JP2000156098A - メモリセルフテスト装置及びこのメモリセルフテスト装置を内蔵した半導体集積回路 - Google Patents
メモリセルフテスト装置及びこのメモリセルフテスト装置を内蔵した半導体集積回路Info
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Abstract
較して、テストコスト、時間、工数を削減できるメモリ
セルフテスト装置及びこのメモリセルフテスト装置を内
蔵した半導体集積回路を提供する。 【解決手段】テスト対象であるメモリ12と、第1クロ
ック信号を用いて前記メモリから読み出されたデータと
該第1クロック信号より遅い第2クロック信号を用いて
前記メモリから読み出されたデータとを比較することに
より前記メモリのテストを行うメモリセルフテスト回路
13、とを備えている。
Description
ト装置及びこのメモリセルフテスト装置を内蔵した半導
体集積回路に関し、特にメモリの読み出し速度に依存し
てエラーが発生するというモードの故障を検出する技術
に関する。
ための幾つかの方法が知られている。このような方法の
一つに、メモリセルを構成するトランジスタ(以下、
「セルトランジスタ」という)の閾値を変化させること
により論理“0”又は“1”を記憶させる方法がある。
例えば、フラッシュメモリの場合、セルトランジスタの
ゲートはフローティングゲートとコントロールゲートの
2種類で構成される。
グゲートに蓄積される電子の量を制御することにより、
セルトランジスタの閾値を変動させ、以て論理“0”又
は“1”を記憶する。論理“0”を記憶させるセルトラ
ンジスタの閾値電圧をVtm0、論理“1”を記憶させる
セルトランジスタの閾値電圧をVtm1とし、読み出し時
にセルトランジスタのゲートに印加する電圧をVrとす
れば、例えば下記式(1)を満足するように各電圧V
tm0、Vr及びVtm1を定めることにより、論理“0”及
び“1”の読み出しが実現できる。 Vtm0>Vr>Vtm1・・・式(1)
ジスタのゲートに読み出し電圧Vrが印加されてもセル
トランジスタはオフのままである。従って、ビット線を
通して接続されたセンスアンプに電流が流れず、これに
より論理“0”として判別される。論理“1”が記憶さ
れたセルトランジスタのゲートに読み出し電圧Vrが印
加されるとセルトランジスタはオンになる。従って、ビ
ット線を通して接続されたセンスアンプにオン電流が流
れ込み、これにより論理“1”として判別される。
間動作させた場合に、何らかの原因で閾値電圧Vtm1が
上昇するというモードの故障が発生する場合がある。こ
の場合、読み出し電圧Vrと閾値電圧Vtm1との差が小さ
くなるためオン電流が減少し、センスアンプの動作が遅
くなる。そのため、規格速度より十分遅い速度で読み出
す場合は正しいデータが得られるが、規格速度で読み出
す場合は誤ったデータが得られるという現象が生じる。
ュメモリを排除するために、従来は、専用のテスタ等と
いった評価装置が使用されている。この評価装置では、
フラッシュメモリの内容を規格速度で読み出し、この読
み出されたデータと予め用意された期待値データとを比
較して一致するかどうかを調べることにより、フラッシ
ュメモリが規格通りに動作するかどうか、つまり良品で
あるかどうかを調べている。
うなテスト方法では、フラッシュメモリをテストするた
めに専用の評価装置を用意する必要があり、テストに要
するコストが高くなるという問題がある。また、この評
価装置を用いたテストでは、個々のフラッシュメモリを
評価装置にマウントしなければならないのでテストに長
時間を必要とし、工数が増大するという問題がある。
えば特開平3−269900号公報に「半導体集積回
路」が開示されている。この半導体集積回路では、テス
トの対象となる書き換え可能なメモリ(被テストメモ
リ)を含む回路が1つの半導体チップ上に形成されてい
る。この半導体集積回路は、テスト動作時は、実動作時
に被テストメモリと他の回路との間で信号の授受を行う
信号線が電気的に切り離されたテストモードに設定され
る。
半導体集積回路内部のROMからのテスト用データ又は
半導体集積回路外部から供給されるテスト用データを、
外部から入力されるテスト用クロックに応じて被テスト
