitrary block from the entire memory cell array, and puts one of the block selection signals DECD associated with each block into a selected state. All the others are in a non-selected state and can be output. Specifically, when an address signal is input to the device 1 of the present invention from the outside via the I / O 13, the block address generation circuit 7 directly or predecodes the block address signal in the address signal, The data is output to the block decoder 2a provided in the block 6. In this embodiment, when the block address generation circuit 7 is configured to output the predecoded signal to the block decoder 2a, the block address generation circuit 7 includes a predecode circuit. In this embodiment, the block address generation circuit 7 outputs the signal DIN1 and the signal DIN2 to the block decoder 2a. The number of signals to be output is set according to the number of memory blocks 6.
更に、ブロックアドレス発生回路7は、所定のテストモードにおいて、ブロック選択信号DECDの複数を選択状態に設定して出力可能に構成されている。 Further, the block address generation circuit 7 is configured to be able to output a plurality of block selection signals DECD in a selected state in a predetermined test mode.
ローアドレス発生回路8は、アドレス信号のローアドレス部分を直接或いはプリデコードして、メモリブロック6のローデコーダ3に出力する。カラムアドレス発生回路10は、アドレス信号のカラムアドレス部分を直接或いはプリデコードしてグローバルカラムデコーダ12及びメモリブロック6のローカルカラムデコーダ5に出力する。ワード線駆動回路9は、メモリセルアレイ4のワード線(行選択線)に対し、所定のアクセス動作、例えば、読出し動作及び書込み動作等に応じて電圧を印加する。ビット線駆動回路11は、メモリセルアレイ4のビット線(列選択線)に対し、設定されたアクセス動作に応じて電圧を印加する。 The row address generation circuit 8 directly or predecodes the row address portion of the address signal and outputs it to the row decoder 3 of the memory block 6. The column address generation circuit 10 directly or predecodes the column address portion of the address signal and outputs it to the global column decoder 12 and the local column decoder 5 of the memory block 6. The word line driving circuit 9 applies a voltage to a word line (row selection line) of the memory cell array 4 according to a predetermined access operation, for example, a read operation and a write operation. The bit line drive circuit 11 applies a voltage to the bit line (column selection line) of the memory cell array 4 according to the set access operation.
メモリブロック6は、図2に示すように、ブロックデコーダ2a、非選択状態ラッチ回路2b、ローデコーダ3、メモリセルアレイ4、及び、ローカルカラムデコーダ5を備えて構成される。 As shown in FIG. 2, the memory block 6 includes a block decoder 2a, a non-selected state latch circuit 2b, a row decoder 3, a memory cell array 4, and a local column decoder 5.
メモリセルアレイ4は、本実施形態では、図2に示すように、同一行のメモリセルが共通のワード線に接続し、同一列のメモリセルが共通のビット線に接続して構成されている。そして、本実施形態のメモリセルアレイ4は、テストモード時、選択状態に設定して出力された信号ROWによって選択されたメモリブロック6の全てのワード線が選択状態に設定されるように構成されている。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the memory cell array 4 is configured by connecting memory cells in the same row to a common word line and connecting memory cells in the same column to a common bit line. In the test mode, the memory cell array 4 of the present embodiment is configured such that all word lines of the memory block 6 selected by the signal ROW set and output in the selected state are set in the selected state. Yes.
ブロックデコーダ2aは、ブロックアドレス発生回路7の内の少なくともブロック選択信号DECDを出力する最終段のデコード回路を含む個別ブロックデコーダ回路としての機能を有し、メモリブロック6毎に設けられている。そして、本実施形態のブロックデコーダ2aは、対応するメモリブロック6に隣接して夫々配置され、非選択状態ラッチ回路2bと対になるように構成されており、非選択状態ラッチ回路2bに対しブロック制御信号DECDを出力する。 The block decoder 2 a has a function as an individual block decoder circuit including at least the decoding circuit at the final stage that outputs at least the block selection signal DECD in the block address generation circuit 7, and is provided for each memory block 6. The block decoder 2a of the present embodiment is arranged adjacent to the corresponding memory block 6, and is configured to be paired with the non-selected state latch circuit 2b. A control signal DECD is output.
非選択状態ラッチ回路2bは、所定のテストモードにおいて、自己のメモリブロック6の選択状態または非選択状態を決定するブロック選択信号DECDの入力状態に関係なく自己のメモリブロック6を強制的に非選択状態に固定可能に構成されている。また、非選択状態ラッチ回路2bは、ローデコーダ3及びローカルカラムデコーダ5と接続され、ローデコーダ3及びローカルカラムデコーダ5に対し、ブロック選択信号DECDと信号LATDの否定論理和(NOR)である信号BOUTを出力する。 The non-selection state latch circuit 2b forcibly deselects its own memory block 6 regardless of the input state of the block selection signal DECD that determines the selection state or non-selection state of its own memory block 6 in a predetermined test mode. It is configured to be fixable to the state. The non-selected state latch circuit 2b is connected to the row decoder 3 and the local column decoder 5, and is a signal that is a negative logical sum (NOR) of the block selection signal DECD and the signal LATD with respect to the row decoder 3 and the local column decoder 5. BOUT is output.
