JP2000156093A - 温度に依存した半導体素子のテストおよび修復ロジックを有する回路装置 - Google Patents

温度に依存した半導体素子のテストおよび修復ロジックを有する回路装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体素子2の半導体チップ1に温度センサ
3が設けられている、温度に依存した半導体素子のテス
トおよび修復ロジックを有する回路装置を、半導体素子
の種々の温度におけるテストの後ただちに修復できるよ
うにする。 【解決手段】 半導体チップにおいて温度センサ3を備
えた半導体素子2と自己テストおよび修復ロジック4と
が相互に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度に依存した半
導体素子のテストおよび修復ロジックを有する回路装置
であって、半導体素子の半導体チップに少なくとも1つ
の温度センサが設けられている形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】例えば半導体メモリのような半導体素子
は、顧客に出荷する前に、それらが所定の温度において
申し分なく動作するかについて検査される。従来このた
めに半導体メモリは、半導体メモリに作用する温度を外
部で調整設定することができるテスタに持っていかれ
る。この温度、例えば87℃になると、テスタにおい
て、半導体メモリはその機能性について検査され、この
ために半導体素子に所定のテスト信号が供給される。
【0003】テスタにおける温度が制御可能でなけれ
ば、テスタの結果は時として満足できるものではない。
というのは、半導体メモリの所定の特性は温度に著しく
依存しているからである。即ち、テスト温度、即ち上述
した87℃において、半導体メモリの生じ得るすべての
エラーを信頼性を以て検出できるとは限らないという可
能性がある。
【0004】IEEE YTANSACTIONS ON VERY LARGE ASCALE
INTEGRATON(VLSI)SYSTEMS, 第5巻、No.3、19
97年9月、第270〜276頁から、MOS回路から
成りかつ温度検出のために集積回路に組み込むことがで
きるCMOSセンサが公知である。しかしこの文献に
は、メモリのテストについて詳しく記載されていない。
【0005】更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第1
9828192号公報(GR98P1943DE)か
ら、テストすべき半導体メモリのチップ温度を制御する
ための回路装置が公知であり、ここでは、半導体メモリ
のチップ内に少なくとも1つの温度センサが設けられて
いる。チップにおいて半導体メモリおよび温度センサは
温度制御ユニットに接続されている。これにより、半導
体メモリのチップ温度を種々異なった値に調整設定する
ことができるので、半導体メモリの所定の特性が大きく
温度に依存している場合にも、テスト範囲を申し分なく
カバーすることができる。
【0006】しかしこの公知の回路装置によって、まさ
にテストが行われている半導体メモリを即刻修復するこ
とができない。ここではむしろ半導体メモリの修復は、
テストが終了した後に漸く行うことができる。このこと
は例えば、テストの際に突き止められた、半導体メモリ
の欠陥個所に相応に射出される通例のレーザヒューズの
使用によって行うことができる。
【0007】別の方法として挙げられるのは、半導体メ
モリを半導体メモリの始動の都度、そのチップに設けら
れているテストおよび修復ロジックによってテストしか
つ修復することである。即ち、修復はここでは半導体メ
モリのチップにおいて直接実施される。しかしこの形式
の手法では、不満足な結果しか出すことができない。と
いうのは、この場合半導体メモリはその都度必要な作動
温度においてテストされないからである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、温度に依存する素子のテストおよび修復ロジックを
備えた回路装置を、半導体素子のチップを種々異なった
温度におけるテスト後に直ちに修復することができるよ
うに改良することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題は、冒頭に述べ
た形式の回路装置において、本発明によれば、半導体チ
ップにおいて、温度センサを備えた半導体素子と自己テ
ストおよび修復ロジックとが相互に接続されている即ち
本発明の回路装置は、半導体チップにおいて半導体素子
および温度センサに対して付加的に更に、自己テストお
よび修復ロジックを含んでおり、その結果ドイツ連邦共
和国特許出願公開第19828192号公報に記載の回
路装置の場合のように、テスト過程に対する作動温度を
調整設定することができるのみならず、始動の都度また
は別の適当な時点において、テスト過程に続いて直接難
