JP2005327454A - Parallel test apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は半導体記憶装置の並列試験装置に関し、特に、半導体記憶装置のテストを高速に行なうための並列試験装置の構成に関する。 The present invention relates to a parallel test apparatus for a semiconductor memory device, and more particularly to a configuration of a parallel test apparatus for performing a test of a semiconductor memory device at high speed.
半導体記憶装置、特に、ダイナミック型RAM(以下、DRAM)のメモリ容量の大容量化に伴い、半導体記憶装置のテストに要する時間も飛躍的に増大している。 As the memory capacity of a semiconductor memory device, particularly a dynamic RAM (hereinafter referred to as DRAM) increases, the time required for testing the semiconductor memory device has also increased dramatically.
これは、半導体記憶装置の記憶容量が増大するにつれ、そこに含まれるワード線の数も増大するため、ワード線を順次選択状態としつつメモリセル情報の書込および読出動作を行なう時間が格段に長くなったことにより生じる問題である。 This is because, as the storage capacity of the semiconductor memory device increases, the number of word lines included in the semiconductor memory device also increases, so that the time for writing and reading memory cell information while the word lines are sequentially selected is markedly increased. This is a problem caused by the longer period.
上記の問題はバーンインテストなどの加速試験においてより深刻である。このバーンインテストにおいては、半導体記憶装置を高温高電圧の条件下で動作させ、構成要素であるMOSトランジスタのゲート絶縁膜不良、配線間の層間絶縁膜不良、配線不良および製造工程時に混入したバーティクルに起因する不良などの潜在的な初期不良を顕在化させて、出荷前の不良品を排除するものである。 The above problem is more serious in an accelerated test such as a burn-in test. In this burn-in test, the semiconductor memory device is operated under conditions of high temperature and high voltage, the gate insulating film defect of the MOS transistor as a constituent element, the interlayer insulating film defect between the wirings, the wiring defect and the verticle mixed in during the manufacturing process. It is intended to reveal potential initial defects such as the resulting defects and eliminate defective products before shipment.
上記のようなバーンインテストは、出荷製品の品質維持上必須の試験であり、このテストに要する時間の増大は半導体記憶装置の製造コストの上昇に直接結び付くことになる。 The burn-in test as described above is an essential test for maintaining the quality of shipped products, and an increase in time required for this test directly leads to an increase in manufacturing cost of the semiconductor memory device.
このようなテスト時間の増大の問題は、また、寿命テストなどの信頼性試験においても同様に生じる問題である。 Such a problem of increase in test time is also a problem that occurs in reliability tests such as a life test.
図45は、バーンインテストを行なうための従来の装置構成を概略的に示す図である。
図45において、テストボードTB上には、半導体記憶装置DR11〜DRmnは、m行n列に配列されている。これら半導体記憶装置DR11〜DRmnは、信号バスSGを介して各々接続される。
FIG. 45 schematically shows a conventional apparatus configuration for performing a burn-in test.
In FIG. 45, on the test board TB, the semiconductor memory devices DR11 to DRmn are arranged in m rows and n columns. These semiconductor memory devices DR11 to DRmn are each connected via a signal bus SG.
テスト期間中は、このテストボードTBに対して、試験信号発生回路TAから制御信号およびクロック信号が出力される。これら制御信号およびクロック信号は信号バスSGにより、各半導体記憶装置に伝達される。 During the test period, a control signal and a clock signal are output from the test signal generation circuit TA to the test board TB. These control signals and clock signals are transmitted to each semiconductor memory device through a signal bus SG.
バーンインテストにおいては、たとえば、まず半導体記憶装置DR11〜DRmnに対し、それらの各メモリセルに対してハイレベルデータの書込が行なわれる。続いて、試験信号発生回路TAからロウアドレスストローブ信号/RASおよびアドレス信号を信号バスSGへ与え、半導体記憶装置DR11〜DRmnにおいてワード線の選択およびセンスアンプ回路の動作が行なわれる。センスアンプ回路により増幅されたメモリセル情報と、予め書込を行なったテストデータとの比較を行なうことにより各半導体記憶装置の動作不良を検出する。 In the burn-in test, for example, first, high level data is written into each of the memory cells DR11 to DRmn. Subsequently, row address strobe signal / RAS and an address signal are applied from test signal generation circuit TA to signal bus SG, and word lines are selected and sense amplifier circuits are operated in semiconductor memory devices DR11-DRmn. A malfunction of each semiconductor memory device is detected by comparing the memory cell information amplified by the sense amplifier circuit with the test data written in advance.
以上のような動作を、所定の加速条件の下所定の時間連続して行なうことになる。
図47は、従来のダイナミック型半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図47において、ダイナミック型半導体記憶装置1は、外部制御信号入力端子2ないし5を介して与えられる外部制御信号/WE、/OE、/RASおよび/CASを受けて内制御信号を発生するコントロール回路18と、メモリセルが行列状に配列されるメモリセルアレイ7と、アドレス信号入力端子8を介して与えられる外部アドレス信号A0〜Aiを受け、コントロール回路18の制御の下に内部ロウアドレス信号および内部コラムアドレス信号を発生するアドレスバッファ9と、コントロール回路18の制御の下に、リフレッシュ動作時にリフレッシュされるべき行を指定するリフレッシュロウアドレス信号を発生する内部アドレス発生回路10と、コントロール回路18の制御の下にアドレスバッファ9および内部アドレス発生回路10からのアドレス信号のいずれかを選択的に通過させるマルチプレクサ11と、コントロール回路18の制御の下に活性化され、マルチプレクサ11から与えられる内部行アドレス信号をデコードし、メモリセルアレイ7の行を選択するロウデコーダ12を含む。
The above operation is performed continuously for a predetermined time under a predetermined acceleration condition.
FIG. 47 schematically shows an entire configuration of a conventional dynamic semiconductor memory device. In FIG. 47, dynamic
外部制御信号入力端子2へ与えられる信号/WEは、データ書込を指定するライトイネーブル信号である。外部制御信号入力端子3へ与えられる/OEは、データ出力を指定する出力イネーブル信号である。外部制御信号入力端子4へ与えられる信号/RASは、半導体記憶装置の内部動作を開始させ、かつ内部動作の活性時間を決定するロウアドレスストローブ信号である。
Signal / WE applied to external control
この信号/RASの活性化時、ロウデコーダ12等のメモリセルアレイ7の行を選択する動作に関連する回路は活性状態とされる。外部制御信号入力端子5へ与えられる信号/CASはコラムアドレスストローブ信号であり、メモリセルアレイ7における列を選択する回路を活性状態とする。
When this signal / RAS is activated, circuits related to the operation of selecting a row of
半導体記憶装置1は、さらに、コントロール回路18の制御の下に活性化され、アドレスバッファ9からの内部列アドレス信号をデコードし、メモリセルアレイ7の列を選択する列選択信号を発生するコラムデコーダ13と、メモリアレイ7の選択された行に接続するメモリセルのデータを検知し増幅するセンスアンプと、コラムデコーダ13からの列選択信号に応答してメモリセルアレイ7の選択された列を内部データバスa1に接続するIOゲートと、コントロール回路18の制御の下に、データ書込時データ入力端子17へ与えられた外部書込データDQ0〜DQjから内部書込データを生成して内部データバスa1へ伝達する入力バッファ15と、コントロール回路6の制御の下にデータ読出時この内部データバスa1に読出された内部読出データから外部読出データDQ0〜DQjを生成してデータ入出力端子17へ出力する出力バッファ16を含む。
The
図47においては、センスアンプとIOゲートは1つのブロック14で示す。入力バッファ15は、信号/WEおよび/CASがともに活性状態のローレベルとなったときに活性化されて内部書込データを生成する。出力バッファ16は出力イネーブル信号/OEの活性化に従って活性状態とされる。
In FIG. 47, the sense amplifier and the IO gate are shown as one
以上ように、外部から与えられる前記信号/WE、/OE、/RAS、/CASおよびアドレス信号A0〜AiによりDRAMの動作は制御される。 As described above, the operation of the DRAM is controlled by the signals / WE, / OE, / RAS, / CAS and the address signals A0 to Ai given from the outside.
したがって、上記バーンインテスト中においても、試験信号発生回路TAからは各半導体記憶装置DR11〜DRmnに対してこれらの信号が与えられることになる。 Therefore, even during the burn-in test, these signals are supplied from the test signal generation circuit TA to the semiconductor memory devices DR11 to DRmn.
上記のようなバーンインテストにおいて、各半導体記憶装置のメモリ容量が増大した場合でも、テスト時間の増大を抑制するためには、図45に示す試験信号発生回路TAから信号バスSGへ伝達される制御信号/RASを高速で変化させることにより、ワード線が選択状態とされる時間を短くすることが考えられる。 In the burn-in test as described above, even when the memory capacity of each semiconductor memory device is increased, in order to suppress an increase in test time, control transmitted from the test signal generation circuit TA shown in FIG. 45 to the signal bus SG is performed. It can be considered that the time for which the word line is selected is shortened by changing the signal / RAS at a high speed.
しかしながら、信号バスSGには数多くの半導体記憶装置DR11〜DRmnが接続されており、信号バスSGは図45に示すように、大きな寄生容量Cpが存在する。このため、信号バスSGの配線抵抗やこの大きな寄生容量のため、信号伝達遅延が生じ、前記信号を高速で変化させることには限界がある。 However, a large number of semiconductor memory devices DR11 to DRmn are connected to the signal bus SG, and the signal bus SG has a large parasitic capacitance Cp as shown in FIG. For this reason, a signal transmission delay occurs due to the wiring resistance of the signal bus SG and this large parasitic capacitance, and there is a limit to changing the signal at high speed.
図46は、信号バスSG上の制御信号/RASおよびアドレス信号の変化をしめす一例である。 FIG. 46 shows an example of changes in control signal / RAS and address signal on signal bus SG.
図46(A)に信号バスSG上の理想的な信号波形を示し、図46(B)に従来のバーンインテスト時における信号バスSG上の信号波形を示す。図46(A)に示すように、理想状態においては、信号/RASは、信号伝搬遅延の影響を受けることなく、所定の立上がり時間および立下がり時間をもって変化する。アドレス信号は、この信号/RASに対してセットアップ時間Tsおよびホールド時間Thが要求される。セットアップ時間Tsは、信号/RASが立下がる前に確定状態とされるために必要とされる時間である。ホールド時間Thは、信号/RASが立下がってからアドレス信号が確定状態を維持するために必要とされる時間である。 FIG. 46A shows an ideal signal waveform on the signal bus SG, and FIG. 46B shows a signal waveform on the signal bus SG in the conventional burn-in test. As shown in FIG. 46A, in the ideal state, the signal / RAS changes with a predetermined rise time and fall time without being affected by the signal propagation delay. The address signal requires a setup time Ts and a hold time Th for this signal / RAS. The setup time Ts is a time required for setting the signal / RAS before the signal / RAS falls. The hold time Th is a time required for the address signal to maintain a definite state after the signal / RAS falls.
一方、信号バスSGの寄生容量Cpが大きい場合、図46(B)に示すように、信号バスSG上の信号伝搬遅延により制御信号/RASの立上がり時間および立下がり時間が長くなり波形が歪むことになる。このため、制御信号/RASを高速で変化させることができない。 On the other hand, when the parasitic capacitance Cp of the signal bus SG is large, as shown in FIG. 46B, the rise time and fall time of the control signal / RAS become longer due to the signal propagation delay on the signal bus SG, and the waveform is distorted. become. For this reason, the control signal / RAS cannot be changed at high speed.
また、このとき、アドレス信号の変化速度も同様に遅くなる。アドレスセットアップ時間Tsを確保するためには、アドレス信号を理想波形(図46(A))のアドレス信号変化タイミングよりも早いタイミングで変化させる必要がある。アドレス信号を制御信号/RASが非活性状態のハイレベルのときに変化させるため、制御信号/RASの非活性状態の期間が理想波形のそれよりも長くなる。 At this time, the changing speed of the address signal is similarly lowered. In order to secure the address setup time Ts, it is necessary to change the address signal at a timing earlier than the address signal change timing of the ideal waveform (FIG. 46A). Since the address signal is changed when the control signal / RAS is at the high level of the inactive state, the period of the inactive state of the control signal / RAS is longer than that of the ideal waveform.
