JPH08147997A - 半導体記憶装置の試験方法 - Google Patents

半導体記憶装置の試験方法

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JPH08147997A
JPH08147997A JP6287721A JP28772194A JPH08147997A JP H08147997 A JPH08147997 A JP H08147997A JP 6287721 A JP6287721 A JP 6287721A JP 28772194 A JP28772194 A JP 28772194A JP H08147997 A JPH08147997 A JP H08147997A
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Teruyuki Uchihira
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Abstract

(57)【要約】 【目的】SRAMの低電源電圧データ保持特性の試験時
間を短縮する。 【構成】あらかじめ個々の試験対象SRAM毎にデータ
の書き込みが可能な最低限の電源電圧VWMINを検知する
試験を行いステップS10〜S25、その電源電圧VWMIN
書き込まれた状態から電源電圧を、データ保持を保証す
る電源電圧以下でかつメモリセルのデータを破壊しない
電圧VHOLDまで下げ、書き込みを行った電源電圧VWMIN
で決まる所定の時間T1 の間データ保持を行ない(ステ
ップS30)、その後電源電圧を読み出し動作に十分な電
位まで上げてデータ確認のための読み出し動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置の試験
方法に関し、特にSRAMの低電源電圧データ保持特性
の試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】SRAMにおいては電力消費を低減させ
るために、読出し、書込み動作以外のデータ保持時には
電源電圧を記憶データが破壊されない程度にまで低下さ
せ、その状態でデータを保持することが、一般的に行わ
れている。本発明は、そのような低電源電圧でのデータ
保持を保証するための試験方法に関るものである。この
試験では、通常、電源電圧が高い状態でメモリセルにデ
ータを書き込み、次に、電源電圧を書込み時の電圧より
低い電圧VHOLDに落した状態で所定時間データ保持を行
い、更にその後、電源電圧を元の電圧に上昇させた状態
でデータを読み出し、読出しデータが書込みデータに一
致しているかどうかを確認することによってメモリの良
否を判定する。ここで、上記データ保持時の低電源電圧
HOLDは、ユーザーに対してデータ保持(データ・リテ
ンション)を保証している電源電圧VCCDRからマージン
を差し引いた電圧であって、設計上はこの電圧VHOLD
もデータ保持が可能であるような電圧である。上述した
ような低電源電圧データ保持特性の試験方法について、
従来の方法を、図3に示すメモリセルをアレイ状配列し
た構成のSRAMを例にして、説明する。
【0003】図2は、図3に示すメモリセル内のノード
(ノードN又はノード▽N(▽は、反転を意味する上バ
ーの代用)のどちらか電位の高い方。以下の説明では、
ノードNが高電位であるとする)の電位の、時間的変化
の様子を示す図である。図2及び図3を参照して、この
メモリセルは、推奨動作条件を満たす電源電圧VTYP
データ書込みが行われており、ノードNの初期電位は、
書込み時の電源電圧に等しい電位VTYP になっている。
この書込みが行われたメモリセルの電源電圧を電圧V
HOLDに低下させた時点からのノードN電位の時間的変化
の様子を、図2に示してある。ノードN電位は、メモリ
セルと基板との間の寄生容量C1 の容量値Cと高抵抗負
荷R1 の抵抗値Rとの積で決まる時定数C・Rで低下し
て行き、最終的に電圧VHOLDで飽和する。このときノー
ドN電位は低下途中の時間T2 経過した時点で、データ
保持保証電源電圧VCCDRに等しい電圧値を切る。このよ
うに、データ書き込みしたメモリセルの電源電圧を電圧
HOLDに下げ、少くとも時間T2 以上データ保持を行
い、ノードN電位が電位VCCDRを下回ったことが確実に
なった後に読出しを行い、そのときの読出しデータと書
込みデータとが一致していれば、このメモリセルは電源
電圧VCCDRでのデータ保持を保証できると判断される。
低電源電圧データ保持特性試験では、このような手順を
全メモリセルに対して行った結果により、SRAMとし