より詳細には、本実施形態の非選択状態ラッチ回路2bは、非選択状態に固定されている場合は、Hレベルの信号LATDを出力する。このとき、信号BOUTは、図2に示すように、NORゲートの一方の入力がHレベルに固定されることから、ブロック選択信号DECDの状態に拘らず、Lレベルとなる。これに対し、非選択状態に固定されていないリセット状態では、非選択状態ラッチ回路2bは、Lレベルの信号LATDを出力する。このとき、信号BOUTは、ブロックデコーダ2aから出力されるブロック選択信号DECDの入力レベルに応じて出力が決まる。 More specifically, the non-selected state latch circuit 2b of the present embodiment outputs an H level signal LATD when it is fixed in the non-selected state. At this time, as shown in FIG. 2, the signal BOUT is at the L level regardless of the state of the block selection signal DECD because one input of the NOR gate is fixed at the H level. On the other hand, in the reset state that is not fixed to the non-selected state, the non-selected state latch circuit 2b outputs the L level signal LATD. At this time, the output of the signal BOUT is determined according to the input level of the block selection signal DECD output from the block decoder 2a.
続いて、本実施形態における各メモリブロック6の動作について、図3及び図4を基に説明する。 Next, the operation of each memory block 6 in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
先ず、本発明装置1の通常の読出し動作及び書込み動作等のメモリセルアレイ4へのアクセス動作について説明する。ここで、図3は、通常のアクセス動作における本発明装置1の各ノードの状態を示す電圧波形図である。 First, an access operation to the memory cell array 4 such as a normal read operation and a write operation of the device 1 of the present invention will be described. Here, FIG. 3 is a voltage waveform diagram showing the state of each node of the device 1 of the present invention in the normal access operation.
スタンバイ状態時、図3に示すように、非選択状態ラッチ回路2bのノード/LR及びノードLEには、Lレベル(接地電位レベル)が入力されている。この結果、非選択状態ラッチ回路2bの信号LATDはLレベルとなり、信号BOUTの出力(ブロック選択信号DECDと信号LATDのNOR)は、ブロックデコーダ2aから出力されるブロック選択信号の出力に応じて決まる。言い換えると、ブロック選択信号DECDの出力は、ブロックアドレス発生回路7がアドレス信号を直接またはプリデコードした信号DIN1及び信号DIN2に応じて決まる。スタンバイ状態では、全てのメモリブロック6に対して信号DIN1及び信号DIN2がLレベルとなるので、信号BOUTの出力はLレベルとなる。 In the standby state, as shown in FIG. 3, the L level (ground potential level) is input to the node / LR and the node LE of the non-selected state latch circuit 2b. As a result, the signal LATD of the non-selected state latch circuit 2b becomes L level, and the output of the signal BOUT (NOR of the block selection signal DECD and the signal LATD) is determined according to the output of the block selection signal output from the block decoder 2a. . In other words, the output of the block selection signal DECD is determined according to the signal DIN1 and the signal DIN2 obtained by directly or predecoding the address signal by the block address generation circuit 7. In the standby state, the signal DIN1 and the signal DIN2 are L level for all the memory blocks 6, and therefore the output of the signal BOUT is L level.
また、電圧VPX及び電圧VPWには、アクセス動作に応じた電圧が入力されている。更に、信号XAWLの入力レベルは、電圧VPXよりPMOSトランジスタの閾値電圧(絶対値)以上低い電位が入力され、信号YABLの入力レベルは、電圧VPWよりPMOSトランジスタの閾値以上低い電位が入力され、各PMOSトランジスタはオン状態となる。この結果、信号ROW及び信号COLがLレベルとなり、全てのメモリブロック6においてメモリセルアレイ4全体が非選択状態となる。 In addition, voltages corresponding to the access operation are input to the voltage VPX and the voltage VPW. Further, the input level of the signal XAWL is inputted with a potential lower than the threshold voltage (absolute value) of the PMOS transistor than the voltage VPX, and the input level of the signal YABL is inputted with a potential lower than the threshold of the PMOS transistor than the voltage VPW. The PMOS transistor is turned on. As a result, the signal ROW and the signal COL become L level, and the entire memory cell array 4 is unselected in all the memory blocks 6.