この結果、バーンインテストの1つのサイクル(ワード線選択サイクル)のの時間が長くなり、高速でワード線を順次選択状態とすることができず、バーンインテスト時間を短くすることができないという問題があった。 As a result, the time of one cycle (word line selection cycle) of the burn-in test becomes long, the word lines cannot be sequentially selected at a high speed, and the burn-in test time cannot be shortened. It was.
また、バーンインテストにおいては、予め各メモリセルに所定の記憶情報を書込み、これをワード線を順次選択状態とすることで、順次読出、書込を行なった情報である期待値と比較することにより、データビットの誤りを検出することにより、製品不良を発見する。このため、上記のように制御信号/RASを高速で変化させることが困難である場合は、上記期待値である信号を予め書込むサイクルにおいてもそのテスト時間が増加してしまうという問題点があった。 Also, in the burn-in test, predetermined storage information is written in advance in each memory cell, and this is compared with an expected value that is information that has been sequentially read and written by sequentially selecting word lines. Detect product defects by detecting data bit errors. For this reason, when it is difficult to change the control signal / RAS at high speed as described above, there is a problem that the test time increases even in a cycle in which the signal which is the expected value is written in advance. It was.
したがって、この発明の目的は、複数の半導体記憶装置をテストする際に、これら各半導体記憶装置に対する前記信号を高速に変化させることが可能で、テスト時間を短縮することが可能な並列試験装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a parallel test apparatus capable of changing the signals for each of the semiconductor memory devices at high speed and reducing the test time when testing a plurality of semiconductor memory devices. Is to provide.
この発明は、要約すれば、複数のサブグループに分割された複数の半導体記憶装置を外部クロック信号に応じて並列に同期して動作試験を行なう場合に、このサブグループごとに上記外部クロック信号を受けて同期した内部試験クロック信号を発生する手段を設け、これら半導体記憶装置を高速に並列試験するものである。 In summary, when an operation test is performed in synchronization with a plurality of semiconductor memory devices divided into a plurality of subgroups in parallel according to the external clock signal, the external clock signal is set for each subgroup. A means for generating a synchronized internal test clock signal is provided, and these semiconductor memory devices are tested in parallel at high speed.
すなわち、本発明に従う並列試験装置は、外部から入力される外部クロック信号に応じて、複数の半導体記憶装置を並列に同期して動作試験を行なう並列試験装置であって、複数のサブグループに分割された複数の半導体記憶装置の、サブグループごとに存在し、外部クロック信号を受けて同期した内部試験クロック信号を発生する内部試験クロック発生手段と、内部試験クロック信号をサブグループ中の各半導体記憶装置に伝達するデータバス線とを備える。 That is, the parallel test apparatus according to the present invention is a parallel test apparatus that performs an operation test in synchronization with a plurality of semiconductor memory devices in parallel according to an external clock signal input from the outside, and is divided into a plurality of subgroups. An internal test clock generating means for generating an internal test clock signal that is synchronized with an external clock signal and is present in each subgroup of the plurality of semiconductor memory devices, and each semiconductor memory in the subgroup And a data bus line for transmitting to the device.
好ましくは、サブグループごとに設けられる前記内部試験クロック発生手段および前記データバス線は、1つのテストボード上に形成され、前記複数の半導体記憶装置は、前記1つのテストボード上に配列される。 Preferably, the internal test clock generating means and the data bus line provided for each subgroup are formed on one test board, and the plurality of semiconductor memory devices are arranged on the one test board.
好ましくは、複数のサブグループにそれぞれ対応して複数のテストボードが設けられ、対応するテストボード上に前記サブグループごとに設けられる前記内部試験クロック発生手段および前記データバス線が形成され、前記サブグループ中の各半導体記憶装置は、前記対応するテストボード上に配列される。 Preferably, a plurality of test boards are provided corresponding to each of the plurality of subgroups, and the internal test clock generating means and the data bus lines provided for each of the subgroups are formed on the corresponding test boards, Each semiconductor memory device in the group is arranged on the corresponding test board.
特に、複数の半導体記憶装置は、行列状に配置され、内部試験クロック発生手段は、前記サブグループ中の各半導体記憶装置に対して前記テストボードの4辺のうちの一辺側に形成され、内部試験クロック発生手段は、前記一辺側から前記外部クロック信号の入力を受ける。 In particular, the plurality of semiconductor memory devices are arranged in a matrix, and the internal test clock generation means is formed on one side of the four sides of the test board with respect to each semiconductor memory device in the subgroup, The test clock generating means receives the external clock signal from the one side.
(作用)
本発明に従う並列試験装置は、並列試験を行なう半導体記憶装置を複数のサブグループに分割し、このサブグループごとに外部から入力される外部クロック信号を受けて同期した内部試験クロック信号が発生される。
(Function)
A parallel test apparatus according to the present invention divides a semiconductor memory device for performing a parallel test into a plurality of subgroups, and generates an internal test clock signal synchronized with the external clock signal input from the outside for each subgroup. .
本発明に従う並列試験装置は、並列試験される複数の半導体記憶装置を複数のサブグループに分割し、その半導体記憶装置のサブグループごとに、外部からの外部クロック信号に応じて、同期した内部試験クロック信号を発生する内部試験クロック発生手段を備えるので、多数の半導体記憶装置を並列試験する場合においても、各半導体記憶装置に与えられるクロック信号の歪の発生を抑制することが可能である。 A parallel test apparatus according to the present invention divides a plurality of semiconductor memory devices to be tested in parallel into a plurality of subgroups, and the internal test is synchronized for each subgroup of the semiconductor memory devices according to an external clock signal from the outside. Since the internal test clock generating means for generating the clock signal is provided, it is possible to suppress the occurrence of distortion of the clock signal applied to each semiconductor memory device even when a large number of semiconductor memory devices are tested in parallel.
[第1の実施例]
図1は、この発明の第1の実施例である半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図1において、半導体記憶装置1は、外部制御信号EXT./WE、EXT./OE、EXT./RAS、EXT./CASを受けて各種内部制御信号を発生するコントロール回路18と、外部からのテストモード指定信号EXT.BIを受けて、内部クロック信号CLKの出力を開始し、外部からの内部クロック周期制御信号FSに応じて、出力する内部クロック信号CLKの周期を変化させる内部周期設定回路20と、内部クロック信号CLKを受けて、外部制御信号EXT.BIに応じて、内部クロック信号CLKを/CAS信号が入力される外部端子5およびコントロール回路6に出力する制御ゲート回路22と、センスアンプ回路および入出力制御回路14からの出力と内部クロック信号CLKを受け、外部制御信号EXT.BIが活性期間中は出力バッファ16にクロック信号CLKを出力し、信号EXT.BIが不活性期間中は、センスアンプおよび入出力制御回路14からの出力信号を出力バッファ16に出力するバッファ入力信号制御回路24とを含む。
[First embodiment]
FIG. 1 schematically shows a whole structure of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the
内部周期設定回路20が発生する内部クロック信号CLKが行選択動作活性化信号(内部RAS)としてコントロール回路18に与えられる。コントロール回路18は、外部信号EXT.BIにより、テストモードが指定されたときにこの内部周期設定回路20からのクロック信号CLKに同期して行選択動作活性化信号を活性状態とする。他の構成は、図47に示す従来の半導体記憶装置の構成と同様であり、対応する部分には同一の参照番号を付して説明は省略する。
Internal clock signal CLK generated by internal
図2は、図1に示す内部周期設定回路20の構成の一例を示す図である。図2において、内部周期設定回路20は、縦続接続される複数段(図2においては4段)のインバータ21a〜21dと、インバータ21dの出力信号とテストモード指定信号EXT.BIをインバータ21fを介して受けるNORゲート21eを含む。インバータ21a〜21dの段数は、発生されるべきクロック信号CLKの周期に応じて適当に設定される。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of internal
したがって、内部周期設定回路20として、図2に示される回路を用いた場合は、その出力であるクロック信号CLKの周期は予め設定された所定の周期に固定される。
Therefore, when the circuit shown in FIG. 2 is used as the internal
図3は、図1に示す内部周期設定回路20の構成の他の例を示す図である。図3を参照して、この内部周期設定回路20bは、バイアス発生回路100と直列接続されたK−1個(Kは奇数である。)の遅延時間可変素子110.1〜110.K−1を含む。さらにこの内部周期設定回路20bは、上記直列接続された遅延時間可変素子の最終段と接続し、テストモード指定信号EXT.BIにより動作の開始が制御される遅延時間可変素子110.Kを含む。
FIG. 3 is a diagram showing another example of the configuration of the internal
バイアス場合回路100は、PチャネルMOSトランジスタ100、102とNチャネルMOSトランジスタ103、104を含む。PチャネルMOSトランジスタ101およびNチャネルMOSトランジスタ103は、電源ライン121と接地電位ライン122の間に直列接続される。PチャネルMOSトランジスタ102とNチャネルMOSトランジスタ104は、電源電位ライン121と接地電位ライン122の間に直列接続される。PチャネルMOSトランジスタ101、102のゲートは共通接続されるとともにPチャネルMOSトランジスタ101のドレインに接続される。すなわち、PチャネルMOSトランジスタ101と102はカレントミラー回路を構成する。NチャネルMOSトランジスタ103のゲートは内部クロック周期制御信号FSを受ける。NチャネルMOSトランジスタ104のゲートはそのドレインに接続される。
The
NチャネルMOSトランジスタ103には内部クロック周期制御信号FSに応じて増減する電流Iaが流れる。MOSトランジスタ103と101は直列接続され、MOSトランジスタ101と102はカレントミラー回路を構成し、MOSトランジスタ102と104は直列接続されているので、4つのMOSトランジスタ101〜104には同じ電流Iaが流れる。ただし、MOSトランジスタ101と102のトランジスタサイズは同一であるものとする。
A current Ia that increases or decreases in accordance with internal clock cycle control signal FS flows through N
遅延時間可変素子110.1は、電源電位ライン121と接地電位ライン122の間に直列接続されたPチャネルMOSトランジスタ111.1、112.1およびNチャネルMOSトランジスタ113.1、114.1を含む。PチャネルMOSトランジスタ111.1のゲートは、バイアス発生回路100のPチャネルMOSトランジスタ102のゲートに接続される。MOSトランジスタ112.1、113.1のゲートは共通接続され、MOSトランジスタ112.1、113.1はインバータ115.1を構成する。
Delay time variable element 110.1 includes P channel MOS transistors 111.1 and 112.1 and N channel MOS transistors 113.1 and 114.1 connected in series between power supply
NチャネルMOSトランジスタ114.1のゲートは、バイアス発生回路100のNチャネルMOSトランジスタ104のゲートに接続される。他の遅延時間可変素子110.2〜110.K−1も同様である。インバータ115.1〜115.K−1は直列接続される。インバータ115.1の入力には、NAND回路115.Kの出力が接続する。
N channel MOS transistor 114.1 has its gate connected to the gate of N
次に、図3に示した内部周期発生回路20bの動作について説明する。
PチャネルMOSトランジスタ111.1〜111.KのゲートはともにPチャネルMOSトランジスタ102のゲートに接続され、NチャネルMOSトランジスタ114.〜114.KのゲートはともにNチャネルMOSトランジスタ104のゲートに接続されているので、各遅延時間可変素子110.1〜110.Kにも内部クロック周期制御信号FSに応じた電流Iaが流れる。
Next, the operation of the internal cycle generation circuit 20b shown in FIG. 3 will be described.
P-channel MOS transistors 111.1 to 111. The gates of K are both connected to the gate of P
内部クロック周期制御信号FSが増大して電流Iaが増大すると、各インバータ115.1〜115.K−1およびNAND回路115.Kの反転時間が短くなり、内部周期設定回路20bの発振周期が短くなる。 When internal clock cycle control signal FS increases and current Ia increases, each inverter 115.1-115. K-1 and NAND circuit 115. The inversion time of K is shortened, and the oscillation period of the internal period setting circuit 20b is shortened.
また、内部クロック周期制御信号FSが減少して電流Iaが減少すると、各インバータ115.1〜115.K−1およびNAND回路115.Kの反転時間が長くなり、内部周期設定回路20bの発振周期が長くなる。 In addition, when internal clock cycle control signal FS decreases and current Ia decreases, each inverter 115.1-115. K-1 and NAND circuit 115. The inversion time of K becomes longer, and the oscillation period of the internal period setting circuit 20b becomes longer.
