JPH0317890A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH0317890A
JPH0317890A JP1152653A JP15265389A JPH0317890A JP H0317890 A JPH0317890 A JP H0317890A JP 1152653 A JP1152653 A JP 1152653A JP 15265389 A JP15265389 A JP 15265389A JP H0317890 A JPH0317890 A JP H0317890A
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line
test
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word
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Yoshio Matsuda
吉雄 松田
Kazutami Arimoto
和民 有本
Tsukasa Oishi
司 大石
Masaki Tsukide
正樹 築出
Kazuyasu Fujishima
一康 藤島
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    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • G11C29/08Functional testing, e.g. testing during refresh, power-on self testing [POST] or distributed testing
    • G11C29/12Built-in arrangements for testing, e.g. built-in self testing [BIST] or interconnection details
    • G11C29/18Address generation devices; Devices for accessing memories, e.g. details of addressing circuits
    • G11C29/30Accessing single arrays

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  • Dram (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は半導体記憶装置に関し、特にオンチップテス
ト回路を備えた半導体記憶装置に関する。
[従来の技術] 半導体記憶装置の大容量化に伴い、テスト時間の増大が
重大な問題となっている。そこで、大幅なテスト時間の
短縮が可能なテスト方法として、ラインテスト法が提案
されている。このラインテスト法によれば、1つのワー
ド線に接続されるすべてのメモリセルが同時にテストさ
れる。そのため、テスト時間の大幅な短縮が可能となる
第7図は、ラインテストのためのオンチップテスト回路
を備えた従来のダイナミックランダムアクセスメモリ(
以下、ダイナミックRAMと呼ぶ)の構成を示すブロッ
ク図である。
第7図のメモリアレイ1には、複数のワード線および複
数のビット線対が互いに交差するように配置されており
、それらの各交点にメモリセルが設けられている。メモ
リアレイ1内のワード線はワードドライバ2を介して行
デコーダ3に接続されている。メモリアレイ1内のビッ
ト線対はセンスアンプ部4およびI/Oスイッチ5を介
して列デコーダ6に接続されている。
RAS/<ッファ7は、外部から与えられるロウアドレ
スストローブ信号RASに応答して行アドレスバッファ
8を活性化させる。行アドレスバッファ8は、外部から
与えられるアドレス信号Aをラッチし、それを行アドレ
ス信号RAとして行デコーダ3に与える。行デコーダ3
は、行アドレス信号RAに応答して複数のワード線のう
ち1つを選択し、そのワード線をワードドライバ2を介
して駆動する。その駆動されたワード線に接続された複
数のメモリセル内の情報がそれぞれ対応するビット線対
上に読出される。センスアンプ部4は、複数のビット線
対上の情報を検知および増幅する。
一方、CASバッファ9は、外部から与えられるコラム
アドレスストローブ信号一CASに応答して列アドレス