アクセス動作時、ローアドレスで選択されるメモリブロック6のローデコーダ3のノードXR、及び、カラムアドレスで選択されるメモリブロック6のローカルカラムデコーダ5のノードLYSには、Hレベルが入力される。ここで、アドレス信号によって選択されるメモリブロック6では、ブロックデコーダ2aの信号DIN1、信号DIN2に、Hレベル(電源電位レベル)が入力され、ブロック選択信号DECDがLレベルとなる。この結果、内部信号BOUTはHレベルになる。更に、信号ROW(ワード線)及び信号COL(ビット線選択信号)が、電圧VPX及び電圧VPWと同様に、アクセス動作に応じた電圧となる。これによって、入力されたアドレス信号によって選択されるメモリブロック6において、選択されたワード線及び選択されたビット線上の各メモリセルが選択状態となる。そして、選択されたメモリセルには、ワード線駆動回路9によって電圧VPXにアクセス動作に対応した電位が入力され、ビット線駆動回路11によってノードGCOLにアクセス動作に対応した電位が入力され、各メモリセルに対するアクセス動作が行われる。 During the access operation, the H level is input to the node XR of the row decoder 3 of the memory block 6 selected by the row address and the node LYS of the local column decoder 5 of the memory block 6 selected by the column address. Here, in the memory block 6 selected by the address signal, the H level (power supply potential level) is input to the signals DIN1 and DIN2 of the block decoder 2a, and the block selection signal DECD becomes the L level. As a result, the internal signal BOUT becomes H level. Further, the signal ROW (word line) and the signal COL (bit line selection signal) are voltages corresponding to the access operation, similarly to the voltage VPX and the voltage VPW. As a result, in the memory block 6 selected by the input address signal, each memory cell on the selected word line and the selected bit line is selected. Then, a potential corresponding to the access operation is input to the voltage VPX by the word line driving circuit 9 and a potential corresponding to the access operation is input to the node GCOL by the bit line driving circuit 11 to the selected memory cell. An access operation to the cell is performed.
アクセス動作時、入力されたアドレス信号によって特定されないメモリブロック6、即ち、ブロックアドレス発生回路7からの信号DIN1及び信号DIN2の少なくとも何れか一方がLレベルであるメモリブロック6では、ブロックデコーダ2aから出力されるブロック選択信号DECDがHレベルとなり、内部信号BOUTはLレベルとなる。この結果、ローデコーダ3の信号ROW及びローカルカラムデコーダ5の信号COLはLレベルとなり、非選択状態となる。 In the access operation, in the memory block 6 not specified by the input address signal, that is, in the memory block 6 in which at least one of the signal DIN1 and the signal DIN2 from the block address generation circuit 7 is L level, the output from the block decoder 2a The block selection signal DECD to be performed becomes H level, and the internal signal BOUT becomes L level. As a result, the signal ROW of the row decoder 3 and the signal COL of the local column decoder 5 become L level, and are in a non-selected state.
続いて、本発明装置1のテストモード時の動作について説明する。ここで、図4は、テストモード時の本発明装置1の動作を示す電圧波形図であり、ここでは、全ワード線を一括して選択する場合を想定して説明する。尚、本実施形態では、メモリセルアレイ全体の中に、メモリセル単位、行単位、列単位、または、ブロック単位で動作不良となるメモリセルを含む不良メモリセルアレイが少なくとも1ブロック含まれる場合を想定し、動作不良となるメモリセルを含む不良ブロックを、所定のテストモードにおいて選択しないように、非選択ブロックとして扱う。 Next, the operation in the test mode of the device 1 of the present invention will be described. Here, FIG. 4 is a voltage waveform diagram showing the operation of the device 1 of the present invention in the test mode, and here, a description will be given assuming that all word lines are selected at once. In the present embodiment, it is assumed that the entire memory cell array includes at least one block of defective memory cell arrays including memory cells that malfunction in memory cell units, row units, column units, or block units. A defective block including a memory cell that causes an operation failure is treated as a non-selected block so as not to be selected in a predetermined test mode.
テストモード時、各メモリブロック6の試験開始に先立って、試験を実施しないメモリブロック6(非選択ブロック)の非選択状態ラッチ回路2bを非選択状態に固定する。尚、本実施形態では、非選択状態ラッチ回路2bのノード/LR、ノードLEを用いて、ブロック選択信号DECDを非選択状態またはリセット状態の何れかにする。具体的には、本実施形態では、非選択状態ラッチ回路2bのノード/LRにHレベルの電圧が入力されているときに、ノードLEをLレベルからHレベルにすると、信号LATDがHレベル(非選択状態)に設定され、ノードLEがLレベルの状態でノード/LRにLレベルの電圧を入力すると、非選択状態が解除されて信号LATDがLレベル(リセット状態)となるように構成してある。また、非選択状態に固定する非選択状態ラッチ回路2bの選択に当たっては、ブロックデコーダ2aにより、信号DIN1及び信号DIN2を用いて行う。 In the test mode, prior to starting the test of each memory block 6, the non-selected state latch circuit 2b of the memory block 6 (non-selected block) that is not subjected to the test is fixed to the non-selected state. In the present embodiment, the block selection signal DECD is set to either the non-selected state or the reset state using the node / LR and the node LE of the non-selected state latch circuit 2b. Specifically, in this embodiment, when the node LE is changed from the L level to the H level when the H level voltage is input to the node / LR of the non-selected state latch circuit 2b, the signal LATD is changed to the H level ( When the node LE is at the L level and an L level voltage is input to the node / LR, the unselected state is released and the signal LATD becomes the L level (reset state). It is. The selection of the non-selected state latch circuit 2b fixed to the non-selected state is performed by the block decoder 2a using the signal DIN1 and the signal DIN2.