テストモード指定信号EXT.BIが“L”レベルである期間中は、NAND回路115.Kは不活性状態となるので、この内部周期設定回路20bの出力は停止する。 Test mode designation signal EXT. During the period when BI is at “L” level, NAND circuit 115. Since K becomes inactive, the output of the internal cycle setting circuit 20b is stopped.
以上の構成により、テストモード指定信号EXT.BIにより動作の開始および停止が制御され、内部クロック周期制御信号FSにより発振周期が制御される内部周期設定回路20bの動作が実現されることになる。 With the above configuration, the test mode designation signal EXT. The start and stop of the operation are controlled by the BI, and the operation of the internal cycle setting circuit 20b in which the oscillation cycle is controlled by the internal clock cycle control signal FS is realized.
図4は、図1に示したバッファ入力信号制御回路24の構成の一例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the buffer input
バッファ入力信号制御回路24は、センスアンプおよび入出力制御回路14からの出力信号Doutとテストモード指定信号EXT.BIの反転信号を入力とするNAND回路240と、内部周期設定回路20の出力である内部クロック信号CLKおよびテストモード指定信号EXT.BIを入力とするNAND回路242を含む。テストモード指定信号EXT.BIが“L”レベルである期間中は、NANDゲート240は開状態となり、信号Doutが出力される。
The buffer input
一方、テストモード指定信号EXT.BIが“H”レベルである期間中は、NANDゲート242が開状態となり、内部クロック信号CLKが出力される。
On the other hand, test mode designation signal EXT. During the period when BI is at “H” level, the
以上の構成により、テストモード期間中においても出力バッファ回路を継続的に動作させることが可能で、バーンインテストなどの加速試験において出力バッファ回路の加速試験を同時に行なうことが可能となる。 With the above configuration, the output buffer circuit can be continuously operated even during the test mode period, and the acceleration test of the output buffer circuit can be simultaneously performed in an acceleration test such as a burn-in test.
本実施例においては、出力バッファ回路16のみをテスト期間中動作状態とする構成としたが、入力バッファ回路15および出力バッファ回路16をともにテストモード期間中動作状態とする構成とすることももちろん可能である。
In this embodiment, only the
図5は本発明の動作を説明するための信号波形図である。
テストモード指定信号EXT.BIが“L”レベルから“H”レベルに立上がった後は、内部周期設定回路20からの出力である内部クロック信号CLKにより半導体記憶装置1は動作を行ない、ワード線が駆動され、メモリセル情報に対応してビット線ペア(BL,/BL)の電位差が増幅される。したがって、図45に示したように多数の半導体記憶装置を1つのボード上に配列して同時に動作試験を行なう場合でも、外部からの試験信号の波形の歪とかかわりなく、各々の半導体記憶装置中の内部クロック信号は所定の周期および所定の波形を維持することが可能である。
FIG. 5 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the present invention.
Test mode designation signal EXT. After BI rises from the “L” level to the “H” level, the
したがって、外部からのトリガとしてテストモード指定信号EXT.BIを与えてやることにより、各半導体記憶装置1は、ボード上に存在する寄生容量等の影響を受けることなく、高速で動作することが可能である。
Therefore, test mode designating signal EXT. By providing the BI, each
[第2の実施例]
図6は、本発明の第2の実施例の半導体記憶装置1の構成を示す概略ブロック図である。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a schematic block diagram showing the configuration of the
第1の実施例と異なる点は、内部周期設定回路20の出力である内部クロック信号CLKの周期を制御するための内部クロック周期制御信号FSを、外部からではなく、信号FSの値を不揮発的に記憶することが可能な周期設定回路26から与える構成とした点である。
The difference from the first embodiment is that the internal clock cycle control signal FS for controlling the cycle of the internal clock signal CLK, which is the output of the internal
図7は、周期設定回路26および図3に示した内部周期設定回路20bとの接続関係を示す概略ブロック図である。
FIG. 7 is a schematic block diagram showing a connection relationship between the
バイアス発生回路100中のNチャネルMOSトランジスタ103のゲートには、周期設定回路26の出力が入力される。
The output of
図8は、周期設定回路26の構成をより詳細に示す回路図である。
定電流源242と接地電位との間に抵抗体234、236、238および240が直列に接続されている。抵抗体234にはヒューズ素子228が、抵抗体236にはヒューズ素子230が、抵抗体238にはヒューズ素子232がそれぞれ並列に接続されている。定電流源242と抵抗体234の接続点の電位が内部クロック周期制御信号FSとして出力される。
FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of the
ヒューズ素子228、230および232をレーザトリミング等で切断することにより、定電流源242側から見た抵抗体の抵抗値の合成値が変化するので、内部クロック周期制御信号FSの値を変化させることが可能である。
By cutting
半導体記憶装置は種類により動作条件などの仕様値が異なる。また、設計が異なれば、テスト条件等を変更する必要があるが、本実施例によれば、半導体記憶装置の種類に応じてテストモード期間中の内部クロックCLKの周期を柔軟かつ容易に変更することが可能である。 Semiconductor memory devices have different specifications such as operating conditions depending on the type. Further, if the design is different, it is necessary to change the test conditions and the like. However, according to the present embodiment, the cycle of the internal clock CLK during the test mode period can be flexibly and easily changed according to the type of the semiconductor memory device. It is possible.
以上の実施例においては、テストモード期間中のテスト条件として内部クロック信号CLKの周期を高速化することにより、バーンイン試験等の加速試験のテスト時間を短縮する方法について述べた。加速試験の加速条件を変更するためには、内部クロック信号CLKの周期の高速化のみならず、通常外部電源電圧Vceに対して降圧して内部回路に供給されている内部電源電圧Vciを外部電源電圧にまで上昇するという方法もある。 In the above embodiment, the method for shortening the test time of the acceleration test such as the burn-in test by increasing the cycle of the internal clock signal CLK as the test condition during the test mode period has been described. In order to change the acceleration condition of the acceleration test, not only the cycle of the internal clock signal CLK is increased, but also the internal power supply voltage Vci supplied to the internal circuit after being stepped down from the external power supply voltage Vce is supplied to the external power supply. There is also a method of increasing to a voltage.
図9は、上記のような加速条件の設定を可能とする内部電源電圧供給回路の構成を示すブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an internal power supply voltage supply circuit that enables the acceleration conditions as described above to be set.
外部電源電圧Vceと接地電位との間にPチャネルMOSトランジスタ246および負荷250が直流に接続される。PチャネルMOSトランジスタ246のゲートには、基準電圧発生回路(図示せず)からの出力Vrefおよびナイフ電源電圧Vciを入力とする差動増幅器244の出力が入力される。内部電源電圧Vciは、PチャネルMOSトランジスタ246および負荷250の接続点の電位として取出される。したがって、本回路は、内部電源電圧Vciの出力値による負帰還ループを形成し、電圧Vciを基準電圧Vrefに保持する機能を有する。差動増幅器244の出力と接地電位との間にはNチャネルMOSトランジスタ248が接続され、そのゲート電位はテストモード指定信号EXT.BIにより制御される。つまり、テストモード期間中は、テストモード指定信号EXT.BIが“H”レベルとなって、NチャネルMOSトランジスタ248が導通状態となることにより、PチャネルMOSトランジスタ246のゲート電位が接地電位まで引下げられる。したがって、PチャネルMOSトランジスタ246が完全に導通状態となって、内部電源電圧Vciは外部電源電圧Vceまで引上げられる。
P
図10は、横軸に外部電源電圧を、縦軸に内部電源電圧をとり、上述した通常使用領域および加速試験領域の違いを示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing the difference between the normal use region and the acceleration test region described above, with the external power supply voltage on the horizontal axis and the internal power supply voltage on the vertical axis.
通常使用領域においては外部電源電圧の変動に対しても内部電源電圧は一定値を保持しているが、加速試験領域においては、内部電源電圧は外部電源電圧と一致する。 In the normal use region, the internal power supply voltage remains constant even when the external power supply voltage fluctuates, but in the accelerated test region, the internal power supply voltage matches the external power supply voltage.
したがって半導体記憶装置1の内部回路は、通常動作時よりも高い電圧である外部電源電圧において動作することになり、より加速された条件でバーンインテスト等を行なうことが可能になる。
Therefore, the internal circuit of
[第3の実施例]
図11は、本発明の第3の実施例の半導体記憶装置1の構成を示す概略ブロック図である。
[Third embodiment]
FIG. 11 is a schematic block diagram showing the configuration of the
第1の実施例と異なる点は、テストモード指定信号EXT.BIを外部からち直接与える構成ではなく、外部制御信号である/RAS、/CAS、/WEおよびアドレス信号A0〜Aiを入力として受けて、これらの信号の組合せによりテストモードが指定されたことを検出するテストモードコントロール回路19を備える構成とした点である。
The difference from the first embodiment is that the test mode designation signal EXT. It is not a configuration in which BI is directly applied from the outside, but external control signals / RAS, / CAS, / WE and address signals A0 to Ai are received as inputs, and a test mode is designated by a combination of these signals This is a configuration including a test
オンウェハテスト等においては、テスト用の外部端子からテスト信号等を入力することが可能であるが、半導体記憶装置1が製品段階においてモールドパッケージ等に収められた後は、外部からの制御信号の入力は、外部ピンから与えてやる必要がある。
In an on-wafer test or the like, a test signal or the like can be input from an external terminal for testing. However, after the
図12は、図11に示すコントロール回路18およびテストモードコントロール回路19の具体的構成の一例を示す図である。図12において、コントロール回路18は、外部制御信号入力端子4に与えられる外部制御信号/RAS(EXT./RAS)を受けて内部ロウアドレスストローブ信号/RASを出力する。RASバッファ30と、外部制御信号入力端子4および5へそれぞれ与えられる外部制御信号EXT./RASおよびEXT./CASを受けて、CBR条件(外部制御信号EXT./RASの立下がりよりも先に外部制御信号EXT./CASを先にローレベルに立下げる条件)が設定されたことを検出するCBR検出器31と、CBR検出器31からのCBR検出信号に応答してワンショットのパルス信号を発生するワンショットパルス発生回路32と、CBR検出器31からのCBR検出信号に応答して活性化され、CBR検出信号が活性状態とされている間所定時間ごとに活性化信号をワンショットパルス発生回路32に与えるタイマ33と、外部制御信号入力端子2〜5へ与えられる外部制御信号EXT./WE、EXT./OE、EXT./RASおよびEXT./CASを受け、これらの外部制御信号がWCBR条件(Write Cas Before Ras条件:EXT./WEがハイレベルで、かつCBR条件が満たされる。)および所定のアドレス信号がスーパーVcc条件(通常のハイレベルであるVcc電位よりも高い電位)の条件を満足するときテストモードが設定されたことを示すテストモード指定信号BIを出力するテストモード設定回路80と、EXT./RAS、EXT./CASおよびEXT./WEを受け、これらの制御信号が所定の条件を満たす場合にセルフリフレッシュモードが設定されたことを示すセルフリフレッシュモード指定信号φssを出力するセルフリフレッシュモード設定検出回路34と、を含む。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a specific configuration of