メモリに書き込み、その後、被テストメモリからのデー
タとROM又は外部からのテスト用データとを比較し、
その比較結果を半導体集積回路外部に出力する。このよ
うに、半導体集積回路に内蔵された被テストメモリの単
独テストが該半導体集積回路自身によって行われる。
述したような、フラッシュメモリを高温で長時間動作さ
せた場合に読み出し速度が遅くなるといったモードの故
障を検出することはできない。また、この半導体集積回
路は、被テストメモリをテストするためのテスト用デー
タを記憶するためのROM、或いはテスト用データを外
部から入力するための回路が必要であり、回路が複雑化
すると共に集積化率が低下する。また、テスト用データ
を作成する必要があるのでテストのための工数が増加す
る。
「半導体メモリのセルフバーンイン回路」が開示されて
いる。このセルフバーンイン回路は、所定のセルフバー
ンインテスト条件が満たされると、バーンインテストの
ための所定の制御信号、アドレス信号及びテストデータ
を発生するバーンイン感知部と、前記制御信号の制御に
よって、前記アドレス信号に応じて選択されるメモリセ
ルで前記テストデータがライト/リードされることによ
りバーンインテストが遂行されるメモリセルアレーとを
含んでいる。
テスト動作に必要な各種制御信号及びテストデータ等が
チップの内部で発生されるので、印加される外部電圧が
所定のレベルを越え外部から正常のバーンインテストを
知らせる信号が入力されなければ自らバーンイン動作を
遂行する。しかしながら、このバーンイン回路でも、フ
ラッシュメモリを高温で長時間動作させた場合に読み出
し速度が遅くなるといったモードの故障を検出すること
はできない。
になされたものであり、従来のテスタ等の評価装置を用
いたテストと比較して、テストコスト、時間、工数を削
減できるメモリセルフテスト装置及びこのメモリセルフ
テスト装置を内蔵した半導体集積回路を提供することを
目的とする。
るメモリセルフテスト装置は、上記目的を達成するため
に、テスト対象であるメモリと、第1クロック信号を用
いて前記メモリから読み出されたデータと該第1クロッ
ク信号より遅い第2クロック信号を用いて前記メモリか
ら読み出されたデータとを比較することにより前記メモ
リのテストを行うメモリセルフテスト回路、とを備えて
いる。
モリセルフテスト回路は、第1クロック信号及び該第1
クロック信号より遅い第2クロック信号の何れかを用い
て前記メモリからデータを読み出す読み出し回路と、該
読み出し回路で前記第1クロック信号を用いて読み出さ
れたデータと前記読み出し回路で前記第2クロック信号
を用いて読み出されたデータとを比較し、該比較結果を
表す信号を出力する比較回路、とを備えて構成できる。
前記メモリセルフテスト回路は、第1クロック信号及び
該第1クロック信号より遅い第2クロック信号の何れか
を用いて前記メモリからデータを読み出す読み出し回路
と、該読み出し回路で前記第2クロック信号を用いて読
み出されたデータを一時記憶する一時記憶手段と、前記
読み出し回路で前記第1クロック信号を用いて読み出さ
れたデータと該一時記憶手段から読み出されたデータと
を比較し、該比較結果を表す信号を出力する比較回路、
とを備えたて構成できる。
前記メモリセルフテスト回路は、第1クロック信号を分
周することにより第2クロック信号を生成する分周回路
と、前記第1クロック信号及び該分周回路からの第2ク
ロック信号の何れかを用いて前記メモリからデータを読
み出す読み出し回路と、該読み出し回路で前記第2クロ
ック信号を用いて読み出されたデータを一時記憶する一
時記憶手段と、前記読み出し回路で前記第1クロック信
号を用いて読み出されたデータと該一時記憶手段から読
み出されたデータとを比較し、該比較結果を表す信号を
出力する比較回路、とを備えて構成できる。
て、テストの対象とするメモリは、不揮発メモリ、特に
セルトランジスタの閾値電圧を変化させることにより情
報を記憶するフラッシュメモリとすることができる。こ
のメモリは、クロック信号に同期して動作する同期型メ
モリで構成できる。
積回路は、上記と同様の目的で、テスト対象であるメモ
リと、該メモリをテストするメモリセルフテスト回路、
とが1つのチップに含まれる半導体集積回路であって、
