JP5465266B2 - Semiconductor memory device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体記憶装置に関し、特に、不良メモリセルを救済するための冗長回路を有する半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a semiconductor memory device having a redundant circuit for relieving a defective memory cell.
従来より、欠陥のあるメモリセルを救済するためにシフトリダンダンシ方式が用いられている。たとえば、特許文献1に開示されている不良ビット救済回路は、行および列のマトリクス状に配列される複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの行または列に対応して配置され、各々に対応の行または列のメモリセルが接続される(n+1)本の行または列線と、n本の出力信号線を有し、アドレス信号に従ってこのn本の出力信号線のうちの出力信号線を選択状態へ駆動するデコーダ手段とを含む。このデコーダ手段のn本の出力線は、行または列線に不良メモリセルが存在しない場合には、この(n+1)本の行または列線のうちの連続して隣接するn本の行または列線に対応付けられている。この不良ビット救済回路は、さらに、このn本の出力信号線と(n+1)本の行または列線との間に、n本の出力信号線各々に対応して設けられ、かつ各々が導通時対応の出力信号線を対応の行または列線へ電気的に接続する第1導電型のスイッチングトランジスタと、この第1の導電型のスイッチングトランジスタと相補的に導通し、導通時対応の出力信号線を対応の行または列線に隣接する行または列線へ接続する第2導電型のスイッチングトランジスタとを含む複数のスイッチング素子と、第1の電源電位供給ノードと第2の電源電位供給ノードとの間に結合され、かつn本の出力信号線およびスイッチング素子各々に対応して設けられかつ互いに直列に接続される複数の溶断可能なヒューズ素子を含む1本の電圧供給パスを備える。ヒューズ素子の各々の一方側ノードの電圧が対応のスイッチング素子の第1および第2のスイッチングトランジスタの制御電極へ与えられる。
Conventionally, a shift redundancy system has been used to relieve defective memory cells. For example, the defective bit relief circuit disclosed in
また、特許文献2には、スタンバイ電流を低減することのできる半導体記憶装置が開示されている。すなわち、特許文献2は、メモリセル電源線をスイッチゲートにより、テスト動作時電源ノードから切り離し、このメモリセル電源線の電圧を検出回路で検出し、所定値以下のときには対応のメモリセル電源線を接地電圧レベルに駆動する、これにより、スタンバイ電流不良でかつ動作正常のメモリセルを動作不要状態に設定する。このような構成によって、スタンバイ電流不良でありかつ動作正常のメモリセルを検出し、スタンバイ電流異常を救済する。
Further,
しかしながら、複数個の列を1つの列ブロックとして列ブロックを単位として救済を行なう場合において、特許文献1に記載のシフトリダンダンシ方式では、2個の隣接する列ブロックのいずれにも欠陥があるときには、これらの列ブロックの救済を行なうことができない。従来のシフトリダンダンシ方式では、ある列ブロックに欠陥があった場合にその列ブロックの代わりに1つ隣の列ブロックを用いるが、その1つ隣の列ブロックにも欠陥がある場合には、救済は実際上不可能だからである。
However, when repairing a plurality of columns as one column block in units of column blocks, in the shift redundancy system described in
さらに、特許文献2に記載の回路では、たとえば、ビット線のリークを検出する回路と、メモリセル電源線のリークを検出する回路の両方を備えなければならないといったことや、ビット線負荷回路と電源との間にスイッチゲート回路が挿入されているため、ビット線負荷回路とスイッチゲート回路に含まれるMOSトランジスタのサイズが大きくなるといったことなどによって、回路の構成が大規模化するという問題がある。
Further, in the circuit described in
それゆえに、本発明の第1の目的は、2個の隣接する列ブロックのいずれにも欠陥がある場合でも、これらの列ブロックの救済が可能な半導体記憶装置を提供することである。 Therefore, a first object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of relieving these column blocks even when any of two adjacent column blocks is defective.
また、本発明の第2の目的は、簡易な回路構成でスタンバイ電流の低減が可能な半導体記憶装置を提供することである。 A second object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of reducing standby current with a simple circuit configuration.
上記課題を解決するために、本発明のある局面による半導体記憶装置は、正規なメモリセルが行列状に配置された正規メモリアレイ部と、正規メモリアレイ部に隣接して設けられ、正規メモリアレイ部の中の欠陥列を救済するためにスペアメモリセルが行列状に配置されたスペアメモリアレイ部とを含むメモリセルアレイと、正規メモリアレイ部に入出力されるデータを伝達するための複数の内部正規データ線と、スペアメモリアレイ部に入出力されるデータを伝達するための複数の内部スペアデータ線と、外部とのデータの授受が可能な複数の外部データ線と、内部正規データ線および内部スペアデータ線と、外部データ線との接続を行なうデータ線シフト回路とを備え、正規メモリアレイ部は、メモリセルアレイの行方向の配置順によって、第0番目から第(N−1)番目に順序づけられるN個の正規ブロックを含み、スペアメモリアレイ部は、行方向の配置順によって第0番目から第1番目までに順序づけられる2個のスペアブロックを含み、複数の内部正規データ線の各々は、N個の正規ブロックの1つに対応し、複数の内部正規データ線は、N個の正規ブロックに対応して、第0番目から第(N−1)番目までに順序づけられ、複数の内部スペアデータ線の各々は、2個のスペアブロックの1つに対応し、複数の内部スペアデータ線は、スペアブロックに対応して第0番目から第1番目までに順序づけられ、複数の外部データ線の各々は、N個の正規ブロックの1つに対応し、複数の外部データ線は、正規ブロックに対応して第0番目から第(N−1)番目までに順序づけられ、データ線シフト回路は、偶数番目の正規ブロックに欠陥がある場合に、偶数番目の正規ブロックおよび偶数番目のスペアブロックを対象としたシフトリダンダンシ方式によって、偶数番目の内部正規データ線および偶数番目の内部スペアデータ線と、偶数番目の外部データ線との接続を行ない、奇数番目の正規ブロックに欠陥がある場合に、奇数番目の正規ブロックおよび奇数番目のスペアブロックを対象としたシフトリダンダンシ方式によって、奇数番目の内部正規データ線および奇数番目の内部スペアデータ線と奇数番目の外部データ線との接続を行なう。 In order to solve the above problems, a semiconductor memory device according to an aspect of the present invention includes a normal memory array unit in which normal memory cells are arranged in a matrix, and a normal memory array unit provided adjacent to the normal memory array unit. A memory cell array including a spare memory array unit in which spare memory cells are arranged in a matrix to relieve defective columns in the unit, and a plurality of internal units for transmitting data input to and output from the normal memory array unit Regular data lines, a plurality of internal spare data lines for transmitting / receiving data to / from the spare memory array section, a plurality of external data lines capable of transmitting / receiving data to / from the outside, an internal regular data line and an internal Spare data lines and data line shift circuits for connecting external data lines are provided, and the normal memory array section is arranged in the order of arrangement in the row direction of the memory cell array. , N spare blocks ordered from 0th to (N-1) th, and the spare memory array section has two spares ordered from 0th to 1st according to the arrangement order in the row direction. Each of the plurality of internal normal data lines corresponds to one of the N normal blocks, and the plurality of internal normal data lines correspond to the N normal blocks from the 0th to the ( The N-1) th order, each of the plurality of internal spare data lines corresponds to one of the two spare blocks, and the plurality of internal spare data lines correspond to the spare block from the 0th. Ordered up to the first, each of the plurality of external data lines corresponds to one of the N regular blocks, and the plurality of external data lines correspond to the regular block from the 0th to the (N−th). 1) Order by the first When the even-numbered regular block is defective, the data line shift circuit uses the shift redundancy method for the even-numbered regular block and the even-numbered spare block to perform even-numbered internal regular data lines and even-numbered blocks. The internal spare data line is connected to the even-numbered external data line, and the odd-numbered regular block is defective and the odd-numbered regular block and the odd-numbered spare block are used for the shift redundancy method. The odd-numbered internal normal data lines, the odd-numbered internal spare data lines, and the odd-numbered external data lines are connected.
また、本発明の別の局面による半導体記憶装置は、行列状に配置される複数のメモリセルと、基準電位ノードと、基準電位ノードに結合され、選択的に導通状態とされ、導通時、基準電位を伝達するスイッチゲート回路と、スイッチゲート回路からの電圧を複数のメモリセルに伝達するための第1の電圧伝達線と、特定動作モード時活性化され、第1の電圧伝達線が接続される第1のノードの電位が所定電位レベルにあるか否かを検出し、該検出結果に従って第1のノードの電位を該検出結果に応じた電位に設定するための電源制御回路と、メモリセルの列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルが接続する複数のビット線対と、ビット線対に対応して配置され、少なくともスタンバイ状態時に、対応の列のビット線を充電するビット線負荷回路とを備え、スイッチゲート回路は、スイッチゲート回路が非導通時に所定のレベルに設定される第1の制御信号を出力し、ビット線負荷回路は、第1の制御信号が所定のレベルに設定されたときに、ビット線の充電を停止する。 A semiconductor memory device according to another aspect of the present invention is coupled to a plurality of memory cells arranged in a matrix, a reference potential node, and a reference potential node, and is selectively turned on. A switch gate circuit for transmitting a potential, a first voltage transmission line for transmitting a voltage from the switch gate circuit to a plurality of memory cells, and activated in a specific operation mode, and the first voltage transmission line is connected A power control circuit for detecting whether or not the potential of the first node is at a predetermined potential level, and setting the potential of the first node to a potential according to the detection result, and a memory cell A plurality of bit line pairs arranged corresponding to each column and connected to the memory cells in the corresponding column and corresponding to the bit line pair, and charging the bit line in the corresponding column at least in the standby state Bi The switch gate circuit outputs a first control signal that is set to a predetermined level when the switch gate circuit is non-conductive, and the bit line load circuit has a first control signal that is set to a predetermined level. When set to level, stops charging the bit line.
また、本発明の別の局面による半導体記憶装置は、行列状に配置される複数のメモリセルと、基準電位ノードと、基準電位ノードに結合され、選択的に導通状態とされ、導通時、基準電位を伝達するスイッチゲート回路と、スイッチゲート回路からの電圧を複数のメモリセルに伝達するための第1の電圧伝達線と、特定動作モード時活性化され、第1のノードの電位が所定電位レベルにあるか否かを検出し、該検出結果に従って第1のノードの電位を該検出結果に応じた電位に設定するための電源制御回路と、メモリセルの列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルが接続する複数のビット線対とを備え、ビット線対と第1の電圧伝達線とは、第1のノードに接続する。 A semiconductor memory device according to another aspect of the present invention is coupled to a plurality of memory cells arranged in a matrix, a reference potential node, and a reference potential node, and is selectively turned on. A switch gate circuit for transmitting a potential, a first voltage transmission line for transmitting a voltage from the switch gate circuit to a plurality of memory cells, and activated in a specific operation mode, and the potential of the first node is a predetermined potential A power supply control circuit for detecting whether or not it is at a level and setting the potential of the first node to a potential according to the detection result according to the detection result, and arranged corresponding to the column of memory cells, And a plurality of bit line pairs to which the memory cells in the corresponding column are connected, and the bit line pair and the first voltage transmission line are connected to the first node.
本発明のある局面による半導体記憶装置によれば、2個の隣接する列ブロックのいずれにも欠陥がある場合でも、これらの列ブロックの救済ができる。 According to the semiconductor memory device according to an aspect of the present invention, even when any of two adjacent column blocks has a defect, these column blocks can be relieved.
また、本発明の別の局面による半導体記憶装置によれば、簡易な回路構成でスタンバイ電流の低減ができる。 In addition, according to the semiconductor memory device according to another aspect of the present invention, standby current can be reduced with a simple circuit configuration.
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態の半導体記憶装置の構成を表わす図である。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.
図1を参照して、この半導体記憶装置は、メモリセルアレイ51と、主制御回路52と、行選択回路53と、列周辺回路54と、プログラム回路55と、冗長制御回路56と、カラムデコーダ57と、データ線シフト回路58と、データ入出力回路59、テスト制御回路110とを備える。
Referring to FIG. 1, the semiconductor memory device includes a
メモリセルアレイ51は、正規なメモリセルが行列状に配置された正規メモリアレイ部91と、正規メモリアレイ部91に隣接して設けられ、正規メモリアレイ部91の中の欠陥列を救済するためのスペアメモリセルが行列状に配置されたスペアメモリアレイ部92とを含む。本発明の実施形態では、正規なメモリセルの列数を128とし、スペアメモリセルの列数を8とする。
The
正規メモリアレイ部91は、メモリセルアレイ51の行方向の配置順によって、第0番目から第127番目に順序づけられる128個の正規ブロックを含む。また、スペアメモリアレイ部92は、同様にメモリセルアレイ51の行方向の配置順によって、第0番目から第1番目に順序づけられる2個のスペアブロックを含む。本発明の実施形態では、正規ブロックおよびスペアブロックに含まれる列の数は4個とする。また、ここでは、正規メモリアレイ部91の第0番目のブロックと、スペアメモリアレイ部92の第1番目のブロックが隣接するものとする。
The normal memory array unit 91 includes 128 normal blocks ordered from the 0th to the 127th according to the arrangement order of the
正規メモリアレイ部91に入出力されるデータを伝達するために128本の内部正規I/O線NIO0〜NIO127が配置される。内部正規I/O線NIOXには、第X番目の正規ブロックに対応する。ただし、Xは0〜127である。 128 internal normal I / O lines NIO0 to NIO127 are arranged to transmit data input / output to / from normal memory array unit 91. The internal normal I / O line NIOX corresponds to the Xth normal block. However, X is 0-127.
また、スペアメモリアレイ部92に入出力されるデータを伝達するために2本の内部スペアI/O線が配置される。内部スペアI/O線SIOXには、第X番目のスペアブロックに対応する。ただし、Xは0〜1である。内部正規I/O線NIO0〜NIO127と、内部スペアI/O線SIO0,SIO1を総称して、内部I/O線と称する。 Two internal spare I / O lines are arranged to transmit data input / output to / from spare memory array unit 92. The internal spare I / O line SIOX corresponds to the Xth spare block. However, X is 0-1. Internal normal I / O lines NIO0 to NIO127 and internal spare I / O lines SIO0 and SIO1 are collectively referred to as internal I / O lines.
また、外部とのデータの授受のために128本の外部I/O線EIO0〜EIO127が配置される。外部I/O線EIOXは、第X番目の正規ブロックに対応する。ただし、Xは0〜127である。 In addition, 128 external I / O lines EIO0 to EIO127 are arranged for exchanging data with the outside. The external I / O line EIOX corresponds to the Xth regular block. However, X is 0-127.
主制御回路52は、外部からのアドレス信号ADと書込制御信号WEとチップイネーブル信号CEとに従って、内部行アドレス信号RA、内部列アドレス信号CAおよび各動作に必要な制御信号を生成する。たとえば、主制御回路52は、データ書込時において、書込制御信号WE_NをLレベルに活性化する。
The
テスト制御回路110は、冗長カラムのテストを行なうときには、テスト信号R_TESTをHレベルに設定し、バーンイン試験を行なうときに、バーンイン指示信号BI_MODEをHレベルに設定する。
行選択回路53は、内部行アドレス信号RAにしたがって、アドレス指定された行に対応するワード線WLを選択状態へ駆動する。より具体的には、行選択回路53は、内部行アドレス信号RAをデコードするロウデコーダ93およびデコード結果に従って選択ワード線WLを選択状態へ駆動するワード線駆動回路94を含み、主制御回路52からのワード線活性化タイミング信号に従って選択行に対応するワード線WLを選択状態へ駆動する。スタンバイ状態時または非選択時には、ワード線WLは接地電圧レベルに保持される。
Row
カラムデコーダ57は、内部列アドレス信号CAをデコードして、列選択信号を生成する。
列選択回路19は、各ブロックに対応して設けられ、データ読出し時および書込み時において、カラム選択線によって伝達される列選択信号によって、ブロック内の4つのビット線BL,BLCのうちの1つを選択して、内部I/O線と接続する。ブロック内の4つの列の各々は、列選択信号Y_N[i](i=0〜3)によって指定される。
The
読出部82は、データ読出し時、列選択回路19より選択された列に対応するビット線対BL,BLCから内部I/O線NIO0〜NIO127,SIO0,SIO1に伝達されたデータを検知し増幅して読出データを生成する。
When reading data, reading
書込部81は、データ書込み時、列選択回路19により選択された列に対応するビット線対BL,BLCへ内部I/O線NIO0〜NIO127,SIO0,SIO1を通じて書込みデータを伝達する。
データ線シフト回路58は、(128+2)本の内部I/O線NIO0〜NIO127,SIO0,SIO1のうちの128本を、128本の外部I/O線EIO0〜EIO127に接続する。
Data
データ入出力回路59は、外部I/O線EIO0〜EIO127上の読出しデータに基づいてDQデータを生成して外部に出力し、また外部からのDQデータに基づいて書込みデータを生成して外部I/O線EIO0〜EIO127に伝達する。
The data input /
プログラム回路55は、偶数ブロック用のプログラム回路55aと、奇数ブロック用のプログラム回路55bを含む。また、冗長制御回路56は、偶数ブロック用の冗長制御回路56aと、奇数ブロック用の冗長制御回路56bを含む。
偶数ブロック用の冗長制御回路56aは、偶数番目の正規ブロックおよび偶数番目のスペアブロックを対象としたシフトリダンダンシ方式によって、偶数番目の外部I/O線EIOXに対するシフトの有無を示すシフト制御信号SHIFT[X]を生成する。ただし、X=0、2、・・・、124、126である。
The
奇数ブロック用の冗長制御回路56bは、奇数番目の正規ブロックおよび奇数番目のスペアブロックを対象としたシフトリダンダンシ方式によって、奇数番目の外部I/O線EIOXに対するシフトの有無を示すシフト制御信号SHIFT[X]を生成する。ただし、X=1、3、・・・、125、127である。 The redundancy control circuit 56b for odd blocks uses a shift control signal SHIFT [indicating whether or not there is a shift with respect to the odd-numbered external I / O lines EIOX by a shift redundancy system for odd-numbered regular blocks and odd-numbered spare blocks. X]. However, X = 1, 3,..., 125, 127.
図2は、偶数ブロック用のプログラム回路55aと冗長制御回路56aを表わす図である。
FIG. 2 is a diagram
プログラム回路55aは、7ビット構成であり、スペアコラムの使用の有無を表わす1ビットの第1のヒューズ素子と、64個の正規の偶数ブロックの1つを特定する6ビットの第2のヒューズ素子を含む。
冗長制御回路56aは、第1のヒューズ素子からの信号を反転して制御信号Column_Red_Enable_Nを出力するインバータIVS150と、第2のヒューズ素子からの信号を反転するインバータIVS151とを含む。また、冗長制御回路56aは、正規の偶数ブロックごとに設けられた、デコーダDEC0,DEC2,・・・,DEC124,DEC126、NORゲートNRS0、NRS2,・・・,NRS124,NRS126、およびインバータIVS0,IVS2,・・・,IVS124,IVS126を含む。デコーダDECX、NORゲートNRSXおよびインバータIVSXは、正規の第X番目のブロックに対応する。ただし、Xは0、2、・・・126である。
The
デコーダDECXは、第2ヒューズからの出力信号、インバータIVS151の出力信号、およびインバータIVS150の出力信号を受けて、正規の第X番目のブロックの欠陥の有無を表わす欠陥識別信号CRED_N[X]を冗長制御回路56aの外部へ出力する。欠陥識別信号CRED_N[X]は、正常を示す場合にはLレベルに設定され、欠陥を示す場合にはHレベルに設定される。
The decoder DECX receives the output signal from the second fuse, the output signal of the inverter IVS151, and the output signal of the inverter IVS150, and redundantly generates a defect identification signal CRED_N [X] indicating the presence or absence of a defect in the normal Xth block. Output to outside of the
NORゲートNRSXは、正規の第X番目のブロックのデコーダDECXの出力信号と、正規の第(X+2)番目のブロックに対応するシフト制御信号SHIFT[X+2]を受ける。 The NOR gate NRSX receives the output signal of the decoder XDEC of the normal Xth block and the shift control signal SHIFT [X + 2] corresponding to the normal (X + 2) th block.