バッファ10を活性化させる。列アドレスバッファ10
は、外部から与えられるアドレス信号Aをラッチし、そ
れを列アドレス信号CAとして列デコーダ6に与える。
列デコーダ6は、列アドレス信号CAに応答して複数の
ビット線対のうち1つを選択し、そのビット線対を入出
力線対I /O,丁7でに接続する。このようにして、
1つのワード線および1つのビット線対が選択され、そ
れらの交点にあるメモリセルに対して情報の読出しまた
は書込みが行なわれる。第7図には、選択された1つの
ワード線WL,選択された1つのビット線BLおよびそ
れらの交点にあるメモリセルMCのみが示されている。
情報の読出しまたは書込みは、リード・ライトバッファ
11により選択される。リード・ライトバッファ11は
、外部から与えられるリード・ライト信号R/Wに応答
して入カバッファ12または出力バッファ13を活性化
させる。入カバッファ12が活性化されると、入力デー
タDinが上記のようにして選択されたメモリセルMC
に書込まれる。出力バッファ13が活性化されると、上
記のようにして遣択されたメモリセルMCに記憶されて
いた情報が出力データDoutとして外部に読出される
書込回路14、比較回路15、検出回路16およびライ
ンテスト制御回路17は、ラインテストのために用いら
れる。ラインテスト制御回路17は、・外部から与えら
れるテストイネーブル信号T丁に応答して、書込回路1
4、比較回路15および検出回路16を制御する。この
ダイナミックRAMの各部分l〜17は1つのチップ上
に形成されている。
第8図に、第7図のダイナミックRAMの主要部の詳細
な回路図を示す。第8図の回路は、たとえば、昭和62
年電子情報通信学会半導体材料部門全国大会の予稿集の
講演番号165に「大容量メモリに適した試験効率化技
術」として開示されている。
第8図には、2組のビット線対BLI,丁T了およびB
L2,BL2および4本のワード線WL1〜WL4が代
表的に示されている。ビット線対BLI,BLIおよび
BL2,BL2の各々にはセンスアンプ40が接続され
ている。ビット線対BLI,BLIはトランジスタQ9
,QIOを介して人出力線対I /O,丁7石に接続さ
れ、ビット線対BE,2,丁τヲはトランジスタQll
,Q12を介して入出力線対I/O,I/Oに接続され
ている。トランジスタQ9,QIOのゲートおよびトラ
ンジスタQll.Q12のゲートには、列デコーダ6(
第7図)からそれぞれ列選択信号C1およびC2が与え
られる。
書込回路14は、トランジスタQ1〜Q4、書込線Wお
よびW、および書込制御線WCを含む。
比較回路15は、トランジスタQ5〜Q8を含み、検出
回路16は、ブリチャージ回路160、トランジスタS
l,S2およびインバータG1を含む。
次に、第9図の波形図を参照しながらラインテスト法に
ついて説明する。ラインテストでは、並列書込みおよび
並列比較が行なわれる。
並列書込時には、まず、たとえばワード線WL1の電位
がrHJレベルに立上げられる。その後、書込線W,W
に所望のテストデータが印加される。
たとえば、テストデータとしてrHJが書込まれる場合
には、書込線W,vにそれぞれrHJレベルのデータお
よびrLJレベルのデータが与えられる。書込制御線W
Cの電位がrHJレベルに立上げられると、トランジス
タQ1〜Q4が導通する。それにより、書込線Wの電位
がビットIBL1およびBL2に伝達され、書込線Wの
電位がビット線ITゴおよびBL2に伝達される。そし
て、センスアンプ40によりビット線対BLI,BLT
上の電位差およびビット線対BL2,BL2上の電位差
がそれぞれ増幅される。このようにして、ワード線WL
Iに接続されるすべてのメモリセルにテストデータが同
時に書込まれる。第8図では、メモリセルMC1および
MC3にrHJレベルのデータが書込まれる。
一方、並列比較時には、書込制御線WCの電位が「L」
レベルに保たれる。すなわち、トランジスタQ1〜Q4
が非導通の状態で、ワード線WL1が選択されてその電
位がrHJレベルに立上げられる。これにより、メモリ
セルMCIおよびMC3に記憶されたデータがビット線
BLIおよびBL2上に読出される。そして、ビット線
対BL1,BLゴ上の電位差およびビット線対BL2,
BL2上の電位差がそれぞれセンスアンプ40により検
知および増幅される。次に、書込線W,Wに上記の書込
時とは逆のデータが期待値データとして与えられる。す
なわち書込線WにrLJ レベルのデータが与えられ、