前記メモリセルフテスト回路は、外部から入力された第
1クロック信号を用いて前記メモリから読み出されたデ
ータと該第1クロック信号より遅い第2クロック信号を
用いて前記メモリから読み出されたデータとを比較し、
該比較結果を表す信号を外部に出力する比較回路、を備
えている。
フテスト回路は、外部から入力された第1クロック信号
及び該第1クロック信号より遅い第2クロック信号の何
れかを用いて前記メモリからデータを読み出す読み出し
回路と、該読み出し回路で前記第1クロック信号を用い
て読み出されたデータと前記読み出し回路で前記第2ク
ロック信号を用いて読み出されたデータとを比較し、該
比較結果を表す信号を外部に出力する比較回路、とで構
成できる。
リセルフテスト回路は、外部から入力された第1クロッ
ク信号及び該第1クロック信号より遅い第2クロック信
号の何れかを用いて前記メモリからデータを読み出す読
み出し回路と、該読み出し回路で前記第2クロック信号
を用いて読み出されたデータを一時記憶する一時記憶手
段と、前記読み出し回路で前記第1クロック信号を用い
て読み出されたデータと該一時記憶手段から読み出され
たデータとを比較し、該比較結果を表す信号を外部に出
力する比較回路、とを備えて構成できる。
リセルフテスト回路は、外部から入力された第1クロッ
ク信号を分周することにより第2クロック信号を生成す
る分周回路と、前記第1クロック信号及び該分周回路か
らの第2クロック信号の何れかを用いて前記メモリから
データを読み出す読み出し回路と、該読み出し回路で前
記第2クロック信号を用いて読み出されたデータを一時
記憶する一時記憶手段と、前記読み出し回路で前記第1
クロック信号を用いて読み出されたデータと該一時記憶
手段から読み出されたデータとを比較し、該比較結果を
表す信号を外部に出力する比較回路、とを備えて構成で
きる。
の対象とするメモリは、不揮発メモリ、特にセルトラン
ジスタの閾値電圧を変化させることにより情報を記憶す
るフラッシュメモリとすることができる。このメモリ
は、クロック信号に同期して動作する同期型メモリで構
成できる。
評価装置を用いずに、セルフテストを実現することがで
きる。
速度では正しいデータが読み出せるメモリをテストする
ことを前提としている。即ち、何らかの原因で閾値電圧
Vtm 0及びVtm1が変動しても、Vtm0>Vr>Vtm1の関
係が保たれているメモリ、つまり一定以上の品質を有す
るメモリをテスト対象としている。従って、本発明は、
メモリの初期選別のために使用するより、一通りの選別
が終了したメモリを対象に行うテスト、例えば信頼性評
価試験や製品出荷最終段階の確認等に使用するのが好ま
しい。
を参照しながら詳細に説明する。
としてのマイクロコンピュータ11を示す。このマイク
ロコンピュータ11は、不揮発メモリであるフラッシュ
EEPROM12、セルフテスト回路13及び論理回路
14から構成されている。論理回路14には、中央処理
装置(CPU)及び周辺回路等が含まれる。なお、本発
明のメモリセルフテスト装置は、フラッシュEEPRO
M12とセルフテスト回路13とから構成されている。
ら与えられる第1クロック信号CK1に同期して動作す
る。この同期動作を実現するために、フラッシュEEP
ROM12、セルフテスト回路13及び論理回路14の
それぞれに第1クロック信号CK1が供給されるように
なっている。
ック信号CK1に同期して書き込み及び読み出しが行わ
れる同期型メモリである。また、セルフテスト回路13
は、詳細は後述するが、外部からの第1クロック信号C
K1に基づいて第2クロック信号CK2を生成し、これ
ら第1クロック信号CK1及び第2クロック信号CK2
を用いてフラッシュEEPROM12をテストし、その
結果を一致/不一致信号としてマイクロコンピュータ1
1の外部に送出する。
ンピュータ11においてフラッシュEEPROM12を
テストする場合の動作を説明する。なお、このマイクロ
コンピュータ11が通常の動作を行う場合は、フラッシ
ュEEPROM12は、電気的に論理回路14に接続さ
れる。一方、例えば図示しない所定の信号線がアクティ
ブにすることによりマイクロコンピュータ11がテスト
モードに設定された場合は、図2に示すように、フラッ
シュEEPROM12は、電気的にセルフテスト回路1