非選択状態ラッチ回路2bの非選択状態の固定は、先ず、各メモリブロック6の非選択状態ラッチ回路2bのノード/LRにHレベルの電圧を入力し、非選択状態/リセット状態の設定が可能な状態にする。次に、非選択状態に固定する非選択状態ラッチ回路2bを選択するために、非選択ブロックを特定するアドレス信号をI/O13を介して外部から入力する。そうすると、ブロックアドレス発生回路7によって、入力されたアドレス信号の内のブロックアドレス信号に対応するメモリブロック6のブロックデコーダ2aの信号DIN1及び信号DIN2にHレベルが入力される。この結果、選択されたブロックデコーダ2aのブロック選択信号DECDがLレベルとなり、非選択状態ラッチ回路2bの信号DECDBがHレベルとなる。この後、ノードLEにHレベルを入力すると、選択されたメモリブロック6(非選択ブロック)では、非選択状態ラッチ回路2bの信号LATDがHレベルとなり、非選択状態となる。ここでは、更に、信号LATDをHレベルにセットした後、ノードLEをLレベルにし、ラッチデータが書き換わらないように固定しておく。尚、非選択ブロックが複数存在する場合は、全ての非選択ブロックに対し上述の処理を行い、非選択ブロックの非選択状態ラッチ回路2bを非選択状態に固定する。 To fix the non-selected state of the non-selected state latch circuit 2b, first, an H level voltage is input to the node / LR of the non-selected state latch circuit 2b of each memory block 6, and the non-selected state / reset state can be set. To make sure Next, in order to select the non-selected state latch circuit 2b to be fixed in the non-selected state, an address signal for specifying the non-selected block is input from the outside via the I / O 13. Then, the block address generation circuit 7 inputs the H level to the signal DIN1 and the signal DIN2 of the block decoder 2a of the memory block 6 corresponding to the block address signal among the input address signals. As a result, the block selection signal DECD of the selected block decoder 2a becomes L level, and the signal DECDB of the non-selected state latch circuit 2b becomes H level. Thereafter, when an H level is input to the node LE, in the selected memory block 6 (non-selected block), the signal LATD of the non-selected state latch circuit 2b becomes H level and becomes a non-selected state. Here, after the signal LATD is set to the H level, the node LE is set to the L level and fixed so that the latch data is not rewritten. If there are a plurality of non-selected blocks, the above-described processing is performed on all the non-selected blocks, and the non-selected state latch circuit 2b of the non-selected block is fixed to the non-selected state.
非選択ブロックの非選択状態ラッチ回路2bを非選択状態に固定した後、全メモリブロック6の全ワード線を一括して選択し、メモリセルアレイ4の試験を実施する。具体的には、全メモリブロック6の全ワード線を選択状態にするために、全メモリブロック6のブロックデコーダ2aの信号DIN1、信号DIN2、及び、ローデコーダ3のノードXRにHレベルを入力する。このとき、非選択状態ラッチ回路2bが非選択状態に固定されているメモリブロック6では、信号LATDがHレベルに固定されているため、信号DIN1及び信号DIN2がともにHレベルでブロック選択信号DECDがLであっても、信号BOUTがLレベルとなる。即ち、非選択状態ラッチ回路2bが非選択状態に固定されているメモリブロック6に含まれるワード線は全て非選択状態となる。その後、電圧VPXに対しワード線駆動回路9を用いて所定の電圧を印加することにより、非選択状態ラッチ回路2bが非選択状態に固定されたメモリブロック6を除く全てのメモリブロック6の全ワード線に対し、一括して試験を実施することができる。 After fixing the non-selection state latch circuit 2b of the non-selection block to the non-selection state, all the word lines of all the memory blocks 6 are selected at once, and the memory cell array 4 is tested. Specifically, in order to select all the word lines of all the memory blocks 6, the H level is input to the signals DIN 1 and DIN 2 of the block decoder 2 a of all the memory blocks 6 and the node XR of the row decoder 3. . At this time, in the memory block 6 in which the non-selected state latch circuit 2b is fixed in the non-selected state, since the signal LATD is fixed at the H level, both the signal DIN1 and the signal DIN2 are at the H level and the block selection signal DECD is Even at L, the signal BOUT is at L level. That is, all the word lines included in the memory block 6 in which the non-selected state latch circuit 2b is fixed to the non-selected state are in the non-selected state. Thereafter, by applying a predetermined voltage to the voltage VPX using the word line driving circuit 9, all the words of all the memory blocks 6 except the memory block 6 in which the non-selected state latch circuit 2b is fixed to the non-selected state are displayed. Tests can be performed on the lines in a batch.
