專利名稱：半導(dǎo)體存儲器裝置的晶片老化檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體存儲器件，特別涉及用于檢查半導(dǎo)體存儲器裝置的有缺陷單元的晶片老化測試電路。
通常，當(dāng)晶片制造完成后必須進(jìn)行確保芯片可靠性的老化測試。一般的老化測試是在芯片組裝和封裝狀態(tài)下篩選缺陷部分，由于要在測試和組裝過程結(jié)束后除去篩選的缺陷部分，造成了時(shí)間的浪費(fèi)和成本的提高。
在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)中，最多的缺陷是個(gè)別位(Single bit)的缺陷，要花費(fèi)很多時(shí)間篩選缺陷，個(gè)別位缺陷直接與不良的存儲單元的漏電流有關(guān)，漏電流由傳輸門氧化層，電容介質(zhì)層，存儲結(jié)點(diǎn)結(jié)等造成。
在封裝工序上的傳統(tǒng)老化測試中，加倍存儲單元的加載電壓(Stress volage)的供電效率是是很低的，因?yàn)橐诿繋浊е芷?例如用于64兆DRAM中的4096或8192周)中選擇一個(gè)字線。隨著半導(dǎo)體存儲器件的組裝密度不斷增加。加載電壓的供電效率會變得更低。為了減少老化時(shí)間和提高加載電壓的供電效率，同時(shí)地選擇所有字線的方法已經(jīng)提出。在晶片工序中采用該方法可以提高效率降低成本。這種技術(shù)已在IDEM1933，639-642頁中的名稱為“DRAM的晶片老化(WBI)技術(shù)”的文章中作了詳細(xì)說明。


圖1是傳統(tǒng)老化測試電路的示意圖，連接字線驅(qū)動(dòng)器6和傳輸晶體管2的柵極的字線WLo-WLn、連接讀出放大器8的位線BL和BL是構(gòu)成典型存儲單元陣列的基本結(jié)構(gòu)。位線BL和BL通過傳輸晶體管2向貯存電容4傳送要貯存的數(shù)據(jù)。在圖中，一個(gè)傳輸晶體管2和一個(gè)貯存電容4組成一個(gè)存儲單元。
另一方面，具有小尺寸溝道的晶體管10連接字線WLo-WLn的一端，這樣加載電壓Vstress就同時(shí)地加到所有存儲單元上了。電壓Vg和Vstress是在晶片老化測試過程中向字線提供的高電壓。施加電壓Vstress來檢測晶體管10的柵極，然后電壓Vg被加到傳輸晶體管2的柵極，期望電壓電平的加載電壓通過控制來自外部的板極電壓VPL和位線電壓加到電容4的介質(zhì)層和貯存結(jié)點(diǎn)結(jié)上。圖1中所示的晶片老化測試電路向傳輸晶體管2的柵極提供高電壓，很小的漏電通路被破壞以便檢測缺陷單元。
圖2顯示了在低集成度時(shí)的字線結(jié)構(gòu)，圖1示出的晶片老化測試電路通過在晶片狀態(tài)下篩選不良存儲單元可以充分實(shí)現(xiàn)其目的。然而對高集成度的半導(dǎo)體存儲器裝置，在限定的區(qū)域則很難構(gòu)成芯片，特別是隨著DRAM集成度達(dá)到16或64兆比特級時(shí)，字線結(jié)構(gòu)就發(fā)生變化。由于低集成度的DRAM有充裕的金屬間距，使用圖2中所示的金屬和柵多晶硅就成為可能。字線的通/斷特性靠低阻值的金屬對高阻值的柵多晶硅的夾緊來提高。
圖3顯示了另一種在高集成情況下字線的結(jié)構(gòu)，當(dāng)DRAM集成度增加時(shí)，存儲單元的尺寸就變小，金屬夾緊所有字線就很困難，這樣，用于分離字線驅(qū)動(dòng)器和存儲單元放置分離字線驅(qū)動(dòng)器的分離字線驅(qū)動(dòng)器(SWD)結(jié)構(gòu)就被使用。分離字線驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)把分離字線驅(qū)動(dòng)器與產(chǎn)生一個(gè)行譯碼器的字線譯碼信號相接，以控制字線。由于分離字線驅(qū)動(dòng)器每4至8條字線需要一條金屬線，因此具有非常充裕的金屬間距。在圖3中，由于接收地址信號的字線具有分離結(jié)構(gòu)，靠接通類似于傳統(tǒng)晶片老化測試電路的小尺寸溝道晶體管向存儲單元提供加載電壓是很困難的。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體存儲器件的老化測試電路，它可以不考慮字線結(jié)構(gòu)而只通過在晶片狀態(tài)下的老化測試就可以篩選缺陷單元。