インバータIVSXは、正規の第X番目のブロックのNORゲートNRSXの出力信号を反転して、シフト制御信号SHIFT[X]を生成して冗長制御回路56aの外部に出力するとともに、正規の第(X−2)番目のブロックに対応するNORゲートNRS(X−2)に出力する。ただし、X=0のときには、シフト制御信号SHIFT[0]は、スペアの第0ブロックに対応するNORゲートNRS128に出力される。シフト制御信号SHIFT[X]は、シフトありを表わす場合にはHレベルに設定され、シフトなしを示す場合にはLレベルに設定される。
The inverter IVSX inverts the output signal of the NOR gate NRSX of the normal X-th block, generates the shift control signal SHIFT [X], outputs it to the outside of the
図3は、奇数ブロック用のプログラム回路55bと冗長制御回路56bを表わす図である。 FIG. 3 is a diagram showing program circuit 55b and redundancy control circuit 56b for odd blocks.
プログラム回路55bは、7ビット構成であり、スペアコラムの使用の有無を表わす1ビットの第1のヒューズ素子と、64個の正規の奇数ブロックの1つを特定する6ビットの第2のヒューズ素子を含む。 Program circuit 55b has a 7-bit configuration, and includes a 1-bit first fuse element that indicates whether a spare column is used and a 6-bit second fuse element that specifies one of 64 regular odd-numbered blocks. including.
冗長制御回路56bは、第1のヒューズ素子からの信号を反転して制御信号Column_Red_Enable_Nを出力するインバータIVS152と、第2のヒューズ素子からの信号を反転するインバータIVS153とを含む。また、冗長制御回路56bは、正規の奇数ブロックごとに設けられた、デコーダDEC1,DEC3,・・・,DEC125,DEC127、NORゲートNRS1、NRS3,・・・,NRS125,NRS127、およびインバータIVS1,IVS3,・・・,IVS125,IVS127を含む。デコーダDECX、NORゲートNRSXおよびインバータIVSXは、正規の第X番目のブロックに対応する。ただし、Xは1、3、・・・127である。 The redundancy control circuit 56b includes an inverter IVS152 that inverts a signal from the first fuse element and outputs a control signal Column_Red_Enable_N, and an inverter IVS153 that inverts a signal from the second fuse element. In addition, the redundancy control circuit 56b includes decoders DEC1, DEC3,..., DEC125, DEC127, NOR gates NRS1, NRS3,. , ..., IVS125, IVS127 are included. Decoder DECX, NOR gate NRSX, and inverter IVSX correspond to the regular Xth block. However, X is 1, 3, ... 127.
デコーダDECXは、第2ヒューズからの出力信号、インバータIVS152の出力信号、およびインバータIVS153の出力信号を受けて、正規の第X番目のブロックの欠陥の有無を表わす欠陥識別信号CRED_N[X]を冗長制御回路56bの外部へ出力する。欠陥識別信号CRED_N[X]は、正常を示す場合にはLレベルに設定され、欠陥を示す場合にはHレベルに設定される。 The decoder DECX receives the output signal from the second fuse, the output signal from the inverter IVS152, and the output signal from the inverter IVS153, and redundantly generates a defect identification signal CRED_N [X] that indicates the presence or absence of a defect in the normal Xth block. Output to outside of the control circuit 56b. The defect identification signal CRED_N [X] is set to the L level when indicating normality, and is set to the H level when indicating defect.
NORゲートNRSXは、正規の第X番目のブロックのデコーダDECXの出力信号と、正規の第(X+2)番目のブロックに対応するシフト制御信号SHIFT[X+2]を受ける。 The NOR gate NRSX receives the output signal of the decoder XDEC of the normal Xth block and the shift control signal SHIFT [X + 2] corresponding to the normal (X + 2) th block.
インバータIVSXは、正規の第X番目のブロックのNORゲートNRSXの出力信号を反転して、シフト制御信号SHIFT[X]を生成して冗長制御回路56aの外部に出力するとともに、正規の第(X−2)番目のブロックに対応するNORゲートNRS(X−2)に出力する。ただし、X=1のときには、シフト制御信号SHIFT[1]は、スペアの第1ブロックに対応するNORゲートNRS129に出力される。シフト制御信号SHIFT[X]は、シフトありを表わす場合にはHレベルに設定され、シフトなしを示す場合にはLレベルに設定される。
The inverter IVSX inverts the output signal of the NOR gate NRSX of the normal X-th block, generates the shift control signal SHIFT [X], outputs it to the outside of the
次に、プログラム回路55と冗長制御回路56の動作例について説明する。
初期設定では、プログラム回路55aおよびプログラム回路55bはプログラムされておらず、すべての欠陥識別信号CRED_N[0]〜CRED_[127],R_CRED_N[0]、R_CRED_N[1]は欠陥なしを示すLレベルに設定され、すべてのシフト制御信号SHIFT[0]〜SHIFT[127]はシフトなしを示すLレベルに設定される。
Next, operation examples of the
In the initial setting, the
また、冗長カラムのテストを行なうときには、テスト信号R_TESTがHレベルに設定されるので、すべてのシフト制御信号SHIFT[0]〜SHIFT[127]はシフトなしを示すLレベルに設定される。 When the redundant column test is performed, since the test signal R_TEST is set to the H level, all the shift control signals SHIFT [0] to SHIFT [127] are set to the L level indicating no shift.
また、バーンイン指示信号BI_MODEは、電圧および温度の加速を行なって潜在的な欠陥を顕在化させるバーンインモード時においてHレベルに活性化される。これによって、シフト制御信号R_CRED_N[0]およびR_CRED_N[1]はHレベルに設定される。 Burn-in instruction signal BI_MODE is activated to H level in a burn-in mode in which potential defects are made obvious by accelerating voltage and temperature. Thereby, the shift control signals R_CRED_N [0] and R_CRED_N [1] are set to the H level.
また、たとえば、正規の第124ブロックと第125ブロックに欠陥が発見されたとする。このような場合には、プログラム回路55aにおいて、正規の第124ブロックに欠陥があるようにプログラムされる。これによって、デコーダDEC124は、欠陥識別信号CRED_N[124]を欠陥ありを示すHレベルに設定する。欠陥識別信号CRED_N[i](i≠124で偶数)および欠陥識別信号R_CRED_N[0]はLレベルを維持する。また、欠陥識別信号CRED_N[124]がHレベルになると、NORゲートNRS124,・・・,NRS2,NRS0およびインバータIVS124,・・・,IVS2,IVS0によって、シフト制御信号SHIFT[124],・・・,SHIFT[2],SHIFT[0]がシフトありを示すHレベルに設定される。シフト制御信号SHIFT[126]はLレベルを維持する。
Further, for example, it is assumed that defects are found in the regular 124th block and 125th block. In such a case, the
さらに、プログラム回路55bにおいて、正規の第125ブロックに欠陥があるようにプログラムされる。これによって、デコーダDEC125は、欠陥識別信号CRED_N[125]を欠陥ありを示すHレベルに設定する。欠陥識別信号CRED_N[i](i≠125で奇数)および欠陥識別信号R_CRED_N[1]はLレベルを維持する。また、欠陥識別信号CRED_N[125]がHレベルになると、NORゲートNRS125,・・・,NRS3,NRS1およびインバータIVS125,・・・,IVS3,IVS1によって、シフト制御信号SHIFT[125],・・・,SHIFT[3],SHIFT[1]がシフトありを示すHレベルに設定される。シフト制御信号SHIFT[127]はLレベルを維持する。 Further, the program circuit 55b is programmed so that the regular 125th block is defective. Thereby, the decoder DEC125 sets the defect identification signal CRED_N [125] to the H level indicating that there is a defect. The defect identification signal CRED_N [i] (i ≠ 125 and odd number) and the defect identification signal R_CRED_N [1] maintain the L level. When the defect identification signal CRED_N [125] becomes H level, the shift control signals SHIFT [125],... Are driven by the NOR gates NRS125,..., NRS3, NRS1 and the inverters IVS125,. , SHIFT [3] and SHIFT [1] are set to the H level indicating that there is a shift. Shift control signal SHIFT [127] maintains the L level.
図4は、正規ブロックに欠陥がない場合のデータ線シフト回路58を表わす図である。
図4を参照して、データ線シフト回路58は、外部IO線EIOX(X=0〜127)に対応して、シフトスイッチSWX(X=0〜127)を含む。シフトスイッチSWXは、シフト制御信号SHIFT[X]によって制御される。
FIG. 4 is a diagram showing the data
Referring to FIG. 4, data
正規ブロックに欠陥がない場合には、冗長制御回路56によってすべてのシフト制御信号SHIFT[X](X=0〜127)はLレベルに設定される。それに応じて、シフトスイッチSWXは、外部I/O線EIOXを内部正規I/O線NIOXと接続する。
When there is no defect in the regular block, the
図5は、隣接する2個の正規ブロックに異常がある場合のデータ線シフト回路を表わす図である。 FIG. 5 is a diagram showing a data line shift circuit when there are abnormalities in two adjacent regular blocks.
図5を参照して、正規の第3ブロックおよび第4ブロックに欠陥がある場合には、冗長制御回路56によって、シフト制御信号SHIFT[0]〜SHIFT[4]がHレベルに設定され、残りのシフト制御信号SHIFT[5]〜SHIFT[127]はLレベルを維持する。シフトスイッチSWX(X=5〜127)は、シフト制御信号SHIFT[X]がLレベルのため、外部I/O線EIOXを内部正規I/O線NIOXと接続する。
Referring to FIG. 5, when there is a defect in the regular third block and the fourth block, shift control signals SHIFT [0] to SHIFT [4] are set to the H level by
シフトスイッチSW4は、シフト制御信号SHIFT[4]がHレベルのため、外部I/O線EIO4を内部正規I/O線NIO2と接続する。シフトスイッチSW3は、シフト制御信号SHIFT[3]がHレベルのため、外部I/O線EIO3を内部正規I/O線NIO1と接続する。シフトスイッチSW2は、シフト制御信号SHIFT[2]がHレベルのため、外部I/O線EIO2を内部正規I/O線NIO0と接続する。 Shift switch SW4 connects external I / O line EIO4 to internal normal I / O line NIO2 because shift control signal SHIFT [4] is at the H level. Shift switch SW3 connects external I / O line EIO3 to internal normal I / O line NIO1 because shift control signal SHIFT [3] is at the H level. Shift switch SW2 connects external I / O line EIO2 to internal normal I / O line NIO0 because shift control signal SHIFT [2] is at the H level.
シフトスイッチSW1は、シフト制御信号SHIFT[1]がHレベルのため、外部I/O線EIO1を内部スペアI/O線SIO1と接続する。シフトスイッチSW0は、シフト制御信号SHIFT[0]がHレベルのため、外部I/O線EIO0を内部スペアI/O線SIO0と接続する。 The shift switch SW1 connects the external I / O line EIO1 to the internal spare I / O line SIO1 because the shift control signal SHIFT [1] is at the H level. Shift switch SW0 connects external I / O line EIO0 to internal spare I / O line SIO0 because shift control signal SHIFT [0] is at the H level.
以上のように、本発明の第1の実施形態の半導体記憶装置によれば、偶数番目のブロックと奇数番目のブロックに分けてシフトリダンダンシ方式による救済を行なうので、2個の隣接する列ブロックのいずれにも欠陥がある場合でも、これらの列ブロックを救済することができる。 As described above, according to the semiconductor memory device of the first embodiment of the present invention, relief is performed by the shift redundancy method by dividing into even-numbered blocks and odd-numbered blocks. Even if any of them has a defect, these column blocks can be relieved.
[第2の実施形態]
(構成)
図6は、本発明の第2の実施形態の半導体記憶装置の構成を表わす図である。
[Second Embodiment]
(Constitution)
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.
図6を参照して、第2の実施形態の半導体記憶装置は、図1に示す第1の実施形態の半導体記憶装置に、さらにビット線負荷回路13と、電位降下検出保持回路16と、スイッチゲート回路15と、ラッチ回路17とが追加されている。また、第2の実施形態の半導体記憶装置では、図1に示すテスト制御回路110に代えてテスト制御回路10を備える。
Referring to FIG. 6, the semiconductor memory device of the second embodiment is similar to the semiconductor memory device of the first embodiment shown in FIG. 1, and further includes a bit
テスト制御回路10は、第1の実施形態で説明したテスト信号R_TESTおよびバーンイン指示信号BI_MODEのレベルの制御に加えて、さらに第1のテストモード信号RED_LEAK1、第2のテストモード信号RED_LEAK2、および第3のテストモード信号RED_LEAK3のレベルを制御する。
In addition to the control of the levels of the test signal R_TEST and the burn-in instruction signal BI_MODE described in the first embodiment, the
ビット線負荷回路13は、メモリセルアレイの各ビット線対に対応して配置され、少なくともスタンバイ状態時に、対応のビット線対を接地電圧レベルに保持する。
Bit
電位降下検出保持回路16は、メモリセルアレイの各ブロックに対応して配置され、特定動作モード時(第2のテストモード信号RED_LEAK2がHレベルのとき)に活性化され、メモリセル電源線が接続される判定ノードの電位が閾値電圧レベル以下にあるか否かを検出し、閾値電圧レベル以下のときに、判定ノードの電位を接地電圧レベルに設定する。
The potential drop
スイッチゲート回路15は、メモリセルアレイの各ブロックに対応して配置され、基準電位ノードに結合され、選択的に導通状態となり、導通時、基準電位を判定ノードに伝達する。
ラッチ回路17は、メモリセルアレイの各ブロックに対応して配置され、特定動作モード時(第2のテストモード信号RED_LEAK2がHレベルのとき)に電位降下検出保持回路16により設定された判定ノードの電圧をラッチし、ラッチ信号によってスイッチゲート回路15の導通状態を設定する。
The
図7は、図6の半導体記憶装置の要部の構成を1ブロック(4カラム分)について表わした図である。図7では、正規の第Kブロックについて表わすが、その他の正規ブロックおよびスペアブロックについても同様である。ただし、スペアブロックでは、欠陥識別信号CRED_N[K]に代えて、欠陥識別信号R_CRED_N[0]またはR_CRED_N[1]が入力される。 FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the main part of the semiconductor memory device of FIG. 6 for one block (for four columns). Although FIG. 7 shows the regular Kth block, the same applies to other regular blocks and spare blocks. However, in the spare block, the defect identification signal R_CRED_N [0] or R_CRED_N [1] is input instead of the defect identification signal CRED_N [K].
図7を参照して、メモリセルの列に対応して、ビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が配置される。また、メモリセルの列に対応して、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が配置される。 Referring to FIG. 7, bit line pairs BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3] are arranged corresponding to the memory cell columns. Further, memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are arranged corresponding to the memory cell columns.
図8は、図7に示すメモリセルMCの構成の一例を示す図である。
図8を参照して、メモリセルMCは、フルCMOSシングルポートSRAMセルの構成を有する。メモリセルMCは、PチャネルMOSトランジスタPQ1と、PチャネルMOSトランジスタPQ2と、NチャネルMOSトランジスタNQ1と、NチャネルMOSトランジスタNQ2と、NチャネルMOSトランジスタNQ3と、NチャネルMOSトランジスタNQ4とを含む。
FIG. 8 shows an example of the configuration of memory cell MC shown in FIG.
Referring to FIG. 8, memory cell MC has a configuration of a full CMOS single port SRAM cell. Memory cell MC includes a P channel MOS transistor PQ1, a P channel MOS transistor PQ2, an N channel MOS transistor NQ1, an N channel MOS transistor NQ2, an N channel MOS transistor NQ3, and an N channel MOS transistor NQ4.
接続ノードNOD3には、メモリセル電源線arvdd[K](Kは0〜3のいずれか)が接続される。PチャネルMOSトランジスタPQ1は、接続ノードNOD3とストレージノードNOD1との間に接続され、かつそのゲートがストレージノードNOD2と接続する。PチャネルMOSトランジスタPQ2は、接続ノードNOD3とストレージノードNOD2との間に接続され、かつそのゲートがストレージノードNOD1と接続する。NチャネルMOSトランジスタNQ1は、接地電源とストレージノードNOD1との間に接続され、かつそのゲートがストレージノードNOD2と接続する。NチャネルMOSトランジスタNQ2は、接地電源とストレージノードNOD2との間に接続され、かつそのゲートがストレージノードNOD1と接続する。NチャネルMOSトランジスタNQ3は、ワード線WL上の電圧に従って、ストレージノードNOD1をビット線BL[K]に結合する。NチャネルMOSトランジスタNQ4は、ワード線WL上の電圧に従って、ストレージノードNOD2をビット線BLC[K]に結合する。 A memory cell power supply line arvdd [K] (K is any one of 0 to 3) is connected to the connection node NOD3. P-channel MOS transistor PQ1 is connected between connection node NOD3 and storage node NOD1, and has its gate connected to storage node NOD2. P-channel MOS transistor PQ2 is connected between connection node NOD3 and storage node NOD2, and has its gate connected to storage node NOD1. N channel MOS transistor NQ1 is connected between ground power supply and storage node NOD1, and has its gate connected to storage node NOD2. N channel MOS transistor NQ2 is connected between ground power supply and storage node NOD2, and has its gate connected to storage node NOD1. N-channel MOS transistor NQ3 couples storage node NOD1 to bit line BL [K] according to the voltage on word line WL. N-channel MOS transistor NQ4 couples storage node NOD2 to bit line BLC [K] according to the voltage on word line WL.
再び、図7を参照して、メモリセルの各列に対応してビット線負荷回路13a〜13dが設けられる。ビット線負荷回路13aは、インバータIV13と、PチャネルMOSトランジスタP13aと、PチャネルMOSトランジスタP13bと、PチャネルMOSトランジスタP13cとを含む。
Again referring to FIG. 7, bit
インバータIV13は、列選択信号Y_N[0]を反転する。インバータIV13は、列選択信号Y_N[0]がHレベル(ブロック内の第0番目の列0が非選択)のときに、Lレベルの信号を出力する。
The inverter IV13 inverts the column selection signal Y_N [0]. Inverter IV13 outputs a signal at L level when column selection signal Y_N [0] is at H level (the
PチャネルMOSトランジスタP13aは、インバータIV13の出力がLレベルのときに導通し、導通時にビット線BL[0]と電源ノードPV2とを接続し、ビット線BL[0]を電源電圧VDDで充電する。PチャネルMOSトランジスタP13bは、インバータIV13の出力がLレベルのときに導通し、導通時にビット線BLC[0]と電源ノードPV2とを接続し、ビット線BLC[0]を電源電圧VDDで充電する。PチャネルMOSトランジスタP13cは、インバータIV13の出力がLレベルのときに導通し、導通時にビット線BL[0]およびBLC[0]を電気的に短絡する。 P-channel MOS transistor P13a is conductive when the output of inverter IV13 is at L level, connects bit line BL [0] and power supply node PV2 when conductive, and charges bit line BL [0] with power supply voltage VDD. . P-channel MOS transistor P13b conducts when the output of inverter IV13 is at L level, connects bit line BLC [0] and power supply node PV2 when conducting, and charges bit line BLC [0] with power supply voltage VDD. . P channel MOS transistor P13c conducts when the output of inverter IV13 is at L level, and electrically short-circuits bit lines BL [0] and BLC [0] when conducting.
