[发明专利]半导体存储装置的测试方法及其半导体存储装置

说明书

技犬领域

本发明涉及半导体存储装置的测试方法和该半导体存储装置，更具体地，涉及用于检测具有不平衡特性的读出放大器的测试方法和该半导体存储装置。

背景技术

在半导体存储装置中，动态RAM(DRAM)和内部自动刷新的伪SRAM正面临着这样的问题：随着存储器容量增大和尺寸减小，产生了不是工艺失败引起的存储单元和读出放大器的失灵。

随着半导体存储装置的存储容量的增大和尺寸的减小，存储单元的电容趋于减小，并且相邻位线之间的电容趋于增大。存储单元之间的偏差增大，并且读出放大器的不平衡特性变得显著。读出放大器的不平衡特性意味着在由输入和输出被交叉连接的一对CMOS反相器组成的读出放大器中，P沟道晶体管对之间的特性变得不均匀，并且/或者N沟道晶体管对之间的特性变得不均匀。元件的小型化增大了集中于特定晶体管元件的缺陷的可能性，所以在晶体管元件之间发生不是由于制造工艺而引起的特性偏差。

在DRAM的情况下，取决于电荷是否被存储在存储单元的电容器中而存储数据1和0。随着时间的流逝，存储在电容器中的电荷因为漏电流而损失。因此，在DRAM中，周期性地执行刷新操作，其中，读存储单元并且再次写入相同的数据。如果存储单元的电容由于存储容量的增大和器件的小型化而变小，则所存储的电荷在短时间内因为漏电流而损失，因此刷新操作的周期必须更短。然而，减小刷新操作的周期导致功耗的增大，这是不希望的。

因此，在刷新操作中，其单元的电容器的电容较小并且漏电流较大的存储单元被拒绝(排除)，因为在这样的存储单元中，所存储的电荷在短时间内失去。

国际公布WO 2004/079745 A1叙述了当执行刷新操作测试时，利用人工地减小单元的电容器的电容而执行操作测试。在该专利文献中，选择一条字线，激活读出放大器，并且放大位线对，然后在读出放大器被去除激活的状态下选择其他字线，并且在位线中产生中间电位。

日本专利申请早期公开No.H04-001999叙述了在测试模式中，利用将字线驱动电平设定得低于正常操作时的电平而将中间电位写入存储单元，并且检查读出放大器的裕度(margin)。

发明内容

如上所述，读出放大器的不平衡特性由于DRAM的更大存储容量和小型化而成为问题。读出放大器是包括一对CMOS反相器的锁存电路，并且如果P沟道晶体管对或者N沟道晶体管对具有不平衡特性，则在由存储单元的电容器的电荷所改变的位线对的电位差变得不是足够高时，该电位差不能被正确地检测。

即使不发生例如日本专利申请早期公开No.H04-001999所示的读出放大器的操作裕度变得不足的严重失效，读出放大器的稍微不平衡的特性也在存储单元的电容器的电容小并且存在读出放大器的操作受相邻位线和相邻读出放大器影响的数据样式的情况下，引起操作失效。

换句话说，在DRAM的存储单元阵列中，位线与相邻位线电容耦合，并且读出放大器也与相邻的读出放大器电容耦合。因此在读操作中，读出放大器的操作受相邻位线和相邻读出放大器的电位变化的影响，并且该影响在相邻列的数据的组合最差时最强烈，并且失灵的可能性变高。如果存储单元的电容器的电容小，则读出放大器失灵的可能性变高。如果读出放大器具有稍微不平衡的特性，并且如果产生了由于从相邻位线或相邻读出放大器所产生的电容耦合而引起的串扰(cross-talk)噪声且存储单元的电容器的电容小，则发生读出放大器失灵。

如上所述，在刷新操作测试中，其电容器的电容小并且漏电流大的存储单元可以被检测为操作失效，但是其电容器的电容小并且漏电流小的存储单元可能不被检测到。如果这样的存储单元与具有不平衡特性的读出放大器组合，则在最差数据组合的情况下发生操作失效。因此排除具有失效特性的读出放大器的某种方法是必需的。

如上可见，本发明的一个目的在于提供一种用于半导体存储装置的测试方法和该半导体存储装置，所述测试方法可以检测可能引起读操作失效的具有不平衡特性的读出放大器。

为了实现上述目标，本发明的一个方面提供了一种用于半导体存储装置的测试方法，该测试方法用于检测具有不平衡特性的读出放大器，其中在连接到测试目标读出放大器的第一位线的第一存储单元中恢复不同于正常操作时的H和L电平的中间电平，以使得在电容器实际小的情况下的电荷量被存储在第一存储单元中，然后第一存储单元中的数据被读取，并且基于读数据错误的存在而检查读出放大器的失灵。