なく修復を行うこともできる。修復、即ち半導体素子と
しての半導体メモリにおいて例えばエラーがあったメモ
リ個所の代替えは、相応のレーザヒューズの射出によっ
て永久的にスタチックにまたは別個のレジスタにおける
冗長メモリエレメントの付加接続によって一時的に行う
ことができる。
【0010】即ち本発明によれば、半導体素子の半導体
チップに含まれている温度センサを用いた温度に依存し
たテストと、自己テストおよび修復ロジックを用いた修
復との有利な接続が可能になる。
【0011】具体例において、本発明の回路装置は半導
体素子として半導体メモリを含んでいる。この半導体メ
モリの半導体チップには付加的に更に、温度センサ、例
えば温度に依存した発振器、および自己テストおよび修
復ロジック(BIST)が含まれている。そこでこの回
路装置を用いて半導体メモリの「自己修復」が実施され
るべきであれば、まず温度センサを用いて当該半導体メ
モリの温度が検査される。その際検出された温度がテス
トに適していなければ、BISTによって温度変化作動
になるように切り換えられる。それから温度センサによ
って適当な温度になったことが通報されるや否や、自己
テストが始める。この自己テストの期間に、温度が改め
て、適当な温度からずれるようなことになれば、この自
己テストは中断され、かつ温度変化作動が短時間新たに
有効に切り換えられる。このようにして、半導体メモリ
を適当な温度において信頼性を以てテストすることがで
きる。
【0012】それからすべての欠陥のあるメモリセルの
検出後、BISTにおいて、適当な修復コンフィギュレ
ーションが割り出されて、引き続いて例えば冗長メモリ
セルに対するレジスタの設定または電気的にセット可能
なヒューズブロックのプログラミングによって修復が行
われる。半導体メモリの修復が完了するや否や、この半
導体メモリはエラーなしと通報される。この種の修復が
可能でないとすれば、このことは同様に情報として指示
することができる。
【0013】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【0014】各図において互いに対応する部分には同じ
参照番号を付すものとする。
【0015】図1において、半導体チップ1には、半導
体素子の例として、半導体メモリ2と、その近傍に設け
られているないし直接隣接して設けられている温度セン
サ3と、自己テストおよび修復ロジック4とが集積され
ている。上述した公知のCMOS回路から成ることがで
きる温度センサ3は半導体メモリ2の領域における半導
体チップの温度を測定しかつこの温度を、矢印5によっ
て示されているように、自己テストおよび修復ロジック
4に伝送する。温度センサ3によって検出された、半導
体チップ1の温度がテスト温度の領域内にあれば、自己
テストおよび修復ロジック4は、テストモードを開始す
る。このことは、矢印6によって示されている。温度セ
ンサ3によって検出された、半導体チップ1の温度がテ
スト温度の領域外にあれば、自己テストおよび修復ロジ
ック4によって半導体チップ1の温度は上げられるかま
たは下げられる(矢印7参照)。
【0016】従って自己テストおよび修復ロジック4を
用いて、難なく、テスト温度に対する種々の領域を調整
設定することができ、半導体メモリ2を種々異なったテ
スト温度においてその信頼性について検査することがで
きる。即ちこのようにして大きなテスト範囲をカバーす
ることができるので、著しく温度に依存している、半導
体メモリの特性も信頼性を以て検査することができる。
【0017】そこで、自己テストおよび修復ロジック4
によって行われる、半導体メモリ2のテストにおいて、
例えば1つまたは複数の欠陥のあるメモリセルの発見の
中に存在している可能性があるエラーが検出されると、
自己テストおよび修復ロジック4は修復コンフィギュレ
ーションを割り出しかつ引き続いて修復を行う。これ
は、普通は、例えば、半導体メモリ2における冗長メモ
リセルフィールドのヒューズを飛ばすことによって行わ
れる。この修復は矢印8によって示されている。
【0018】修復の終了後、今やエラーのない半導体メ
モリ2が許可されるか(矢印14)または修復不能とし
て(矢印15)外部に通報される。
【0019】半導体メモリ2における上述したテストお
よび修復過程は、半導体チップ1に供給されるBIST
スタート信号(矢印13参照)を介していつでもトリガ
することができるので、半導体メモリ2の始動の際にい
つでもまたは別の適当な時点においてもこのテストおよ
び修復過程を実施することが難なく可能である。既述し
たように、スタチックな修復ではなくて、場合によって
は、レジスタの形の別個の電気的なメモリセルを用いた
一時的な修復を行うこともできる。
【0020】図2には、温度センサ3が半導体メモリ2
の近傍に設けられている、本発明の回路装置の別の実施
例が示されている。ここでは、図1の実施例でも勿論存
在している、半導体メモリ2のインタフェース16が別