他のビット線負荷回路13b〜13dも、ビット線負荷回路13aと同様の構成および作用を有する。
The other bit
また、各ブロックに対応してスイッチゲート回路15が設けられる。スイッチゲート回路15は、3入力NORゲートNR15と、インバータIV15と、PチャネルMOSトランジスタP15とを含む。
A
3入力NORゲートNR15は、冗長制御回路56から正規第Kブロックの欠陥識別信号CRED_N[K]を受け、ラッチ回路17に含まれるNORゲートNR17から出力信号を受け、テスト制御回路10から第1のテストモード信号RED_LEAK1を受ける。欠陥識別信号CRED_N[K]は、冗長制御回路56において、正規第Kブロックに欠陥がないときにはLレベルに設定され、正規第Kブロックに欠陥があるときにはHレベルに設定される。3入力NORゲートNR15は、欠陥識別信号CRED_N[K]がLレベル、NORゲートNR17の出力信号がLレベル、かつ第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルのときに限りHレベルを出力し、それ以外のときにはLレベルを出力する。インバータIV15は、3入力NORゲートNR15の出力を反転する。PチャネルMOSトランジスタP15は、インバータIV15の出力信号がLレベルのときに導通し、導通時に電源ノードPV1と判定ノードND1とを接続し、電源電圧VDDを判定ノードND1を介してメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]へ伝達する。
The 3-input NOR gate NR15 receives the defect identification signal CRED_N [K] of the normal Kth block from the
また、各ブロックに対応してラッチ回路17が設けられる。ラッチ回路17は、NチャネルMOSトランジスタN17と、ラッチゲートRG17とを含む。
A
NチャネルMOSトランジスタN17は、転送ゲートであって、第2のテストモード信号RED_LEAK2がHレベルのときに導通し、導通時に判定ノードND1とノードND2とを電気的に結合する。 N-channel MOS transistor N17 is a transfer gate, and is conductive when second test mode signal RED_LEAK2 is at H level, and electrically couples determination node ND1 and node ND2 when conductive.
ラッチゲートRG17は、第3のテストモード信号RED_LEAK3がHレベルに設定されると初期化され、第3のテストモード信号RED_LEAK3がLレベルに設定されると活性化(イネーブル)される。ラッチゲートRG17は、活性化時(イネーブル時)にノードND2の電位をラッチする。ラッチゲートRG17は、NORゲートNR17と、インバータIV17と、トライステート回路TR17とを含む。NORゲートNR17は、第3のテストモード信号RED_LEAK3とノードND2の信号(電圧)とを受ける。インバータIV17は、第2のテストモード信号RED_LEAK2を反転する。トライステート回路TR17は、第2のテストモード信号RED_LEAK2と、インバータIV17の出力信号(RED_LEAK2の反転信号)によってゲートが制御され、ゲートがオンのときに、NORゲートNR17の出力信号を反転してノードND2へ伝達する。 The latch gate RG17 is initialized when the third test mode signal RED_LEAK3 is set to the H level, and is activated (enabled) when the third test mode signal RED_LEAK3 is set to the L level. The latch gate RG17 latches the potential of the node ND2 when activated (enabled). Latch gate RG17 includes a NOR gate NR17, an inverter IV17, and a tristate circuit TR17. The NOR gate NR17 receives the third test mode signal RED_LEAK3 and the signal (voltage) of the node ND2. The inverter IV17 inverts the second test mode signal RED_LEAK2. The tristate circuit TR17 has a gate controlled by the second test mode signal RED_LEAK2 and the output signal of the inverter IV17 (inverted signal of RED_LEAK2). When the gate is on, the output signal of the NOR gate NR17 is inverted and the node is inverted. Transmit to ND2.
また、各ブロックに対応して電位降下検出保持回路16が設けられる。電位降下検出保持回路16は、インバータIV16aと、NORゲートNR16と、インバータIV16bと、インバータIV16cと、NチャネルMOSトランジスタN16とを含む。
A potential drop
インバータIV16aは、第2のテストモード信号RED_LEAK2を反転する。NORゲートNR16は、インバータIV16aの出力と、判定ノードND1の電圧とを受ける。2段の縦列接続されるインバータIV16bおよびIV16cは、NORゲートNR16の出力信号を波形整形して、確実に電源電圧VDDまたは接地電圧レベルの2値信号を生成する。したがって、判定ノードND1の電圧降下量が小さく、NORゲートNR16の出力信号が中間電圧レベルであっても、スタンバイ電流異常時、次段のインバータIV16bおよびIV16cに従って、判定ノードND1を確実に、接地電圧レベルに駆動することができ、確実に、スタンバイ電流異常/通常動作正常のメモリセルを通常動作不良状態に設定することができる。 The inverter IV16a inverts the second test mode signal RED_LEAK2. NOR gate NR16 receives the output of inverter IV16a and the voltage of determination node ND1. Two-stage cascade-connected inverters IV16b and IV16c shape the waveform of the output signal of NOR gate NR16 to reliably generate a binary signal at power supply voltage VDD or ground voltage level. Therefore, even when the amount of voltage drop at decision node ND1 is small and the output signal of NOR gate NR16 is at an intermediate voltage level, decision node ND1 is reliably connected to ground voltage according to inverters IV16b and IV16c in the next stage when the standby current is abnormal. The memory cells that can be driven to the level and that are normally in standby current abnormality / normal operation can be reliably set to a normal operation failure state.
NチャネルMOSトランジスタN16は、インバータIV16cの出力信号に従って選択的に導通し、導通時に判定ノードND1に接地電圧を伝達する。 N channel MOS transistor N16 is selectively turned on according to the output signal of inverter IV16c, and transmits the ground voltage to determination node ND1 when turned on.
(動作)
図9は、本発明の実施形態の半導体記憶装置のテスト動作を示すフロー図である。また、図10は、本発明の実施形態の半導体記憶装置のテスト時の動作を示すタイミング図である。以下、図を参照して、本発明の実施形態の半導体記憶装置のテスト方法について説明する。
(Operation)
FIG. 9 is a flowchart showing a test operation of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a timing chart showing an operation during a test of the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for testing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
ここでは、テスト時において、正規第Kブロックに関連する回路がどのように動作するかを説明するが、その他のブロックについても関連する回路が同時に同様に動作する。 Here, how the circuit related to the regular Kth block operates during the test will be described, but related circuits also operate in the same manner for other blocks.
まず、ステップS1において、テスト動作モードに入る前のスタンバイ状態が設定される。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定し、第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定し、第3のテストモード信号RED_LEAK3をHレベルに設定する。このスタンバイ状態においては、まだヒューズプログラムは行なわれておらず、正規第Kブロック欠陥識別信号CRED_N[K]はLレベルである。また、列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]はHレベルである。
First, in step S1, a standby state before entering the test operation mode is set. The
第3のテストモード信号RED_LEAK3をHレベルに設定することによって、ラッチ回路17のラッチゲートRG17が初期化され、ノードND2の電圧が電源電圧レベルVDDに設定される。
By setting the third test mode signal RED_LEAK3 to the H level, the latch gate RG17 of the
また、電源電圧VDDを通常動作時に使用される電圧レベルVDDnよりも高い電圧レベルに設定する。これは、外部のテスタの制御の下に電源端子に与えられる電源電圧レベルの調整により行なわれる。これによりメモリセルMCのスタンバイ電流不良/動作正常状態を顕在化させる。 Further, the power supply voltage VDD is set to a voltage level higher than the voltage level VDDn used during normal operation. This is done by adjusting the power supply voltage level applied to the power supply terminal under the control of an external tester. As a result, the standby current failure / normal operation state of the memory cell MC becomes apparent.
また、スイッチゲート回路15においては、欠陥識別信号CRED_N[K]がLレベルであり、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルであり、ラッチゲートRG17の出力がLレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP15が導通状態になり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが接続される。これによって、4本のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に、電源ノードPV1から判定ノードND1を介して電源電圧VDDが供給される。PチャネルMOSトランジスタP15は、その電流供給能力は、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に接続されるメモリセルに、十分に安定な動作電源電圧を供給できるように十分大きなサイズ(チャネル幅とチャネル長の比)を有するように設定される。
In the
この状態においては、メモリセルMCにおいては、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]を介して与えられる電源電圧VDDは、通常動作時に与えられる電圧レベルVDDnよりも高い電圧レベルであり、異物などによる抵抗成分が存在する場合、このメモリセルMC内のMOSトランジスタのオン抵抗を十分小さくし、この異物などによる抵抗成分の影響を顕在化させる。これにより、スタンバイ電流不良を生じさせる可能性のあるメモリセルMCを、確実に、スタンバイ電流不良状態に設定する。 In this state, in memory cell MC, power supply voltage VDD applied via memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] is higher than voltage level VDDn applied during normal operation. When there is a resistance component due to a foreign substance or the like, the on-resistance of the MOS transistor in the memory cell MC is made sufficiently small, and the influence of the resistance component due to the foreign substance or the like becomes obvious. Thereby, the memory cell MC that may cause the standby current failure is surely set to the standby current failure state.
また、ビット線負荷回路13a〜13dにおいては、列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]がHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが導通状態となり、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から伝達される電源電圧VDDで充電される。
In the bit
次いで、ステップS2において、テスト制御回路10は、時間Taだけ、第1のテストモード信号RED_LEAK1をHレベルに設定し、第3のテストモード信号RED_LEAK3をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第2のテストモード信号RED_LEAK2はLレベルを維持する。
Next, in step S2, the
第1のテストモード信号RED_LEAK1をHレベルに設定することにより、スイッチゲート回路15において、PチャネルMOSトランジスタP15が非導通状態となり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離される。これによって、4本のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が電源ノードPV1から分離される。このメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3」が電源ノードPV1から切り離される期間Taは、通常の仕様値で許容されるスタンバイリーク電流では大きな電圧降下が生じず、かつスタンバイ時における異常な電流でのみ、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に大きな電圧降下が生じる程度の期間に設定される。
By setting the first test mode signal RED_LEAK1 to the H level, in the
以上によって、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]がフローティング状態となり、かつ判定ノードND1に接続される。 As a result, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are in a floating state and connected to the determination node ND1.
メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に関連する短絡不良がある場合に、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]にスタンバイ異常電流が流れる。スタンバイ異常電流が流れると、判定ノードND1の電位は降下する。一方、上記のような短絡不良がない場合には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]の電圧レベルは、ほぼその充電電圧レベル(VDD)を維持し、判定ノードND1の電位は降下しない。 When there is a short circuit failure related to the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], a standby abnormal current flows through the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3]. When the standby abnormal current flows, the potential of the determination node ND1 drops. On the other hand, when there is no short circuit failure as described above, the voltage levels of the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are substantially maintained at the charge voltage level (VDD), and the potential of the determination node ND1 is Do not descend.
また、ラッチ回路17では、第3のテストモード信号RED_LEAK3がLレベルとなることによってラッチゲートRG17がイネーブルとなる。しかし、第2のテストモード信号RED_LEAK2がLレベルのためNチャネルMOSトランジスタN17が非導通状態で、判定ノードND1の電位がラッチ回路17に入力されない。
In the
次いで、ステップS3において、テスト制御回路10は、時間Tbだけ、第2のテストモード信号RED_LEAK2をHレベルに設定する。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1はHレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S3, the
第2のテストモード信号RED_LEAK2をHレベルに設定することによって、電位降下検出保持回路16がイネーブルとなり、判定ノードND1の電圧レベルを検出し、その検出結果に従って、判定ノードND1の電圧レベルを設定する。
By setting the second test mode signal RED_LEAK2 to the H level, the potential drop
メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]のいずれかにスタンバイ異常電流が流れて、判定ノードND1の電圧レベルが閾値以下に降下しているときには、NチャネルNOSトランジスタN16が導通状態となり、判定ノードND1の電圧レベルは接地電圧レベルに駆動される。 When the standby abnormal current flows through any of the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and the voltage level of the determination node ND1 falls below the threshold value, the N-channel NOS transistor N16 becomes conductive, The voltage level of decision node ND1 is driven to the ground voltage level.
一方、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]のいずれにもスタンバイ異常電流が流れない場合には、NチャネルNOSトランジスタN16が非導通状態で、判定ノードND1の接地レベルへの駆動は行なわれない。 On the other hand, when the standby abnormal current does not flow through any of memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], N-channel NOS transistor N16 is non-conductive, and determination node ND1 is driven to the ground level. Not done.
時間Tbは、スタンバイ電流不良状態のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]を確実に接地電圧レベルまで駆動するのに要する時間である。 The time Tb is a time required for reliably driving the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] in the standby current defective state to the ground voltage level.
また、このとき、ラッチ回路17では、第2のテストモード信号RED_LEAK2に従ってNチャネルMOSトランジスタN17が導通しており、ラッチゲートRG17によりこの判定ノードND1の電圧レベルがラッチされる。
At this time, in the
次いで、ステップS4において、テスト制御回路10は、時間Tcだけ、第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1はHレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S4, the
第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定することによって、電位降下検出保持回路16が非活性化され、ラッチ回路17では、NチャネルMOSトランジスタN17が非導通状態となる。時間Tcは、ラッチ回路17のホールドタイムを確保するために設けられている。
By setting the second test mode signal RED_LEAK2 to the L level, the potential drop
次いで、ステップS5において、テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第2のテストモード信号RED_LEAK2はLレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S5, the
第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定することによって、スイッチゲート回路15は、ラッチ回路17のラッチ情報に従って、判定ノードND1と電源ノードPV1との接続を制御する。
By setting the first test mode signal RED_LEAK1 to the L level, the
ラッチ回路17に接地電圧レベルがラッチされている場合、PチャネルMOSトランジスタP15が非導通状態のまま維持され、電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離された状態が維持される。
When the ground voltage level is latched in
一方、ラッチ回路17に、電源電圧レベルVDDがラッチされている場合、PチャネルMOSトランジスタP15が導通状態となり、電源ノードPV1と判定ノードND1とを接続する。これによって、4本のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に、電源ノードPV1から判定ノードND1を介して電源電圧VDDが供給される。
On the other hand, when power supply voltage level VDD is latched in
次に、ステップS6およびステップS7において、さまざまなデータパターンを用いてデータの書込および読出を実行する。書込みまたは読出しを行なう選択列iは、列選択信号Y_N[i]をLレベルに活性化することによって指定する。 Next, in step S6 and step S7, data writing and reading are executed using various data patterns. The selected column i to be written or read is designated by activating the column selection signal Y_N [i] to L level.
正規第Kブロックにおいてスタンバイ電流不良がある場合には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に対しては、電源ノードPV1から電源電圧VDDが供給されていないため、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]に接続されるメモリセルMCには正確なデータは記憶されない。そのため、メモリセルMCに書込んだデータと、メモリセルMCから読出したデータとが一致せず、正規第Kブロックは不良であると判定される。 When there is a standby current failure in the regular Kth block, the power supply voltage VDD is not supplied from the power supply node PV1 to the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], and therefore the bit line BL [ 0], BLC [0] to BL [3], BLC [3], no accurate data is stored in the memory cell MC. Therefore, the data written in the memory cell MC and the data read from the memory cell MC do not match, and it is determined that the normal Kth block is defective.
一方、正規第Kブロックにおいてスタンバイ電流不良がない場合には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に対して、電源ノードPV1から電源電圧VDDが供給されて、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]に接続されるメモリセルMCには正確なデータが記憶される。そのため、メモリセルMCに書込んだデータと、メモリセルMCから読出したデータとが一致し、正規第Kブロックは正常であると判定される。 On the other hand, when there is no standby current failure in the regular Kth block, the power supply voltage VDD is supplied from the power supply node PV1 to the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], and the bit line BL [0 ], Accurate data is stored in memory cells MC connected to BLC [0] to BL [3], BLC [3]. Therefore, the data written in the memory cell MC matches the data read from the memory cell MC, and it is determined that the normal Kth block is normal.
次いで、ステップS8において不良ブロックのアドレスをプログラムし、またプログラム回路55のヒューズブローを行なう。正規第Kブロックが異常であると判定された場合には、プログラム回路55および冗長制御回路56によって、欠陥識別信号CRED_N[K]がHレベルに設定される。
In step S8, the address of the defective block is programmed and the
欠陥識別信号CRED_N[K]がHレベルに設定されることによって、スイッチゲート回路15は、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が固定的に電源ノードPV1から分離する。これによって、通常動作モード時において、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]がフローティング状態となり、正規第Kブロックにおいて異常なスタンバイリーク電流が流れるのを防止する。
When the defect identification signal CRED_N [K] is set to H level, the
また、第1の実施形態と同様にして、データ線シフト回路58は、冗長制御回路56によって設定されたシフト制御信号SHIFT[X](X=0〜127)に基づいて、外部I/O線EIOXと、内部I/O線NIOX,SIO0,SIO1との接続の切替えを行なって、不良な正規第Kブロックの救済を行なう。
Similarly to the first embodiment, the data
以上のように、第2の実施形態の半導体記憶装置によれば、列方向に延在するメモリセル電源線を、テスト時、電源ノードから分離し、このメモリセル電源線の電圧レベルを検出し、このメモリセル電源線に関連する短絡があり、このメモリセル電源線の電圧レベルが低下している場合には、メモリセル電源線を接地電圧レベルに駆動しており、スタンバイ電流不良メモリセルを確実に動作不良状態に設定することができる。これにより、スタンバイ電流不良/動作正常メモリセルを、動作不良状態に設定することができ、容易に、この列アドレスを特定することができる。また、通常動作時に、スタンバイ電流不良のメモリセル電源線を電源ノードから固定的に切離しておくことにより、スタンバイ電流不良を確実に救済することができる。 As described above, according to the semiconductor memory device of the second embodiment, the memory cell power supply line extending in the column direction is separated from the power supply node during the test, and the voltage level of the memory cell power supply line is detected. If there is a short circuit associated with the memory cell power line and the voltage level of the memory cell power line is lowered, the memory cell power line is driven to the ground voltage level, and the standby current defective memory cell is It is possible to reliably set the malfunction state. Thereby, the standby current failure / normal operation memory cell can be set to an operation failure state, and this column address can be easily specified. In addition, during normal operation, the standby current failure can be reliably remedied by fixing the memory cell power supply line with the standby current failure fixedly away from the power supply node.
[第3の実施形態]
図11は、本発明の第3の実施形態の半導体記憶装置の構成を表わす図である。
[Third Embodiment]
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention.
図11を参照して、第3の実施形態の半導体記憶装置と図6に示す第2の実施形態の半導体記憶装置とは以下の点で相違する。すなわち、第3の実施形態の半導体記憶装置は、図6に示す第2の実施形態の半導体記憶装置にビット線/判定ノードスイッチ回路14が追加されている。また、第3の実施形態の半導体記憶装置のビット線負荷回路23およびスイッチゲート回路75は、図6に示す第2の実施形態の半導体記憶装置に含まれるビット線負荷回路13およびスイッチゲート回路15と異なる。
Referring to FIG. 11, the semiconductor memory device of the third embodiment is different from the semiconductor memory device of the second embodiment shown in FIG. 6 in the following points. That is, in the semiconductor memory device of the third embodiment, the bit line / determination
スイッチゲート回路75は、スイッチゲート回路15と基本的に同様であるが、さらに、ビット線負荷回路23へ制御信号CRED_W_N[K]を出力する。この制御信号CRED_W_N[K]は、電源ノードPV1と判定ノードND1と分離される時にHレベルに設定され、電源ノードPV1と判定ノードND1とが接続される時にLレベルに設定される。
The
ビット線/判定ノードスイッチ回路14は、ビット線対BL,BLCの判定ノードND1への接続、分離を切替える。ビット線/判定ノードスイッチ回路14は、特定動作モード時(第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのとき)に、導通状態となり、ビット線BL,BLCを判定ノードND1へ接続する。これによって、電位降下検出保持回路16が電位を検出し、設定する判定ノードND1には、メモリセル電源線arvddだけでなく、ビット線対BL,BLCが接続されるので、メモリセル電源線arvddに流れるスタンバイ異常電流だけでなく、ビット線対BL,BLCに流れるスタンバイ異常電流が検出できる。
The bit line / determination
また、ビット線/判定ノードスイッチ回路14は、特定動作モード時(第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのとき)以外のとき、すなわち少なくとも、ビット線/判定ノードスイッチ回路14に接続されるビット線対BL,BLCへのメモリセルへのデータの読出し時および書込み時に非導通状態となり、ビット線BL,BLCと判定ノードND1とを分離する。これにより、データの読出し時および書込み時に、ビット線対BL,BLCを判定ノードND1から切り離し、選択列のビット線BL,BLCを非選択列のビット線BL,BLC、メモリセル電源線arvddおよび電源ノードPV1から分離されるので、データの読出しおよび書込みが正常に行なわれる。
Further, the bit line / determination
ビット線負荷回路23は、ビット線負荷回路13と基本的に同様であるが、スイッチゲート回路75から出力される制御信号CRED_W_N[K]がHレベルに設定されると、ビット線BL,BLCの充電を停止する。
The bit
図12は、図11の半導体記憶装置の要部の構成を1ブロック(4カラム分)について表わした図である。図12において、図7に示す第2の実施形態の半導体記憶装置の要部と相違する点について説明する。 FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the main part of the semiconductor memory device of FIG. 11 for one block (for four columns). In FIG. 12, differences from the main part of the semiconductor memory device according to the second embodiment shown in FIG. 7 will be described.