書込線WにrHJ レベルのデータが与えられる。
もし、メモリセルMCI,MC3に記憶されるデータが
正しく読出されると、ビット線BL 1,BL2の電位
がrHJレベルになり、ビット線■Ll,BL2の電位
がrLJレベルになる。その結果、トランジスタQ5,
Q7が導通状態、トランジスタQ6,Q8が非導通状態
となって、書込HwのrLJレベルの電位がノードNl
,N2に伝達される。これにより、トランジスタSl,
S2は非導通状態となる。したがって、予めプリチャー
ジ回路160によりrHJレベルにブリチャ一ジされた
ノードn1の電位はrHJレベルのまま変化せず、検出
結果出力1jIFの電位はrLJレベルのまま変化しな
い。
次に、メモリセルMCIに記憶されたデータが何らかの
理由により誤って読出されると仮定する。
この場合には、ビット線BLIおよびBLゴの電位は、
それぞれrLJレベルおよびrHJレベルとなる。それ
により、トランジスタQ5は非導通状態となり、トラン
ジスタQ6は導適状態となる。
その結果、書込線WのrHJレベルの電位がノードN1
に伝達され、トランジスタS1が導適状態となる。した
がって、予めブリチャージ回路160によりrHJレベ
ルにプリチャージされたノードn1の電位が、トランジ
スタS1を通じてrLJレベルに放電される。そのため
、検出結果出力線FにはrHJレベルの信号が現われる
このように、選択されたワード線につながるメモリセル
のすべてのビットが正常である場合には、検出結果出力
線FにはrLJレベルの信号が現われる。一方、選択さ
れたワード線につながるメモリセルに1ビットでも不良
が存在する場合には、検出結果出力線FにはrHJレベ
ルの信号が出力される。これにより、1つのワード線に
関するメモリセルの良否を判断することができる。
すべてのワード線に関して、上記のようなラインテスト
を実行することにより、すべてのメモリセルに関するテ
ストが終了する。このように、上記のようなラインテス
トによると、1つのワード線につながるすべてのメモリ
セルが同時にテストされるので、テスト時間の大幅な短
縮が可能となる。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、大容量の半導体記憶装置においては、メ
モリセルの不良のみならず、種々の不良モードが存在す
る。たとえば、ビット線の短絡または断線、センスアン
プの不具合等により、ビット線の方向に沿った不良、い
わゆるYライン不良が生じることがある。このようなY
ライン不良が存在する半導体記憶装置に従来のラインテ
スト法を適用すると、すべてのワード線に関する検出結
果が不良と判定される。そのため、メモリセルの全ビッ
トが不良であるのかあるいはYライン不良が存在するの
かを識別することができない。また、Yライン不良が存
在する場合に、そのYライン不良の存在する箇所を検出
することができない。
この発明の目的は、いわゆるYライン不良の検出を可能
とするオンチップテスト機能を備えた半導体記憶装置を
得ることである。
[課題を解決するための手段コ この発明に係る半導体記憶装置は、複数のワード線、複
数のワード線に交差するように配列された複数のビット
線およびそれらの交点に設けられた複数のメモリセルを
含む半導体記憶装置であって、選択手段、複数の検出手
段、出力線および分割手段を備える。
選択手段は、複数のワード線のいずれかを選択する。複
数の検出手段は、選択手段により選択されたワード線に
接続される複数のメモリセルの良否をそれぞれ検出する
。出力線は複数の検出手段に共通に設けられ、その出力
線には複数の検出手段による検出結果が異なる接続点に
おいて与えられる。分割手段は、選択手段により選択さ
れるワード線に対応して、出力線を異なる接続点間のい
ずれかの箇所において少なくとも2つの部分に分割する
[作用] この発明に係る半導体記憶装置においては、選択手段に
より選択されワード線に関するラインテストが順次行な
われるとともに、出力線がそのワード線に対応して定め
られた箇所で順に分割される。そのため、分割された出
力線のそれぞれの部分に、それぞれ対応する検出手段の
検出結果が出力される。したがって、分割された出力線
の各部分において、検出結果が変化するような分割箇所
をモニタすることによって、いわゆるYライン不良を検
出することができる。
[実施例] 以下、この発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。