本發(fā)明的的另一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體存儲器件的老化測試電路，它通過先于修理的篩選缺陷單元的方式來降低成本提高效率。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體存儲器件的老化測試電路，它可以在小版圖區(qū)域完成晶片老化測試。
根據(jù)本發(fā)明的一種方案，用于檢測具有多個(gè)存儲單元和連接每一個(gè)存儲單元的字線以及選擇字線的行譯碼器的半導(dǎo)體存儲器件的缺陷單元的老化測試電路包括接收通過字線放電通路的升壓和接收驅(qū)動(dòng)字線的字線升壓的字線驅(qū)動(dòng)器，和接收老化啟動(dòng)信號和升壓的控制電路。字線驅(qū)動(dòng)器與字線相接并被從行譯碼器產(chǎn)生的行譯碼信號控制。控制電路與字線放電通路連接。在正常狀態(tài)，字線由字線升壓啟動(dòng)。在老化檢測狀態(tài)，等于或大于升壓的老化電壓施加到字線上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特性在下面的參照附圖的詳細(xì)說明中可以清楚地得知。
圖1是傳統(tǒng)的晶片老化檢測電路的示意圖2示出了使用金屬帶的字線結(jié)構(gòu)；圖3示出了使用分離字線驅(qū)動(dòng)器的另一種字線的結(jié)構(gòu)；圖4是本發(fā)明的晶片老化檢測電路的電路圖；圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路圖；圖6是顯示圖5中的電路工作的時(shí)序圖。
參照圖4，字線驅(qū)動(dòng)器包括字線升壓輸入PMOS晶體管12和一對電流通路NMOS晶體管14、16。PMOS晶體管12的源極接字線升壓φX，柵極接行譯碼信號NWEB，漏極接與字線相連的輸出節(jié)點(diǎn)N。NMOS晶體管14和16的漏極與輸出節(jié)點(diǎn)N連接，其柵極分別接行譯碼信號NWEB和電壓φXB，電壓φXB具有補(bǔ)充字線升壓φX的電壓值，其源極接字線放電通路DP?？刂齐娐钒ɡ匣刂芅MOS晶體管18，反相器22和放電NMOS晶體管20。老化控制NMOS晶體管18的溝道一端連接字線放電通路DP，溝道的另一端接加載電壓Vstress，其柵極接晶片老化啟動(dòng)信號PWBE。反相器將晶片老化啟動(dòng)信號PWBE反相。放電NMOS晶體管20的溝道一端接字線放電通路DP，溝道的另一端連接到地電壓Vss，其柵極接反相器22的輸出信號。電流通路NMOS晶體管14和16是電流通路裝置，接通或切斷輸出節(jié)點(diǎn)N到放電通路DP的路徑。
設(shè)置NMOS晶體管16是為了提高電流驅(qū)動(dòng)能力，但它并不是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明任務(wù)的必要特征。本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員會很容易地把PMOS晶體管12和NMOS晶體管14構(gòu)成反相器級，那么字線驅(qū)動(dòng)器就僅由產(chǎn)生字線提升壓或提升壓的字線譯碼信號NWEB控制。