ここでは、更に、試験終了後、全メモリブロック6の選択状態を解除すると共に、非選択状態ラッチ回路2bが非選択状態に固定されているメモリブロック6について、非選択状態ラッチ回路2bの非選択状態を解除してリセット状態に復帰させる。具体的には、ノード/LRをLレベルにすることで、非選択ブロックの非選択状態ラッチ回路2bの信号LATDがHレベルからLレベルとなり、非選択状態ラッチ回路2bをリセット状態に復帰させる。 Here, after completion of the test, the selected state of all the memory blocks 6 is canceled, and the non-selected state latch circuit 2b is not selected for the memory block 6 in which the non-selected state latch circuit 2b is fixed to the non-selected state. Release the state and return to the reset state. Specifically, by setting the node / LR to L level, the signal LATD of the non-selected state latch circuit 2b of the non-selected block is changed from H level to L level, and the non-selected state latch circuit 2b is returned to the reset state.
尚、本実施形態では、不良ブロックを非選択ブロックとして扱うので、本発明装置1は、正常動作するメモリブロック6に対してのみ試験を実施することができる。これによって、例えば、電気的ストレス印加試験において、不良ブロックのリーク電流による電圧降下を考慮する必要が無くなり、不良ブロックを除く正常動作するメモリブロック6の試験を一括して実施することができる。このため、例えば、一部のメモリ領域が使用できない場合であっても、電気的ストレス印加試験を実施でき、全メモリセル領域が使用できる製品に比べてコスト的及び納期的に有利な条件を設定することにより、製品として供給することが可能になる。 In the present embodiment, since a defective block is handled as a non-selected block, the device 1 of the present invention can test only the memory block 6 that operates normally. Thereby, for example, in the electrical stress application test, it is not necessary to consider the voltage drop due to the leakage current of the defective block, and the test of the normally operating memory block 6 excluding the defective block can be performed collectively. For this reason, for example, even when some memory areas cannot be used, an electrical stress application test can be performed, and conditions that are advantageous in terms of cost and delivery time are set compared to products that can use all memory cell areas. By doing so, it can be supplied as a product.
〈第2実施形態〉
本発明装置1の第2実施形態について、図5を基に説明する。尚、本実施形態では、テストモードにおけるメモリセルの選択手順が異なる場合について説明する。
Second Embodiment
A second embodiment of the device 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the case where the memory cell selection procedure in the test mode is different will be described.
本実施形態におけるテストモード時の本発明装置1の動作について図5を基に説明する。ここで、図5は、テストモード時の本発明装置1の動作を示す電圧波形図である。尚、上記第1実施形態では、全てのメモリブロック6の全てのワード線を選択状態に設定する場合について説明したが、本実施形態では、全てのメモリブロック6の全てのビット線を一括して選択状態にする場合について説明する。 The operation of the device 1 of the present invention during the test mode in this embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 5 is a voltage waveform diagram showing the operation of the device 1 of the present invention in the test mode. In the first embodiment, the case where all the word lines of all the memory blocks 6 are set to the selected state has been described. However, in this embodiment, all the bit lines of all the memory blocks 6 are collectively collected. A case where the selected state is set will be described.
テストモード時、先ず、非選択ブロックにおいて、第1実施形態と同様に、非選択状態ラッチ回路2bを非選択状態に固定する。この後、全てのメモリブロック6の全てのビット線を選択状態にするために、全メモリブロック6のブロックデコーダ2aの信号DIN1、信号DIN2、及び、ローカルカラムデコーダ5のノードLYSにHレベルを入力する。このとき、非選択状態ラッチ回路2bが非選択状態に固定されているメモリブロック6では、信号LATDがHレベルに固定されているため、ブロック選択信号DECDに関係なく信号BOUTがLレベルになる。即ち、非選択状態ラッチ回路2bが非選択状態に固定されているメモリブロック6に含まれるビット線は全て非選択状態となる。その後、ノードGCOLに対しビット線駆動回路11を用いて所定の電圧を印加することにより、非選択状態ラッチ回路2bが非選択状態に固定されたメモリブロック6を除く全てのメモリブロック6に対し、一括して試験を実施することができる。 In the test mode, first, in the non-selected block, the non-selected state latch circuit 2b is fixed to the non-selected state as in the first embodiment. Thereafter, in order to select all the bit lines of all the memory blocks 6, the H level is input to the signals DIN 1 and DIN 2 of the block decoder 2 a of all the memory blocks 6 and the node LYS of the local column decoder 5. To do. At this time, in the memory block 6 in which the non-selected state latch circuit 2b is fixed in the non-selected state, the signal LATD is fixed at the H level, so that the signal BOUT becomes the L level regardless of the block selection signal DECD. That is, all the bit lines included in the memory block 6 in which the non-selected state latch circuit 2b is fixed in the non-selected state are in the non-selected state. Thereafter, by applying a predetermined voltage to the node GCOL using the bit line driving circuit 11, all the memory blocks 6 except the memory block 6 in which the non-selected state latch circuit 2b is fixed to the non-selected state are Tests can be conducted collectively.