3に接続される。
に設定されると、セルフテスト回路13は、先ず通常の
動作時に使用される第1クロック信号CK1より十分低
い周波数の第2クロック信号CK2を用いてフラッシュ
EEPROM12からデータを読み出す。この読み出さ
れたデータは、このセルフテスト回路13に設けられた
図示しないRAM25(詳細後述)に記憶される。
フラッシュEEPROM12からデータが読み出され
る。そして、この読み出されたデータと先に読み出され
てRAM25に記憶されているデータとが比較され、こ
の比較結果が一致/不一致信号としてマイクロコンピュ
ータ11の外部に出力される。この一致/不一致信号が
一致を表している場合は、フラッシュEEPROM12
は正常であると判断される。一方、不一致を表している
場合は、読み出し速度の相違によってデータが異なるこ
とが認識され、このフラッシュEEPROM12は故障
と判断される。
フテスト回路13とで成るメモリセルフテスト装置の構
成を図1に示したブロック図を参照しながら説明する。
このメモリセルフテスト装置に含まれるセルフテスト回
路13は、分周回路20、マルチプレクサ21、読み出
し回路22、デマルチプレクサ23、書き込み回路2
4、RAM25、読み出し回路26及び比較回路27か
ら構成されている。
数fの第1クロック信号CK1をN分の1に分周し、周
波数f/Nの第2クロック信号CK2を生成する。この
分周回路20で生成された第2クロック信号CK2はマ
ルチプレクサ21に供給される。この周波数f/Nは、
周波数fと比較して十分小さい値になるように分周の段
数が決められる。
路からの選択信号に応じて、外部からの第1クロック信
号CK1又は分周回路20からの第2クロック信号CK
2の何れかを通過させる。即ち、マルチプレクサ21
は、周波数fでフラッシュEEPROM12からデータ
を読み出す場合は外部からの第1クロック信号CK1を
通過させ、周波数f/NでフラッシュEEPROM12
からデータを読み出す場合は分周回路20からの第2ク
ロック信号CK2を通過させる。このマルチプレクサ2
1から出力されたクロック信号は、フラッシュEEPR
OM12及び読み出し回路22に供給される。
又はその分周された周波数f/Nのクロック信号で動作
する。なお、このフラッシュEEPROM12へのデー
タの書き込みについては説明を省略する。
からのクロック信号を用いてフラッシュEEPROM1
2からのデータの読み出しを制御する。従って、この読
み出し回路22は、上記選択信号に応じて周波数fのク
ロック信号又は周波数f/Nのクロック信号の何れかを
用いてフラッシュEEPROM12からデータを読み出
す。この読み出し回路22で読み出されたデータは、デ
マルチプレクサ23に供給される。
応じて、読み出し回路22からのデータを書き込み回路
24又は比較回路27の何れか一方に供給する。即ち、
デマルチプレクサ23は、周波数f/NでフラッシュE
EPROM12からデータが読み出された場合は、該デ
ータを書き込み回路24に供給し、周波数fでフラッシ
ュEEPROM12からデータが読み出された場合は、
該データを比較回路27に供給する。
K1に同期して、デマルチプレクサ23からのデータを
RAM25に書き込むための制御を行う。また、RAM
25は本発明の一時記憶手段に対応し、周波数f/Nの
クロック信号を用いてフラッシュEEPROM12から
読み出されたデータを一時的に記憶する。また、読み出
し回路26は、第1クロック信号CK1に同期して、R
AM25からデータを読み出すための制御を行う。
らのデータとRAM25からのデータとを比較する。こ
の比較回路27による比較結果は、一致/不一致信号と
して外部に出力される。フラッシュEEPROM12の
セルトランジスタの閾値電圧変動により動作速度が低下
した場合、ここで不一致信号が出力される。
ルフテスト装置が組み込まれた半導体集積回路の動作を
図3に示したフローチャートを参照しながら説明する。
た半導体集積回路がテストモードに設定されると、図示
しない制御回路は選択信号をマルチプレクサ21及びデ
マルチプレクサ23に供給する。これにより、マルチプ
レクサ21が外部からの第1クロック信号CK1を通過
させ、デマルチプレクサ23が読み出し回路22からの