ワンショットパルス発生回路32は、CBR検出器31からのCBR検出信号の活性化時およびタイマ33からの信号(リフレッシュ指示信号)の活性化にそれぞれ応答して、所定野時間期間活性状態とされるワンショットのパルス信号を発生する。
One shot
コントロール回路18は、さらに、RASバッファ30の出力する内部ロウアドレスストローブ信号/RASとCBR検出器31の出力するCBR検出信号を受ける2入力NORゲート35と、CBR検出器31の出力するCBR検出信号とセルフリフレッシュモード設定回路からのセルフリフレッシュ指定信号φssを受ける2入力AND回路50と、このAND回路50の出力とテストモード設定回路80からのテストモード指定信号BIを受ける2入力ORゲート52と、内部周期設定回路20からのクロック信号CLKに応答して、選択的にORゲート52の出力信号を通過させるトランスファーゲート38と、内部周期設定回路20からのクロック信号CLKとトランスファーゲート38の出力信号を受ける2入力ANDゲート39と、ORゲート52の出力信号の反転信号とワンショットパルス発生回路32の出力信号とを受ける2入力ANDゲート44と、NORゲート35の出力信号とANDゲート39および44の各出力信号とを受ける3入力ORゲート40と、ANDゲート44の出力信号とANDゲート39の出力信号を受ける2入力ORゲート41と、ORゲート40からの出力信号φRASに応答して行選択動作に関連する回路を所定のタイミングで活性化するRAS系制御回路42を含む。図12において、RAS系制御回路42はロウデコーダ12の活性/非活性を制御する。
NORゲート35は、RASパワーアップ30からの信号/RASがローレベルにあり、かつCBR検出器31の出力信号がローレベルのときにハイレベルの信号を出力する。すなわち、通常動作時(CBR条件が設定されないとき)、NORゲートは、RASバッファ30からの信号を反転して出力する。CBR条件が設定されたとき、NORゲート35は、RASバッファ30の出力信号の論理レベルにかかわらず、非活性状態のローレベルとされる。これにより、CBR条件が設定されたとき、外部制御信号EXT./RASの制御による行選択動作は禁止される。
The NOR
ANDゲート50は、CBR検出器31からのCBR検出信号が活性状態のハイレベルにあり、かつセルフリフレッシュモード設定回路34からのセルフリフレッシュモード指定信号φssが活性状態のハイレベルのときにハイレベルの活性状態の信号を出力する。また、ORゲート52は、ANDゲート52の出力がハイレベルのとき、あるいはテストモード設定回路80からのテストモード指定信号BIが活性状態を示すハイレベルのときにハイレベルの活性状態の信号を出力する。すなわち、ORゲート52は、セルフリフレッシュモードあるいはテスト動作モードが指定され、ワード線が順次選択される動作が行なわれるときのみハイレベルの活性状態の信号を出力する。
The AND
トランスファーゲート38は、たとえばPチャネルMOSトランジスタで構成され、内部周期設定回路20からのクロック信号CLKがローレベルのとき導通状態とされる。これにより、テストモード終了が指定されたときにクロック信号CLKがハイレベルであっても、このクロック信号CLKがすぐにローレベルに立下がるのを防止する。クロック信号CLKがローレベルに立下がってから、テストモード動作が終了される。不完全なワード線選択により、メモリセルデータが破壊されるのを防止する。したがって、このトランスファーゲート38は、クロック信号CLKの立上がりごとにANDゲート37の出力信号をラッチするラッチ回路の機能を備える。
ORゲート40は、ANDゲート39の出力信号、ANDゲート44の出力信号、およびNROゲート35の出力信号のいずれかがハイレベルとされたときに、ハイレベルの活性状態となるワード線選択動作活性化信号(内部RAS信号)φRASを出力する。この信号φRASは、RAS系制御回路42へ与えられる。このRAS系制御回路42は、図12においてはロウデコーダ12のみを制御するように表示されているが、他のセンスアンプ回路やビット線イコライズ/プリチャージ回路(図示せず)などの動作も制御する。
The
ORゲート41の出力信号は、内部アドレス発生回路10へ与えられる。内部アドレス発生回路10は、このOR回路41の出力信号が立下がるごとにその出力するアドレス信号が示すアドレス値を増分または減分する。
An output signal of
したがって、上記のような構成のコントロール回路18により制御される半導体記憶装置1は、外部制御信号およびアドレス信号A0〜Aiにより、セルフリフレッシュモードあるいはテストモードが指定された場合には、内部周期設定回路20からの出力信号である内部クロック信号CLKによりワード線が順次選択され、内部アドレス発生回路10により指定される行に属するメモリセルに対するリフレッシュ動作が実行されることになる。
Therefore, in the
なお、図12においては、内部周期設定回路20の出力信号である内部クロック信号CLKの周期を外部から制御するために、特定の制御ピンから内部クロック周期前記信号FSを与える構成としているが、内部クロック周期制御信号の値を所定のアドレス信号A0〜Aiの組合せによりテストモード設定回路80が設定し、内部周期設定回路20に出力する構成としてもよい。
In FIG. 12, in order to control the cycle of the internal clock signal CLK, which is an output signal of the internal
[第4の実施例]
図13は、本発明の第4の実施例の半導体記憶装置1の構成を示す概略ブロック図である。
[Fourth embodiment]
FIG. 13 is a schematic block diagram showing the configuration of the
第1の実施例と異なる点は、テストモード指定信号EXT.BIによってテストモードが指定されると、外部から与えられる外部クロック信号、たとえば、外部ロウストローブ信号EXT./RASに対応して発生する内部ロウストローブ信号φRASを受けて、それに同期した内部クロック信号CLKを発生する内部同期回路70を備える構成とした点である。
The difference from the first embodiment is that the test mode designation signal EXT. When the test mode is designated by BI, an external clock signal applied from the outside, for example, external row strobe signal EXT. An
従来の技術において述べたように、複数の半導体記憶装置を並列してテストする場合は、外部から与えられる外部クロック信号は、テストボード上においては、信号伝達遅延のために波形が歪んだものとなる。本実施例においては、この外部クロック信号に同期した内部クロック信号を内部同期回路70によって発生することにより、半導体記憶装置1内の内部回路の動作を制御する内部クロック信号の形状を整形することを目的とする。
As described in the prior art, when testing a plurality of semiconductor memory devices in parallel, the external clock signal given from the outside is distorted due to signal transmission delay on the test board. Become. In the present embodiment, the internal clock signal synchronized with the external clock signal is generated by the
内部行ストローブ信号φRASは、図12に示したコントロール回路18と同様に、外部ロウストローブ信号EXT./RASが、RASバッファ回路30を通過した後の内部信号であるものとする。
Internal row strobe signal φRAS is external low strobe signal EXT., Similar to control
内部同期回路70の構成としては、位相ロックトループ回路(PLL回路)やディレーロックトループ回路(DLL回路)等の構成が考えられる。
As the configuration of the
図14は、内部同期回路70として、DLL回路を用いた場合の構成を示す概略ブロック図である。
FIG. 14 is a schematic block diagram showing a configuration when a DLL circuit is used as the
図14を参照して、このDLL回路は、クロックバッファ91、96、位相比較器92、チャージポンプ回路93、ループフィルタ94および電圧制御ディレー回路95を含む。
Referring to FIG. 14, the DLL circuit includes clock buffers 91 and 96, a
クロックバッファ91は、図15に示すように、直列接続されたM個(Mは正の整数である。)のインバータ91.1〜91.Mを含み、外部クロック信号φRASを増幅してクロック信号ECLKを出力する。クロック信号ECLKは位相比較器92および電圧制御ディレー回路95に与えられる。インバータ91.1〜91.Mのシンボルの大きさは、各インバータ91.1〜91.Mの負荷駆動能力の大きさを表わしており、インバータ91.1〜91.Mの負荷駆動能力は出力端に向かって徐々に増大している。後段のインバータ91.2〜91.Mの負荷駆動能力は前段のインバータ91.1〜91.M−1の負荷駆動能力の3から4倍程度に設定される。
As shown in FIG. 15, the
インバータ91.1〜91.Mの数Mは位相比較器92および電圧制御ディレー回路95の容量に応じて設定される。
Inverters 91.1 to 91. The number M is set according to the capacities of the
クロックバッファ96は、図16に示すように、直列接続されたN個(Nは正の整数である。)のインバータ96.1〜96.Nを含み、電圧制御ディレー回路95の出力ECLK′を増幅して内部クロック信号CLKおよびクロック信号RCLKを出力する。内部クロック信号CLKは、第1の実施例と同様制御ゲート回路22に供給される。クロック信号RCLKは位相比較器92に与えられる。クロックバッファ96を構成するインバータ96.1〜96.Nの負荷駆動能力も、クロックバッファ90と同様に、出力端に向かって徐々に増大している。また96.1〜96Nの数Nは負荷容量の大きさに応じて設定される。クロック信号RCLKを出力するインバータ(図においては、96.4)は、外部クロック信号φRASと内部クロック信号CLKの位相差が所定の値になるように選択される。
As shown in FIG. 16, the
次に、図14で示した位相比較器92について説明する。図17は、位相比較器92の構成を示す回路図である。図において、この位相比較器92は、インバータ300〜304、2入力NANDゲート305〜310、3入力NANDゲート311、312および4入力NANDゲート313を含む。
Next, the
インバータ300は、クロックバッファ91からのクロック信号ECLKを受ける。インバータ301は、クロックバッファ96からのクロック信号RCLKを受ける。NANDゲート305は、インバータ300の出力とNANDゲート311の出力を受け、信号φ305を出力する。NAND306は、NANDゲート305、307の出力を受け、信号φ306を出力する。NANDゲート307はNANDゲート306、313の出力を受け、NANDゲート308はNANDゲート309、313の出力を受ける。NANDゲート309はNANDゲート308、310の出力を受け、信号φ309を出力する。NANDゲート310は、インバータ301の出力とNANDゲート312の出力を受け、信号φ310を出力する。
Inverter 300 receives clock signal ECLK from
NANDゲート313は、NANDゲート305、306、309、310からの信号φ305、φ306、φ309、φ310を受け、リセット信号RESを出力する。NANDゲート311は、NANDゲート305、306、313から信号φ305、φ306、RESを受け、インバータ302、303を介してアップ信号/UPを出力する。NANDゲート312は、NANDゲート309、310、313から信号φ309、φ310、RESを受け、インバータ304を介してダウン信号DOWNを出力する。 NAND gate 313 receives signals φ305, φ306, φ309, and φ310 from NAND gates 305, 306, 309, and 310, and outputs a reset signal RES. NAND gate 311 receives signals φ305, φ306, and RES from NAND gates 305, 306, and 313, and outputs up signal / UP through inverters 302 and 303. NAND gate 312 receives signals φ 309, φ 310, RES from NAND gates 309, 310, 313 and outputs down signal DOWN via inverter 304.
図18は、クロック信号ECLK、クロック信号RCLK、2入力NANDゲート305の出力(すなわち信号φ305)、2入力NANDゲート310の出力(すなわち信号φ310)、4入力NANDゲート313の出力(すなわちリセット信号RES)、アップ信号/UPおよびダウン信号DOWNの相互の関係を示すタイミングチャートである。 FIG. 18 shows the clock signal ECLK, the clock signal RCLK, the output of the 2-input NAND gate 305 (namely, signal φ305), the output of the 2-input NAND gate 310 (namely, signal φ310), and the output of the 4-input NAND gate 313 (namely, the reset signal RES). ), A timing chart showing the mutual relationship between the up signal / UP and the down signal DOWN.
図17および図18の説明に先立ち、まずクロック信号ECLK、RCLKのいずれもが“H”レベルにある場合を考える。この場合には、ゲート305、310はいずれも必ず“H”レベルを出力する。仮にゲート306、309の出力が“H”レベルであった場合には、ゲート313の出力は“L”レベルとなり、ゲート307、308の出力は“H”レベルになって、結局ゲート306、309の出力は“L”レベルとなる。このため、ゲート311、312は、クロック信号ECLK、RCLKのいずれもが“H”レベルにある限り、常に“H”レベルを出力することがわかる。このような状態の後、クロック信号ECLK、RCLKが“L”レベルに転じれば、ゲート305、310の出力は“L”レベルになり、ゲート306、309は“H”レベルを出力することとなる。 Prior to the description of FIGS. 17 and 18, first, consider a case where both of the clock signals ECLK and RCLK are at the “H” level. In this case, the gates 305 and 310 always output “H” level. If the outputs of the gates 306 and 309 are “H” level, the output of the gate 313 is “L” level, the outputs of the gates 307 and 308 are “H” level, and eventually the gates 306 and 309 are output. Output becomes “L” level. Therefore, it can be seen that the gates 311 and 312 always output the “H” level as long as both the clock signals ECLK and RCLK are at the “H” level. If the clock signals ECLK and RCLK change to “L” level after such a state, the outputs of the gates 305 and 310 become “L” level, and the gates 306 and 309 output “H” level. Become.