圖4所示的晶片老化檢測電路可以進(jìn)行晶片老化檢測，而不需顧及隨集成度變化的字線結(jié)構(gòu)，并能在晶片狀態(tài)篩選缺陷單元。大多數(shù)缺陷是個(gè)別位缺陷，這樣的缺陷單元可以在晶片狀態(tài)依靠高效率的施加加載電壓篩選出來。
在圖4中，設(shè)置的字線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)連接存儲單元的字線，并在譯出地址后通過驅(qū)動(dòng)字線選擇期望的存儲單元。在正常模式，晶片老化啟動(dòng)信號PWBE和行譯碼信號NWBE保持邏輯“低”狀態(tài)，字線提升電壓φX保持提升電壓VPP值邏輯“高”狀態(tài)，然后字線驅(qū)動(dòng)器的字線升壓輸入晶體管12導(dǎo)通，一對電流通路NMOS晶體管14和16截止，老化控制NMOS晶體管18截止，放電NMOS晶體管20導(dǎo)通。所以，NMOS晶體管14和16的源極通過放電NMOS晶體管20接地電壓Vss。由于PMOS晶體管12導(dǎo)通，字線提升電壓φX經(jīng)輸出節(jié)點(diǎn)N生成，字線被啟動(dòng)。
在待機(jī)狀態(tài)，晶體老化啟動(dòng)信號PWBE保持邏輯“低”狀態(tài)，行譯碼信號NWEB和字線提升電壓φX分別保持邏輯“高”和“低”狀態(tài)，字線提升電壓輸入PMOS晶體管12截止，電流通路NMOS晶體管14和16導(dǎo)通，輸出節(jié)點(diǎn)N的電壓經(jīng)字線放電通路DP向地電壓Vss放電，字線斷開。
從待機(jī)狀態(tài)變?yōu)槔匣瘷z測狀態(tài)時(shí)，晶片老化啟動(dòng)信號PWBE被置為邏輯“高”狀態(tài)，使放電NMOS晶體管20截止，老化控制NMOS晶體管18導(dǎo)通，加載電壓Vstress通過字線放電通路DP接入。加載電壓Vstress通過電流通路NMOS晶體管14和16傳遞到字線并加到字線相連接的存儲單元。
在現(xiàn)有技術(shù)中，附加晶體管連接每一個(gè)字線的一端以便向字線提供加載電壓。在圖4中，在正常狀態(tài)使用的字線驅(qū)動(dòng)器和控制電路的晶體管還利用在老化檢測狀態(tài)。由于沒有傳統(tǒng)的晶片老化檢測電路中使用的必需的附加晶體管，使電路布置簡化，并使晶片老化檢測可以不用考慮字線結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作。加壓Vstress和晶片老化啟動(dòng)信號PWBE可以容易地被芯片內(nèi)附設(shè)的模擬片(dummy Pad)控制。在圖4所示的老化檢測電路中，字線放電通路DP用來作為正常狀態(tài)時(shí)的輸出電壓到地電壓進(jìn)行放電的通路，并在晶片老化檢測狀態(tài)接收加載電壓Vstress。
圖5示出了本發(fā)明的晶片老化檢測電路的一個(gè)實(shí)施例。圖6是顯示圖5的電路工作的時(shí)序圖。在圖5中，設(shè)置了許多用于驅(qū)動(dòng)字線的字線驅(qū)動(dòng)器，字線與許多存儲單元連接；設(shè)置了控制許多字線驅(qū)動(dòng)器的控制電路。每一個(gè)字線驅(qū)動(dòng)器和控制電路的結(jié)構(gòu)與圖4中的晶片老化檢測電路中相應(yīng)電路的結(jié)構(gòu)相同。如圖所示，字線驅(qū)動(dòng)器與每一個(gè)分離字線連接，以便用一個(gè)控制電路控制所有的字線。盡管圖中只示出了字線WL0，WL1，WL4和WL5，但其它的字線WL2，WL3和類似的字線也可以容易地構(gòu)成。在這種情況下，加入響應(yīng)字線的字線提升電壓φX2、φX3是很容易理解的。