図12を参照して、メモリセルの各ブロックに対応してスイッチゲート回路75が設けられる。このスイッチゲート回路75は、第2の実施形態のスイッチゲート回路15と基本的に同様であるが、インバータIV15の出力は、PチャネルMOSトランジスタP15に出力されるだけでなく、制御信号CRED_W_N[K]としてインバータIV23を介してビット線負荷回路23a〜23dに出力される。制御信号CRED_W_N[K]は、PチャネルMOSトランジスタP15がオンとなるとき、すなわち、電源ノードPV1と判定ノードND1とが接続されるときにLレベルに設定され、PチャネルMOSトランジスタP15がオフとなるとき、すなわち電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離されるときにHレベルに設定される。
Referring to FIG. 12, a
また、メモリセルの各列に対応してビット線判定ノードスイッチ回路14a〜14dが設けられ、各ブロックに対応してインバータIV14が設けられる。
In addition, bit line determination
インバータIV14は、第1のテストモード信号RED_LEAK1を反転する。
ビット線/判定ノード間スイッチ回路14aは、トランスミッションゲートTG14aと、トランスミッションゲートTG14bとを含む。
The inverter IV14 inverts the first test mode signal RED_LEAK1.
Bit line / determination
トランスミッションゲートTG14aは、第1のテストモード信号RED_LEAK1と、第1のテストモード信号RED_LEAK1の反転信号とによりゲートが制御される。トランスミッションゲートTG14aは、第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのときにゲートがオンとなり、ゲートがオンのときに判定ノードND1とビット線BL[0]とを接続する。 The gate of the transmission gate TG14a is controlled by the first test mode signal RED_LEAK1 and the inverted signal of the first test mode signal RED_LEAK1. The transmission gate TG14a is turned on when the first test mode signal RED_LEAK1 is at the H level, and connects the determination node ND1 and the bit line BL [0] when the gate is turned on.
トランスミッションゲートTG14bは、第1のテストモード信号RED_LEAK1と、第1のテストモード信号RED_LEAK1の反転信号とによりゲートが制御される。トランスミッションゲートTG14bは、第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのときにゲートがオンとなり、ゲートがオンのときに判定ノードND1とビット線BLC[0]とを接続する。 The gate of the transmission gate TG14b is controlled by the first test mode signal RED_LEAK1 and the inverted signal of the first test mode signal RED_LEAK1. The transmission gate TG14b is turned on when the first test mode signal RED_LEAK1 is at the H level, and connects the determination node ND1 and the bit line BLC [0] when the gate is turned on.
他のビット線/判定ノード間スイッチ回路14b〜14dも、ビット線/判定ノード間スイッチ回路14aと同様の構成および作用を有する。
The other bit line / determination
また、メモリセルの各列に対応してビット線負荷回路23a〜23dが設けられ、各ブロックに対応してインバータIV23が設けられる。
Bit
インバータIV23は、制御信号CRED_W_N[K]を反転する。
ビット線負荷回路23aは、NANDゲートNA13と、PチャネルMOSトランジスタP13aと、PチャネルMOSトランジスタP13bと、PチャネルMOSトランジスタP13cとを含む。
The inverter IV23 inverts the control signal CRED_W_N [K].
Bit
NANDゲートNA13は、制御信号CRED_W_N[K]の反転信号と、列選択信号Y_N[0]を受ける。NANDゲートNA13は、制御信号CRED_W_N[K]がLレベル、かつ列選択信号Y_N[0]がHレベルのときに限りLレベルの信号を出力し、それ以外のときにはHレベルの信号を出力する。 The NAND gate NA13 receives an inverted signal of the control signal CRED_W_N [K] and a column selection signal Y_N [0]. The NAND gate NA13 outputs an L level signal only when the control signal CRED_W_N [K] is at an L level and the column selection signal Y_N [0] is at an H level, and otherwise outputs an H level signal.
PチャネルMOSトランジスタP13aは、NANDゲートNA13の出力がLレベルのときに導通し、導通時にビット線BL[0]と電源ノードPV2とを接続し、ビット線BL[0]を電源電圧VDDで充電する。PチャネルMOSトランジスタP13bは、NANDゲートNA13の出力がLレベルのときに導通し、導通時にビット線BLC[0]と電源ノードPV2とを接続し、ビット線BLC[0]を電源電圧VDDで充電する。PチャネルMOSトランジスタP13cは、NANDゲートNA13の出力がLレベルのときに導通し、導通時にビット線BL[0]およびBLC[0]を電気的に短絡する。 P-channel MOS transistor P13a conducts when the output of NAND gate NA13 is at L level, connects bit line BL [0] and power supply node PV2 when conducting, and charges bit line BL [0] with power supply voltage VDD. To do. P-channel MOS transistor P13b conducts when the output of NAND gate NA13 is at L level, connects bit line BLC [0] and power supply node PV2 when conducting, and charges bit line BLC [0] with power supply voltage VDD. To do. P-channel MOS transistor P13c conducts when the output of NAND gate NA13 is at L level, and electrically shorts bit lines BL [0] and BLC [0] when conducting.
他のビット線負荷回路23b〜23dも、ビット線負荷回路23aと同様の構成および作用を有する。
The other bit
ところで、特許文献2に記載の回路(たとえば、図24の回路)では、ビット線負荷回路と電源の間にスイッチゲート回路が挿入されており、ビット線負荷回路のMOSトランジスタとスイッチゲート回路のMOSトランジスタが直列に接続され、この2段のMOSトランジスタによってビット線の充電が制御されていた。ビット線は、これら2段のMOSトランジスタに接続されるので、ビット線を充電するためには、ビット線負荷回路およびスイッチゲート回路のMOSトランジスタのサイズを大きくしなければならなかった。 By the way, in the circuit described in Patent Document 2 (for example, the circuit of FIG. 24), a switch gate circuit is inserted between the bit line load circuit and the power source, and the MOS transistor of the bit line load circuit and the MOS of the switch gate circuit Transistors are connected in series, and the charging of the bit line is controlled by the two-stage MOS transistor. Since the bit line is connected to these two-stage MOS transistors, the size of the MOS transistors of the bit line load circuit and the switch gate circuit has to be increased in order to charge the bit line.
これに対して、本発明の実施形態では、スイッチゲート回路75で生成された制御信号CRED_W_N[K]によって、ビット線の充電が制御される。ビット線は、ビット線負荷回路23a〜23d内の1段のMOSトランジスタと接続されるだけなので、ビット線を充電するために、ビット線負荷回路23a〜23dおよびスイッチゲート回路75のMOSトランジスタP15、P13a、P13b、P13cのサイズを大きくする必要がない。
On the other hand, in the embodiment of the present invention, the charging of the bit line is controlled by the control signal CRED_W_N [K] generated by the
(動作)
以下、第2の実施形態の動作を説明するときに用いた図9および図10を同様に参照して、本発明の第3の実施形態の半導体記憶装置のテスト方法について説明する。
(Operation)
Hereinafter, a test method for a semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10 used for explaining the operation of the second embodiment.
ここでは、テスト時において、正規第Kブロックに関連する回路がどのように動作するかを説明するが、その他のブロックについても関連する回路が同時に同様に動作する。 Here, how the circuit related to the regular Kth block operates during the test will be described, but related circuits also operate in the same manner for other blocks.
まず、ステップS1において、テスト動作モードに入る前のスタンバイ状態が設定される。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定し、第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定し、第3のテストモード信号RED_LEAK3をHレベルに設定する。このスタンバイ状態においては、まだヒューズプログラムは行なわれておらず、正規第Kブロック欠陥識別信号CRED_N[K]はLレベルである。また、列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]はHレベルである。
First, in step S1, a standby state before entering the test operation mode is set. The
第3のテストモード信号RED_LEAK3をHレベルに設定することによって、ラッチ回路17のラッチゲートRG17が初期化され、ノードND2の電圧が電源電圧レベルVDDに設定される。
By setting the third test mode signal RED_LEAK3 to the H level, the latch gate RG17 of the
また、ビット線/判定ノード間スイッチ回路14a〜14dにおいては、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルのため、トランスミッションゲートTG14aおよびトランスミッションゲートTG14bが非導通状態となり、判定ノードND1とビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]とが分離される。
In the bit line / determination
また、電源電圧VDDを通常動作時に使用される電圧レベルVDDnよりも高い電圧レベルに設定する。これは、外部のテスタの制御の下に電源端子に与えられる電源電圧レベルの調整により行なわれる。これによりメモリセルMCのスタンバイ電流不良/動作正常状態を顕在化させる。 Further, the power supply voltage VDD is set to a voltage level higher than the voltage level VDDn used during normal operation. This is done by adjusting the power supply voltage level applied to the power supply terminal under the control of an external tester. As a result, the standby current failure / normal operation state of the memory cell MC becomes apparent.
また、スイッチゲート回路75においては、欠陥識別信号CRED_N[K]がLレベルであり、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルであり、ラッチゲートRG17の出力がLレベルのため、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルとなり、PチャネルMOSトランジスタP15が導通状態になり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが接続される。これによって、4本のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に、電源ノードPV1から判定ノードND1を介して電源電圧VDDが供給される。PチャネルMOSトランジスタP15は、その電流供給能力は、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に接続されるメモリセルに、十分に安定な動作電源電圧を供給できるように十分大きなサイズ(チャネル幅とチャネル長の比)を有するように設定される。
In the
この状態においては、メモリセルMCにおいては、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]を介して与えられる電源電圧VDDは、通常動作時に与えられる電圧レベルVDDnよりも高い電圧レベルであり、異物などによる抵抗成分が存在する場合、このメモリセルMC内のMOSトランジスタのオン抵抗を十分小さくし、この異物などによる抵抗成分の影響を顕在化させる。これにより、スタンバイ電流不良を生じさせる可能性のあるメモリセルMCを、確実に、スタンバイ電流不良状態に設定する。 In this state, in memory cell MC, power supply voltage VDD applied via memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] is higher than voltage level VDDn applied during normal operation. When there is a resistance component due to a foreign substance or the like, the on-resistance of the MOS transistor in the memory cell MC is made sufficiently small, and the influence of the resistance component due to the foreign substance or the like becomes obvious. Thereby, the memory cell MC that may cause the standby current failure is surely set to the standby current failure state.
また、ビット線負荷回路23a〜23dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がLレベル、かつ列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]がHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが導通状態となり、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から伝達される電源電圧VDDで充電される。
In the bit
次いで、ステップS2において、テスト制御回路10は、時間Taだけ、第1のテストモード信号RED_LEAK1をHレベルに設定し、第3のテストモード信号RED_LEAK3をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第2のテストモード信号RED_LEAK2はLレベルを維持する。
Next, in step S2, the
第1のテストモード信号RED_LEAK1をHレベルに設定することにより、スイッチゲート回路75において、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルに設定され、PチャネルMOSトランジスタP15が非導通状態となり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離される。これによって、4本のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が電源ノードPV1から分離される。このメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3」が電源ノードPV1から切り離される期間Taは、通常の仕様値で許容されるスタンバイリーク電流では大きな電圧降下が生じず、かつスタンバイ時における異常な電流でのみ、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に大きな電圧降下が生じる程度の期間に設定される。
By setting first test mode signal RED_LEAK1 to H level, control signal CRED_W_N [K] is set to H level in
さらに、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルに設定されることによって、ビット線負荷回路23aにおいて、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが非導通状態となり、ビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から分離される。
Further, when the control signal CRED_W_N [K] is set to the H level, in the bit
また、第1のテストモード信号RED_LEAK1をHレベルに設定することによって、ビット線/判定ノード間スイッチ回路14a〜14dにおいて、トランスミッションゲートTG14aおよびトランスミッションゲートTG14bが導通状態となり、判定ノードND1とビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]とが接続される。
Further, by setting the first test mode signal RED_LEAK1 to the H level, in the bit line / determination
以上によって、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]、およびビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3」がフローティング状態となり、かつ判定ノードND1に接続される。 Thus, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and the bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3] are in a floating state and connected to the determination node ND1. Is done.
メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に関連する短絡不良がある場合に、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]にスタンバイ異常電流が流れる。また、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]に関連する短絡不良がある場合に、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]にスタンバイ異常電流が流れる。上記のようなスタンバイ異常電流が流れると、判定ノードND1の電位は降下する。一方、上記のような短絡不良がない場合には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]の電圧レベルは、ほぼその充電電圧レベル(VDD)を維持し、判定ノードND1の電位は降下しない。 When there is a short circuit failure related to the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], a standby abnormal current flows through the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3]. In addition, when there is a short circuit failure related to the bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3], the bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], A standby abnormal current flows through BLC [3]. When the standby abnormal current as described above flows, the potential of the determination node ND1 drops. On the other hand, when there is no short circuit failure as described above, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3] The voltage level substantially maintains the charge voltage level (VDD), and the potential of the determination node ND1 does not drop.
また、ラッチ回路17では、第3のテストモード信号RED_LEAK3がLレベルとなることによってラッチゲートRG17がイネーブルとなる。しかし、第2のテストモード信号RED_LEAK2がLレベルのためNチャネルMOSトランジスタN17が非導通状態で、判定ノードND1の電位がラッチ回路17に入力されない。
In the
次いで、ステップS3において、テスト制御回路10は、時間Tbだけ、第2のテストモード信号RED_LEAK2をHレベルに設定する。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1はHレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S3, the
第2のテストモード信号RED_LEAK2をHレベルに設定することによって、電位降下検出保持回路16がイネーブルとなり、判定ノードND1の電圧レベルを検出し、その検出結果に従って、判定ノードND1の電圧レベルを設定する。
By setting the second test mode signal RED_LEAK2 to the H level, the potential drop
メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]のいずれか、および/または、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]のいずれかにスタンバイ異常電流が流れて、判定ノードND1の電圧レベルが閾値以下に降下しているときには、NチャネルNOSトランジスタN16が導通状態となり、判定ノードND1の電圧レベルは接地電圧レベルに駆動される。 Standby abnormal current is present in any of memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and / or any of bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3] When the voltage level of determination node ND1 falls below the threshold value, N-channel NOS transistor N16 becomes conductive, and the voltage level of determination node ND1 is driven to the ground voltage level.
一方、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]、およびビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]のいずれにもスタンバイ異常電流が流れない場合には、NチャネルNOSトランジスタN16が非導通状態で、判定ノードND1の接地レベルへの駆動は行なわれない。 On the other hand, when the standby abnormal current does not flow in any of the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and the bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3]. N channel NOS transistor N16 is non-conductive, and determination node ND1 is not driven to the ground level.
時間Tbは、スタンバイ電流不良状態のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線対BL[0]、BLC[0]〜BL[3],BLC[3]を確実に接地電圧レベルまで駆動するのに要する時間である。 During the time Tb, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and the bit line pairs BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3] in the standby current failure state are reliably grounded. This is the time required to drive to the level.
また、このとき、ラッチ回路17では、第2のテストモード信号RED_LEAK2に従ってNチャネルMOSトランジスタN17が導通しており、ラッチゲートRG17によりこの判定ノードND1の電圧レベルがラッチされる。
At this time, in the
次いで、ステップS4において、テスト制御回路10は、時間Tcだけ、第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1はHレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S4, the
第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定することによって、電位降下検出保持回路16が非活性化され、ラッチ回路17では、NチャネルMOSトランジスタN17が非導通状態となる。時間Tcは、ラッチ回路17のホールドタイムを確保するために設けられている。
By setting the second test mode signal RED_LEAK2 to the L level, the potential drop
次いで、ステップS5において、テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第2のテストモード信号RED_LEAK2はLレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S5, the
第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定することによって、ビット線/判定ノード間スイッチ回路14a〜14dにおいて、トランスミッションゲートTG14aおよびトランスミッションゲートTG14bが非導通状態となり、判定ノードND1とビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]とが分離される。
By setting the first test mode signal RED_LEAK1 to the L level, in the bit line / determination
また、第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定することによって、スイッチゲート回路75は、ラッチ回路17のラッチ情報に従って、判定ノードND1と電源ノードPV1との接続を制御する。
Further, by setting the first test mode signal RED_LEAK1 to the L level, the
ラッチ回路17に接地電圧レベルがラッチされている場合、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルのまま維持され、PチャネルMOSトランジスタP15が非導通状態のまま維持され、電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離された状態が維持される。さらに、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルに維持されることによって、ビット線負荷回路23a〜23dにおいて、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが非導通状態となり、ビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から分離された状態が維持される。
When the ground voltage level is latched in
一方、ラッチ回路17に、電源電圧レベルVDDがラッチされている場合、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルに設定され、PチャネルMOSトランジスタP15が導通状態となり、電源ノードPV1と判定ノードND1とを接続する。これによって、4本のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に、電源ノードPV1から判定ノードND1を介して電源電圧VDDが供給される。さらに、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルに設定されることによって、ビット線負荷回路23a〜23dにおいて、列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]がHレベル(非選択)に設定されるときには、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが導通状態となり、ビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から伝達される電源電圧VDDで充電される。
On the other hand, when the power supply voltage level VDD is latched in the
次に、ステップS6およびステップS7において、さまざまなデータパターンを用いてデータの書込および読出を実行する。書込みまたは読出しを行なう選択列iは、列選択信号Y_N[i]をLレベルに活性化することによって指定する。 Next, in step S6 and step S7, data writing and reading are executed using various data patterns. The selected column i to be written or read is designated by activating the column selection signal Y_N [i] to L level.
正規第Kブロックにおいてスタンバイ電流不良がある場合には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に対しては、電源ノードPV1から電源電圧VDDが供給されていないため、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]に接続されるメモリセルMCには正確なデータは記憶されない。そのため、メモリセルMCに書込んだデータと、メモリセルMCから読出したデータとが一致せず、正規第Kブロックは不良であると判定される。 When there is a standby current failure in the regular Kth block, the power supply voltage VDD is not supplied from the power supply node PV1 to the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], and therefore the bit line BL [ 0], BLC [0] to BL [3], BLC [3], no accurate data is stored in the memory cell MC. Therefore, the data written in the memory cell MC and the data read from the memory cell MC do not match, and it is determined that the normal Kth block is defective.
一方、正規第Kブロックにおいてスタンバイ電流不良がない場合には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に対して、電源ノードPV1から電源電圧VDDが供給されて、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]に接続されるメモリセルMCには正確なデータが記憶される。そのため、メモリセルMCに書込んだデータと、メモリセルMCから読出したデータとが一致し、正規第Kブロックは正常であると判定される。 On the other hand, when there is no standby current failure in the regular Kth block, the power supply voltage VDD is supplied from the power supply node PV1 to the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], and the bit line BL [0 ], Accurate data is stored in memory cells MC connected to BLC [0] to BL [3], BLC [3]. Therefore, the data written in the memory cell MC matches the data read from the memory cell MC, and it is determined that the normal Kth block is normal.