第1図は、この発明の一実施例によるオンチッブテスト
回路を備えたダイナミックRAMの構成を示すブロック
図である。
第1図において、センスアンプ部4とI/Oスイッチ5
との間に書込回路14および比較回路15が配置されて
いる。また、I/Oスイッチ5と列デコーダ6との間に
この発明の特徴である検出回路20および信号発生回路
21が設けられている。行アドレスバッファ8から出力
される行アドレス信号RAおよび列アドレスバッファ1
0から出力される列アドレス信号CAはスイッチ22に
与えられる。これにより、列デコーダ6には、スイッチ
22により行アドレス信号RAまたは列アドレス信号C
Aが選択的に与えられる。その他の部分の構成は、第7
図に示される従来のダイナミックRAMの構成と同様で
ある。
第2図は、第1図のダイナミックRAMの主要部の構或
を示す回路図である。メモリアレイ1には、nXnビッ
トのメモリセルが含まれるが、第2図には、2組のビッ
ト線対BLI,BLゴおよびBL2,BL2に関する2
つのコラムY1およびY2のみが示されている。メモリ
アレイ1、センスアンプ部4、書込回路14、比較回路
15およびI/Oスイッチ5の構成は、第8図に示され
る構成と同様である。但し、センスアンプ部4、書込回
路14、比較回路15およびI/Oスイッチ5はメモリ
アレイ1の一方の側に配置されている。
検出回路20には、コラムYl,Y2に対応して、出力
線Lの放電用のトランジスタS1およびS2が設けられ
ている。また、出力線Lには、その出力線Lを実質上分
割するように働く分割用トランジスタT1およびT2が
接続されている。トランジスタS1およびS2のゲート
は、比較回路15のノードN1およびN2にそれぞれ接
続されている。トランジスタS1はノードn1と接地ラ
インとの間に接続されている。トランジスタS2はノー
ドn2と接地ラインとの間に接続されている。出力線L
にはブリチャージ回路200が接続されている。出力線
Lの一端にはインバータG1が接続され、他端にはイン
バータG2が接続されている。インバータG1の出力端
子に検出結果出力線F1が接続され、インバータG2の
出力端子に検出結果出力線F2が接続されている。
第3図は、信号発生回路21およびスイッチ22の構成
を示す図である。
スイッチ22は、ラインテスト制御回路17から与えら
れるテストイネーブル信号TEに応答して、列アドレス
信号CAおよび行アドレス信号RAのいずれか一方を列
デコーダ4に与える。列デコーダ4に含まれるデコーダ
回路41の出力は、NANDゲートG5の一方の入力端
子に与えられ、かつインバータG3を介してNORゲー
トG6の一方の入力端子に与えられる。同様に、デコー
ダ回路42の出力は、NANDゲートG7の一方の入力
端子に与えられ、かつ、インバータG4を介してNOR
ゲートG8の一方の入力端子に与えられる。NANDゲ
ートG5,G7およびNORゲートG6.G8の他方の
入力端子にはテストイネーブル信号TEが与えられる。
通常の続出または書込動作時には、テストイネ一プル信
号TEはrLJレベルとなり、ラインテスト時には、テ
ストイネーブル信号TEはrHJレベルとなる。通常の
読出または書込動作時には、列デコーダ4には列アドレ
ス信号CAが与えられる。したがって、列アドレス信号
CAをデコードすることにより得られる出力が、NOR
ゲートG6,G8からそれぞれ列選択信号Cl,C2と
して出力される。一方、ラインテスト侍には、行アドレ
ス信号RAが列デコーダ4に与えられる。したがって、
行アドレス信号RAをデコードすることにより得られる
出力の反転信号が、制御信号φT,Tてとしてそれぞれ
NANDゲートG5,G7から出力される。
列選択信号Cl,C2は、第2図に示されるI/Oスイ
ッチ5内のトランジスタQ9,QIOのゲートおよびト
ランジスタQll,Q12のゲートにそれぞれ与えられ
る。また、制御信号φ1,T7は、トランジスタT1お
よびトランジスタT2のゲートにそれぞれ与えられる。
第4図に、スイッチ22の具体的な回路構或を示す。ス
イッチ22は、トランスファゲートG9,G10および
インバータG11を含む。なお、実際には、第4図に示
されるスイッチ22が複数個設けられている。
テストイネーブル信号TEがrLJレベルのときにはト
ランスファゲートG9がオンし、テストイネーブル信号
TEがrHJレベルのときにはトランスファゲートG1
0がオンする。
