半導體存儲裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術提供即使閾值電壓為負電位也實現(xiàn)正電位時同樣的測試方法的特性評價的半導體存儲裝置。本發(fā)明專利技術的半導體存儲裝置具有存儲數(shù)據的多個存儲單元，通過測試信號的輸入，進行從正常模式過渡到進行存儲單元的特性評價的測試模式，其中包括：選擇存儲單元的存儲單元選擇部；發(fā)生基準電壓的恒壓部；發(fā)生基準電流的恒流部；將Ｘ選擇信號或從外部端子輸入的電壓信號中的任一個供給存儲單元的柵極的Ｙ開關電壓切換控制電路；向通過Ｙ選擇信號來選擇的存儲單元的漏極供給參考電流的Ｙ開關部；檢測漏極的電壓即漏極電壓是否超過基準電壓的比較器；以及在測試模式下，通過控制信號來調整基準電流的電流值以及基準電壓的電壓值，并變更比較器的判定電平的判定電平變更部。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及具備了可從外部直接測定通過電氣操作來可寫入及擦除數(shù)據的EEPROM或ROM等非易失存儲單元的特性的電氣測定功 能的半導體存儲裝置。
技術介紹
一直以來，在EEPROM進行等非易失半導體存儲裝置中的存儲 單元的特性評價過程中，直接從外部測定半導體存儲裝置內的各存儲 單元。例如，在EEPROM的場合、擦除了存儲單元M中數(shù)據的場合、 且存儲單元M的數(shù)據寫入的場合，在各種狀態(tài)下評價存儲單元M的 閾值電壓Vth等的電氣特性時，如圖10 (數(shù)據擦除)或圖11 (數(shù)據 寫入)所示，設定為從外部端子100經由字線Wl可任意改變存〗渚單 元M的柵極(例如，參照專利文獻l:特開平11 - 16399號公報)。在圖10所示的擦除數(shù)據后進行存儲單元M的特性評〗介的場合， 通過從外部輸入的地址數(shù)據，X解碼器101及Y解碼器102控制X開 關電壓切換控制電路105和Y開關103,從而選擇存儲單元M。X開關電壓切換控制電路105在沒有纟皮輸入測試信號Tl的正常 模式下，將X解碼器101的信號輸出到字線Wl,而在被輸入測試信 號Tl的測試模式下，從外部端子100向字線Wl輸出固定電源500 的電壓。然后， 一旦被輸入測試信號T2,開關SW1以及開關SW2就#1切 換成使位線Bl (即，已選擇的存儲單元M的漏極)直接連接到外部 端子106。從而，用電流計201來測定從外部電源300流過存儲單元M的電 流量，比較測定的電流量與預定的電流期望值，進行存儲單元M的特 性評價。另一方面，通過數(shù)據的寫入，存儲單元的閾值電壓Vth成為正電 位的場合，如圖ll所示，與圖10同樣地設定成從外部端子IOO經由 字線Wl可任意改變存儲單元M的柵極。另夕卜，在圖11中也與圖10同樣地，通過/人外部輸入的地址數(shù)據， X解碼器101以及Y解碼器102控制X開關電壓切換控制電路105 和Y開關103，從而選擇存儲單元M。另外，雖然被輸入測試信號T1，且來自外部端子100的可變電源 200的電壓施加到存儲單元M的柵極，但由于沒有被輸入測試信號 T2，開關SW1將位線Bl連接到比較器107的+側端子，開關SW2 將比較器107的輸出端子和外部端子106連接。從而存儲單元M的漏 極從恒流電路104被供給參考電流Iref。結果，比較器107比較存儲單元M的漏極電壓(參考電流Iref 及流過存儲單元M的電流值之差的電流/電壓變換結果)與恒壓電路 108輸出的參考電壓Vref，當漏極電壓超過參考電壓Vref時，輸出"高 (H)"電平的信號，而當漏極電壓在參考電壓Vref以下時，輸出"低 (L)"電平的信號。由此，通過使存儲單元M的柵極電壓變化，并輸出到外部端子 106的輸出邏輯檢測出變化，來進行存儲單元的特性評價。如上所述，在專利文獻l中，當存儲單元M的閾值電壓Vth為負 電位時，輸入測試信號Tl及T2這兩個信號，并從外部控制柵極電壓， 在外部端子106測定流過漏才及的電流，另 一方面，當存儲單元M的閾 值電壓Vth為正電位時，僅輸入測試信號Tl,并從外部控制柵極電壓， 通過使用與正常模式同樣的比較器的電壓比較進行特性評價的判定。但是，專利文獻l所示的存儲單元的特性評價方法，在存儲單元 M的閾值電壓Vth為正電位時，進行流過存儲單元M的電流與參考電流Iref的電流差的電流/電壓變換，并通過內部電路的比較器來進行 該變換結果的電壓與參考電壓Vref的比較，因此可高速地進行存儲單 元M的特性評1介。另一方面，在存儲單元M的閾值電壓Vth為負電 位時，通過外部的電流計201的電流測定來進行評〗介，因此電流^i達 到穩(wěn)定需要時間。因此，在閾值電壓Vth為負電位時，所需的測試時間為正電位時 的10倍左右，存儲單元的容量越大，制造成本就會越增加。