次いで、ステップS8において不良ブロックのアドレスをプログラムし、またプログラム回路55のヒューズブローを行なう。正規第Kブロックが異常であると判定された場合には、プログラム回路55および冗長制御回路56によって、欠陥識別信号CRED_N[K]がHレベルに設定される。
In step S8, the address of the defective block is programmed and the
欠陥識別信号CRED_N[K]がHレベルに設定されることによって、スイッチゲート回路75は、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]を固定的に電源ノードPV1から分離し、ビット線負荷回路23a〜23dは、ビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が固定的に電源ノードPV2から分離する。これによって、通常動作モード時において、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]がフローティング状態となり、正規第Kブロックにおいて異常なスタンバイリーク電流が流れるのを防止する。
When the defect identification signal CRED_N [K] is set to the H level, the
また、第1の実施形態と同様にして、データ線シフト回路58は、冗長制御回路56によって設定されたシフト制御信号SHIFT[X](X=0〜127)に基づいて、外部I/O線EIOX、内部I/O線NIOX,SIO0,SIO1との接続の切替えを行なって、不良な正規第Kブロックの救済を行なう。
Similarly to the first embodiment, the data
以上のように第3の実施形態の半導体記憶装置によれば、テスト時、メモリセル電源線とともにビット線をも電源ノードから切り離してその電圧降下を検出し、電圧降下が発生した場合には対応のメモリセル電源線を接地電位レベルに駆動して、対応の列のメモリセルを動作不良状態に設定している。したがって、メモリセル電源線の短絡だけでなく、ビット線対の短絡に起因するスタンバイ電流不良/動作正常のメモリセルを、確実に動作不良状態に設定して、スタンバイ電流異常のメモリセルを検出することができ、スタンバイ電流異常を検出して冗長メモリセルの置換により救済することができる。 As described above, according to the semiconductor memory device of the third embodiment, when testing, a voltage drop is detected by disconnecting a bit line as well as a memory cell power supply line from the power supply node, and a case where a voltage drop occurs is dealt with. The memory cell power supply line is driven to the ground potential level, and the memory cells in the corresponding column are set to the operation failure state. Therefore, not only a short circuit of the memory cell power supply line but also a memory cell having a standby current failure / normal operation due to a short circuit of the bit line pair is surely set to an operation defective state, and a memory cell having an abnormal standby current is detected. The standby current abnormality can be detected and repaired by replacing the redundant memory cell.
また、第3の実施形態の半導体記憶装置では、メモリセル電源線のリークを検出するノードと、ビット線対のリークを検出するノードとを共通化し、電位降下検出保持回路をビット線対用とメモリセル電源線とで共通化するので、これらが共通化されていない特許文献2に記載の回路(たとえば、図24の回路)に比べて、回路数を削減できる。 In the semiconductor memory device of the third embodiment, the node for detecting the leak of the memory cell power supply line and the node for detecting the leak of the bit line pair are shared, and the potential drop detection holding circuit is used for the bit line pair. Since the memory cell power supply line is shared, the number of circuits can be reduced as compared with the circuit described in Patent Document 2 (for example, the circuit of FIG. 24) in which these are not shared.
[第4の実施形態]
(構成)
図13は、本発明の第4の実施形態の半導体記憶装置の構成を表わす図である。
[Fourth Embodiment]
(Constitution)
FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention.
図13を参照して、この半導体記憶装置は、図6に示す第2の実施形態の半導体記憶装置に、書込アシスト電源回路18と、メモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路24が追加されている。また、第4の実施形態の半導体記憶装置のスイッチゲート回路75は、図6に示す第2の実施形態の半導体記憶装置に含まれるスイッチゲート回路15と異なる。
Referring to FIG. 13, in this semiconductor memory device, a write assist
スイッチゲート回路75は、第3の実施形態で説明したものと同様である。
書込アシスト電源回路18は、データ書込時に、選択列のメモリセルに対応して配置されるメモリセル電源線arvddの電圧レベルを低下させる。
The
Write assist
メモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路24は、メモリセル電源線arvddの判定ノードND1への接続、分離を切替える。メモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路24は、特定動作モード時(第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのとき)に、導通状態となり、メモリセル電源線arvddを判定ノードND1へ接続する。これによって、電位降下検出保持回路16が電位を検出し、設定する判定ノードND1には、メモリセル電源線arvddが接続されるので、メモリセル電源線arvddに流れるスタンバイ異常電流が検出できる。
The memory cell power supply line / determination
また、メモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路24は、特定動作モード時(第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのとき)以外のとき、すなわち少なくとも、メモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路24に接続されるメモリセル電源線arvddに接続されるメモリセルへのデータの読出し時および書込み時に非導通状態となり、メモリセル電源線arvddと判定ノードND1とを分離する。これにより、データの読出し時および書込み時に、メモリセル電源線arvddを判定ノードND1から切り離し、選択列のメモリセル電源線arvddを、非選択列のメモリセル電源線arvdd、電源ノードPV1から分離して、データの読出しおよび書込みを正常に行なうことができる。
The memory cell power supply line / determination
図14は、図13の半導体記憶装置の要部の構成を1ブロック(4カラム分)について表わした図である。図14において、図7に示す第2の実施形態の半導体記憶装置の要部と相違する点について説明する。 FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the main part of the semiconductor memory device of FIG. 13 for one block (for four columns). In FIG. 14, differences from the main part of the semiconductor memory device according to the second embodiment shown in FIG. 7 will be described.
図14を参照して、メモリセルの各ブロックに対応してスイッチゲート回路75が設けられる。このスイッチゲート回路75は、第2の実施形態のスイッチゲート回路15と基本的に同様であるが、インバータIV15の出力は、PチャネルMOSトランジスタP15に出力されるだけでなく、制御信号CRED_W_N[K]としてインバータIV23を介してビット線負荷回路23a〜23dに出力される。制御信号CRED_W_N[K]は、PチャネルMOSトランジスタP15がオンとなるとき、すなわち、電源ノードPV1と判定ノードND1とが接続されるときにLレベルに設定され、PチャネルMOSトランジスタP15がオフとなるとき、すなわち電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離されるときにHレベルに設定される。
Referring to FIG. 14, a
また、メモリセルの各列に対応してメモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路24a〜24dが設けられ、各ブロックに対応してインバータIV24が設けられる。
Memory cell power line / determination
インバータIV24は、第1のテストモード信号RED_LEAK1を反転する。
メモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路24aは、トランスミッションゲートTG24aを含む。
The inverter IV24 inverts the first test mode signal RED_LEAK1.
Memory cell power supply line / determination
トランスミッションゲートTG24aは、第1のテストモード信号RED_LEAK1と、第1のテストモード信号RED_LEAK1の反転信号とによりゲートが制御される。トランスミッションゲートTG24aは、第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのときにゲートがオンとなり、ゲートがオンのときに判定ノードND1とメモリセル電源線arvdd[0]とを接続する。
他のメモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路24b〜24dも、メモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路24aと同様の構成および作用を有する。
Other memory cell power supply line / determination
また、各ブロックに対応してダウン電源線downvddが配置される。メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]は、ぞれぞれ、その配線容量による寄生容量C0を有し、ダウン電源線downvddは、その配線容量による寄生容量CP1を有する。 A down power supply line downvdd is arranged corresponding to each block. Each of the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] has a parasitic capacitance C0 due to its wiring capacitance, and the down power supply line downvdd has a parasitic capacitance CP1 due to its wiring capacitance.
各ブロックに対応してインバータIV23が設けられる。インバータIV23は、制御信号CRED_W_N[K]を反転する。また、メモリセルの各列に対応して、書込アシスト電源回路18a〜18dが設けられている。 An inverter IV23 is provided corresponding to each block. The inverter IV23 inverts the control signal CRED_W_N [K]. Write assist power supply circuits 18a to 18d are provided corresponding to the respective columns of memory cells.
書込アシスト電源回路18aは、NORゲートNR18と、NANDゲートNA18と、インバータIV18と、PチャネルMOSトランジスタP18と、NチャネルMOSトランジスタN18とを含む。 Write assist power supply circuit 18a includes a NOR gate NR18, a NAND gate NA18, an inverter IV18, a P-channel MOS transistor P18, and an N-channel MOS transistor N18.
NORゲートNR18は、書込制御信号WE_Nと、列選択信号Y_N[0]とを受ける。NORゲートNR18は、書込制御信号WE_NがLレベル、かつ列選択信号Y_N[0]がLレベルのときに限りHレベルの信号を出力し、それ以外のときにはLレベルの信号を出力する。NチャネルMOSトランジスタN18は、NORゲートNR18の出力信号がHレベルの時に導通し、メモリセル電源線arvdd[0]をダウン電源線downvddに結合する。 The NOR gate NR18 receives the write control signal WE_N and the column selection signal Y_N [0]. The NOR gate NR18 outputs an H level signal only when the write control signal WE_N is at L level and the column selection signal Y_N [0] is at L level, and outputs an L level signal otherwise. N channel MOS transistor N18 conducts when the output signal of NOR gate NR18 is at H level, and couples memory cell power supply line arvdd [0] to down power supply line downvdd.
インバータIV18は、NORゲートNR18の出力信号を反転する。NANDゲートNA18は、インバータIV23から出力される制御信号CRED_W_N[K]の反転信号と、インバータIV18から出力されるNORゲートNR18の出力信号の反転信号とを受ける。NANDゲートNR18は、制御信号CRED_W_N[K]がLレベル、かつ書込み制御信号WE_Nと列選択信号Y_N[0]の少なくとも一つがHレベルのときに限りLレベルの信号を出力し、それ以外のときにはHレベルの信号を出力する。PチャネルMOSトランジスタP18は、NANDゲートNA18の出力信号がLレベルの時に導通し、メモリセル電源線arvdd[0]を電源ノードPC3に接続する。 Inverter IV18 inverts the output signal of NOR gate NR18. NAND gate NA18 receives an inverted signal of control signal CRED_W_N [K] output from inverter IV23 and an inverted signal of the output signal of NOR gate NR18 output from inverter IV18. The NAND gate NR18 outputs an L level signal only when the control signal CRED_W_N [K] is at the L level and at least one of the write control signal WE_N and the column selection signal Y_N [0] is at the H level. An H level signal is output. P-channel MOS transistor P18 conducts when the output signal of NAND gate NA18 is at L level, and connects memory cell power supply line arvdd [0] to power supply node PC3.
また、各ブロックに対応して、NチャネルMOSトランジスタNQ18が設けられている。NチャネルMOSトランジスタNQ18は、書込制御信号WE_NがHレベルのときに、ダウン電源線downvddを接地電源に接続する。 An N channel MOS transistor NQ18 is provided corresponding to each block. N-channel MOS transistor NQ18 connects down power supply line downvdd to the ground power supply when write control signal WE_N is at the H level.
スタンバイ状態およびデータ読出時には、書込制御信号WE_NがHレベルに設定される。それに応じて、書込アシスト電源回路18aにおいて、NチャネルMOSトランジスタN18は非導通状態になり、メモリセル電源線arvdd[0]はダウン電源線downvddと接続されない。さらに、正規第Kブロックに異常がない場合には制御信号CRED_W_N[K]がLレベルとなるので、PチャネルMOSトランジスタP18は導通状態となり、メモリセル電源線arvdd[0]は電源ノードPV3と接続し、メモリセル電源線arvdd[0]に電源電圧VDDが供給される。一方、正規第Kブロックに異常がある場合には制御信号CRED_W_N[K]がHレベルとなるので、PチャネルMOSトランジスタP18は非導通状態となり、メモリセル電源線arvdd[0]は電源ノードPV3と接続しない。 In the standby state and data reading, write control signal WE_N is set to the H level. Accordingly, in channel assist power supply circuit 18a, N channel MOS transistor N18 is turned off, and memory cell power supply line arvdd [0] is not connected to down power supply line downvdd. Further, when there is no abnormality in the regular Kth block, the control signal CRED_W_N [K] becomes L level, so that the P-channel MOS transistor P18 becomes conductive, and the memory cell power supply line arvdd [0] is connected to the power supply node PV3. Then, the power supply voltage VDD is supplied to the memory cell power supply line arvdd [0]. On the other hand, when there is an abnormality in the regular Kth block, the control signal CRED_W_N [K] becomes H level, so that the P-channel MOS transistor P18 becomes non-conductive and the memory cell power supply line arvdd [0] is connected to the power supply node PV3. Do not connect.
データ書込時において、書込制御信号WE_NがLレベルに設定される。それに応じて、ダウン電源線downvddが接地電圧レベルでフローティング状態となる。 At the time of data writing, write control signal WE_N is set to L level. In response, the down power supply line downvdd is in a floating state at the ground voltage level.
さらに、正規第Kブロックに異常がない場合には制御信号CRED_W_N[K]がLレベルとなる。この状態で、第0番目の列に対して書込みを行なう場合には列選択信号がY_N[0]がLレベルとなる。このような場合には、書込制御信号WE_NがLレベル、制御信号CRED_W_N[K]がLレベル、かつ列選択信号Y_N[0]がLレベルに設定されるので、書込アシスト電源回路18aにおいて、PチャネルMOSトランジスタP18は非導通状態になり、NチャネルMOSトランジスタN18は導通状態になる。したがって、メモリセル電源線arvdd[0]は電源ノードPV3から分離され、フローティング状態のダウン電源線downvddに電気的に接続される。一方、第0番目の列に対して書込みを行なわない場合には列選択信号がY_N[0]がHレベルとなる。このような場合には、書込制御信号WE_NがLレベル、制御信号CRED_W_N[K]がLレベル、かつ列選択信号Y_N[0]がHレベルに設定されるので、書込アシスト電源回路18aにおいて、PチャネルMOSトランジスタP18は導通状態になり、NチャネルMOSトランジスタN18は非導通状態になる。したがって、メモリセル電源線arvdd[0]は電源ノードPV3に接続し、フローティング状態のダウン電源線downvddには接続されない。 Further, when there is no abnormality in the regular Kth block, the control signal CRED_W_N [K] becomes L level. In this state, when writing to the 0th column, the column selection signal Y_N [0] becomes L level. In such a case, the write control signal WE_N is set to the L level, the control signal CRED_W_N [K] is set to the L level, and the column selection signal Y_N [0] is set to the L level. P channel MOS transistor P18 is turned off, and N channel MOS transistor N18 is turned on. Therefore, the memory cell power supply line arvdd [0] is separated from the power supply node PV3 and is electrically connected to the down power supply line downvdd in the floating state. On the other hand, when writing is not performed on the 0th column, the column selection signal Y_N [0] becomes H level. In such a case, the write control signal WE_N is set to the L level, the control signal CRED_W_N [K] is set to the L level, and the column selection signal Y_N [0] is set to the H level. P channel MOS transistor P18 is turned on, and N channel MOS transistor N18 is turned off. Accordingly, the memory cell power supply line arvdd [0] is connected to the power supply node PV3 and is not connected to the down power supply line downvdd in the floating state.
また、正規第Kブロックに異常がある場合には制御信号CRED_W_N[K]がHレベルとなる。この状態で、第0番目の列に対して書込みを行なう場合には列選択信号がY_N[0]がLレベルとなる。このような場合には、書込制御信号WE_NがLレベル、制御信号CRED_W_N[K]がHレベル、かつ列選択信号Y_N[0]がLレベルに設定されるので、書込アシスト電源回路18aにおいて、PチャネルMOSトランジスタP18は非導通状態になり、NチャネルMOSトランジスタN18は導通状態になる。したがって、メモリセル電源線arvdd[0]は電源ノードPV3から分離され、フロー
ティング状態のダウン電源線downvddに電気的に接続される。一方、第0番目の列に対して書込みを行なわない場合には列選択信号がY_N[0]がHレベルとなる。このような場合には、書込制御信号WE_NがLレベル、制御信号CRED_W_N[K]がHレベル、かつ列選択信号Y_N[0]がHレベルに設定されるので、書込アシスト電源回路18aにおいて、PチャネルMOSトランジスタP18は非導通状態になり、NチャネルMOSトランジスタN18は非導通状態になる。したがって、メモリセル電源線arvdd[0]は電源ノードPV3と接続されず、フローティング状態のダウン電源線downvddとも接続されない。
When there is an abnormality in the regular Kth block, the control signal CRED_W_N [K] becomes H level. In this state, when writing to the 0th column, the column selection signal Y_N [0] becomes L level. In such a case, the write control signal WE_N is set to the L level, the control signal CRED_W_N [K] is set to the H level, and the column selection signal Y_N [0] is set to the L level. P channel MOS transistor P18 is turned off, and N channel MOS transistor N18 is turned on. Therefore, the memory cell power supply line arvdd [0] is separated from the power supply node PV3 and is electrically connected to the down power supply line downvdd in the floating state. On the other hand, when writing is not performed on the 0th column, the column selection signal Y_N [0] becomes H level. In such a case, the write control signal WE_N is set to the L level, the control signal CRED_W_N [K] is set to the H level, and the column selection signal Y_N [0] is set to the H level. P channel MOS transistor P18 is turned off, and N channel MOS transistor N18 is turned off. Therefore, the memory cell power supply line arvdd [0] is not connected to the power supply node PV3 and is not connected to the down power supply line downvdd in the floating state.
第0番目の列に書込みを行なう場合には、非書込み時にメモリセル電源線arvdd[0]の寄生容量CP0に蓄積された電荷が、ダウン電源線downvddの寄生容量CP1に分配され、これらの寄生容量CP0およびCP1の容量比に比例して、メモリセル電源線arvdd[0]の電圧レベルが低下する。これによってメモリセルMCのラッチ能力を小さくして書込みマージンが確保され、データ書込が安定かつ高速に行なわれる。 When writing to the 0th column, the charge accumulated in the parasitic capacitance CP0 of the memory cell power supply line arvdd [0] at the time of non-writing is distributed to the parasitic capacitance CP1 of the down power supply line downvdd. The voltage level of the memory cell power supply line arvdd [0] decreases in proportion to the capacitance ratio of the capacitors CP0 and CP1. As a result, the latching capability of the memory cell MC is reduced, a write margin is secured, and data writing is performed stably and at high speed.
図15は、本発明の第4の実施形態の半導体記憶装置の読出しおよび書込み時の動作を示す信号波形図である。 FIG. 15 is a signal waveform diagram showing operations during reading and writing of the semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the present invention.
図15を参照して、書込み時では、メモリセル電源線arvddおよびダウン電源線downvddの電圧レベルが互いに異なる電圧レベルで維持される状態を示す。これは、スイッチングMOSトランジスタN18のオン抵抗による電圧分布が生じるためである。メモリセル電源線arvddの寄生容量CP0は、ダウン電源線downvddの寄生容量CP1よりも充分に大きく、これらメモリセル電源線arvddおよびダウン電源線downvddの電圧レベルが同一電圧レベルとされても、メモリセル電源線の電位降下量は充分小さく、非選択メモリセルの保持データの破壊は生じない。 Referring to FIG. 15, a state where the voltage levels of memory cell power supply line arvdd and down power supply line downvdd are maintained at different voltage levels at the time of writing is shown. This is because a voltage distribution due to the on-resistance of the switching MOS transistor N18 occurs. The parasitic capacitance CP0 of the memory cell power supply line arvdd is sufficiently larger than the parasitic capacitance CP1 of the down power supply line downvdd. Even if the voltage levels of the memory cell power supply line arvdd and the down power supply line downvdd are the same voltage level, the memory cell The amount of potential drop in the power supply line is sufficiently small, and the data held in the non-selected memory cell is not destroyed.
スイッチング用のMOSトランジスタN18のオン抵抗を比較的大きくして、メモリセル電源線およびダウン電源線の電圧レベルを意図的に異ならせる場合には、確実にメモリセル電源線の電圧レベルの低下を抑制することができ、非選択メモリセルのスタティックノイズマージンが低下して保持データが反転する状態が生じるのを抑制することができる。 When the on-resistance of the switching MOS transistor N18 is made relatively large so that the voltage levels of the memory cell power supply line and the down power supply line are intentionally different, the decrease in the voltage level of the memory cell power supply line is surely suppressed. It is possible to suppress the occurrence of a state in which the static data margin of the non-selected memory cell is lowered and the retained data is inverted.
メモリセル電源線arvddの降下電圧レベルは、選択ワード線WLの電圧レベルの低下によるアクセストランジスタの駆動力低下による書込マージンの低下を補償することができ、かつ非選択メモリセルのスタティックノイズマージンが充分に維持される電圧レベルであればよい。 The drop voltage level of the memory cell power supply line arvdd can compensate for a decrease in write margin due to a decrease in driving capability of the access transistor due to a decrease in voltage level of the selected word line WL, and a static noise margin of unselected memory cells can be reduced. Any voltage level that is sufficiently maintained may be used.