データを書き込み回路24に供給するように初期設定さ
れる。
M12に記憶されているデータが読み出される(ステッ
プS1)。従って、分周回路20からの周波数f/Nの
クロック信号を用いてフラッシュEEPROM12から
データが読み出されることになる。次いで、この読み出
されたデータがRAM25に書き込まれる(ステップS
2)。以上により、フラッシュEEPROM12の全デ
ータがRAM25に書き込まれる。その後、図示は省略
してあるが、制御回路(図示しない)は選択信号をマル
チプレクサ21及びデマルチプレクサ23に供給する。
これにより、マルチプレクサ21は分周回路20からの
第2クロック信号CK2を通過させ、デマルチプレクサ
23は読み出し回路22からのデータを比較回路27に
供給するように設定される。
に記憶されているデータが順次読み出される(ステップ
S3)。従って、外部からの周波数fの第1クロック信
号CK1を用いてフラッシュEEPROM12からデー
タが読み出されることになる。次いで、このフラッシュ
EEPROM12から読み出されたデータと先にRAM
25に記憶されたデータとが一致するかどうかが順次調
べられる(ステップS4)。これは、読み出し回路22
によってフラッシュEEPROM12から読み出された
データと、読み出し回路26によってRAM25から読
み出されたデータとを順次比較回路27に供給すること
により行われる。
ラッシュEEPROM12は良品であると認識され(ス
テップS5)、不一致であることが判断されると、不良
品であると認識される(ステップS6)。
がRAM25の容量に比べて大きく、一度にフラッシュ
EEPROM12の全データをRAM25に書き込めな
い場合は、図4に示すように、複数回に分けて図3に示
した処理と同様の処理を実施するように構成すればよ
い。即ち、図3で示したステップに加えて、フラッシュ
EEPROM12の全領域のテストが完了したかを調べ
るステップ(ステップS7)を設け、未テスト領域が残
っている場合は順次テストを繰り返すように構成すれば
よい。
ト装置が組み込まれた半導体集積回路によれば、フラッ
シュEEPROM12のセルトランジスタの閾値電圧変
動によって起きる動作速度低下が発生しているかどうか
を、テスタ等の評価装置を用いないセルフテストで、容
易に判別できる。
常、RAMを搭載している。この場合は、セルフテスト
回路13の内部にRAM25を設けることなく、マイク
ロコンピュータ11に備えられているRAMを使用して
上述したセルフテストを実施することができる。この場
合、セルフテスト回路13のRAM25は不要となるの
で、セルフテスト回路を備えたことによる面積のオーバ
ーヘッドを小さくできる。
従来のテスタ等の評価装置を用いたテストと比較して、
テストにかかる費用、時間、工数を削減できるメモリセ
ルフテスト装置及びこのメモリセルフテスト装置を内蔵
した半導体集積回路を提供できる。
内容をテストする機能を備えているのでテスタ等の評価
用装置が不必要であり、テストにかかる費用を削減でき
る。第2に同時に大量の半導体集積回路をテストするこ
とができるので全体のテスト時間を短縮できる。第3は
期待値データを別途用意する必要ながないのでテスト工
数を削減できる。
装置の構成を示すブロック図である。
装置が含まれる半導体集積回路としてのマイクロコンピ
ュータの構成を示すブロック図である。
装置の動作例を示すフローチャートである。
装置の他の動作例を示すフローチャートである。
Claims (10)
- 【請求項1】テスト対象であるメモリと、 第1クロック信号を用いて前記メモリから読み出された
データと該第1クロック信号より遅い第2クロック信号
を用いて前記メモリから読み出されたデータとを比較す
ることにより前記メモリのテストを行うメモリセルフテ
スト回路、とを備えたメモリセルフテスト装置。 - 【請求項2】前記メモリセルフテスト回路は、 第1クロック信号及び該第1クロック信号より遅い第2
クロック信号の何れかを用いて前記メモリからデータを
読み出す読み出し回路と、 該読み出し回路で前記第1クロック信号を用いて読み出
されたデータと前記読み出し回路で前記第2クロック信
号を用いて読み出されたデータとを比較し、該比較結果
を表す信号を出力する比較回路、とを備えた請求項1に