因此，考慮了即使在閾值電壓Vth為負電位的場合，也應用與正 電位時同樣的測試方法，但這時需要從外部端子100向存儲單元M的 柵才及供給負電壓。但是，在進行測試時，對于各處形成寄生二極管的半導體裝置， 不能施加Vss (Vss = 0的場合，0V)以下的電壓，因此在閾值電壓 Vth為負電位的場合，對于傳統(tǒng)電路結構是不可能采用與正電位時同 樣的測試方法的。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術鑒于上述問題構思而成，其目的在于提供閾值電壓為負電 位的場合也實現(xiàn)正電位時同樣的測試方法的半導體存卩諸裝置。本專利技術的半導體存儲裝置是具有存儲數(shù)據的多個存儲單元，通過 輸入測試信號來從通常的寫入及讀出數(shù)據的正常模式過渡到進行存 儲單元的特性評價的測試模式的半導體存儲裝置，其中包括存儲單 元選擇部，用于輸出響應外部地址而選擇所述存儲單元的X選擇信號 及Y選擇信號；恒壓部，用于產生參考電壓；恒流部，用于產生參考 電流；X開關電壓切換控制電路，用于將所述X選擇信號或從外部端 子輸入的電壓信號中的任一信號供給所述存儲單元的柵極;Y開關部， 用于向通過所述Y選擇信號來選擇的所述存儲單元的漏極供給該參 考電流；比較器，檢測所述漏極的電壓即漏極電壓是否超過所述參考 電壓；以及判定電平變更部，在所述測試才莫式下，通過輸入的控制信號，來調整所述參考電流的電流值和所述參考電壓的電壓值中的任一 方或雙方，變更比較器的判定電平。本專利技術的半導體存儲裝置，其特征在于在所述測試沖莫式時，所 述X開關電壓切換控制電路使從所述外部端子輸入的電壓信號的電 壓值可變，通過比較器的輸出的邏輯電平變化，進行存儲單元的閾值 電壓的測定。本專利技術的半導體存儲裝置，其特征在于在所述測試模式時，所 述判定電平變更部通過從外部輸入的控制信號來控制所述參考電流 的電流值。本專利技術的半導體存儲裝置，其特征在于所述判定電平變更部由 正常模式下形成基準電流的晶體管以及在測試模式下調整基準電流 的、并聯(lián)連接多個調整晶體管的多輸出型電流反射鏡(Current Mirror) 電路構成，所述調整晶體管各自與開關晶體管串聯(lián)連接，通過所述開 關晶體管的導通/截止來控制在測試模式時對正常模式下的參考電流 疊加的所述調整晶體管的組合。本專利技術的半導體存儲裝置，其特征在于所述判定電平變更部由 反射鏡電路構成，在測試模式下，控制流過構成反射鏡的晶體管的電 流值時，通過從外部輸入的控制信號來控制流過被構成反射鏡的晶體 管的電流值，并控制所述參考電流。本專利技術的半導體存儲裝置，其特征在于所述判定電平變更部一 旦被輸入所述測試信號，就通過^^外部輸入的控制信號來控制所述參 考電壓。本專利技術的半導體存儲裝置，其特征在于所述判定電平變更部設 有第一MOS晶體管和第二MOS晶體管在電源與接地點之間串聯(lián)連接 而構成的電源電路，在測試模式下，通過從外部輸入的控制信號來調 整流過上級的第一MOS晶體管的電流，并輸出在與下級的第二MOS 晶體管的連接點上生成的電壓，作為參考電壓。 (專利技術效果)7如以上說明，依據本專利技術，即使存儲單元的晶體管的閾值電壓成 為負電位的場合，也能調整參考電流、參考電壓中的任一個，由于這 種結構，通過變化到進行特性評價的判定電平，在進行電壓存儲單元 的特性評價時，即使存儲單元的閾值電壓為負電位，也在施加到存儲 單元的柵極的可變電壓的靜電位的調整范圍內進行控制，可采用與閾 值電壓為正電位時同樣的測試方法來進行，與傳統(tǒng)存儲單元的測試方 法相比本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體存儲裝置，具有存儲數(shù)據的多個存儲單元，通過輸入測試信號來從通常的寫入及讀出數(shù)據的正常模式過渡到進行存儲單元的特性評價的測試模式，其中包括：　存儲單元選擇部，用于輸出響應外部地址而選擇所述存儲單元的Ｘ選擇信號及Ｙ選擇信號；　 　恒壓部，用于產生參考電壓；　恒流部，用于產生參考電流；　Ｘ開關電壓切換控制電路，用于將所述Ｘ選擇信號或從外部端子輸入的電壓信號中的任一信號供給所述存儲單元的柵極；　Ｙ開關部，用于向通過所述Ｙ選擇信號來選擇的所述存儲單元 的漏極供給該參考電流；　比較器，檢測所述漏極的電壓即漏極電壓是否超過所述參考電壓：以及　判定電平變更部，在所述測試模式下，通過輸入的控制信號，來調整所述參考電流的電流值和所述參考電壓的電壓值中的任一方或雙方，變更比較器的判定電平 。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：佐藤豐，宇都宮文靖，岡智博，
申請(專利權)人：精工電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]