ここでは、上記第1実施形態と同様に、試験終了後、全メモリブロック6の選択状態を解除すると共に、非選択状態ラッチ回路2bが非選択状態に固定されているメモリブロック6について、非選択状態を解除してリセット状態に復帰させる。具体的には、ノード/LRをLレベルにすることで、非選択ブロックのブロックデコーダ2aの信号LATDがHレベルからLレベルとなり、非選択状態が解除されリセット状態となる。 Here, as in the first embodiment, after the test is completed, the selected state of all the memory blocks 6 is canceled, and the memory block 6 in which the non-selected state latch circuit 2b is fixed to the non-selected state is not selected. Release the state and return to the reset state. Specifically, by setting the node / LR to the L level, the signal LATD of the block decoder 2a of the non-selected block is changed from the H level to the L level, the non-selected state is released, and the reset state is set.
〈第3実施形態〉
本発明装置1の第3実施形態について、図6を基に説明する。尚、本実施形態では、上記第1及び第2実施形態とは、メモリセルアレイ4の構成が異なる場合について説明する。上記第1及び第2実施形態では、所定のテストモードにおいて、メモリセルアレイを構成する全てのメモリブロック6を一括して同時に選択する場合について説明したが、本実施形態では、一部の複数メモリブロック6をプレーン20として同時に選択する場合を想定して説明する。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the device 1 of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a case where the configuration of the memory cell array 4 is different from that of the first and second embodiments will be described. In the first and second embodiments, the case where all the memory blocks 6 constituting the memory cell array are simultaneously selected in a predetermined test mode has been described. However, in this embodiment, some of the plurality of memory blocks are selected. Description will be made assuming that 6 is simultaneously selected as the plane 20.
ここで、図6は、本実施形態における本発明装置1の構成を示すブロック図である。本実施形態の本発明装置1は、メモリセルアレイ4全体が、2以上のブロックが集合してなるプレーン20を複数備えて構成されており、プレーンアドレス発生回路21を備えている。尚、本実施形態では、選択されたプレーン20内の全メモリブロック6に対する試験を一括して実施し、他のプレーン20については試験を実施しない場合を想定して説明する。また、本実施形態では、本発明装置1外部から入力されるアドレス信号は、プレーンアドレス信号を含んで構成されている。 Here, FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the device 1 of the present invention in the present embodiment. The device 1 of the present embodiment of the present embodiment is configured so that the entire memory cell array 4 includes a plurality of planes 20 in which two or more blocks are aggregated, and includes a plane address generation circuit 21. In the present embodiment, a description will be given on the assumption that the tests for all the memory blocks 6 in the selected plane 20 are collectively performed, and the other planes 20 are not tested. In the present embodiment, the address signal input from the outside of the device 1 of the present invention includes a plane address signal.
プレーン20は、図6に示すように、2以上のメモリブロック6、ブロックアドレス発生回路7、ローアドレス発生回路8、ワード線駆動回路9、カラムアドレス発生回路10、ビット線駆動回路11、及び、グローバルカラムデコーダ12を備えて構成されている。尚、これらの構成及び機能については、第1及び第2実施形態と同じであるので、本実施形態ではその説明を割愛する。 As shown in FIG. 6, the plane 20 includes two or more memory blocks 6, a block address generation circuit 7, a row address generation circuit 8, a word line drive circuit 9, a column address generation circuit 10, a bit line drive circuit 11, and A global column decoder 12 is provided. Since these configurations and functions are the same as those in the first and second embodiments, the description thereof is omitted in this embodiment.
プレーンアドレス発生回路21は、アドレス信号の内のプレーンアドレス信号をデコードし、プレーンアドレス信号によって特定されたプレーン20に対して、プレーン20選択信号を出力する。これによって、アドレス信号によって特定されたプレーン20にのみアクセスすることができる。 The plane address generation circuit 21 decodes a plane address signal in the address signal and outputs a plane 20 selection signal to the plane 20 specified by the plane address signal. Thereby, only the plane 20 specified by the address signal can be accessed.