記載のメモリセルフテスト装置。 - 【請求項3】前記メモリセルフテスト回路は、 第1クロック信号及び該第1クロック信号より遅い第2
クロック信号の何れかを用いて前記メモリからデータを
読み出す読み出し回路と、 該読み出し回路で前記第2クロック信号を用いて読み出
されたデータを一時記憶する一時記憶手段と、 前記読み出し回路で前記第1クロック信号を用いて読み
出されたデータと該一時記憶手段から読み出されたデー
タとを比較し、該比較結果を表す信号を出力する比較回
路、とを備えた請求項1に記載のメモリセルフテスト装
置。 - 【請求項4】前記メモリセルフテスト回路は、 第1クロック信号を分周することにより第2クロック信
号を生成する分周回路と、 前記第1クロック信号及び該分周回路からの第2クロッ
ク信号の何れかを用いて前記メモリからデータを読み出
す読み出し回路と、 該読み出し回路で前記第2クロック信号を用いて読み出
されたデータを一時記憶する一時記憶手段と、 前記読み出し回路で前記第1クロック信号を用いて読み
出されたデータと該一時記憶手段から読み出されたデー
タとを比較し、該比較結果を表す信号を出力する比較回
路、とを備えた請求項1に記載のメモリセルフテスト装
置。 - 【請求項5】前記メモリはフラッシュメモリである請求
項1乃至請求項4の何れか1項に記載のメモリセルフテ
スト装置。 - 【請求項6】テスト対象であるメモリと、 該メモリをテストするメモリセルフテスト回路、とが1
つのチップに含まれる半導体集積回路であって、 前記メモリセルフテスト回路は、 外部から入力された第1クロック信号を用いて前記メモ
リから読み出されたデータと該第1クロック信号より遅
い第2クロック信号を用いて前記メモリから読み出され
たデータとを比較し、該比較結果を表す信号を外部に出
力する比較回路、を備えたことを特徴とする半導体集積
回路。 - 【請求項7】前記メモリセルフテスト回路は、 外部から入力された第1クロック信号及び該第1クロッ
ク信号より遅い第2クロック信号の何れかを用いて前記
メモリからデータを読み出す読み出し回路と、 該読み出し回路で前記第1クロック信号を用いて読み出
されたデータと前記読み出し回路で前記第2クロック信
号を用いて読み出されたデータとを比較し、該比較結果
を表す信号を外部に出力する比較回路、とを備えた請求
項6に記載の半導体集積回路。 - 【請求項8】前記メモリセルフテスト回路は、 外部から入力された第1クロック信号及び該第1クロッ
ク信号より遅い第2クロック信号の何れかを用いて前記
メモリからデータを読み出す読み出し回路と、 該読み出し回路で前記第2クロック信号を用いて読み出
されたデータを一時記憶する一時記憶手段と、 前記読み出し回路で前記第1クロック信号を用いて読み
出されたデータと該一時記憶手段から読み出されたデー
タとを比較し、該比較結果を表す信号を外部に出力する
比較回路、とを備えた請求項6に記載の半導体集積回
路。 - 【請求項9】前記メモリセルフテスト回路は、 外部から入力された第1クロック信号を分周することに
より第2クロック信号を生成する分周回路と、 前記第1クロック信号及び該分周回路からの第2クロッ
ク信号の何れかを用いて前記メモリからデータを読み出
す読み出し回路と、 該読み出し回路で前記第2クロック信号を用いて読み出
されたデータを一時記憶する一時記憶手段と、 前記読み出し回路で前記第1クロック信号を用いて読み
出されたデータと該一時記憶手段から読み出されたデー
タとを比較し、該比較結果を表す信号を外部に出力する
比較回路、とを備えた請求項6に記載の半導体集積回
路。 - 【請求項10】前記メモリはフラッシュメモリである請
求項6乃至請求項9の何れか1項に記載の半導体集積回
路。
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---|---|---|---|
JP33028798A JP3527113B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | メモリセルフテスト装置及びこのメモリセルフテスト装置を内蔵した半導体集積回路 |
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