個に図示されている。温度センサは例えば、25℃まで
の温度領域、25℃ないし75℃の温度領域、75℃な
いし125℃以上の温度領域を有することができる。そ
の際これら4つの温度領域は例えば、「00」、「0
1」、「10」ないし「11」によってデジタルに表示
することができる。自己テストロジック10および修復
ロジック11から成る自己テストおよび修復ロジック4
に、相応のデジタル値が2ビットバスを介して供給され
る(矢印5参照)。通報された温度が自己テストロジッ
ク10によって前以て決められている領域内にある場合
には、テストモードの開始は1つのバスを介して行われ
る(矢印6参照)。そうでなければ、チップ温度は相応
に変化される(矢印7参照)。
【0021】テストの期間に半導体メモリ2において求
められたデータはバスを介して(矢印9参照)自己テス
トロジック10に供給されかつそこで比較器12におい
て検査される。エラーが検出されると、半導体メモリ2
において相応の冗長メモリセルが設定される(矢印8参
照)。その際、冗長メモリセルを相応のレジスタの設定
によって挿入することが可能である。別の方法として挙
げられるのは、自己テストおよび修復ロジック4が冗長
メモリセルを不揮発性のメモリエレメント(例えばEP
ROM、フラッシュメモリ、電気ヒューズ)のプログラ
ミングによって設定することである。
【0022】本発明の回路装置は有利には、例えばDR
AM等のような半導体メモリに使用可能である。しかし
これは、温度に依存してるテストを受けなければならず
かつ冗長的な素子が属しているその他の半導体素子にも
使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回路装置の第1実施例のブロック回路
図である。
【図2】本発明の回路装置の第2実施例の比較的詳細な
ブロック回路図である。
【符号の説明】
1 半導体チップ 2 半導体素子(半導体メモリ) 3 温度センサ 4 自己テストおよび修復ロジック 5 温度測定を表す矢印 6 テストモードを表す矢印 7 温度変化を指示する矢印 8 修復コンフィギュレーションに対する矢印 9 半導体メモリから自己テストおよび修復ロジックへ
のデータバスを表す矢印 10 自己テストロジック 11 修復ロジック 12 比較器 13 BISTスタートに対する矢印 14完成した半導体メモリの通報を表す矢印 15 修復不能な半導体メモリの通報を表す矢印 16 インタフェース

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度に依存した半導体素子のテストおよ
    び修復ロジックを有する回路装置であって、半導体素子
    (2)の半導体チップ(1)に少なくとも1つの温度セ
    ンサ(3)が設けられている形式のものにおいて、半導
    体チップ(1)において温度センサ(3)を備えた半導
    体素子(2)と自己テストおよび修復ロジック(4)と
    が相互に接続されていることを特徴とする温度に依存し
    た半導体素子のテストおよび修復ロジックを有する回路
    装置。
  2. 【請求項2】 前記自己テストおよび修復ロジック
    (4)は温度制御ユニットを含んでいる請求項1記載の
    回路装置。
  3. 【請求項3】 前記温度制御ユニットは、前記温度セン
    サ(3)が半導体チップ(1)の温度に対してテスト温
    度領域外にある温度値を検出するとき、温度変化作動に
    切り替わる請求項1または2記載の回路装置。
  4. 【請求項4】 前記自己テストおよび修復ロジック
    (4)は自己テストロジック(10)としてマイクロプ
    ロセッサと修復ロジック(11)とを有している請求項
    1から3までのいずれか1項記載の回路装置。
  5. 【請求項5】 前記自己テストロジック(10)には比
    較器(12)が含まれている請求項4記載の回路装置。
  6. 【請求項6】 前記自己テストおよび修復ロジック
    (4)は半導体メモリ(2)における冗長メモリセルを
    設定する(矢印8)請求項1から5までのいずれか1項
    記載の回路装置。
  7. 【請求項7】 前記自己テストおよび修復ロジック
    (4)はレジスタの設定によって冗長メモリセルを組み
    入れる請求項1から6までのいずれか1項記載の回路装
    置。
  8. 【請求項8】 前記自己テストおよび修復ロジック
    (4)は不揮発性のメモリのプログラミングによって冗
    長メモリセルを設定する請求項1から6までのいずれか
    1項記載の回路装置。
JP11322754A 1998-11-13 1999-11-12 温度に依存した半導体素子のテストおよび修復ロジックを有する回路装置 Pending JP2000156093A (ja)

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