メモリセル電源線arvddの電源電圧はメモリセルのハイ側電源ノードNOD3に接続されている。したがって、負荷MOSトランジスタPQ1およびPQ2の電流駆動力が小さくなる(ソース電圧が低下するため、Lデータをゲートに受ける負荷トランジスタのゲート−ゲート間電圧が小さくなる)。アクセストランジスタATr(NQ3,NQ4)の電流駆動力は、データ読出時と同じであり、変化しない。したがって、選択列のメモリセルの書込マージンが増大し、Hデータを格納するストレージノードが書込データに従って高速でLレベルに放電される。これにより、選択メモリセルに対して、ビット線BL,BLCに伝達されたデータに従って、高速でデータの書込を行なうことができる。 The power supply voltage of the memory cell power supply line arvdd is connected to the high-side power supply node NOD3 of the memory cell. Therefore, the current drivability of load MOS transistors PQ1 and PQ2 is reduced (since the source voltage is lowered, the gate-gate voltage of the load transistor receiving L data at the gate is reduced). Access transistor ATr (NQ3, NQ4) has the same current driving capability as that at the time of data reading and does not change. Therefore, the write margin of the memory cell in the selected column is increased, and the storage node storing H data is discharged to L level at high speed according to the write data. Thereby, data can be written to the selected memory cell at high speed according to the data transmitted to bit lines BL and BLC.
データ書込が完了すると、ビット線BLおよびBLCはビット線負荷回路13a〜13dにより、電源電圧レベルVDDに復帰し、また、ワード線WLが非選択状態へ駆動される。この後、また書込制御信号WE_Nも非選択状態となり、NチャネルMOSトランジスタN18が非導通状態、PチャネルMOSトランジスタP18が導通状態となる。応じて、ダウン電源線downvddが再び接地電圧レベルに駆動され、一方、メモリセル電源線arvddが電源電圧レベルVDDに復帰する。
When data writing is completed, bit lines BL and BLC are restored to power supply voltage level VDD by bit
また、このダウン電源線downvddとメモリセル電源線arvddの寄生容量を利用した電荷の移動だけであり、別の電源線を用いて書込時および読出時で、このメモリセル電源線arvddの電圧を切換える必要がなく、電源回路の構成が簡略化される。また、単に容量素子間の電荷の移動であり、この書込サイクル時、メモリセル電源線arvddと接地ノードの間に貫通電流が流れる経路は発生せず、消費電力が低減される。 Further, only the movement of charges using the parasitic capacitance of the down power supply line downvdd and the memory cell power supply line arvdd, the voltage of the memory cell power supply line arvdd is set at the time of writing and reading using another power supply line. There is no need to switch, and the configuration of the power supply circuit is simplified. Further, it is merely the movement of charges between the capacitive elements, and during this write cycle, a path through which a through current flows between the memory cell power supply line arvdd and the ground node does not occur, and power consumption is reduced.
このメモリセル電源線arvddの書込時の電圧レベルは、メモリセル電源線arvddの寄生容量CP0とダウン電源線downvddの寄生容量CP1の容量比を適切な値に定めることにより調整することができる。 The voltage level during writing of the memory cell power supply line arvdd can be adjusted by setting the capacitance ratio of the parasitic capacitance CP0 of the memory cell power supply line arvdd to the parasitic capacitance CP1 of the down power supply line downvdd to an appropriate value.
以上のような、書込アシスト電源回路を用いることによって、各列に設けられるメモリセル電源線arvddの電圧レベルを、ダウン電源線downvddとの電気的結合により、その電圧レベルを寄生容量間の電荷の移動により低下させることができるので、選択ワード線WLの電圧レベルが低下される場合においても、データ書込時、高速に、選択メモリセルのハイ側電源電圧のレベルを低下させて、書込マージンを拡大することができる。これにより低電源電圧下においても、安定に高速でデータの書込および読出を行なうことのできる半導体記憶装置を実現することができる。 By using the write assist power supply circuit as described above, the voltage level of the memory cell power supply line arvdd provided in each column is electrically coupled to the down power supply line downvdd, and the voltage level is changed between the parasitic capacitances. Therefore, even when the voltage level of the selected word line WL is lowered, the high-side power supply voltage level of the selected memory cell is lowered at a high speed during data writing. The margin can be enlarged. Thus, a semiconductor memory device capable of stably writing and reading data at high speed even under a low power supply voltage can be realized.
(動作)
以下、第2の実施形態の動作を説明するときに用いた図9および図10を同様に参照して、本発明の実施形態の半導体記憶装置のテスト方法について説明する。
(Operation)
Hereinafter, a test method for a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10 used in describing the operation of the second embodiment.
ここでは、テスト時において、正規第Kブロックに関連する回路がどのように動作するかを説明するが、その他のブロックについても関連する回路が同時に同様に動作する。 Here, how the circuit related to the regular Kth block operates during the test will be described, but related circuits also operate in the same manner for other blocks.
まず、ステップS1において、テスト動作モードに入る前のスタンバイ状態が設定される。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定し、第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定し、第3のテストモード信号RED_LEAK3をHレベルに設定する。このスタンバイ状態においては、まだヒューズプログラムは行なわれておらず、正規第Kブロック欠陥識別信号CRED_N[K]はLレベルである。また、列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]はHレベルである。また、主制御回路52により、書込制御信号WE_NがHレベルに設定される。
First, in step S1, a standby state before entering the test operation mode is set. The
第3のテストモード信号RED_LEAK3をHレベルに設定することによって、ラッチ回路17のラッチゲートRG17が初期化され、ノードND2の電圧が電源電圧レベルVDDに設定される。
By setting the third test mode signal RED_LEAK3 to the H level, the latch gate RG17 of the
また、メモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路24a〜24dにおいては、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルのため、トランスミッションゲートTG24aが非導通状態となり、判定ノードND1とメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]とが分離される。
In the memory cell power supply line / determination
また、電源電圧VDDを通常動作時に使用される電圧レベルVDDnよりも高い電圧レベルに設定する。これは、外部のテスタの制御の下に電源端子に与えられる電源電圧レベルの調整により行なわれる。これによりメモリセルMCのスタンバイ電流不良/動作正常状態を顕在化させる。 Further, the power supply voltage VDD is set to a voltage level higher than the voltage level VDDn used during normal operation. This is done by adjusting the power supply voltage level applied to the power supply terminal under the control of an external tester. As a result, the standby current failure / normal operation state of the memory cell MC becomes apparent.
また、スイッチゲート回路75においては、欠陥識別信号CRED_N[K]がLレベルで、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルであり、ラッチゲートRG17の出力がLレベルのため、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルとなり、PチャネルMOSトランジスタP15が導通状態になり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが接続される。
In the
また、書込アシスト電源回路18a〜18dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がLレベル、かつ書込制御信号WE_NがHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP18が導通状態となり、NチャネルMOSトランジスタN18は非導通状態となる。これにより、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が電源ノードPV3から伝達される電源電圧VDDで充電される。 In write assist power supply circuits 18a-18d, since control signal CRED_W_N [K] is at L level and write control signal WE_N is at H level, P channel MOS transistor P18 becomes conductive, and N channel MOS transistor N18. Becomes non-conductive. As a result, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are charged with the power supply voltage VDD transmitted from the power supply node PV3.
この状態においては、メモリセルMCにおいては、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]を介して与えられる電源電圧VDDは、通常動作時に与えられる電圧レベルVDDnよりも高い電圧レベルであり、異物などによる抵抗成分が存在する場合、このメモリセルMC内のMOSトランジスタのオン抵抗を十分小さくし、この異物などによる抵抗成分の影響を顕在化させる。これにより、スタンバイ電流不良を生じさせる可能性のあるメモリセルMCを、確実に、スタンバイ電流不良状態に設定する。 In this state, in memory cell MC, power supply voltage VDD applied via memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] is higher than voltage level VDDn applied during normal operation. When there is a resistance component due to a foreign substance or the like, the on-resistance of the MOS transistor in the memory cell MC is made sufficiently small, and the influence of the resistance component due to the foreign substance or the like becomes obvious. Thereby, the memory cell MC that may cause the standby current failure is surely set to the standby current failure state.
また、ビット線負荷回路13a〜13dにおいては、列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]がHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが導通状態となり、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から伝達される電源電圧VDDで充電される。
In the bit
次いで、ステップS2において、テスト制御回路10は、時間Taだけ、第1のテストモード信号RED_LEAK1をHレベルに設定し、第3のテストモード信号RED_LEAK3をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第2のテストモード信号RED_LEAK2はLレベルを維持する。
Next, in step S2, the
また、第1のテストモード信号RED_LEAK1をHレベルに設定することにより、スイッチゲート回路75において、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルに設定され、PチャネルMOSトランジスタP15が非導通状態となり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離される。
Further, by setting the first test mode signal RED_LEAK1 to the H level, the control signal CRED_W_N [K] is set to the H level in the
また、書込アシスト電源回路18a〜18dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がHレベル、かつ書込制御信号WE_NがHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP18が非導通状態となる。これによって、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が電源ノードPV3から分離される。このメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3」が電源ノードPV3から切り離される期間Taは、通常の仕様値で許容されるスタンバイリーク電流では大きな電圧降下が生じず、かつスタンバイ時における異常な電流でのみ、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に大きな電圧降下が生じる程度の期間に設定される。 In write assist power supply circuits 18a-18d, since control signal CRED_W_N [K] is at H level and write control signal WE_N is at H level, P channel MOS transistor P18 is turned off. As a result, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are separated from the power supply node PV3. During the period Ta in which the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are disconnected from the power supply node PV3, a large voltage drop does not occur in the standby leakage current allowed by the normal specification value, and abnormal in standby The period is set such that a large voltage drop occurs in the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] only with current.
また、メモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路24a〜24dにおいては、第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのため、トランスミッションゲートTG24aが導通状態となり、判定ノードND1とメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]とが接続される。
In the memory cell power supply line / determination
以上のように、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]がフローティング状態となり、かつ判定ノードND1に接続される。 As described above, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are in a floating state and are connected to the determination node ND1.
メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に関連する短絡不良がある場合に、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]にスタンバイ異常電流が流れる。上記のようなスタンバイ異常電流が流れると、判定ノードND1の電位は降下する。一方、上記のような短絡不良がない場合には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]の電圧レベルは、ほぼその充電電圧レベル(VDD)を維持し、判定ノードND1の電位は降下しない。 When there is a short circuit failure related to the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], a standby abnormal current flows through the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3]. When the standby abnormal current as described above flows, the potential of the determination node ND1 drops. On the other hand, when there is no short circuit failure as described above, the voltage levels of the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are substantially maintained at the charge voltage level (VDD), and the potential of the determination node ND1 is Do not descend.
また、ラッチ回路17では、第3のテストモード信号RED_LEAK3がHレベルとなることによってラッチゲートRG17がイネーブルとなる。しかし、第2のテストモード信号RED_LEAK2がLレベルのためNチャネルMOSトランジスタN17が非導通状態で、判定ノードND1の電位がラッチ回路17に入力されない。
In the
次いで、ステップS3において、テスト制御回路10は、時間Tbだけ、第2のテストモード信号RED_LEAK2をHレベルに設定する。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1はHレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S3, the
第2のテストモード信号RED_LEAK2をHレベルに設定することによって、電位降下検出保持回路16がイネーブルとなり、判定ノードND1の電圧レベルを検出し、その検出結果に従って、判定ノードND1の電圧レベルを設定する。
By setting the second test mode signal RED_LEAK2 to the H level, the potential drop
メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]のいずれかにスタンバイ異常電流が流れて、判定ノードND1の電圧レベルが閾値以下に降下しているときには、NチャネルNOSトランジスタN16が導通状態となり、判定ノードND1の電圧レベルは接地電圧レベルに駆動される。 When the standby abnormal current flows through any of the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and the voltage level of the determination node ND1 falls below the threshold value, the N-channel NOS transistor N16 becomes conductive, The voltage level of decision node ND1 is driven to the ground voltage level.
一方、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]のいずれにもスタンバイ異常電流が流れない場合には、NチャネルNOSトランジスタN16が非導通状態で、判定ノードND1の接地レベルへの駆動は行なわれない。 On the other hand, when the standby abnormal current does not flow through any of memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], N-channel NOS transistor N16 is non-conductive, and determination node ND1 is driven to the ground level. Not done.
時間Tbは、スタンバイ電流不良状態のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]を確実に接地電圧レベルまで駆動するのに要する時間である。 The time Tb is a time required for reliably driving the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] in the standby current defective state to the ground voltage level.
また、このとき、ラッチ回路17では、第2のテストモード信号RED_LEAK2に従ってNチャネルMOSトランジスタN17が導通しており、ラッチゲートRG17によりこの判定ノードND1の電圧レベルがラッチされる。
At this time, in the
次いで、ステップS4において、テスト制御回路10は、時間Tcだけ、第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1はHレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S4, the
第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定することによって、電位降下検出保持回路16が非活性化され、ラッチ回路17では、NチャネルMOSトランジスタN17が非導通状態となる。時間Tcは、ラッチ回路17のホールドタイムを確保するために設けられている。
By setting the second test mode signal RED_LEAK2 to the L level, the potential drop
次いで、ステップS5において、テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第2のテストモード信号RED_LEAK2はLレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S5, the
メモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路24a〜24dにおいては、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルのため、トランスミッションゲートTG24aが非導通状態となり、判定ノードND1とメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]とが分離される。
In the memory cell power supply line / determination
第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定することによって、スイッチゲート回路15は、ラッチ回路17のラッチ情報に従って、判定ノードND1と電源ノードPV1との接続を制御する。
By setting the first test mode signal RED_LEAK1 to the L level, the
ラッチ回路17に接地電圧レベルがラッチされている場合、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルのまま維持され、PチャネルMOSトランジスタP15が非導通状態のまま維持され、電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離された状態が維持される。
When the ground voltage level is latched in
また、書込アシスト電源回路18a〜18dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP18は非導通状態を維持する。これによって、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が電源ノードPV3から分離された状態が維持される。 In write assist power supply circuits 18a to 18d, since control signal CRED_W_N [K] is at the H level, P channel MOS transistor P18 maintains a non-conductive state. Thus, the state where the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are separated from the power supply node PV3 is maintained.
一方、ラッチ回路17に、電源電圧レベルVDDがラッチされている場合、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルに設定され、PチャネルMOSトランジスタP15が導通状態となり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが接続する。
On the other hand, when power supply voltage level VDD is latched in
また、書込アシスト電源回路18a〜18dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルのため、書込制御信号WE_Nおよび列選択信号Y_N[i]の少なくとも1つがHレベルに設定されたときに、PチャネルMOSトランジスタP18が導通状態となる。これによって、非書込時には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]は、電源ノードPV3から伝達される電源電圧VDDで充電される。また、書込み時には、選択列i以外の列のメモリセル電源線arvdd[j](j≠i)は、電源ノードPV3から伝達される電源電圧VDDで充電される。 In write assist power supply circuits 18a-18d, since control signal CRED_W_N [K] is at L level, when at least one of write control signal WE_N and column selection signal Y_N [i] is set at H level. P channel MOS transistor P18 becomes conductive. Thus, at the time of non-writing, memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are charged with power supply voltage VDD transmitted from power supply node PV3. At the time of writing, memory cell power supply lines arvdd [j] (j ≠ i) in columns other than selected column i are charged with power supply voltage VDD transmitted from power supply node PV3.
次に、ステップS6およびステップS7において、さまざまなデータパターンを用いてデータの書込および読出を実行する。書込みを行なうときには、書込制御信号WE_NをLレベルに設定し、書込みまたは読出しを行なう選択列iは、列選択信号Y_N[i]をLレベルに活性化することによって指定する。 Next, in step S6 and step S7, data writing and reading are executed using various data patterns. When writing is performed, write control signal WE_N is set to L level, and selected column i to be written or read is designated by activating column selection signal Y_N [i] to L level.
正規第Kブロックにおいてスタンバイ電流不良がある場合には、ラッチ回路17に接地電圧がラッチされるため、上述のように、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に対しては、電源ノードPV3から電源電圧VDDが供給されず、十分な電荷が蓄積されない。したがって、選択列iの書込み時に、選択列iのメモリセル電源線arvdd[i]がダウン電源線downvddに接続されたときにも、メモリセル電源線arvdd[i]の電圧レベルは、書込みに必要な最低限の電圧レベル以上とならない。つまり、書込マージンを上げるために低下させる電圧レベルよりもさらに、低い電圧レベルとなる。そのため、メモリセル電源線arvdd[i]に接続されたメモリセルMCには正確なデータが記憶されず、メモリセルMCに書込んだデータと、メモリセルMCから読出したデータとが一致せず、選択列iを含む正規第Kブロックは不良であると判定される。
When there is a standby current failure in the regular Kth block, the ground voltage is latched in the
一方、正規第Kブロックにおいてスタンバイ電流不良がない場合には、ラッチ回路17には、電源電圧VDDレベルがラッチされるため、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]は、電源ノードPV3から伝達される電源電圧VDDで充電される。そして、選択列iの書込み時に、選択列iのメモリセル電源線arvdd[i]がダウン電源線downvddに接続されたときに、メモリセル電源線arvdd[i]の電圧レベルが低下して、書込みマージンが増加し、メモリセル電源線arvdd[i]に接続されたメモリセルMCに高速かつ正確にデータを記憶することができる。そのため、メモリセルMCに書込んだデータと、メモリセルMCから読出したデータとが一致し、正規第Kブロックは正常であると判定される。
On the other hand, when there is no standby current failure in the regular Kth block, the power supply voltage VDD level is latched in the
次いで、ステップS8において不良ブロックのアドレスをプログラムし、またプログラム回路55のヒューズブローを行なう。正規第Kブロックが異常であると判定された場合には、プログラム回路55および冗長制御回路56によって、欠陥識別信号CRED_N[K]がHレベルに設定される。
In step S8, the address of the defective block is programmed and the
欠陥識別信号CRED_N[K]がHレベルに設定されることによって、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が固定的に電源ノードPV1および電源ノードPV3と分離される。これによって、通常動作モード時において、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]がフローティング状態となり、第Kブロックにおいて異常なスタンバイリーク電流が流れるのを防止する。 By setting defect identification signal CRED_N [K] to the H level, memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are fixedly separated from power supply node PV1 and power supply node PV3. Thereby, in the normal operation mode, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are in a floating state, and an abnormal standby leak current is prevented from flowing in the Kth block.
また、第1の実施形態と同様にして、データ線シフト回路58は、冗長制御回路56によって設定されたシフト制御信号SHIFT[X](X=0〜127)に基づいて、外部I/O線EIOXと、内部I/O線NIOX,SIO0,SIO1との接続の切替えを行なって、不良な正規第Kブロックの救済を行なう。
Similarly to the first embodiment, the data
以上のように、第4の実施形態の半導体記憶装置によれば、書込アシスト電源回路を用いて、データ書込時に、選択列のセル電源線をダウン電源線に電気的に結合して、そのレベルを低下させることによりメモリセルの負荷トランジスタの駆動力が小さくなるものの、アクセストランジスタの駆動力は読出時と同じであり変化しないため、読出マージンを損なうことなく書込マージンを大きくすることができ、高速書込が実現される。また、メモリセル電源線とダウン電源線とを電気的に接続しており、電荷の移動によりセル電源線の電圧レベルが高速で変化する。また、メモリセル電源線の電圧レベルは、容量分割により中間電圧レベルに設定され、書込マージンを最適化することができる。また、メモリセル電源線に関連する短絡があり、このメモリセル電源線の電圧レベルが低下している場合には、メモリセル電源線を接地電圧レベルに駆動しており、スタンバイ電流不良メモリセルを確実に動作不良状態に設定することができる。これにより、スタンバイ電流不良/動作正常メモリセルを、動作不良状態に設定することができ、容易に、この列アドレスを特定することができる。また、通常動作時に、スタンバイ電流不良のメモリセル電源線を電源ノードから固定的に切離しておくことにより、スタンバイ電流不良を確実に救済することができる。 As described above, according to the semiconductor memory device of the fourth embodiment, the write power supply circuit is used to electrically couple the cell power supply line of the selected column to the down power supply line at the time of data writing. Although the driving power of the load transistor of the memory cell is reduced by lowering the level, the driving power of the access transistor is the same as that at the time of reading and does not change. Therefore, the writing margin can be increased without impairing the reading margin. And high speed writing is realized. Further, the memory cell power supply line and the down power supply line are electrically connected, and the voltage level of the cell power supply line changes at a high speed due to the movement of charges. Further, the voltage level of the memory cell power supply line is set to an intermediate voltage level by capacity division, and the write margin can be optimized. Further, when there is a short circuit related to the memory cell power supply line and the voltage level of the memory cell power supply line is lowered, the memory cell power supply line is driven to the ground voltage level, and the standby current defective memory cell is It is possible to reliably set the malfunction state. Thereby, the standby current failure / normal operation memory cell can be set to an operation failure state, and this column address can be easily specified. In addition, during normal operation, the standby current failure can be reliably remedied by fixing the memory cell power supply line with the standby current failure fixedly away from the power supply node.