ての良否を判定することになる。
【0004】図4は、上述のような試験の手順を、従来
の試験方法について流れ図にして表したものである。図
4を参照して、先ず、試験対象のSRAMの電源電圧を
電圧VTYP に設定し(ステップS1 )、全てのメモリセ
ルにデータの書込を行う(ステップS2 )。
【0005】次に、SRAMの電源電圧を電圧VHOLD
低下させ、時間T2 の間データ保持を行う(ステップS
3 )。このとき、時間T2 の長さは、上述のように、メ
モリセルのノードNから電流が高抵抗の負荷R1 を通し
て電源供給端子に流れることにより、ノードN電位が電
位VCCDR以下になるまでの時間が必要である。この時間
2 は、負荷抵抗R1 ,R2 の抵抗値Rとメモリセルの
ノードN,▽Nと基板との間に生じる寄生容量の値Cと
の積により決る時定数C・Rに依存し、時定数C・Rが
大きくなれば時間T2 を長くしなければならない。時間
2 は又、書込みに用いた電源電圧とデータ保持を行う
ときの電源電圧との差にも依存し、その電位差が大きい
ほど時間T2 を長くとる必要がある。
【0006】データ保持を行った後は、電源電圧を再び
電圧VTYP に上昇させ、全てのメモリセルについてデー
タを読み出し(ステップS4 )、正しいデータが読み出
されたかどうかを判定する(ステップS5 )。
【0007】判定の結果が「良」であれば(ステップS
6 )、最初に試験を行った書込みデータとは逆のデータ
(例えば、最初のデータが“0”ならば“1”、“1”
ならば“0”)について同様の試験を行い、最終的にそ
の試験対象SRAMの合否を判定する(ステップ
8 )。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】SRAMの低電源電圧
データ保持特性の試験に当たっては、先に述べたように
時定数C・R、または書き込み電源電圧VTYP とデータ
保持を行う電源電圧VHOLDとの電位差に従って十分なデ
ータ保持時間をかけて試験を行わなければならない。特
に、低温におけるデータ保持特性の試験はメモリセルの
高抵抗負荷の抵抗値が常温より増大するため、1個のS
RAM毎にデータ保持時間を十数秒以上もかけなければ
ならないという問題が生ずる。
【0009】そこで、本発明は短時間でかつ正確な低電
源電圧データ保持特性の試験方法を提供する事にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明では、試験対象のスタティック・ランダ
ムアクセス・メモリ上の全メモリセルに書込みが可能な
最低限の電源電圧を予め検出する工程と、前記検出され
た最低限の電源電圧でメモリセルにデータを書き込む工
程と、電源電圧をデータ保持を保証する電源電圧以下の
電圧に低下させた状態で、書込みを行った電源電圧で決
まる所定の時間、データ保持を行う工程と、前記所定時
間のデータ保持の後、電源電圧を読出し動作に十分な電
圧にまで上昇させた状態で、データ確認のための読出し
動作を行う工程とを含むことを特徴とする試験方法によ
って、データ保持に要する時間の短縮を実現している。
【0011】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して説明する。図1は、本発明の一実施例による
半導体記憶装置の試験方法の流れ図である。図1を参照
して、本実施例では、データの書き込みを行う前に、個
々のSRAM毎にデータの書き込みが可能な最低限の電
源電圧VWMINを検知する試験を行うが、そのためにはま
ず、電源電圧を推奨動作電源電圧VTYP より低く、しか
もデータ保持を保証する電源電圧VCCDR以下にならない
電圧に設定する(ステップS10)。この電圧はあまり高
いとVWMINを検知することができず、あまり低いとV
WMINの検知にかえって試験時間がかかるので、その品種
の持つ特性を考慮して適当な電圧に設定することが必要
である。
【0012】次に、設定した電源電圧において試験を行
うSRAMの全てのメモリセルにデータを書き込み(ス
テップS20)、その直後に全てのメモリセルよりデータ
の読み出しを行う(ステップS21) 。この過程に要する
時間は、SRAMのアクセス時間TAAとメモリセルの数
との積で表される。例えば1メガビットでアクセス時間
が50ナノ秒であれば読み、書きそれぞれ0.05秒ず
つかかることになる。読み出しデータの正否判定を行っ
た(ステップS22)結果、正しいデータが読み出されて
いればその電圧をVWMINとすることができる。もし正し
いデータを読み出すことができなければ、電源電圧を最
初に設定した電圧よりわずかに高い電圧に設定し直して