下面參照圖5、圖6中用虛線包圍的字線驅(qū)動(dòng)器說明本發(fā)明的晶片老化檢測電路的工作情況。在正常狀態(tài)，晶片老化啟動(dòng)信號PWBE和行譯碼信號NWEBO保持邏輯“低”狀態(tài)，字線升壓φX0保持提升電壓Vpp值的邏輯“高”狀態(tài)，φX1保持邏輯“低”狀態(tài)。提升電壓Vpp加到控制電路的輸入端，然后字線驅(qū)動(dòng)器的字線提升電壓輸入PMOS晶體管12導(dǎo)通，一對電流通路晶體管14和16截止。控制電路的老化控制晶體管18截止，放電NMOS晶體管20導(dǎo)通。因此NMOS晶體管14和16的源極經(jīng)放電NMOS晶體管接地電壓Vss，由于PMOS晶體管12導(dǎo)通，字線提升電壓經(jīng)輸出節(jié)點(diǎn)N生成，字線WL0被啟動(dòng)。提升電壓Vpp具有至少靠存儲單元內(nèi)的傳輸晶體管閾值電壓Vt1提升電源電壓Vcc的電壓值，即升壓Vpp為Vcc＋Vt1的電壓值。
別的字線的啟動(dòng)過程也靠上述的同樣方式完成。由于本發(fā)明的老化檢測電路未形成字線一端的晶體管，并在正常狀態(tài)通過使用下拉晶體管阻斷字線，因此老化檢測可以在小分布區(qū)域進(jìn)行。
當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫匣瘷z測狀態(tài)時(shí)，晶片老化啟動(dòng)信號PWBE被置于提升電壓Vpp，行譯碼信號NWEBi(這里i是0-i中的一個(gè))靠電流通路NMOS晶體管14和16的閾值電壓Vt3上升老化電壓，使其達(dá)到Vbi＋Vt3電壓值，使老化控制NMOS晶體管18導(dǎo)通，放電NMOS晶體管20截止，字線升壓輸入晶體管12截止，電流通路NMOS晶體管14和16導(dǎo)通，加到控制電路上的提升電壓Vpp靠老化控制NMOS晶體管18的閾值電壓Vt2下降，然后經(jīng)字線放電通路DP加到NMOS晶體管14和16的源極。所以NMOS晶體管14和16源極的電壓被置為Vpp-Vt2。這樣字線被拉到Vpp-Vt2數(shù)值。期望的加載電壓Vbi可以通過提升電壓Vpp的數(shù)值施加到與字線相接的存儲單元上，提升電壓Vpp靠老化控制NMOS晶體管18的閾值電壓Vt2加到控制電路上。
根據(jù)以上描述，本發(fā)明的老化檢測電路可以通過在晶片狀態(tài)進(jìn)行老化檢測篩選缺陷單元而且不須考慮字線的結(jié)構(gòu)。由于篩選缺陷單元先于進(jìn)行修理，使成本降低，產(chǎn)量提高，又由于在正常狀態(tài)使用下拉晶體管阻斷字線，使元件的布置區(qū)域得以減小。
本技術(shù)領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的范圍和精神的條件下可以對公開的實(shí)施例作各種改良或變化。
權(quán)利要求
1.用于檢查半導(dǎo)體存儲器裝置缺陷單元的老化檢測電路，所述的半導(dǎo)體存儲器裝置具有若干存儲單元、連接每個(gè)存儲單元的字線和選擇字線的行譯碼器，所述的老化檢測電路包括連接字線的字線驅(qū)動(dòng)器，它通過字線放電通路接收提升電壓，具有用于驅(qū)動(dòng)字線的字線提升電壓輸入裝置，并且該字線驅(qū)動(dòng)器受從所說行譯碼器產(chǎn)生的行譯碼信號的控制；連到字線放電通路的控制裝置，接收老化啟動(dòng)信號和所說的提升電壓；其中，在正常狀態(tài)字線由字線提升電壓啟動(dòng)，在老化檢測狀態(tài)等于或大于提升電壓的老化電壓加到字線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的老化檢測電路，其特征在于字線驅(qū)動(dòng)器包括一對電流通路晶體管，各自的柵極分別接行譯碼信號和提升電壓，各自的源極接字線放電道路，各自的漏極接字線；和字線提升電壓輸入晶體管，其柵極接行譯碼信號，其源極接字線提升電壓，其漏極接字線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的老化檢測電路，其特征在于控制裝置包括老化控制晶體管，其溝道的一端接字線放電通路，溝道的另一端接提升電壓，柵極接老化啟動(dòng)信號；和放電晶體管，它的溝道一端接字線放電通路，溝道的另一端接地電壓，其柵極接老化啟動(dòng)信號的反相信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的老化檢測電路，其特征在于在正常狀態(tài)時(shí)，放電晶體管和字線提升電壓輸入晶體管導(dǎo)通，老化控制晶體管和電流通路晶體管截止。