この後、図18に示すように、まずクロック信号ECLKが立上がり、次いでクロック信号RCLKが位相T1だけ遅れて立上がる場合を説明する。クロック信号ECLKの立上がりを受けてゲート305の出力φ305が“H”レベルに転じる。しかし、クロック信号RCLKは“L”レベルのままなので、ゲート310の出力φ310は“L”レベルを継続し、ゲート313の出力RESは“H”レベルから変わらない。このため、ゲート311の出力が“L”レベルへと変化する。一方、ゲート312の出力は“H”レベルのまま変化しない。 Thereafter, as shown in FIG. 18, the case where the clock signal ECLK first rises and then the clock signal RCLK rises with a delay of the phase T1 will be described. In response to the rise of clock signal ECLK, output φ 305 of gate 305 turns to “H” level. However, since the clock signal RCLK remains at the “L” level, the output φ310 of the gate 310 continues to be at the “L” level, and the output RES of the gate 313 does not change from the “H” level. For this reason, the output of the gate 311 changes to the “L” level. On the other hand, the output of the gate 312 remains at “H” level.
次いでクロック信号RCLKが立上がると、ゲート310の出力φ310が“H”レベルに転じ、ゲート313の4つの入力はすべて“H”レベルとなってゲート313の出力RESが“L”レベルへと遷移する。その結果、ゲート311の出力は“L”レベルから再び“H”レベルへと変化し、ゲート311はクロック信号ECLKとクロック信号RCLKの位相差を反映したパルス信号を出力する。 Next, when the clock signal RCLK rises, the output φ310 of the gate 310 changes to “H” level, all four inputs of the gate 313 become “H” level, and the output RES of the gate 313 changes to “L” level. To do. As a result, the output of the gate 311 changes from the “L” level to the “H” level again, and the gate 311 outputs a pulse signal reflecting the phase difference between the clock signal ECLK and the clock signal RCLK.
一方、ゲート312の出力は、ゲート310の出力が“H”レベルに変わるのを受けて“L”レベルに転じるものの、直後にゲート313の出力が“L”レベルへと変化するため、直ちに“H”レベルに戻る。このためゲート312は、クロック信号ECLKとクロック信号RCLKの位相差とは無関係の一定の幅のパルス信号を出力する。 On the other hand, the output of the gate 312 changes to the “L” level in response to the change of the output of the gate 310 to the “H” level, but immediately after that, the output of the gate 313 changes to the “L” level. Return to H ”level. For this reason, the gate 312 outputs a pulse signal having a constant width irrespective of the phase difference between the clock signal ECLK and the clock signal RCLK.
クロック信号RCLKがまず立下がり、次いでクロック信号ECLKが立上がる場合は、アップ信号/UPとダウン信号DOWNの関係が逆になるだけで同様であるので説明は省略する。 When the clock signal RCLK first falls and then the clock signal ECLK rises, the relationship between the up signal / UP and the down signal DOWN is the same except that the description is omitted.
つまり、位相比較器92は、図19に示すように、クロック信号ECLKの位相がクロック信号CLKよりも遅れている場合は、一定のパルス幅のアップ信号/UPと位相差に応じたパルス幅のダウン信号DOWNを出力し、クロック信号ECLKとRCLKの位相が一致している場合は、同じパルス幅の信号/UPとDOWNを出力し、クロック信号ECLKの位相がクロック信号RCLKよりも進んでいる場合は、一定のパルス幅のダウン信号DOWNと位相差に応じたパルス幅のアップ信号/UPを出力する。
That is, as shown in FIG. 19, when the phase of the clock signal ECLK is delayed from the clock signal CLK, the
図20は図14に示したチャージポンプ93およびループフィルタ94の構成を示す回路図である。図20を参照して、チャージポンプ93は電源電位ライン121と接地電位ライン122の間に直流接続された定電流源123、PチャネルMOSトランジスタ124、NチャネルMOSトランジスタ125および定電流源126を含む。
FIG. 20 is a circuit diagram showing configurations of
PチャネルMOSトランジスタ124のゲートはアップ信号/UPを受け、NチャネルMOSトランジスタ125のゲートはダウン信号DOWNを受ける。PチャネルMOSトランジスタ124とNチャネルMOSトランジスタ125の接続ノードN124がチャージポンプ93の出力ノードとなる。ループフィルタ94は、チャージポンプ93の出力ノードN124と接地電位ライン122の間に直列接続された抵抗127およびキャパシタ12を含む。
The gate of P
次に、図20に示したチャージポンプ93およびループフィルタ94の動作について説明する。アップ信号/UPおよびダウン信号DOWNがともに“L”レベルになると、PチャネルMOSトランジスタ124が導通状態になり、NチャネルMOSトランジスタ125が非導通状態になって、電源ライン122→定電流源123→PチャネルMOSトランジスタ124→ノードN124→抵抗127を介してキャパシタ127に電荷が供給される。これによりノードN124の電圧すなわち制御電圧VCOinが徐々に上昇する。
Next, operations of the
逆に、アップ信号/UPおよびダウン信号DOWNがともに“H”レベルになると、PチャネルMOSトランジスタ124は非導通状態になりNチャネルMOSトランジスタ125は導通状態になって、キャパシタ128→抵抗127→ノードN124→NチャネルMOSトランジスタ125→定電流源126→接地電位ライン122の経路でキャパシタ128の電荷が流出する。したがって、制御電圧VCOinが徐々に下降する。
On the other hand, when up signal / UP and down signal DOWN both attain "H" level, P
また、アップ信号/UPが“L”レベルとなり、ダウン信号DOWNが“H”レベルになるとMOSトランジスタ124、125はともに導通状態となり、ノード124に流入する電荷量とノードN124から流出する電荷量が等しくなり、制御電圧VCOinは変化しない。
Further, when the up signal / UP becomes “L” level and the down signal DOWN becomes “H” level, both the
逆に、アップ信号/UPが“H”レベルとなり、ダウン信号DOWNが“L”レベルになるとMOSトランジスタ124、125がともに非導通状態となり、ノードN124がフローティング状態となり制御電圧VCOinは変化しない。
On the contrary, when the up signal / UP becomes “H” level and the down signal DOWN becomes “L” level, both the
つまり、チャージポンプ93およびループフィルタ94の出力である制御電圧VCOinは、クロック信号ECLKの位相がクロック信号RCLKよりも遅れている場合は徐々に下降し、クロック信号ECLKとRCLKの位相が一致している場合は変化せず、クロック信号ECLKの位相がクロック信号RCLKよりも進んでいる場合は徐々に上昇する。
That is, the control voltage VCOin that is the output of the
図21は、図14に示した電圧制御ディレー回路95の構成を一部省略した回路図である。
FIG. 21 is a circuit diagram in which the configuration of the voltage
本回路の構成は、図3において説明した、内部周期設定回路20bと基本的に同様であるので、構成および動作の説明の詳細は省略し、その相違点についてのみ、以下述べることにする。 Since the configuration of this circuit is basically the same as that of the internal cycle setting circuit 20b described in FIG. 3, the details of the description of the configuration and operation are omitted, and only the differences will be described below.
すなわち、図3において、内部周期設定回路20bの発振周波数を制御するために外部から与えられていた内部クロック周期制御信号FSに対応してチャージポンプ回路93およびループフィルタ94からの出力電圧VCOinが、NチャネルMOSトランジスタ101のゲートに入力する。
That is, in FIG. 3, the output voltage VCOin from the
一方、内部周期設定回路20bにおいては、発振動作を行なわせるために、NAND回路141.Kの出力がインバータ145.1の入力と接続する構成となっていたが、電圧制御ディレー回路95においては、インバータ145.1の入力にはクロック信号ECLKが入力し、NAND回路141.Kの出力がクロック信号ECLK′として取出される構成となっている。
On the other hand, in internal cycle setting circuit 20b, NAND circuit 141. The output of K is connected to the input of the inverter 145.1. However, in the voltage
したがって、電圧制御ディレー回路95の動作は以下に述べるようなものになる。
すなわち、PチャネルMOSトランジスタ141.1〜141.KのゲートはともにPチャネルMOSトランジスタ102のゲートに接続され、NチャネルMOSトランジスタ144.1〜144.KのゲートはともにNチャネルMOSトランジスタ104のゲートに接続されているので、各遅延時間可変素子140.1〜140.Kにも制御電圧VCOinに応じてNチャネルMOSトランジスタ101および104に流れている電流Iaが流れる。
Therefore, the operation of the voltage
That is, P channel MOS transistors 141.1-141. The gates of K are both connected to the gate of P
制御電圧VCOinが増大して電流Iaが増大すると、各インバータ145、1〜145、K−1およびNAND回路145、Kの反転時間が短くなり、電圧制御ディレー回路95の遅延時間が短くなる。
When the control voltage VCOin increases and the current Ia increases, the inversion times of the inverters 145, 1-145, K-1 and NAND circuits 145, K are shortened, and the delay time of the voltage
また、制御電圧VCOinが減少して電流Iaが減少すると、各インバータ145.1〜145.K−1およびNAND回路145.Kの反転時間が長くなり、電圧制御ディレー回路95の遅延時間が長くなる。
Further, when the control voltage VCOin decreases and the current Ia decreases, the inverters 145.1 to 145. K-1 and NAND circuit 145. The inversion time of K becomes longer, and the delay time of the voltage
以上説明した各構成ブロックの動作をもとに、次に、図14に示したDLL回路の動作について説明する。クロック信号RCLKの位相がクロック信号ECLKよりも遅れている場合は、位相比較器92はクロック信号ECLKとRCLKの位相差に応じたパルス幅のアップ信号/UPと、所定のパルス幅のダウン信号DOWNを出力する。これに応じてチャージポンプ93がループフィルタ94に電荷を供給し、これにより制御電圧VCOinが上昇し、電圧制御ディレー回路95の遅延時間が短くなる。したがって、クロック信号RCLKの位相が進み、クロック信号ECLKとRCLKの位相差は小さくなる。
Next, the operation of the DLL circuit shown in FIG. 14 will be described based on the operation of each component block described above. When the phase of the clock signal RCLK is delayed from the clock signal ECLK, the
逆に、クロック信号RCLKの位相がクロック信号ECLKよりも進んでいる場合は、位相比較器92はクロック信号RCLKとECLKの位相差に応じたパルス幅のダウン信号DOWNと所定のパルス幅のアップ信号/UPを出力する。これに応じてループフィルタ94からチャージポンプ93に電荷が流出し、これにより制御電圧VCOinが下降し電圧制御ディレー回路95の遅延時間が長くなる。したがって、クロック信号RCLKの位相が遅れ、クロック信号RCLKとECLKの位相差が小さくなる。このような過程を繰り返し、ついにはクロック信号RCLKとECLKの位相差が一致する。
Conversely, when the phase of the clock signal RCLK is ahead of the clock signal ECLK, the
図23は、上記のような動作を行なう内部同期回路70を有する半導体記憶装置1の動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 23 is a timing chart for explaining the operation of the
すなわち、半導体記憶装置1が、テストボード上に複数配列されている場合外部から与えられるクロック信号EXT.CLKは、ボード上においては、信号伝達遅延のために、その波形は、図23に示すように、歪んだ波形となる。
That is, when a plurality of
しかしながら、テストモード指定信号EXT.BIが“H”レベルとなって、内部同期回路70が動作を始めると、この回路から出力される内部クロック信号CLKは、外部クロック信号に同期した、矩形波となる。
However, test mode designating signal EXT. When BI becomes “H” level and the
したがって、ボード上外部クロック信号波形が、歪んでいる状態においても、半導体記憶装置内部での回路動作には影響を与えない。 Therefore, even when the external clock signal waveform on the board is distorted, the circuit operation within the semiconductor memory device is not affected.