(ステップS25)、ステップS20からステップS22まで
の試験を行う。ここでも設定する電圧の上げ幅はあまり
大きいとVWMINを検知することができず、あまり小さい
とVWMINの検知にかえって試験時間がかかるので適当な
上げ幅(例えば、約0.1Vから0.2V)で増加させ
る必要がある。
【0013】以上の過程により、全てのメモリセルの書
き込みが可能な最低限の電源電圧VWMINを検知すること
ができたら、従来例で示した方法と同様に、電源電圧を
その製品についてデータ保持を保証する電源電圧VCCDR
以下で、かつ試験においてデータ保持が可能な電源電圧
HOLDに設定し、データ保持を行う(ステップS30)。
この場合、従来の技術の項でも述べたとおり、データの
保持に必要な時間は図3におけるメモリセルのノードN
または▽Nから電流が高抵抗負荷R1 又はR2を通して
流れることによってノード電位がVCCDR以下になるまで
の時間(図4中にT1 で示す)である。すなわち、書き
込みを行った電源電圧VWMINが従来の試験方法における
書き込み時電源電圧VTYP より低いので、時間T1 は時
間T2 より短く設定することが可能である。時間T2
時間T1 との時間差は電源電圧VTYP で書き込まれたメ
モリセルのノード電位が時定数C・Rで決まる曲線に沿
って減衰し、電位VWMINに達するまでの時間と等しいの
で、定量的には以下の式で表される。
【0014】 T2 −T1 =C・Rlog(VTYP −VMIN ) この値は時定数CR,電圧VWMINの値にもよるがSRA
M1個あたり数秒である。これに対しVWMINを検知する
のに要する時間は、データの読み書きを10回行ったと
して約1秒である。したがって時間差T2 −T1 からV
WMINを求めるのに要した時間との差だけ試験時間を短縮
することができる。
【0015】ステップS30でデータ保持を行った後は、
従来と同様に電源電圧を電圧VTYPまで再び上昇させ、
全てのメモリセルよりデータを読み出し(ステップ
4 )、正しいデータが読み出されたかどうかを判定す
る(ステップS5 )。判定の結果合格であれば最初に試
験を行ったデータとは逆のデータ(最初のデータが
“0”ならば“1”、“1”ならば“0”)について同
様の試験を行い、最終的にその製品の合否を判定する
(ステップS8 )。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体記
憶装置の試験方法では、データの書き込みを行う前に個
々のSRAM毎にデータの書き込みが可能な最低限の電
源電圧を検知する試験を行い、その試験によって得られ
た低い電源電圧で書き込みを行っている。
【0017】これにより本発明によれば、データ保持に
要する時間を短くし、結果として低電源電圧データ保持
特性の試験時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の試験手順を示す流れ図であ
る。
【図2】SRAMにおいて、データ保持時の電源電圧を
書込み時の電源電圧より低下させたときの、メモリセル
内ノード電位の時間的変化の様子を示す図である。
【図3】SRAMのメモリセルの一例の回路図である。
【図4】従来の試験手順を示す流れ図である。
【符号の説明】 R1 ,R2 負荷抵抗 C1 ,C2 寄生容量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験対象のスタティック・ランダムアク
    セス・メモリ上の全メモリセルに書込みが可能な最低限
    の電源電圧を予め検出する工程と、 前記検出された最低限の電源電圧でメモリセルにデータ
    を書き込む工程と、 電源電圧をデータ保持を保証する電源電圧以下の電圧に
    低下させた状態で、書込みを行った電源電圧で決まる所
    定の時間、データ保持を行う工程と、 前記所定時間のデータ保持の後、電源電圧を読出し動作
    に十分な電圧にまで上昇させた状態で、データ確認のた
    めの読出し動作を行う工程とを含むことを特徴とする半
    導体記憶装置の低電源電圧データ保持特性の試験方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5853775A (ja) * 1981-09-26 1983-03-30 Fujitsu Ltd Icメモリ試験方法
JPH05250899A (ja) * 1992-03-09 1993-09-28 Nec Corp 半導体メモリ

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