第2図および第3図には、2つのコラムY1およびY2
に相当する部分のみが示されているが、実際には、メモ
リアレイ1は、第5A図に示されるようにn個のコラム
Y1〜Ynを含む。そのため。n個のコラムY,1−Y
nに対応して、n個の放電用トランジスタ81〜Snお
よびn個の分割用トランジスタT1〜Tnが設けられて
いる。また、コラムY1〜Ynに交差するように、n本
のワード線WLI〜WLnが配列されている。
次に、この実施例のラインテスト時における動作につい
て第5A図および第5B図を参照しながら説明する。
ラインテスト時における書込回路14および比較回路1
5の動作は第8図に示される従来のダイナミックRAM
における動作と同様である。ここで、i番目のコラムY
iにYライン不良があるものと仮定する。
まず、行デコーダ3(第3図)が行アドレス信号RAに
応答してワード線WLIを選択する。その選択されたワ
ードtlWL1に関してラインテストが行なわれる。こ
のとき列デコーダ6にも行アドレス信号RAが与えられ
る。そのため、制御信号7ゴのみがrLJレベルに立下
がり、トランジスタT1がオフする。その結果、出力線
LはトランジスタT1により2つの部分に分割される。
コラムYiが不良であるので、ノードNiの電位がrH
Jレベルとなる。これにより、検出結果出力線F1には
rLJレベルの信号が出力され、検出結果出力線F2に
はrl{Jレベルの信号が出力される。次に、ワード線
WL2が選択されると、制御信号¥7のみがrLJレベ
ルに立下がる。それにより、出力線LはトランジスタT
2により2っの部分に分割される。この場合にも、検出
結果出力線F1にはrLJレベルの信号が出力され、検
出結果出力線F2にはrHJレベルの信号が出力される
。ワード線WL1〜WLiに関するラインテストについ
ては、第5B図のFl,F2において実線で示されるよ
うな全く同じ結果が生じる。
次に、ワード線WLi+1が選択されると、制御信号φ
i+1のみがrLJレベルに立下がる。
これによりトランジスタTi+1がオフするので、上記
とは逆に検出結果出力線F1にrHJレベルの信号が出
力され、検出結果出力線F2にrLJレベルの信号が出
力される。ワード線WLi+1〜WLnに関するライン
テストについては、第5B図のFl,F2に破線で示さ
れるような全く同じ結果が生じる。
第6A図に示すように、メモリアレイ1は、対角線Lに
より検出結果出力線F1に対応する領域および検出結果
出力線F2に対応する領域に分割される。コラムYiに
Yライン不良が存在するときには、コラムYiと対角線
痣との交点に対応する出力線Lの箇所において検出結果
出力線F1およびF2の信号が反転する。
結局、第6B図に示すように、ワード線WLI〜WLi
が選択されたときには、検出結果出力線F1にrLJレ
ベルの信号が現われ、検出結果出力線F2にrHJレベ
ルの信号が現われる。また、ワード線WLi+1〜WL
nが選択されたときには、検出結果出力線F1にrHJ
レベルの信号が現われ、検出結果出力線F2にrLJレ
ベルの信号が現われる。したがって、検出結果出力線F
1およびF2の出力が、「L」レベルからrHJレベル
にあるいはrHJレベルからrLJレベルに変化する箇
所をモニタすることによって、Yライン不良が存在する
箇所を検出することができる。
通常の続出または書込動作時には、テストイネーブル信
号TEはrLJレベルになる。それにより、列デコーダ
6には列アドレス信号CAが与えられる。したがって、
列選択信号によりI/Oスイッチ5内の1組のトランジ
スタがオンする。その結果、対応するビット線対が人出
力線対I/O,I/Oに接続される。このとき、制御信
号71〜T下はすべてrHJレベルを保持する。このよ
うにして、第8図の従来のダイナミックRAMと同様に
、通常の読出動作または書込動作が行なわれる。
上記の実施例においては、ワード線WLI〜WLnの選
択に同期して、出力線LがトランジスタT1〜Tnによ
り順に分割される。そのため、複数のワード線に関して
ラインテストが進行しつつ、同時にYライン不良が検出
される。したがって、Yライン不良の検出を短時間で行
なうことができる。
なお、上記実施例では、分割用トランジスタT1〜Tn
を選択するために行アドレス信号RAが用いられている
ので、テスト時間が一層短縮される。しかし、ラインテ
スト時にも、列デコーダ6に列アドレス信号CAが与え
られるようにし、外部から与えられる列アドレス信号に
基づいて制御信号71〜71を制御してもよい。