[第5の実施例]
図24は、本発明の第5の実施例の半導体記憶装置1中の内部同期回路70の構成を示すブロック図である。テストモード指定信号EXT.BIが“H”レベルとなった後、外部クロック信号EXT.CLKの最初の立上がりに応じて、内部クロック信号CLKの出力が開始される必要がある。これは、不完全なワード線選択動作により、メモリセルデータが破壊されるのを防止することが必要であるためと、内部タイマが無作為に発振を開始するために、外部クロックとの位相のずれが大きい場合、外部クロックとの位相を整合するまでの時間が各半導体記憶装置1ごとに異なってしまうことになるためである。
[Fifth embodiment]
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of the
図12に示した、第3の実施例においては、トランスファーゲート38およびAND回路39のラッチ動作により、テストモード指定信号によりテストモードが指定された後、最初の発振波形の立上がり後内部クロック信号CLKが出力される構成としていた。本実施例においても、同様の構成をとることで、上記の問題点を克服することが可能である。
In the third embodiment shown in FIG. 12, after the test mode is designated by the test mode designation signal by the latch operation of the
また、図24に示すように、テストモード指定信号により、論理回路72により、テストモード指定信号が“H”レベルとなった後に、最初の外部クロック信号の立上がりのエッジを検出して、電圧制御ディレー回路95の動作を開始させる構成とすることも可能である。
Further, as shown in FIG. 24, after the test mode designating signal becomes “H” level by the
図25(a)は、このような論理回路72の構成の一例を示す回路図である。
図21に示した電圧制御ディレー回路と異なる点は、最終段の可変遅延素子NAND回路145.KをNOR回路145.Kに変更し、その一方の入力には、テストモード指定信号EXT.BIおよび外部クロック信号EXT.CLKが入力するS−Rフリップフロップ回路160の出力が入力し、他方の入力にはインバータ145.K−1の出力が入力する構成としている点である。
FIG. 25A is a circuit diagram showing an example of the configuration of such a
A difference from the voltage control delay circuit shown in FIG. 21 is that the variable delay element NAND circuit 145. K to NOR circuit 145. K, and one input thereof has a test mode designation signal EXT. BI and external clock signal EXT. The output of the SR flip-
図25(b)に示したように、S−Rフリップフロップ回路160の出力は、テストモード指定信号EXT.BIが“H”レベルとなった後、外部クロック信号EXT.CLKが最初に“H”レベルとなったときに、“H”レベルから、“L”レベルへと変化する。したがって、電圧制御ディレー回路95は、テストモードに入った後の最初の外部クロック信号EXT.CLKの立上がりに応じて動作を開始することになる。
As shown in FIG. 25 (b), the output of the SR flip-
以上の回路構成により、不完全なワード線選択動作が発生することを防止することが可能である。 With the above circuit configuration, it is possible to prevent an incomplete word line selection operation from occurring.
[第6の実施例]
図26は、本発明の第6の実施例の半導体記憶装置1の構成を示す概略ブロック図である。
[Sixth embodiment]
FIG. 26 is a schematic block diagram showing the configuration of the
図27は、図26で示した半導体記憶装置1の構成をより詳細に示す要部ブロック図である。
FIG. 27 is a principal block diagram showing in more detail the configuration of the
第4の実施例と異なる点は、第1には、テストモードコントロール回路82中のテストモード設定回路86が、外部制御信号EXT./RAS、EXT./CAS、EXT./WEおよびアドレス信号A0〜Aiを受けて、テストモードが指定されたことを検出すると、テストモード指定信号BIを出力し、これに応じて内部同期回路70が動作を開始する構成とした点である。
The difference from the fourth embodiment is that, first, the test mode setting circuit 86 in the test mode control circuit 82 is connected to the external control signal EXT. / RAS, EXT. / CAS, EXT. In response to receiving / WE and address signals A0 to Ai, when it is detected that the test mode is designated, a test mode designation signal BI is output, and the
第2には、切換回路84は、内部周期設定回路20の出力および内部同期回路70の出力を受けて、テストモード指定信号BIが活性である期間中は、内部同期回路70からの出力を出力し、テストモード指定信号BIが不活性期間中であり、セルフリフレッシュモード指定信号φssが活性期間中は、内部周期設定回路20の出力を内部クロックとして出力する構成とした点である。
Secondly, the switching
その他の本回路の構成は図12と同一であり、同一部分には同一参照符号を付して説明を省略する。 Other configurations of the circuit are the same as those in FIG. 12, and the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
上記のような構成とすることにより、外部制御信号EXT./RAS、EXT.CASおよびEXT./WEの組合せにより、セルフリフレッシュモードが指定されると、半導体記憶装置1は、外部周期設定回路20の出力である内部クロック信号CLKに応じてセルフリフレッシュ動作を行ない、外部制御信号EXT.RAS、EXT./CAS、EXT./WEおよびアドレス信号A0〜Aiにより、テストモードが指定されると、外部からのクロック信号EXT.CLK、たとえば、外部端子4に外部行ストローブ信号EXT.RASとして与えられるクロック信号に同期した内部同期回路70からの出力を内部クロック信号CLKとしてテストモード動作を行なうことになる。
With the above configuration, the external control signal EXT. / RAS, EXT. CAS and EXT. When the self-refresh mode is designated by the combination of / WE, the
図28は、図27に示した内部同期回路70の動作を示すタイミングチャートである。
外部ライトイネーブル信号EXT./WEが“H”レベルであり、かつ、外部制御信号EXT./RASおよびEXT./CASがCBR条件を満たし外部アドレス信号EXT.AddがスーパーVcc条件を満たすと、テストモード設定回路86が、テストモードが指定されたことを検出し、“H”レベルのテストモード指定信号BIを出力する。NOR回路52にテストモード指定信号BIが入力することにより、トランスファーゲート38に“H”レベルの信号が入力する。したがって、切替回路84から内部周期設定回路70の出力である内部クロック信号CLKがAND回路39に入力されると、この内部クロック信号CLKに応じた内部行ストローブ信号φRASがRAS系制御回路42に入力し、ワード線が順次選択されていくことになる。
FIG. 28 is a timing chart showing the operation of the
External write enable signal EXT. / WE is at "H" level and the external control signal EXT. / RAS and EXT. / CAS satisfies the CBR condition and external address signal EXT. When Add satisfies the super Vcc condition, test mode setting circuit 86 detects that the test mode is designated, and outputs “H” level test mode designation signal BI. When the test mode designating signal BI is input to the NOR circuit 52, an “H” level signal is input to the
以上の回路の構成により、テストモード期間中は、外部クロック信号に同期して、内部同期回路から出力される整形された内部クロック信号により、半導体記憶装置1が動作することになる。
With the above circuit configuration, during the test mode period, the
したがって、外部クロック信号EXT.CLKの波形の歪が、半導体記憶装置1の内部回路の動作に直接影響を与えることがなくなる。
Therefore, external clock signal EXT. The distortion of the waveform of CLK does not directly affect the operation of the internal circuit of the
[第7の実施例]
第6の実施例においては、内部クロック信号CLKは、外部クロック信号EXT.CLKに同期した信号として内部回路に供給される構成であったが、テスト動作を行なうための他の外部制御信号は、テストボード上のデータバス線SGを介して各半導体記憶装置1に供給される構成となっていた。図29は、本発明の第7の実施例の半導体記憶装置1の構成を示す概略ブロック図である。第6の実施例と異なる点は、半導体記憶装置1内部に、セルフテスト回路400を内蔵する構成とした点である。
[Seventh embodiment]
In the sixth embodiment, internal clock signal CLK is external clock signal EXT. The signal is supplied to the internal circuit as a signal synchronized with CLK, but another external control signal for performing the test operation is supplied to each
セルフテスト回路400は、テストベクトル生成部402、セルフテスト制御部404および判定部406を含む。
テストベクトル生成部402は、カウンタやROM、あるいは擬似乱数を発生させるためのLFSR(Linear Feedback Shift Register)などで構成される。たとえば、nビットのLFSRは、2n −1種類の擬似乱数テストベクトルを発生できる。セルフテスト制御部は、テストモード指定信号により動作を開始し、テストベクトル生成部402でのテストベクトルの生成およびメモリセルへの書込動作を制御する。一方、メモリセルに書込まれたテストベクトルは、セルフテスト制御部404の制御に基づいて、判定部406に読出され、期待値と比較することによりビット誤りの検出が行なわれる。
The test
上記書込と読出は交互に行なうことも可能であるが、テスト能率を向上させるために、複数回の出力を圧縮して最後に1回だけ比較を行なうという構成にすることも可能である。 The above writing and reading can be performed alternately, but in order to improve the test efficiency, it is also possible to compress the output a plurality of times and compare only once at the end.
以上のような回路構成により、一度外部からテストモードが指定されると、半導体記憶装置1は、外部クロック信号EXT.CLKに同期した内部クロック信号CLKに応じて動作しつつ、ビット誤りが検出されるまでセルフテスト動作を続けることになり、バーンインテスト等の加速試験の効率を大幅に向上させることが可能である。
With the circuit configuration as described above, once the test mode is designated from the outside, the
[第8の実施例]
図30は、本発明の第8の実施例の半導体記憶装置1の構成を示す概略ブロック図である。
[Eighth embodiment]
FIG. 30 is a schematic block diagram showing the configuration of the
図31は、図30で示した半導体記憶装置1の構成をより詳細に示す要部ブロック図である。
FIG. 31 is a principal block diagram showing in more detail the configuration of
第6の実施例と異なる点は、テストモードコントロール回路82中の内部同期回路70が、外部クロック信号、たとえば、EXT./RASを受けて、その周期を逓倍した内部クロック信号CLKを出力する内部逓倍回路72となっている点である。
The difference from the sixth embodiment is that the
その他の本回路の構成は図27と同一であり、同一部分には同一参照符号を付して説明を省略する。 Other configurations of the circuit are the same as those in FIG. 27, and the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図32は、図31中の内部逓倍回路72の構成を示す概略ブロック図である。
この内部逓倍回路72の構成が、図14に示した内部同期回路70の構成と異なる点は、クロックバッファ96の出力信号RCLKを受けて、所定の分周比に分周する分周回路98を有する構成となっている点である。
FIG. 32 is a schematic block diagram showing the configuration of the
The configuration of
位相比較器92には、クロックバッファ91の出力信号ECLKおよび分周回路98の出力信号nRCLKが入力する。たとえば、分周回路98の分周比が16である場合は、電圧制御ディレー回路95の出力信号ECLK′の16倍の周期の信号が、位相比較器92に入力され、外部クロック信号EXT./RASに応じた信号であるECLKとの位相が一致するようにチャージポンプ回路93が制御される。
The
したがって、クロックバッファ96から出力される内部クロック信号CLKは、外部クロック信号EXT./RASの16分の1の周期を有する信号となる。
Therefore, internal clock signal CLK output from
すなわち、外部クロック信号EXT./RASを逓倍した信号が内部クロック信号CLKとして出力されることになる。 That is, external clock signal EXT. A signal obtained by multiplying / RAS is output as the internal clock signal CLK.
このため、外部クロック信号は、十分ゆっくりとした周期で動作している場合でも内部クロック信号CLKは高速で動作することが可能である。外部クロック信号EXT./RASのテストボード上での波形歪の影響は、外部クロック信号EXT./RASの周期が短いほど顕著となるので、上記のような構成によりテストボード上での波形歪の影響を軽減することが可能である。 Therefore, even when the external clock signal is operating at a sufficiently slow cycle, the internal clock signal CLK can operate at a high speed. External clock signal EXT. / RAS on the test board is affected by the waveform distortion caused by the external clock signal EXT. Since the / RAS cycle is shorter, the effect becomes more prominent. Therefore, it is possible to reduce the influence of waveform distortion on the test board by the above configuration.
本実施例においても、内部クロック信号を、EXT./CAS端子5などの外部端子に出力する構成とすることや、内部クロック周期制御信号FSにより、分周回路98の分周比を変更することで、内部クロック信号CLKの周期を可変とすることはもちろん可能である。 Also in this embodiment, the internal clock signal is EXT. / CAS terminal 5 and other external terminals, or by changing the division ratio of frequency divider circuit 98 by internal clock cycle control signal FS, the cycle of internal clock signal CLK can be made variable. Of course it is possible.
また、上記逓倍された内部クロック信号CLKを出力バッファ回路に入力することにより出力バッファ回路を同時に加速試験することが可能な構成とすることも同様に可能である。 Similarly, it is possible to adopt a configuration in which the output buffer circuit can be simultaneously accelerated by inputting the multiplied internal clock signal CLK to the output buffer circuit.
図33は、第8の実施例の動作を示すタイミングチャートである。第6の実施例と同様にして、外部制御信号EXT./RAS、EXT./CASおよびEXT./WEによりWCBR条件を指定し、アドレス信号EXT.AddをスーパーVcc条件とすることで、テストモードに入り、以後は、EXT./RAS信号の周期を逓倍した内部クロック信号CLKが出力される。 FIG. 33 is a timing chart showing the operation of the eighth embodiment. Similar to the sixth embodiment, the external control signal EXT. / RAS, EXT. / CAS and EXT. / WE specifies the WCBR condition, and the address signal EXT. By setting Add to the super Vcc condition, the test mode is entered. An internal clock signal CLK obtained by multiplying the cycle of the / RAS signal is output.