続いて、本実施形態における本発明装置1の動作について説明する。本実施形態では、アドレス信号によって所定のプレーン20を選択することで、選択されたプレーン20内のメモリブロック6に対してのみアクセスする。 Subsequently, the operation of the device 1 of the present invention in this embodiment will be described. In this embodiment, by selecting a predetermined plane 20 by an address signal, only the memory block 6 in the selected plane 20 is accessed.
具体的には、通常のアクセス動作時、本実施形態の本発明装置1は、アドレス信号によって特定されたプレーン20のメモリブロック6のみが、第1及び第2実施形態と同様に、図3に示すアクセス動作を行う。 Specifically, during a normal access operation, the inventive device 1 of this embodiment has only the memory block 6 of the plane 20 specified by the address signal in FIG. 3 as in the first and second embodiments. Perform the indicated access action.
本実施形態の本発明装置1は、テストモード時、アドレス信号によって特定されたプレーン20毎に、プレーン20内の全メモリブロック6に対して試験を一括して実施する。そして、アドレス信号によって特定されたプレーン20のメモリブロック6が、第1または第2実施形態と同様に、図4または図5に示す動作を行う。一方、アドレス信号によって選択されないプレーン20では、内部電圧を制御する信号が有効にならずスタンバイ状態を保ち、試験は行われない。 In the test mode, the inventive device 1 of the present embodiment collectively performs a test on all the memory blocks 6 in the plane 20 for each plane 20 specified by the address signal. Then, the memory block 6 of the plane 20 specified by the address signal performs the operation shown in FIG. 4 or 5 as in the first or second embodiment. On the other hand, in the plane 20 that is not selected by the address signal, the signal for controlling the internal voltage is not effective and the standby state is maintained, and the test is not performed.
尚、本実施形態では、選択されたプレーン20内のメモリブロック6に不良ブロックが含まれる場合であっても、該不良ブロックを非選択状態ラッチ回路2bにより強制的に非選択状態に固定することで、不良ブロックを意識することなく、選択したプレーン20内の正常動作するメモリブロック6に対する試験を一括して行うことができる。 In this embodiment, even if the memory block 6 in the selected plane 20 includes a defective block, the defective block is forcibly fixed to the non-selected state by the non-selected state latch circuit 2b. Thus, it is possible to collectively test the normally operating memory blocks 6 in the selected plane 20 without being aware of the defective blocks.
〈別実施形態〉
続いて、本発明装置1の別実施形態について説明する。
<Another embodiment>
Next, another embodiment of the device 1 of the present invention will be described.
〈1〉上記第3実施形態では、プレーン20を、ブロックアドレス発生回路7、ローアドレス発生回路8、ワード線駆動回路9、カラムアドレス発生回路10、ビット線駆動回路11、及び、グローバルカラムデコーダ12を備えて構成したが、これらの回路は、必ずしもプレーン20内に設ける必要はなく、プレーン20の外部に設けても構わない。 <1> In the third embodiment, the plane 20 is divided into the block address generating circuit 7, the row address generating circuit 8, the word line driving circuit 9, the column address generating circuit 10, the bit line driving circuit 11, and the global column decoder 12. However, these circuits are not necessarily provided in the plane 20 and may be provided outside the plane 20.
〈2〉上記各実施形態では、ブロックデコーダ2aをメモリブロック6内に設けたが、これに限られるものではなく、メモリブロック6の外部に設けても構わない。 <2> In each of the above embodiments, the block decoder 2 a is provided in the memory block 6. However, the present invention is not limited to this, and the block decoder 2 a may be provided outside the memory block 6.
〈3〉また、上記各実施形態では、非選択状態ラッチ回路2bをブロックデコーダ2aと対にしてメモリブロック6内に設けたが、メモリブロック6の外部に設けても構わない。 <3> Further, in each of the above embodiments, the non-selected state latch circuit 2b is provided in the memory block 6 as a pair with the block decoder 2a, but may be provided outside the memory block 6.