また、上記実施例では、列デコーダ6の側に書込回路1
4、比較回路15、検出回路20および信号発生回路2
1が配置されているので、レイアウト上有利である。し
かし、これらの配置は、上記実施例の配置に限らない。
レイアウトの方法によってはそれらの順序を変更した方
がよりコンパクトになる場合も考えられる。したがって
、第7図の従来のダイナミックRAMのように、メモリ
アレイ1に関して列デコーダ6と反対側に、書込回路1
4、比較回路15、検出回路16等を配置してもよい。
さらに、上記実施例では、nxnビットのメモリアレイ
1が示されているが、これには限定されず、mXnビッ
ト(man)のメモリアレイにも適用可能である。mが
ワード線の数、nがビット線の数を示す場合には、複数
のワード線が選択されるごとに1つの分割用トランジス
タがオフするような構成にすればよい。さらに、上記実
施例では各ビット線対ごとに分割用トランジスタが設け
られているが、複数のビット線対ごとに1つのトランジ
スタを設けてもよい。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、ラインテストと同時に
いわゆるYライン不良の検出も行なわれるので、半導体
記憶装置のテスト時間の大幅な短縮が可能となるととも
に、不良の検出能力が高くなる。そのため、この発明は
、冗長回路使用のためのテストにも適用可能となる。し
たがって、半導体記憶装置のテスト効率が上昇し、ひい
てはチップコストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるオンチップテスト回
路を備えたダイナミックRAMの全体構成を示すブロッ
ク図である。第2図は第1図のダイナミックRAMの主
要部の構成を示す回路図である。第3図は第1図のダイ
ナミックRAMに含まれる信号発生回路の構成を示す図
である。第4図は第1図のダイナミックRAMに含まれ
るスイッチの真体的な構成を示す回路図である。第5A
図は第1図のダイナミックRAMに含まれる検出回路の
構成を示す回路図である。第5B図は第1図のダイナミ
ックRAMのラインテスト時の動作を説明するための波
形図である。第6A図は第1図のダイナミックRAMに
おけるラインテストを説明するための図である。第6B
図は第1図のダイナミックRAMにおいてYライン不良
を検出するための方法を説明するための図である。第7
図はラインテストが行なわれる従来のダイナミックRA
Mの構成を示すブロック図である。第8図は第7図のダ
イナミックRAMの主要部の構成を示す回路図である。 第9図はラインテストにおける動作を説明するための波
形図である。 図において、1はメモリアレイ、3は行デコーダ、6は
列デコーダ、14は書込回路、15は比較回路、17は
ラインテスト制御回路、20は検出回路、21は信号発
生回路、22はスイッチ、51〜Snは放電用トランジ
スタ、T1〜Tnは分割用トランジスタ、Lは出力線、
Fl,F2は検出結果出力線である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 萬3図 第4図 国 く 1g 番 Fl FZ 第5A図 第58図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数のワード線、前記複数のワード線に交差するように
    設けられた複数のビット線および前記複数のワード線と
    前記複数のビット線との交点に設けられた複数のメモリ
    セルを含む半導体記憶装置であって、 前記複数のワード線のいずれかを選択する選択手段、 前記選択手段により選択されたワード線に接続される複
    数のメモリセルの良否をそれぞれ検出する複数の検出手
    段、 前記複数の検出手段に共通に設けられ、前記複数の検出
    手段による検出結果が異なる接続点において与えられる
    出力線、 前記選択手段により選択されるワード線に対応して、前
    記出力線を前記異なる接続点間のいずれかの箇所におい
    て少なくとも2つの部分に分割する分割手段を備えた、
    半導体記憶装置。
JP1152653A 1989-06-14 1989-06-14 半導体記憶装置 Expired - Fee Related JP2518401B2 (ja)

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