[第9の実施例]
図34は、本発明の第9の実施例である並列試験装置の構成を示す概略ブロック図である。
[Ninth Embodiment]
FIG. 34 is a schematic block diagram showing the configuration of the parallel test apparatus according to the ninth embodiment of the present invention.
第7の実施例までにおいては、テストボード上の外部クロック信号の波形の歪を整形するために、各半導体記憶装置1がその内部に発振回路あるいは同期回路を有する構成としていた。
Up to the seventh embodiment, each
テストボード上の外部クロック信号EXT.CLKの波形歪を修正する方法としては、以上のような方法ではなく、各ボード上に複数の同期回路を有し外部クロック信号をテストボード上で整形するという構成にすることも可能である。 External clock signal EXT. As a method of correcting the waveform distortion of CLK, it is possible to adopt a configuration in which a plurality of synchronization circuits are provided on each board and an external clock signal is shaped on the test board.
また、同様の効果を得るために、テストボードを複数に分割し、各テストボード上に外部クロック信号EXT.CLKに同期してテストボード上の試験クロック信号RCLKを発生させる構成とすることも可能である。 In order to obtain the same effect, the test board is divided into a plurality of parts, and the external clock signal EXT. It is also possible to generate a test clock signal RCLK on the test board in synchronization with CLK.
図34においては、複数の半導体記憶装置1は、複数のテストボード上に分割して配置され、各テストボードTB1 〜TBn は、それぞれ対応するテストボード同期回路TSC1 〜TSCn を有する。外部から与えられる外部クロック信号EXT.CLKは、各テストボード同期回路TSCi によりこれに同期し、かつ整形されたテストボード試験信号として各半導体記憶装置に出力される。
In FIG. 34, a plurality of
したがって、以上のような並列試験装置の構成とすることにより、外部クロック信号EXT.CLKがテストボード上の寄生容量Cpによる信号遅延によってその波形が歪み各半導体記憶装置の動作が不均一となることで、それぞれの半導体記憶装置ごとにバーンインテスト等の加速条件が異なってしまうという問題を防止することが可能である。 Therefore, by adopting the configuration of the parallel test apparatus as described above, the external clock signal EXT. The waveform of the CLK is distorted due to the signal delay due to the parasitic capacitance Cp on the test board, and the operation of each semiconductor memory device becomes non-uniform, so that the acceleration conditions such as the burn-in test differ for each semiconductor memory device. Can be prevented.
[第10の実施例]
第9の実施例までにおいては、外部から与えられるクロック信号やテスト信号に応じて、バーンインテスト等の加速試験を行なう場合、外部クロック信号の周期を早くした場合においても動作可能な半導体記憶装置の構成および並列試験装置の構成について述べた。
[Tenth embodiment]
Up to the ninth embodiment, when an accelerated test such as a burn-in test is performed according to an externally applied clock signal or test signal, the semiconductor memory device operable even when the cycle of the external clock signal is increased. The configuration and the configuration of the parallel test apparatus were described.
並列加速試験等を高速で行なうためには、その動作するクロック信号を高速にするだけでなく、特に、半導体記憶装置の加速試験においては、そのデータの書込および読出後期待値との比較を行なうための時間を短縮することが重要である。 In order to perform a parallel acceleration test, etc. at high speed, not only the operating clock signal is made high speed, but also in the acceleration test of a semiconductor memory device, comparison with the expected value after writing and reading of the data is required. It is important to reduce the time to do it.
第10の実施例は、半導体記憶装置1中のメモリセルに高速にテスト用の記憶情報を書込むことが可能な半導体記憶装置の構成を示すものである。
The tenth embodiment shows a configuration of a semiconductor memory device capable of writing test storage information to memory cells in the
図35は、典型的なDRAMにおけるメモリセル部分の構造を示す断面図である。図35において、DRAMメモリセル614は、ビット線611が接続するN型高濃度層606と、ワード線605とストレージノード609が接続するN型高濃度層606が形成するメモリセルトランジスタおよび電荷を蓄積するステージノード609、誘電体膜615およびキャパシタの対向電極であるセルプレート610が形成するメモリセルキャパシタとからなる。
FIG. 35 is a cross-sectional view showing the structure of a memory cell portion in a typical DRAM. In FIG. 35, a DRAM memory cell 614 stores memory cell transistors and charges formed by an N-type
また、各素子間は分離酸化膜604で分離されており、基板側はP型のウェル603およびN型のウェル602が基板1上に形成されている。P型ウェル603は、その電位を固定するために配線613からP型高濃度層を介して電位の供給を受けている。
Each element is separated by an
図36は、図35のメモリセル部の等価回路図である。図36において、メモリセルの電荷蓄積キャパシタ電極であるストレージノード609は、ダイオード構成によりPウェル603と接続されている。これにより、Pウェル603を通してストレージノード609に電荷を転送することが可能である。
FIG. 36 is an equivalent circuit diagram of the memory cell portion of FIG. In FIG. 36, a
すなわち、図35において、Pウェル603に対してP型高濃度層607を介して接続する配線613およびセルプレート610の電位を独立に制御することにより、Pウェル603側からストレージノード609に対して電荷の注入を行なうことが可能となる。以下その電荷の注入方法について詳しく述べる。
That is, in FIG. 35, by independently controlling the potential of the
図37は、各メモリセルへ一括して、“H”レベルのデータを書込む方法について説明した図である。 FIG. 37 is a diagram for explaining a method of writing “H” level data to each memory cell in a lump.
以下、一例として電源電圧4ボルト、セルプレート電圧2ボルトの場合における“H”データのメモリセルへの書込方法について説明することにする。 As an example, a method of writing “H” data to a memory cell in the case of a power supply voltage of 4 volts and a cell plate voltage of 2 volts will be described.
図37(a)において、配線613からPウェル603に正の電圧を印加する。これにより、ストレージノード609に正の電荷を注入することができる。このときの注入電荷量は、Pウェル603とN型高濃度層606のPN接合の順方向電圧降下分を考慮した値となる。また、このとき、セルプレート610の電位は−1Vに、Pウェル側の正電位は、以下の値に設定しておく。
In FIG. 37A, a positive voltage is applied from the
(Pウェル側の正電位)=+1+(Pウェル3とN型高濃度層6のPN接合の順方向電圧降下分)(V)
上記の設定により、ストレージノード609の電位は+1Vとなる。
(Positive potential on the P well side) = + 1+ (Forward voltage drop of the PN junction between the P well 3 and the N-type high concentration layer 6) (V)
With the above setting, the potential of the
図37(b)において、配線613を通してPウェル3に対し負電位を供給する。このとき、供給する負電位はDRAMにおけるストレージノード609に接続するN型高濃度層606とPウェル603が逆方向にバイアスされた場合のリーク電流がメモリセルの電荷保持特性を妨げない程度に低く、かつ、近接メモリセルのN型高濃度層606同士の間でのリーク電流が各々のメモリセルの電荷保持特性を妨げない程度に低く保たれるレベルでなければならない。さらに、上記負電位は、メモリセルのスイッチングトランジスタのサブスレショルド電流がメモリセルの電荷保持特性を妨げない程度である必要もある。
In FIG. 37B, a negative potential is supplied to the P well 3 through the
図37(b)において、ストレージノード609中に保持されている電荷は、セルプレート610の負電位により保持される。
In FIG. 37B, the charge held in the
図37(c)において、セルプレート610の電位を+2Vに上昇させると、誘電体膜612を介するストレージノード609は、誘電カプリングにより電位上昇を起こす。したがって、メモリセルには、“H”データ(+4Vに相当)が書込まれた状態となる。
In FIG. 37 (c), when the potential of the
図38は、半導体記憶装置1のメモリセルへ一括して“L”レベルのデータを書込む方法について示した図である。
FIG. 38 is a diagram showing a method of writing “L” level data to the memory cells of
以下では、一例として電源電圧4V、セルプレート電圧2Vの場合における“L”レベルデータのメモリセルへの書込方法について説明する。 Hereinafter, as an example, a method of writing “L” level data to a memory cell when the power supply voltage is 4 V and the cell plate voltage is 2 V will be described.
図38(a)において、まず、配線613からPウェル603に正の電圧を印加することにより、ストレージノード609に電荷を注入することができる。このときの注入添加量は、Pウェル603とN型高濃度層606のPN接合の順方向電圧降下分を考慮した値となる。また、このとき、セルプレート610の電位は+3Vに、Pウェル側の正電位は以下の値に設定しておく。
In FIG. 38A, first, by applying a positive voltage from the
(Pウェル側の正電位)=+1+(Pウェル3とN型高濃度層6のPN接合の順方向電圧降下分)(V)
上記の設定により、ストレージノード609の電位は+1Vとなる。
(Positive potential on the P well side) = + 1+ (Forward voltage drop of the PN junction between the P well 3 and the N-type high concentration layer 6) (V)
With the above setting, the potential of the
図38(b)において、配線613を通して、Pウェル603に対し負電位を供給する。このとき、供給する負電位はDRAMにおけるストレージノード609に接続するN型高濃度層606とPウェル603が逆方向にバイアスされた場合のリクエスト電流が、メモリセルの電荷保持特性を妨げない程度に低く、かつ隣接するメモリセルのN型高濃度層606同士間のリーク電流が各々のメモリセルの電荷保持特性を妨げない程度に低くなければならない。さらに、上記負電位は、メモリセルのスイッチングトランジスタのサブスレショルド電流がメモリセルの電荷保持特性を妨げない程度に低く保たれる必要もある。
In FIG. 38B, a negative potential is supplied to the P well 603 through the
図38(b)で、ストレージノード609中に保持されている電荷は、セルプレート610の負電位により保持される。
In FIG. 38B, the charge held in the
図38(c)において、セルプレート610の電位を+2Vに下降させると、誘電体膜612を介してストレージノード609はカプリングにより電位降下を起こす。したがって、メモリセルには“L”レベルデータが書込まれた状態となる。
In FIG. 38C, when the potential of the
図39は、上記のようなメモリセルへのデータの一括書込方式を可能とする半導体記憶装置1の回路構成の一例を示す概略ブロック図である。
FIG. 39 is a schematic block diagram showing an example of a circuit configuration of the
ビット線ペア628a〜628hおよびワード線624a〜624fの交点にそれぞれメモリセル622が配置されている。たとえばワード線624aおよびビット線ペア628aの交点に配置されているメモリセル622中の記憶情報を読出す場合、ワード線624aの電位が“H”レベルにされる。これにより、メモリセルトランジスタが導通状態となり、メモリセルキャパシタ中に保持されていた電荷がビット線ペア628aの電位に電位差を発生させる。この微小電位差をセンスアンプ623が増幅し、セレクタ625によってI/O線と接続されることにより、外部へこのデータが読出される。
Memory cells 622 are arranged at intersections of bit line pairs 628a to 628h and word lines 624a to 624f, respectively. For example, when reading stored information in memory cell 622 arranged at the intersection of word line 624a and bit line pair 628a, the potential of word line 624a is set to "H" level. As a result, the memory cell transistor becomes conductive, and the charge held in the memory cell capacitor generates a potential difference in the potential of the bit line pair 628a. This minute potential difference is amplified by the
図39の半導体記憶装置1においては、通常動作においてはセルプレート610の電位VC はセルプレート電位発生回路520により発生された電位VCPに保持されている。セルプレート電位発生回路の出力VCPは、切換回路530により、各メモリセルのセルプレートと接続する配線560と接続している。一方、各メモリセル中のPウェル603の電位VW は、通常動作においては、基板電位発生回路522により一定の値VBBに保持されている。基板電位発生回路の出力は、切換回路532を介して、各メモリセルのPウェル3と接続する配線570と接続している。
In the
図37および図38で説明たメモリセルへのデータの一括書込動作を行なう場合には、セルプレート電位/Pウェル電位設定回路524の出力VCQおよびVWCが切換回路530および532を介してセルプレートおよびPウェル603にそれぞれ供給される。セルプレート/Pウェル電位設定回路524は、外部からの制御信号CCPに応じて、セルプレート電位およびPウェル電位を制御することにより、メモリセルへ一括して“H”レベルのデータあるいは“L”レベルのデータの書込を行なう。
When performing the batch write operation of data to the memory cells described with reference to FIGS. 37 and 38, outputs V CQ and V WC of cell plate potential / P well
図40は、以上のようなデータ書込方式を有するDRAMのテスト方式を可能とする回路構成を示す概略ブロック図である。セルプレート電位/Pウェル電位設定回路524において、4つに分割された各メモリセルアレイ620のメモリセル書込データを決定し、書込動作を行なった後、各メモリセルアレイからデータを読出し期待値と比較することにより不良を検出する。このとき、同時に読出されるデータの個数は回路の工夫やアレイ多分割のアーキテクチャの採用により任意に設定できる。また、同時に読出してきた複数のデータのデータ比較は半導体記憶装置1内部に一致検出回路526を有する構成とすることで、各メモリセルアレイより読出されてきた複数のデータについて一致不一致を判断する構成としている。
FIG. 40 is a schematic block diagram showing a circuit configuration enabling a DRAM test method having the above data writing method. In the cell plate potential / P well
[第11の実施例]
図41は、本発明の第11の実施例の半導体記憶装置の構成を示す概略ブロック図である。
[Eleventh embodiment]
FIG. 41 is a schematic block diagram showing the configuration of the semiconductor memory device according to the eleventh embodiment of the present invention.