[第5の実施形態]
図16は、本発明の第5の実施形態の半導体記憶装置の構成を表わす図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 16 is a diagram showing the configuration of the semiconductor memory device according to the fifth embodiment of the present invention.
図16を参照して、第5の実施形態の半導体記憶装置と図13に示す第4の半導体記憶装置とは以下の点で相違する。すなわち、第5の実施形態の半導体記憶装置のビット線負荷回路23は、図13に示す第4の実施形態の半導体記憶装置に含まれるビット線負荷回路13と異なる。また、第5の実施形態の半導体記憶装置は、図13に示す第4の実施形態の半導体記憶装置に含まれるメモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路24の代わりに、ビット線およびメモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路34を含む。
Referring to FIG. 16, the semiconductor memory device of the fifth embodiment is different from the fourth semiconductor memory device shown in FIG. 13 in the following points. That is, the bit
ビット線負荷回路23は、第3の実施形態で説明したものと同様である。
ビット線およびメモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路34は、ビット線対BL,BLCおよびメモリセル電源線arvdd判定ノードND1への接続、分離を切替える。ビット線およびメモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路34は、特定動作モード時(第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのとき)に、導通状態となり、ビット線BL,BLCおよびメモリセル電源線arvddを判定ノードND1へ接続する。これによって、電位降下検出保持回路16が電位を検出し、設定する判定ノードND1には、メモリセル電源線arvddとビット線対BL,BLCが接続されるので、メモリセル電源線arvddに流れるスタンバイ異常電流と、ビット線対BL,BLCに流れるスタンバイ異常電流が検出できる。
The bit
Bit line and memory cell power supply line / determination
また、ビット線およびメモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路34は、特定動作モード時(第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのとき)以外のとき、すなわち少なくとも、ビット線およびメモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路34に接続されるビット線対BL,BLCおよびメモリセル電源線arvddへのメモリセルへのデータの読出し時および書込み時に非導通状態となり、ビット線BL,BLCおよびメモリセル電源線arvddと判定ノードND1とを分離する。これにより、データの読出し時および書込み時に、ビット線対BL,BLCおよびメモリセル電源線arvddを判定ノードND1から切り離し、選択列のビット線BL,BLCを非選択列のビット線対BL,BLC、メモリセル電源線arvddおよび電源ノードPV1から分離することができるとともに、選択列のメモリセル電源線arvddを非選択列のメモリセル電源線arvdd、ビット線対BL,BLCおよび電源ノードPV1から分離して、データの読出しおよび書込みを正常に行なうことができる。
Further, the bit line and memory cell power supply line / decision
図17は、図16の半導体記憶装置の要部の構成を1ブロック(4カラム分)について表わした図である。図17において、図14に示す第4の実施形態の半導体記憶装置の要部と相違する点について説明する。 FIG. 17 is a diagram showing the configuration of the main part of the semiconductor memory device of FIG. 16 for one block (for four columns). In FIG. 17, differences from the main part of the semiconductor memory device according to the fourth embodiment shown in FIG. 14 will be described.
図17を参照して、メモリセルの各列に対応してビット線およびメモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路34a〜34dが設けられ、各ブロックに対応してインバータIV13が設けられる。
Referring to FIG. 17, bit lines and memory cell power supply line / determination
インバータIV34は、第1のテストモード信号RED_LEAK1を反転する。
ビット線およびメモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路34aは、トランスミッションゲートTG14aと、トランスミッションゲートTG14bと、トランスミッションゲートTG24aを含む。
The inverter IV34 inverts the first test mode signal RED_LEAK1.
Bit line and memory cell power supply line / determination
トランスミッションゲートTG14aは、第1のテストモード信号RED_LEAK1と、第1のテストモード信号RED_LEAK1の反転信号とによりゲートが制御される。トランスミッションゲートTG14aは、第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのときにゲートがオンとなり、ゲートがオンのときに判定ノードND1とビット線BL[0]とを接続する。 The gate of the transmission gate TG14a is controlled by the first test mode signal RED_LEAK1 and the inverted signal of the first test mode signal RED_LEAK1. The transmission gate TG14a is turned on when the first test mode signal RED_LEAK1 is at the H level, and connects the determination node ND1 and the bit line BL [0] when the gate is turned on.
トランスミッションゲートTG14bは、第1のテストモード信号RED_LEAK1と、第1のテストモード信号RED_LEAK1の反転信号とによりゲートが制御される。トランスミッションゲートTG14bは、第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのときにゲートがオンとなり、ゲートがオンのときに判定ノードND1とビット線BLC[0]とを接続する。 The gate of the transmission gate TG14b is controlled by the first test mode signal RED_LEAK1 and the inverted signal of the first test mode signal RED_LEAK1. The transmission gate TG14b is turned on when the first test mode signal RED_LEAK1 is at the H level, and connects the determination node ND1 and the bit line BLC [0] when the gate is turned on.
トランスミッションゲートTG24aは、第1のテストモード信号RED_LEAK1と、第1のテストモード信号RED_LEAK1の反転信号とによりゲートが制御される。トランスミッションゲートTG24aは、第1のテストモード信号RED_LEAK1がHレベルのときにゲートがオンとなり、ゲートがオンのときに判定ノードND1とメモリセル電源線arvdd[0]とを接続する。
他のビット線およびメモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路34b〜34dも、ビット線およびメモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路34aと同様の構成および作用を有する。
The other bit line and memory cell power supply line / determination
また、メモリセルの各列に対応してビット線負荷回路23a〜23dが設けられ、各ブロックに対応してインバータIV23が設けられる。
Bit
インバータIV23は、制御信号CRED_W_N[K]を反転する。
ビット線負荷回路23aは、NANDゲートNA13と、PチャネルMOSトランジスタP13aと、PチャネルMOSトランジスタP13bと、PチャネルMOSトランジスタP13cとを含む。
The inverter IV23 inverts the control signal CRED_W_N [K].
Bit
NANDゲートNA13は、制御信号CRED_W_N[K]の反転信号と、列選択信号Y_N[0]を受ける。NANDゲートNA13は、制御信号CRED_W_N[K]がLレベル、かつ列選択信号Y_N[0]がHレベルのときに限りLレベルの信号を出力し、それ以外のときにはHレベルの信号を出力する。 The NAND gate NA13 receives an inverted signal of the control signal CRED_W_N [K] and a column selection signal Y_N [0]. The NAND gate NA13 outputs an L level signal only when the control signal CRED_W_N [K] is at an L level and the column selection signal Y_N [0] is at an H level, and otherwise outputs an H level signal.
PチャネルMOSトランジスタP13aは、NANDゲートNA13の出力がLレベルのときに導通し、導通時にビット線BL[0]と電源ノードPV2とを接続し、ビット線BL[0]を電源電圧VDDで充電する。PチャネルMOSトランジスタP13bは、NANDゲートNA13の出力がLレベルのときに導通し、導通時にビット線BLC[0]と電源ノードPV2とを接続し、ビット線BLC[0]を電源電圧VDDで充電する。PチャネルMOSトランジスタP13cは、NANDゲートNA13の出力がLレベルのときに導通し、導通時にビット線BL[0]およびBLC[0]を電気的に短絡する。 P-channel MOS transistor P13a conducts when the output of NAND gate NA13 is at L level, connects bit line BL [0] and power supply node PV2 when conducting, and charges bit line BL [0] with power supply voltage VDD. To do. P-channel MOS transistor P13b conducts when the output of NAND gate NA13 is at L level, connects bit line BLC [0] and power supply node PV2 when conducting, and charges bit line BLC [0] with power supply voltage VDD. To do. P-channel MOS transistor P13c conducts when the output of NAND gate NA13 is at L level, and electrically shorts bit lines BL [0] and BLC [0] when conducting.
他のビット線負荷回路23b〜23dも、ビット線負荷回路23aと同様の構成および作用を有する。
The other bit
(動作)
以下、第2の実施形態の動作を説明するきに用いた図9および図10を同様に参照して、本発明の実施形態の半導体記憶装置のテスト方法について説明する。
(Operation)
Hereinafter, a test method for the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10 used for explaining the operation of the second embodiment.
ここでは、テスト時において、正規第Kブロックに関連する回路がどのように動作するかを説明するが、その他のブロックについても関連する回路が同時に同様に動作する。 Here, how the circuit related to the regular Kth block operates during the test will be described, but related circuits also operate in the same manner for other blocks.
まず、ステップS1において、テスト動作モードに入る前のスタンバイ状態が設定される。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定し、第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定し、第3のテストモード信号RED_LEAK3をHレベルに設定する。このスタンバイ状態においては、まだヒューズプログラムは行なわれておらず、正規第Kブロック欠陥識別信号CRED_N[K]はLレベルである。また、列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]はHレベルである。また、主制御回路52により、書込制御信号WE_NをHレベルに設定される。
First, in step S1, a standby state before entering the test operation mode is set. The
第3のテストモード信号RED_LEAK3をHレベルに設定することによって、ラッチ回路17のラッチゲートRG17が初期化され、ノードND2の電圧が電源電圧レベルVDDに設定される。
By setting the third test mode signal RED_LEAK3 to the H level, the latch gate RG17 of the
また、ビット線およびメモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路34a〜34dにおいては、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルのため、トランスミッションゲートTG14a、TG14bおよびTG24aが非導通状態となり、判定ノードND1とメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]とが分離される。
In the bit line and memory cell power supply line / determination
また、電源電圧VDDを通常動作時に使用される電圧レベルVDDnよりも高い電圧レベルに設定する。これは、外部のテスタの制御の下に電源端子に与えられる電源電圧レベルの調整により行なわれる。これによりメモリセルMCのスタンバイ電流不良/動作正常状態を顕在化させる。 Further, the power supply voltage VDD is set to a voltage level higher than the voltage level VDDn used during normal operation. This is done by adjusting the power supply voltage level applied to the power supply terminal under the control of an external tester. As a result, the standby current failure / normal operation state of the memory cell MC becomes apparent.
また、スイッチゲート回路75においては、欠陥識別信号CRED_N[K]がLレベルで、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルであり、ラッチゲートRG17の出力がLレベルのため、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルとなり、PチャネルMOSトランジスタP15が導通状態になり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが接続される。
In the
また、書込アシスト電源回路18a〜18dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がLレベル、かつ書込制御信号WE_NがHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP18が導通状態となり、NチャネルMOSトランジスタN18は非導通状態となる。これにより、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が電源ノードPV3から伝達される電源電圧VDDで充電される。 In write assist power supply circuits 18a-18d, since control signal CRED_W_N [K] is at L level and write control signal WE_N is at H level, P channel MOS transistor P18 becomes conductive, and N channel MOS transistor N18. Becomes non-conductive. As a result, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are charged with the power supply voltage VDD transmitted from the power supply node PV3.
この状態においては、メモリセルMCにおいては、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]を介して与えられる電源電圧VDDは、通常動作時に与えられる電圧レベルVDDnよりも高い電圧レベルであり、異物などによる抵抗成分が存在する場合、このメモリセルMC内のMOSトランジスタのオン抵抗を十分小さくし、この異物などによる抵抗成分の影響を顕在化させる。これにより、スタンバイ電流不良を生じさせる可能性のあるメモリセルMCを、確実に、スタンバイ電流不良状態に設定する。 In this state, in memory cell MC, power supply voltage VDD applied via memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] is higher than voltage level VDDn applied during normal operation. When there is a resistance component due to a foreign substance or the like, the on-resistance of the MOS transistor in the memory cell MC is made sufficiently small, and the influence of the resistance component due to the foreign substance or the like becomes obvious. Thereby, the memory cell MC that may cause the standby current failure is surely set to the standby current failure state.
また、ビット線負荷回路23a〜23dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がLレベル、かつ列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]がHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが導通状態となり、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から伝達される電源電圧VDDで充電される。
In the bit
次いで、ステップS2において、テスト制御回路10は、時間Taだけ、第1のテストモード信号RED_LEAK1をHレベルに設定し、第3のテストモード信号RED_LEAK3をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第2のテストモード信号RED_LEAK2はLレベルを維持する。
Next, in step S2, the
第1のテストモード信号RED_LEAK1をHレベルに設定することにより、スイッチゲート回路75において、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルに設定され、PチャネルMOSトランジスタP15が非導通状態となり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離される。
By setting first test mode signal RED_LEAK1 to H level, control signal CRED_W_N [K] is set to H level in
また、書込アシスト制御回路18a〜18dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がHレベル、かつ書込制御信号WE_NがHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP18が非導通状態となる。これによって、4本のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が電源ノードPV3から分離される。このメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3」が電源ノードPV3から切り離される期間Taは、通常の仕様値で許容されるスタンバイリーク電流では大きな電圧降下が生じず、かつスタンバイ時における異常な電流でのみ、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に大きな電圧降下が生じる程度の期間に設定される。 In write assist control circuits 18a-18d, since control signal CRED_W_N [K] is at H level and write control signal WE_N is at H level, P channel MOS transistor P18 is turned off. As a result, the four memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are separated from the power supply node PV3. During the period Ta in which the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are disconnected from the power supply node PV3, a large voltage drop does not occur in the standby leakage current allowed by the normal specification value, and abnormal in standby The period is set such that a large voltage drop occurs in the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] only with current.
制御信号CRED_W_N[K]がHレベルに設定されることによって、ビット線負荷回路23aにおいて、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが非導通状態となり、ビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から分離される。
By setting the control signal CRED_W_N [K] to the H level, the P-channel MOS transistors P13a, P13b, and P13c are turned off in the bit
また、ビット線およびメモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路34a〜34dにおいては、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルのため、トランスミッションゲートTG14a、TG14bおよびTG24aが導通状態となり、判定ノードND1とメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]とが接続される。
In the bit line and memory cell power supply line / determination
以上のように、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3」がフローティング状態となり、かつ判定ノードND1に接続される。 As described above, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and the bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3] are in a floating state and are set to the determination node ND1. Connected.
メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に関連する短絡不良がある場合に、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]にスタンバイ異常電流が流れる。また、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]に関連する短絡不良がある場合に、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]にスタンバイ異常電流が流れる。上記のようなスタンバイ異常電流が流れると、判定ノードND1の電位は降下する。一方、上記のような短絡不良がない場合には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]の電圧レベルは、ほぼその充電電圧レベル(VDD)を維持し、判定ノードND1の電位は降下しない。 When there is a short circuit failure related to the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3], a standby abnormal current flows through the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3]. In addition, when there is a short circuit failure related to the bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3], the bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], A standby abnormal current flows through BLC [3]. When the standby abnormal current as described above flows, the potential of the determination node ND1 drops. On the other hand, when there is no short circuit failure as described above, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3] The voltage level substantially maintains the charge voltage level (VDD), and the potential of the determination node ND1 does not drop.
また、ラッチ回路17では、第3のテストモード信号RED_LEAK3がHレベルとなることによってラッチゲートRG17がイネーブルとなる。しかし、第2のテストモード信号RED_LEAK2がLレベルのためNチャネルMOSトランジスタN17が非導通状態で、判定ノードND1の電位がラッチ回路17に入力されない。
In the
次いで、ステップS3において、テスト制御回路10は、時間Tbだけ、第2のテストモード信号RED_LEAK2をHレベルに設定する。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1はHレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S3, the
第2のテストモード信号RED_LEAK2をHレベルに設定することによって、電位降下検出保持回路16がイネーブルとなり、判定ノードND1の電圧レベルを検出し、その検出結果に従って、判定ノードND1の電圧レベルを設定する。
By setting the second test mode signal RED_LEAK2 to the H level, the potential drop
メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]のいずれか、および/または、ビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]のいずれかにスタンバイ異常電流が流れて、判定ノードND1の電圧レベルが閾値以下に降下しているときには、NチャネルNOSトランジスタN16が導通状態となり、判定ノードND1の電圧レベルは接地電圧レベルに駆動される。 Standby abnormal current is present in any of memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and / or any of bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3] When the voltage level of determination node ND1 falls below the threshold value, N-channel NOS transistor N16 becomes conductive, and the voltage level of determination node ND1 is driven to the ground voltage level.
一方、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]、およびビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]のいずれにもスタンバイ異常電流が流れない場合には、NチャネルNOSトランジスタN16が非導通状態で、判定ノードND1の接地レベルへの駆動は行なわれない。 On the other hand, when the standby abnormal current does not flow in any of the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and the bit lines BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3]. N channel NOS transistor N16 is non-conductive, and determination node ND1 is not driven to the ground level.
時間Tbは、スタンバイ電流不良状態のメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線対BL[0]、BLC[0]〜BL[3],BLC[3]を確実に接地電圧レベルまで駆動するのに要する時間である。 During the time Tb, the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] and the bit line pairs BL [0], BLC [0] to BL [3], BLC [3] in the standby current failure state are reliably grounded. This is the time required to drive to the level.
また、このとき、ラッチ回路17では、第2のテストモード信号RED_LEAK2に従ってNチャネルMOSトランジスタN17が導通しており、ラッチゲートRG17によりこの判定ノードND1の電圧レベルがラッチされる。
At this time, in the
次いで、ステップS4において、テスト制御回路10は、時間Tcだけ、第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1はHレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S4, the
第2のテストモード信号RED_LEAK2をLレベルに設定することによって、電位降下検出保持回路16が非活性化され、ラッチ回路17では、NチャネルMOSトランジスタN17が非導通状態となる。時間Tcは、ラッチ回路17のホールドタイムを確保するために設けられている。
By setting the second test mode signal RED_LEAK2 to the L level, the potential drop
次いで、ステップS5において、テスト制御回路10は、第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定する。テスト制御回路10は、第2のテストモード信号RED_LEAK2はLレベルを維持し、第3のテストモード信号RED_LEAK3はLレベルを維持する。
Next, in step S5, the
ビット線およびメモリセル電源線/判定ノード間スイッチ回路34a〜34dにおいては、第1のテストモード信号RED_LEAK1がLレベルのため、トランスミッションゲートTG14a、TG14bおよびTG24aが非導通状態となり、判定ノードND1とメモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]とが分離される。
In bit line and memory cell power supply line / determination
第1のテストモード信号RED_LEAK1をLレベルに設定することによって、スイッチゲート回路75は、ラッチ回路17のラッチ情報に従って、判定ノードND1と電源ノードPV1との接続を制御する。
By setting the first test mode signal RED_LEAK1 to the L level, the
ラッチ回路17に接地電圧レベルがラッチされている場合、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルのまま維持され、PチャネルMOSトランジスタP15が非導通状態のまま維持され、電源ノードPV1と判定ノードND1とが分離された状態が維持される。
When the ground voltage level is latched in
また、書込アシスト電源回路18a〜18dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルのため、PチャネルMOSトランジスタP18は非導通状態を維持する。これによって、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が電源ノードPV3から分離された状態が維持される。 In write assist power supply circuits 18a to 18d, since control signal CRED_W_N [K] is at the H level, P channel MOS transistor P18 maintains a non-conductive state. Thus, the state where the memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are separated from the power supply node PV3 is maintained.