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的老化檢測電路，其特征在于在老化檢測狀態(tài)，老化控制晶體管和電流通路晶體管導(dǎo)通，放電晶體管和字線提升電壓輸入晶體管截止。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述老化檢測電路，其特征在于提升電壓和老化電壓被模擬片控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的老化檢測電路，其特征在于老化啟動(dòng)信號被模擬片控制。
8.檢查半導(dǎo)體存儲器裝置缺陷單元的老化檢測電路，所述的半導(dǎo)體存儲器裝置具有若干個(gè)存儲單元，連接每個(gè)存儲單元的字線和選擇字線的行譯碼器，所述的老化檢測電路包括連到字線的字線驅(qū)動(dòng)器，字線驅(qū)動(dòng)器具有被提升電壓和產(chǎn)生于行譯碼器的行譯碼信號控制的電流通路裝置，和具有被驅(qū)動(dòng)字線的由行譯碼信號控制的字線升壓輸入裝置；控制電路，它具有連接在電流通路裝置與地電壓之間的放電裝置，和連接在電流通路裝置與提升電壓之間的老化控制裝置，放電裝置和老化控制裝置分別被老化啟動(dòng)信號和老化啟動(dòng)控制信號控制；因此，在正常狀態(tài)老化控制裝置和電流通路裝置關(guān)閉，放電裝置和字線提升電壓輸入裝置工作，以啟動(dòng)字線和字線提升電壓；在老化檢測狀態(tài)，字線升壓輸入裝置和放電裝置關(guān)閉，電流通路裝置和老化控制裝置工作，以給字線提供等于或大于升壓的老化電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的老化檢測電路，其特征在于電流通路裝置是一對NMOS晶體管，字線提升電壓輸入裝置是PMOS晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的老化檢測電路，其特征在于放電裝置和控制裝置分別是NMOS晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的老化檢測電路，其特征在于升壓和老化電壓被模擬片控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的老化檢測電路，其特征在于老化啟動(dòng)信號被模擬片控制。
全文摘要
一種老化檢測電路，用于檢查有若干存儲單元、連接各存儲單元的字線和選擇字線的行譯碼器的半導(dǎo)體存儲器裝置的缺陷單元，包括通過字線放電通路接收升壓及驅(qū)動(dòng)字線的字線提升電壓的字線驅(qū)動(dòng)器，和接收老化啟動(dòng)信號及升壓的控制電路。字線驅(qū)動(dòng)器與字線連接，并被行譯碼器的行譯碼信號控制?？刂齐娐放c字線放電通路連接。在正常狀態(tài)，字線由字線提升電壓啟動(dòng)；在老化檢測狀態(tài)，等于或大于升壓的老化電壓加到字線上。
文檔編號G11C29/00GK1116710SQ9510857
公開日1996年2月14日 申請日期1995年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月8日
發(fā)明者李在鎣, 昔容軾 申請人:三星電子株式會社