第10の実施例と異なる点は、セルプレート電位およびPウェル電位をテストモード期間中は、切換回路530および532を介して、外部端子580および582から制御できる構成とした点である。
The difference from the tenth embodiment is that the cell plate potential and the P-well potential can be controlled from the
上記のような構成の半導体記憶装置1において、テスト動作を行なう場合には、まずテストモードを外部からの制御信号により指定することで、テストモード指定信号BIにより、切換回路530および532が、外部端子580および582とそれぞれセルプレートおよびPウェルとを接続させる。
In the
外部テスタにおいて、セルプレート電位およびPウェル電位を制御することにより、各メモリセルアレイ620へ所定のメモリセルデータを書込む。この場合、メモリセルアレイ全体に対し“H”データを書込んだとしても、図41に示すように読出されるデータはメモリセルの配列により“H”レベルおよび“L”レベルの両方が出力されることになる。たとえば、ワード線624aを活性化させた場合、メモリセル622からは“H”レベルのデータが出力されるが、ワード線624bを活性化させた場合、メモリセル622が接続するビット線は“L”レベルとなる。
In an external tester, predetermined memory cell data is written to each
したがって、期待値と比較する場合は、これらデータの反転状態を外部テスタ側において予め認識しておく必要がある。図41においては、ビット線ペア4個分、たとえば、ビット線ペア628a、628b、628c、628dおよびビット線ペア628e、628f、628g、628hがセレクタ回路625を介してコンパレータ627に接続する。したがって、ワード線624aを活性化させる場合、ビット線ペア628aおよびビット線ペア628bのメモリセル622からは、“H”データが出力される。しかし、ワード線624bを活性化させた場合、ビット線ペア628aおよびビット線ペア628bのメモリセル622からは“L”データが出力される。
Therefore, when comparing with the expected value, it is necessary to recognize beforehand the inversion state of these data on the external tester side. 41, four bit line pairs, for example, bit line pairs 628a, 628b, 628c, 628d and bit line pairs 628e, 628f, 628g, 628h are connected to the
そこで、外部テスタにおいて予め読出されるべきデータの期待値を記憶しておき、その値を予めコンパレータ627に入力しておく。その後読出動作を行ないトランジスタ626を活性化させることにより、セレクタ回路625からの出力をコンパレータ627に入力することにより、各ビットデータと期待値との比較を一括して並列に行なうことが可能となる。
Therefore, an expected value of data to be read in advance is stored in the external tester, and the value is input to the
各コンパレータは、期待値との比較結果を信号線DVを介して外部に出力する。以上のようにこのテスト方式を用いることにより、各メモリセルのビット誤りの検出を並列してかつ一括に行なうことが可能となるので、半導体記憶装置1のテスト時間を大幅に短縮することが可能となる。
Each comparator outputs the comparison result with the expected value to the outside via the signal line DV. As described above, by using this test method, it is possible to detect the bit error of each memory cell in parallel and collectively, so that the test time of the
[第12の実施例]
第10の実施例および第11の実施例においては、メモリセルにテスト用データを一括して書込むことを可能としたことにより、半導体記憶装置1のテスト時間を短縮することが可能となった。しかしながら、上記テスト方法の短所としては、メモリセルからのデータパターンの変化による干渉の影響、つまり、メモリセルパターン依存性が検出できないことにある。これは、同一セルプレートに接続するメモリセルに対しては同一データしか書込めないためであり、通常、任意のビット線ペアに接続するメモリセルは同一のセルプレートに接続するために起こるものである。
[Twelfth embodiment]
In the tenth embodiment and the eleventh embodiment, the test time of the
図42は、以上のような問題点を解決するための半導体記憶装置1の構成を示す概略ブロック図である。第10の実施例と異なる点は、各セルプレートを共通に接続している配線が以下に述べるように2組に分かれる構成となっている点である。
FIG. 42 is a schematic block diagram showing a configuration of the
すなわち、各メモリセルに接続するビット線ペアおよびワード線の対角線方向に対し、第1セルプレート配線590は、各配列の1配列おきにその配列に属するメモリセルのセルプレートと接続している。
That is, with respect to the diagonal direction of the bit line pair and the word line connected to each memory cell, the first
これに対し、第2セルプレート配線592は、第1セルプレート配線731が接続していない、残りのメモリセルに対して共通に接続している。セルプレート電位/Pウェル電位設定回路524は、第1セルプレート配線590およびPウェル配線570間の電位(VCQ1 およびVWC)ならびに第2セルプレート配線592およびPウェル配線570間の電位(VCQ2 およびVWC)をそれぞれ独立に制御することが可能な構成となっている。
On the other hand, the second
図43は、このような構成を有する半導体記憶装置1において、一括してメモリセルにテストデータを書込んだ場合の状態を示す図である。
FIG. 43 is a diagram showing a state in the case where test data is collectively written in the memory cells in the
図43においては、図37および図38において説明した方法により、第1セルプレート配線731を“L”レベル書込用に使用し、第2セルプレート配線732を“H”レベル書込用に使用した場合に各メモリセルに書込まれたデータの状態を示す図である。図43によれば、セルプレートが斜めに分離されているため、斜めストライプ状にメモリセルの“H”レベルの状態と“L”レベルの状態が連続している。したがって、同一ワード線に接続するメモリセルに関しては、“H”レベルおよび“L”レベルのデータが交互に配列されることになり、隣接するメモリセルのデータが反転状態となるため、メモリセル間の干渉によるデータへの影響が検出できるパターンとなる。 43, the first cell plate wiring 731 is used for “L” level writing and the second cell plate wiring 732 is used for “H” level writing by the method described in FIGS. 37 and 38. It is a figure which shows the state of the data written in each memory cell when it did. According to FIG. 43, since the cell plates are obliquely separated, the “H” level state and the “L” level state of the memory cells are continued in an oblique stripe shape. Therefore, for memory cells connected to the same word line, “H” level data and “L” level data are alternately arranged, and the data of adjacent memory cells are inverted, so that the memory cells This is a pattern in which the influence on the data due to interference can be detected.
[第13の実施例]
図44は本発明の第13の実施例の半導体記憶装置1の構成を示す概略ブロック図である。
[Thirteenth embodiment]
FIG. 44 is a schematic block diagram showing the configuration of the
第13の実施例は、第12の実施例において、セルプレート電位/Pウェル電位設定回路524が制御していた第1セルプレート配線590およびPウェル配線570間の電位ならびに第2セルプレート配線592およびPウェル配線570間の電位を、第11の実施例と同様に外部端子580、581および582から制御できる構成としたものである。
In the thirteenth embodiment, the potential between the first
第1セルプレート590と接続するメモリセルと第2セルプレート592に接続するメモリセルに対してそれぞれ独立に一括して異なるテストデータを書込むことが可能である点を除いては、第11の実施例とその動作は同様であるのでその説明の詳細は省略する。
Except for the fact that different test data can be written to the memory cells connected to the
図44のような構成とすることにより、外部テスタにより、同一ワード線に接続するメモリセルに関して、“H”レベルおよび“L”レベルのデータが交互に配列されるようにメモリセルへのデータを書込むことが可能となり、メモリセル間の干渉によるデータへ影響が検出できるパターンを形成することが可能となる。 With the configuration as shown in FIG. 44, with respect to the memory cells connected to the same word line, the data to the memory cells is arranged so that the data of the “H” level and the “L” level are alternately arranged by the external tester. It becomes possible to write, and it is possible to form a pattern capable of detecting the influence on data due to interference between memory cells.
1 半導体記憶装置、7 メモリアレイ、9 アドレスバッファ、10 内部アドレス発生回路、11 マルチプレクサ、12 ロウデコーダ、13 コラムデコーダ、14 センスアンプ+IOブロック、15 入力バッファ、16 出力バッファ、18 コントロール回路、19 テストモードコントロール回路、20 内部周期設定回路、26 周期設定回路、30 RASバッファ、31 CBR検出器、34 テストモード設定回路、22 制御ゲート回路、24 バッファ入力信号制御回路、70 内部同期回路、72 内部逓倍回路、80 テストモード設定回路、82 テストモードコントロール回路、84 切換回路、91 クロックバッファ、92 位相比較器、93 チャージポンプ、94 ループフィルタ、95 電圧制御ディレー回路、96 クロックバッファ、98
分周回路、400 セルフテスト回路、520 セルプレート電位発生回路、522 基板電位発生回路、524 セルプレート/Pウェル電位設定回路、530、532 切換回路、560、570 配線、580、582 外部端子、590 第1セルプレート配線、592 第2セルプレート配線。
DESCRIPTION OF
Dividing circuit, 400 Self-test circuit, 520 Cell plate potential generating circuit, 522 Substrate potential generating circuit, 524 Cell plate / P well potential setting circuit, 530, 532 Switching circuit, 560, 570 Wiring, 580, 582 External terminal, 590 First cell plate wiring, 592 Second cell plate wiring.
Claims (4)
複数のサブグループに分割された前記複数の半導体記憶装置の、前記サブグループごとに存在し、前記外部クロック信号を受けて、同期した内部試験クロック信号を発生する内部試験クロック発生手段と、
前記内部試験クロック信号を前記サブグループ中の各半導体記憶装置に伝達するデータバス線とを備える、並列試験装置。 A parallel test apparatus that performs an operation test in synchronization with a plurality of semiconductor memory devices in parallel according to an external clock signal input from the outside,
An internal test clock generating means for receiving the external clock signal and generating a synchronized internal test clock signal for each of the plurality of semiconductor memory devices divided into a plurality of subgroups;
And a data bus line for transmitting the internal test clock signal to each semiconductor memory device in the subgroup.
対応するテストボード上に前記サブグループごとに設けられる前記内部試験クロック発生手段および前記データバス線が形成され、前記サブグループ中の各半導体記憶装置は、前記対応するテストボード上に配置される、請求項1記載の並列試験装置。 A plurality of test boards are provided corresponding to the plurality of subgroups,
The internal test clock generation means and the data bus line provided for each subgroup are formed on a corresponding test board, and each semiconductor memory device in the subgroup is arranged on the corresponding test board. The parallel test apparatus according to claim 1.
前記内部試験クロック発生手段は、前記サブグループ中の各半導体記憶装置に対して前記テストボードの4辺のうちの一辺側に形成され、
前記内部試験クロック発生手段は、前記一辺側から前記外部クロック信号の入力を受ける、請求項2あるいは3記載の並列試験装置。 The plurality of semiconductor memory devices are arranged in a matrix,
The internal test clock generation means is formed on one side of the four sides of the test board for each semiconductor memory device in the subgroup,
The parallel test apparatus according to claim 2 or 3, wherein the internal test clock generation means receives the input of the external clock signal from the one side.
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- 2005-05-13 JP JP2005141367A patent/JP2005327454A/en active Pending
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