1 本発明に係る半導体記憶装置
2a ブロックデコーダ
2b 非選択状態ラッチ回路
3 ローデコーダ
4 メモリセルアレイ
5 ローカルカラムデコーダ
6 メモリブロック
7 ブロックアドレス発生回路
8 ローアドレス発生回路
9 ワード線駆動回路
10 カラムアドレス発生回路
11 ビット線駆動回路
12 グローバルカラムデコーダ
13 I/O
20 プレーン
21 プレーンアドレス発生回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor memory device 2a Block decoder 2b Non-selection state latch circuit 3 Row decoder 4 Memory cell array 5 Local column decoder 6 Memory block 7 Block address generation circuit 8 Row address generation circuit 9 Word line drive circuit 10 Column address generation circuit 11 Bit line drive circuit 12 Global column decoder 13 I / O
20 plane 21 plane address generation circuit
Claims (9)
前記メモリセルアレイ全体から任意の1ブロックを選択するために、ブロックアドレス信号をデコードして、前記ブロック毎に各別に対応付けられたブロック選択信号の1つを選択状態に、他の全てを非選択状態にして出力可能なブロックアドレスデコーダ回路と、
前記ブロック毎に、自己のブロックの選択状態または非選択状態を決定する前記ブロック選択信号の入力状態に関係なく自己のブロックを強制的に非選択状態に固定する非選択状態ラッチ回路と、を備え、
前記非選択状態ラッチ回路が前記非選択状態に固定されていないリセット状態では、前記ブロック選択信号の入力状態に応じて対応する前記各ブロックの選択状態または非選択状態が決定され、
所定のテストモードにおいて、前記ブロックアドレスデコーダ回路が、前記ブロック選択信号の複数を選択状態に設定して出力可能に構成されていることを特徴とする半導体記憶装置。 A semiconductor memory device in which a memory cell array in which a plurality of memory cells capable of storing data are arranged in a matrix in each of a row direction and a column direction is used as one block, and the entire memory cell array is configured by including a plurality of blocks of the memory cell array. Because
In order to select an arbitrary block from the entire memory cell array, the block address signal is decoded, one of the block selection signals associated with each block is selected, and all others are not selected. A block address decoder circuit which can be output in a state;
A non-selection state latch circuit for forcibly fixing the self block to the non-selection state regardless of the input state of the block selection signal for determining the selection state or non-selection state of the block for each block; ,
In the reset state where the non-selection state latch circuit is not fixed to the non-selection state, the selection state or non-selection state of each corresponding block is determined according to the input state of the block selection signal,
2. A semiconductor memory device according to claim 1, wherein the block address decoder circuit is configured to be capable of outputting a plurality of block selection signals in a selected state in a predetermined test mode.
前記非選択状態ラッチ回路と前記個別ブロックデコーダ回路が、前記ブロック毎に対になって構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。 An individual block decoder circuit including a decoding circuit at the final stage that outputs at least the block selection signal in the block address decoder circuit is disposed adjacent to the corresponding block, respectively.
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the non-selected state latch circuit and the individual block decoder circuit are configured in pairs for each block.
前記所定のテストモードにおいて、選択状態に設定して出力された前記ブロック選択信号によって選択された前記ブロックの全ての前記行選択線が選択状態に設定されることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体記憶装置。 Each memory cell array is configured such that the memory cells in the same row are connected to a common row selection line, and the memory cells in the same column are connected to a common column selection line,
5. In the predetermined test mode, all the row selection lines of the block selected by the block selection signal set and output in the selected state are set in the selected state. The semiconductor memory device according to any one of the above.
前記所定のテストモードにおいて、選択状態に設定して出力された前記ブロック選択信号によって選択された前記ブロックの全ての前記列選択線が選択状態に設定されることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体記憶装置。 Each memory cell array is configured such that the memory cells in the same row are connected to a common row selection line, and the memory cells in the same column are connected to a common column selection line,
5. In the predetermined test mode, all the column selection lines of the block selected by the block selection signal set and output in the selected state are set in the selected state. The semiconductor memory device according to any one of the above.
所定のテストモードにおいて、前記ブロックアドレスデコーダ回路が、前記ブロック選択信号の選択状態と非選択状態を、前記プレーン単位で設定して出力可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の半導体記憶装置。 The entire memory cell array is configured with a plurality of planes formed by aggregating two or more blocks,
7. The block address decoder circuit is configured such that, in a predetermined test mode, the block selection signal can be output by setting a selection state and a non-selection state of the block selection signal in units of the planes. The semiconductor memory device according to any one of the above.
前記不良メモリセルアレイに対応する全ての前記非選択状態ラッチ回路を非選択状態に固定した後、
前記所定のテストモードにおいて、前記ブロックアドレスデコーダ回路が、前記メモリセルアレイ全体の全ブロックまたは一部の複数ブロックを同時に選択するように制御することを特徴とする半導体記憶装置のテスト方法。 A test method for a semiconductor memory device according to claim 8, comprising:
After fixing all the non-selected state latch circuits corresponding to the defective memory cell array to the non-selected state,
A test method for a semiconductor memory device, wherein, in the predetermined test mode, the block address decoder circuit controls to select all or a plurality of blocks of the entire memory cell array at the same time.
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JP2015053094A (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 株式会社東芝 | Semiconductor storage device |
US11977463B2 (en) | 2021-12-07 | 2024-05-07 | Kioxia Corporation | Semiconductor device and test method thereof, and non-transitory computer readable medium |
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