さらに、制御信号CRED_W_N[K]がHレベルに維持されることによって、ビット線負荷回路23a〜23dにおいて、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが非導通状態となり、ビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から分離された状態が維持される。
Further, when control signal CRED_W_N [K] is maintained at the H level, P channel MOS transistors P13a, P13b, and P13c are turned off in bit
一方、ラッチ回路17に、電源電圧レベルVDDがラッチされている場合、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルに設定され、PチャネルMOSトランジスタP15が導通状態となり、電源ノードPV1と判定ノードND1とが接続する。
On the other hand, when power supply voltage level VDD is latched in
また、書込アシスト電源回路18a〜18dにおいては、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルのため、書込制御信号WE_Nおよび列選択信号Y_N[i]の少なくとも1つがHレベルに設定されたときに、PチャネルMOSトランジスタP18が導通状態となる。これによって、非書込時には、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]は、電源ノードPV3から伝達される電源電圧VDDで充電される。また、書込み時には、選択列i以外の列のメモリセル電源線arvdd[j](j≠i)は、電源ノードPV3から伝達される電源電圧VDDで充電される。 In write assist power supply circuits 18a-18d, since control signal CRED_W_N [K] is at L level, when at least one of write control signal WE_N and column selection signal Y_N [i] is set at H level. P channel MOS transistor P18 becomes conductive. Thus, at the time of non-writing, memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are charged with power supply voltage VDD transmitted from power supply node PV3. At the time of writing, memory cell power supply lines arvdd [j] (j ≠ i) in columns other than selected column i are charged with power supply voltage VDD transmitted from power supply node PV3.
さらに、制御信号CRED_W_N[K]がLレベルに設定されることによって、ビット線負荷回路23a〜23dにおいて、列選択信号Y_N[0]〜Y_N[3]がHレベルに設定されたときに、PチャネルMOSトランジスタP13a、P13b、P13cが導通状態となり、ビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が電源ノードPV2から伝達される電源電圧VDDで充電される。
Further, when the control signal CRED_W_N [K] is set to the L level, the column selection signals Y_N [0] to Y_N [3] are set to the H level in the bit
次に、ステップS6およびステップS7において、さまざまなデータパターンを用いてデータの書込および読出を実行する。書込みを行なうときには、書込制御信号WE_NをLレベルに設定し、書込みまたは読出しを行なう選択列iは、列選択信号Y_N[i]をLレベルに活性化することによって指定する。 Next, in step S6 and step S7, data writing and reading are executed using various data patterns. When writing is performed, write control signal WE_N is set to L level, and selected column i to be written or read is designated by activating column selection signal Y_N [i] to L level.
正規第Kブロックにおいてスタンバイ電流不良がある場合には、ラッチ回路17に接地電圧がラッチされるため、上述のように、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]に対しては、電源ノードPV3から電源電圧VDDが供給されず、十分な電荷が蓄積されない。したがって、選択列iの書込み時に、選択列iのメモリセル電源線arvdd[i]がダウン電源線downvddに接続されたときにも、メモリセル電源線arvdd[i]の電圧レベルは、書込みに必要な最低限の電圧レベル以上とならない。つまり、書込マージンを上げるために、低下させる電圧レベルよりもさらに、低い電圧レベルとなる。そのため、メモリセル電源線arvdd[i]に接続されたメモリセルMCには正確なデータが記憶されず、メモリセルMCに書込んだデータと、メモリセルMCから読出したデータとが一致せず、選択列iを含む正規第Kブロックは不良であると判定される。
When there is a standby current failure in the regular Kth block, the ground voltage is latched in the
一方、正規第Kブロックにおいてスタンバイ電流不良がない場合には、ラッチ回路17には、電源電圧VDDレベルがラッチされるため、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]は、電源ノードPV3から伝達される電源電圧VDDで充電される。そして、選択列iの書込み時に、選択列iのメモリセル電源線arvdd[i]がダウン電源線downvddに接続されたときに、メモリセル電源線arvdd[i]の電圧レベルが低下して、書込みマージンが増加し、メモリセル電源線arvdd[i]に接続されたメモリセルMCに高速かつ正確にデータを記憶することができる。そのため、メモリセルMCに書込んだデータと、メモリセルMCから読出したデータとが一致し、正規第Kブロックは正常であると判定される。
On the other hand, when there is no standby current failure in the regular Kth block, the power supply voltage VDD level is latched in the
次いで、ステップS8において不良ブロックのアドレスをプログラムし、またプログラム回路55のヒューズブローを行なう。正規第Kブロックが異常であると判定された場合には、プログラム回路55および冗長制御回路56によって、欠陥識別信号CRED_N[K]がHレベルに設定される。
In step S8, the address of the defective block is programmed and the
欠陥識別信号CRED_N[K]がHレベルに設定されることによって、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]が固定的に電源ノードPV1およびPV3と分離される。また、ビット線負荷回路23a〜23dにおいて、ビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]が固定的に電源ノードPV2から分離される。これによって、通常動作モード時において、メモリセル電源線arvdd[0]〜arvdd[3]およびビット線対BL[0],BLC[0]〜BL[3],BLC[3]がフローティング状態となり、第Kブロックにおいて異常なスタンバイリーク電流が流れるのを防止する。
By setting defect identification signal CRED_N [K] to H level, memory cell power supply lines arvdd [0] to arvdd [3] are fixedly separated from power supply nodes PV1 and PV3. In bit
また、第1の実施形態と同様にして、データ線シフト回路58は、冗長制御回路56によって設定されたシフト制御信号SHIFT[X](X=0〜127)に基づいて、外部I/O線EIOXと、内部I/O線NIOX,SIO0,SIO1との接続の切替えを行なって、不良な正規第Kブロックの救済を行なう。
Similarly to the first embodiment, the data
以上のように、第5の実施形態の半導体記憶装置によれば、第4の実施形態と同様にデータ書込時に書込マージンを拡大することができるとともに、メモリセル電源線および/またはビット線に関連する短絡があり、このメモリセル電源線および/またはビット線の電圧レベルが低下している場合には、メモリセル電源線を接地電圧レベルに駆動しており、スタンバイ電流不良メモリセルを確実に動作不良状態に設定することができる。これにより、スタンバイ電流不良/動作正常メモリセルを、動作不良状態に設定することができ、容易に、この列アドレスを特定することができる。また、通常動作時に、スタンバイ電流不良のメモリセル電源線および/またはビット線を電源ノードから固定的に切離しておくことにより、スタンバイ電流不良を確実に救済することができる。 As described above, according to the semiconductor memory device of the fifth embodiment, the write margin can be expanded at the time of data writing as in the fourth embodiment, and the memory cell power supply line and / or the bit line can be expanded. When the memory cell power supply line and / or the bit line voltage level is lowered, the memory cell power supply line is driven to the ground voltage level to ensure that the standby current defective memory cell is It is possible to set a malfunction state. Thereby, the standby current failure / normal operation memory cell can be set to an operation failure state, and this column address can be easily specified. In addition, the standby current failure can be reliably remedied by fixing the memory cell power supply line and / or the bit line having the standby current failure fixedly from the power supply node during normal operation.
(変形例)
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例を含む。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes, for example, the following modifications.
(1) 救済単位
本発明の実施形態では、救済単位を4カラムとするとともに、救済単位ごとにスイッチゲート回路15(75)、電位降下検出保持回路16、およびラッチ回路17を設けてリークの検索を可能とした。しかしながら、救済単位は、4カラムに限定されるものでなく、たとえば2、8、または16カラムであってもよい。
(1) Relief Unit In the embodiment of the present invention, the relief unit has four columns, and the switch gate circuit 15 (75), the potential drop
(2) ダウン電源線
本発明の実施形態では、1つのブロック(4カラム)ごとにダウン電源線を設けたが、これに限定するものではなく、1カラムごと、2カラムごとなど、任意のカラムごとにダウン電源線を設けるものとしてもよい。
(2) Down power supply line In the embodiment of the present invention, the down power supply line is provided for each block (4 columns). However, the present invention is not limited to this, and any column such as every 1 column or every 2 columns may be used. A down power supply line may be provided for each.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
13,13a〜13d,23,23a〜23d ビット線負荷回路、14,14a〜14d ビット線/判定ノードスイッチ回路、15,75 スイッチゲート回路、16 電位降下検出保持回路、17 ラッチ回路、18,18a〜18d 書込アシスト電源回路、19 列選択回路、24,24a〜24d メモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路、34,34a〜34d ビット線およびメモリセル電源線/判定ノードスイッチ回路、51 メモリセルアレイ、52 主制御回路、53 行選択回路、54 列周辺回路、55 プログラム回路、55a 偶数ブロック用プログラム回路、55b 奇数ブロック用プログラム回路、56 冗長制御回路、56a 偶数ブロック用冗長制御回路、56b 奇数ブロック用冗長制御回路、57 カラムデコーダ、58 データ線シフト回路、59 データ入出力回路、81 書込部、82 読出部、91 正規メモリアレイ部、92 スペアメモリアレイ部、93 ロウデコーダ、94 ワード線駆動回路、10,110 テスト制御回路、DEC0〜DEC3,DEC124〜DEC127 デコーダ、NRS0〜NRS3,NRS124〜NRS129,NR15,NR16,NR17,NR18 NORゲート、NA13,NA18 NANDゲート、IVS0〜IVS3,IVS124〜IVS127,IVS150〜IVS153,IV13,IV14,IV16a,IV16b,IV16c,IV15,IV17,IV18,IV23 インバータ、SW0〜SW7,SW126,SW127 シフトスイッチ、SIO01,SIO02 内部スペアI/O線、TR17 トライステート回路、TG14a,TG14b,TG24a トランスファゲート、NIO0〜NIO7,NIO126,NIO127 内部正規I/O線、EIO0〜EIO7,EIO126,EIO127 内部スペアI/O線、MC メモリセル、P13a,P13b,P13c,P15,PQ1,PQ2,P18 PチャネルMOSトランジスタ、N16,N17,NQ1〜NQ4,N18,NQ18 NチャネルMOSトランジスタ、RG17 ラッチゲート、PV1,PV2,PV3,ND1,ND2,NOD1,NOD2 ノード、BL,BLC ビット線、arvdd メモリセル電源線、downvdd ダウン電源線、WL ワード線。 13, 13a to 13d, 23, 23a to 23d Bit line load circuit, 14, 14a to 14d Bit line / determination node switch circuit, 15, 75 Switch gate circuit, 16 Potential drop detection holding circuit, 17 Latch circuit, 18, 18a -18d, write assist power supply circuit, 19 column selection circuit, 24, 24a-24d, memory cell power supply line / determination node switch circuit, 34, 34a-34d bit line and memory cell power supply line / determination node switch circuit, 51 memory cell array, 52 main control circuit, 53 row selection circuit, 54 column peripheral circuit, 55 program circuit, 55a program circuit for even block, 55b program circuit for odd block, 56 redundancy control circuit, 56a redundancy control circuit for even block, 56b for odd block Redundant control circuit, 57 columns Decoder, 58 data line shift circuit, 59 data input / output circuit, 81 writing unit, 82 reading unit, 91 normal memory array unit, 92 spare memory array unit, 93 row decoder, 94 word line driving circuit, 10, 110 test control Circuit, DEC0 to DEC3, DEC124 to DEC127 decoder, NRS0 to NRS3, NRS124 to NRS129, NR15, NR16, NR17, NR18 NOR gate, NA13, NA18 NAND gate, IVS0 to IVS3, IVS124 to IVS127, IVS150 to IVS153, IV13, IV14 , IV16a, IV16b, IV16c, IV15, IV17, IV18, IV23 Inverter, SW0 to SW7, SW126, SW127 Shift switch, SIO01, SIO02 Spare I / O line, TR17 tristate circuit, TG14a, TG14b, TG24a transfer gate, NIO0 to NIO7, NIO126, NIO127 Internal normal I / O lines, EIO0 to EIO7, EIO126, EIO127 Internal spare I / O lines, MC memory Cell, P13a, P13b, P13c, P15, PQ1, PQ2, P18 P channel MOS transistor, N16, N17, NQ1 to NQ4, N18, NQ18 N channel MOS transistor, RG17 latch gate, PV1, PV2, PV3, ND1, ND2, NOD1, NOD2 node, BL, BLC bit line, arvdd memory cell power line, downvdd down power line, WL word line.
Claims (6)
基準電位ノードと、
前記基準電位ノードに結合され、選択的に導通状態とされ、導通時、前記基準電位を伝達するスイッチゲート回路と、
前記スイッチゲート回路からの電圧を前記複数のメモリセルに伝達するための第1の電圧伝達線と、
特定動作モード時活性化され、前記第1の電圧伝達線が接続される第1のノードの電位が所定電位レベルにあるか否かを検出し、該検出結果に従って前記第1のノードの電位を該検出結果に応じた電位に設定するための電源制御回路と、
前記メモリセルの列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルが接続する複数のビット線対と、
前記ビット線対に対応して配置され、少なくともスタンバイ状態時に、対応の列のビット線を充電するビット線負荷回路とを備え、
前記スイッチゲート回路は、前記スイッチゲート回路が非導通時に所定のレベルに設定される第1の制御信号を出力し、
前記ビット線負荷回路は、前記第1の制御信号が前記所定のレベルに設定されたときに、前記ビット線の充電を停止する、半導体記憶装置。 A plurality of memory cells arranged in a matrix;
A reference potential node;
A switch gate circuit coupled to the reference potential node, selectively turned on and transmitting the reference potential when turned on;
A first voltage transmission line for transmitting a voltage from the switch gate circuit to the plurality of memory cells;
It is activated in a specific operation mode and detects whether or not the potential of the first node to which the first voltage transmission line is connected is at a predetermined potential level, and the potential of the first node is set according to the detection result. A power supply control circuit for setting the potential according to the detection result;
A plurality of bit line pairs arranged corresponding to the columns of the memory cells, each connected to a memory cell in the corresponding column;
A bit line load circuit arranged corresponding to the bit line pair and charging a bit line of a corresponding column at least in a standby state;
The switch gate circuit outputs a first control signal that is set to a predetermined level when the switch gate circuit is non-conductive,
The bit line load circuit is a semiconductor memory device that stops charging the bit line when the first control signal is set to the predetermined level.
基準電位ノードと、
前記基準電位ノードに結合され、選択的に導通状態とされ、導通時、前記基準電位を伝達するスイッチゲート回路と、
前記スイッチゲート回路からの電圧を前記複数のメモリセルに伝達するための第1の電圧伝達線と、
特定動作モード時活性化され、第1のノードの電位が所定電位レベルにあるか否かを検出し、該検出結果に従って前記第1のノードの電位を該検出結果に応じた電位に設定するための電源制御回路と、
前記メモリセルの列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルが接続する複数のビット線対とを備え、
前記ビット線対と前記第1の電圧伝達線とは、前記第1のノードに接続する、半導体記憶装置。 A plurality of memory cells arranged in a matrix;
A reference potential node;
A switch gate circuit coupled to the reference potential node, selectively turned on and transmitting the reference potential when turned on;
A first voltage transmission line for transmitting a voltage from the switch gate circuit to the plurality of memory cells;
Activated in the specific operation mode to detect whether or not the potential of the first node is at a predetermined potential level, and to set the potential of the first node to a potential corresponding to the detection result according to the detection result Power supply control circuit,
A plurality of bit line pairs arranged corresponding to the columns of the memory cells and connected to the memory cells in the corresponding columns,
The bit line pair and the first voltage transmission line are connected to the first node, the semiconductor memory device.
前記ビット線対を前記第1のノードに接続するための接続用スイッチを備え、
前記接続用スイッチは、少なくとも前記電源制御回路の活性化時に導通状態となり、少なくとも前記接続用スイッチに接続されるビット線対に接続されるメモリセルへのデータの読出時および書込時に非導通状態となる、請求項2記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device further includes:
A connection switch for connecting the bit line pair to the first node;
The connection switch is in a conductive state at least when the power supply control circuit is activated, and is in a non-conductive state at the time of reading and writing data to a memory cell connected to a bit line pair connected to the connection switch. The semiconductor memory device according to claim 2.
基準電位ノードと、
各メモリセル列に対応して配置され、各々が対応の列のメモリセルのセル電源ノードに結合される複数のアレイ電源線と、
特定動作モード時活性化され、第1のノードの電位が所定電位レベルにあるか否かを検出し、該検出結果に従って前記第1のノードの電位を該検出結果に応じた電位に設定するための電源制御回路と、
データ書込時に、選択列のメモリセルに対応して配置されるアレイ電源線の電圧レベルを低下させる書込アシスト回路と、
前記アレイ電源線を前記第1のノードに接続するための第1の接続用スイッチとを備え、
前記書込アシスト回路は、少なくともスタンバイ状態時に、前記基準電位ノードからの電圧を前記アレイ電源線に伝達し、
前記第1の接続用スイッチは、少なくとも前記電源制御回路の活性化時に導通状態となり、少なくとも前記第1の接続用スイッチに接続されるアレイ電源線に接続されるメモリセルへのデータの読出時および書込時に、非導通状態となる、半導体記憶装置。 A plurality of static memory cells arranged in a matrix;
A reference potential node;
A plurality of array power supply lines arranged corresponding to each memory cell column, each coupled to a cell power supply node of a memory cell in the corresponding column;
Activated in the specific operation mode to detect whether or not the potential of the first node is at a predetermined potential level, and to set the potential of the first node to a potential corresponding to the detection result according to the detection result Power supply control circuit,
A write assist circuit for lowering the voltage level of the array power supply line arranged corresponding to the memory cell of the selected column at the time of data writing;
A first connection switch for connecting the array power supply line to the first node;
The write assist circuit transmits a voltage from the reference potential node to the array power supply line at least in a standby state,
The first connection switch is turned on at least when the power supply control circuit is activated, and at least when data is read from the memory cell connected to the array power supply line connected to the first connection switch; A semiconductor memory device which becomes non-conductive at the time of writing.
前記メモリセルの列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルが接続する複数のビット線対と、
前記ビット線対に対応して配置され、少なくともスタンバイ状態時に、対応の列のビット線を充電するビット線負荷回路と、
前記ビット線対を前記第1のノードに接続するために第2の接続用スイッチと、
前記基準電位ノードに結合され、選択的に導通状態とされ、導通時、前記基準電位を前記第1のノードに伝達するスイッチゲート回路とを備え、
前記スイッチゲート回路は、前記スイッチゲート回路が非導通時に活性化される第1の制御信号を出力し、
前記ビット線負荷回路は、前記第1の制御信号の活性化に応じて、前記ビット線の充電を停止し、
前記第2の接続用スイッチは、少なくとも前記電源制御回路の活性化時に導通状態となり、少なくとも前記第2の接続用スイッチに接続されるビット線対に接続されるメモリセルへのデータの読出時および書込時に、非導通状態となる、請求項4記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device further includes:
A plurality of bit line pairs arranged corresponding to the columns of the memory cells, each connected to a memory cell in the corresponding column;
A bit line load circuit arranged corresponding to the bit line pair and charging a bit line of a corresponding column at least in a standby state ;
A second connection switch for connecting said bit line pair to said first node,
A switch gate circuit coupled to the reference potential node, selectively turned on, and transmitting the reference potential to the first node when turned on;
The switch gate circuit outputs a first control signal that is activated when the switch gate circuit is non-conductive,
The bit line load circuit stops charging the bit line in response to the activation of the first control signal;
The second connection switch is rendered conductive at least when the power supply control circuit is activated, and at least when data is read to a memory cell connected to the bit line pair connected to the second connection switch; The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the semiconductor memory device is rendered non-conductive at the time of writing.
各メモリセル列または複数のメモリセル列に対応して配置され、データ読出時に接地電圧レベルに維持され、データ書込時にフローティング状態とされる複数のダウン電源線を含み、
前記書込アシスト回路は、データ書込時に、選択された列のアレイ電源線への電源電圧の供給を停止するとともに、前記選択された列のアレイ電源線を選択された列に対応して配置されるダウン電源線に接続する、請求項4記載の半導体記憶装置。 The semiconductor memory device further includes:
Including a plurality of down power supply lines arranged corresponding to each memory cell column or a plurality of memory cell columns, maintained at a ground voltage level during data reading, and brought into a floating state during data writing;
The write assist circuit stops supplying the power supply voltage to the array power supply line of the selected column during data writing, and arranges the array power supply line of the selected column corresponding to the selected column 5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein the semiconductor memory device is connected to a down power supply line.
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