JP2001148199A - 自己テスト回路内蔵半導体記憶装置 - Google Patents
自己テスト回路内蔵半導体記憶装置Info
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Abstract
ストのための設備投資を抑えることができる半導体記憶
装置を提供すること。 【解決手段】 自己テスト回路内蔵半導体記憶装置20
は、半導体基板と、半導体基板上に形成されたメモリセ
ルアレイ30と、半導体基板上に設けられ、プログラム
を記憶して記憶されたプログラムにしたがってメモリセ
ルアレイのテストを行ない、テスト結果を出力するため
のテスト回路50,54と、半導体基板上に設けられ、
テスト回路50,54に記憶されるプログラムの内容を
書き換えるためのコントローラ52とを含む。
Description
関し、特に、組込み自己テスト回路(Built−In
Self Test回路。以下「BIST回路」と呼
ぶ。)を有する半導体記憶装置に関する。
含むメモリセルアレイを含む。半導体記憶装置の微細化
に伴い、各メモリセルのサイズは小さくなり、製造工程
におけるゴミなどの付着により不良が生ずる可能性が高
い。またメモリの微細化とともに隣接セル間のデータの
干渉も無視できない。そのために、半導体記憶装置を製
品として出荷する前には、メモリセルを含む回路のテス
トを行なう必要がある。
リテスタ(Auto Test Equipment。
以下「ATE」と呼ぶ。)を用いている。ATEは高価
な装置である。
に示す。図21を参照して、従来は、テスト対象のメモ
リ220に、テスタ222を接続し、クロック信号線2
6およびクロック入力ピン36を介してメモリ220に
クロック信号を、入力線28を介してメモリ220に入
力データおよびアドレス信号を与え、入出力ピン40お
よび入出力線24を介してテスト結果をメモリ220か
ら読み出していた。
入力バッファ242と、コントロール回路234と、入
出力回路232とを含む。
40を介してテスタ222からメモリ220にメモリセ
ルに書き込むべきデータが与えられる。また、入力線2
8および入力ピン38ならびに入力バッファ242を介
してコントロール回路234にアドレス信号およびコン
トロール信号が与えられる。メモリアレイ230の、指
定されたアドレスにデータを書き込んだ後、そのデータ
を読み出して入出力ピン40および入出力線24を介し
てテスタ222に与え、テスタ222がテスト結果を判
定する。
4メガワード×4バンクの場合には、アドレス信号とし
て13ビット、バンクアドレス信号として2ビット、入
出力制御信号として4ビット(/CS,/RAS,/C
AS,/WE)の合計19本が入力線28として必要で
ある。また入出力線24としては1ワードが16ビット
として16本の線が必要である。ただし、後述するよう
に縮退テストを行なう際には入出力線24として4本あ
れば足りる。
ndom Access Memory)と呼ばれる半
導体記憶装置は、最近の微細化技術の発達により容量が
増大している。テスト対象となるメモリセルの数も増大
するため、上記した方法ではテストにかかる時間も増大
する。さらに、メモリセルに保持されているデータは、
自身の値と、その周囲のメモリセルの値とによって影響
を受けるため、多くのテストパターンにしたがってテス
トを行なうことが必要である。この際、メモリセルの数
が増大すると、テストパターンの数が指数関数的に増大
する。そのためのテスト時間の増大も著しい。こうした
テスト時間の増大に対応できるATEを確保するため
に、半導体記憶装置の製造を行なうためには多額の設備
投資が必要であった。
して、できるだけ簡単に半導体記憶装置のテストが可能
となるように、という観点からテストが行なわれてい
た。たとえばそのために半導体記憶装置中にテストパタ
ーンを記憶したROM(読出専用メモリ)を設けてお
き、テスト時にはこのROMから各メモリセルにテスト
パターンにしたがったデータを書込み、さらに読み出し
て書き込んだデータ(期待値)と比較することによりテ
ストすることも行なわれている。
ェハテストにおいては、入出力(I/O)を縮退して同
測数を確保している。ここで「縮退」とは、次のような
ことをいう。メモリセルアレイ中においてメモリセルの
アドレスは、サブワード線単位で指定される。そして複
数本(たとえば4本)のサブワード線が1本の主ワード
線に接続されている。欠陥が見い出されたときには、こ
の主ワード線単位で救済(予備セルとの置き換え)が行
なわれるために、テストもこの主ワード線単位で行なえ
ばよい。そのためにアドレスの下位の何ビットかが不要
になる。これを「縮退」と呼ぶ。
高速に読み出すためにマルチバンク構成とし、インター
リーブして読出が行なわれる。この際、各バンクから
は、入出力数と同じビット数を出力しなければならな
い。ところがコンピュータ等で一度に処理可能なビット
数が増大した結果、半導体記憶装置の入出力数も増大す
る。その結果、入出力データ間の干渉によるデータへの
影響が増大している。そのため、テスト項目として入出
力データの組合せテストが重要である。ところが、上述
した縮退テストではそのようなテストが困難である。
記憶装置の微細化および容量の増大に伴い、テストパタ
ーンとして想定されるパターン数が大きくなる。する
と、それらパターンを記憶しておくROMの容量も増大
させなければならず、そのためのチップ面積もかなり大
きくなるという問題が生ずる。また、微細化により記憶
データの電荷のマージンが減少によって、たとえばグラ
ウンド電位がハイ(H)側に少し変動したりすることに
よって記憶データに影響が生ずることがある。そのた
め、実際に半導体記憶装置を設計し作成した後に特にテ
ストしたいパターンが出てくることがある。ROMを用
いた場合はそうした問題に対処することができない。
装置の製造者の観点から、よりフレキシブルにテストを
可能とすることが望ましい。テストをよりフレキシブル
にすることにより、半導体記憶装置自体にとってのオー
バヘッドの増加(たとえばチップ面積の増大)などがあ
ったとしても、半導体記憶装置の設計、製造、テストお
よび出荷というサイクル全体から見ると、そうしたオー
バヘッドの増加に十分見合うだけのメリットが期待でき
る。
装置の記憶容量の増大に対してテストのための設備投資
を抑えることができる半導体記憶装置を提供することで
ある。
キシブルに行なうことができる半導体記憶装置を提供す
ることである。
望のパターンでテストを行なうことができる半導体記憶
装置を提供することである。
入出力の組合せデータのテストを容易に行なえる半導体
記憶装置を提供することである。
かかる自己テスト回路内蔵半導体記憶装置は、半導体基
板と、半導体基板上に形成されたメモリセルアレイと、
半導体基板上に設けられ、プログラムを記憶して記憶さ
れたプログラムにしたがってメモリセルアレイのテスト
を行ない、テスト結果を出力するためのテスト回路と、
半導体基板上に設けられ、テスト回路に記憶されるプロ
グラムの内容を書き換えるための書換手段とを含む。
ログラムを外部からロードしテスト回路に記憶させて実
行させることにより、メモリセルアレイを様々なメモリ
パターンを用いてテストすることができる。
回路内蔵半導体記憶装置は、請求項1に記載の発明の構
成に加えて、テスト回路は、半導体基板上に設けられ、
プログラムを記憶するための書換可能な記憶手段と、半
導体基板上に設けられ、テストデータをプログラムにし
たがって発生しメモリセルアレイ中の各メモリセルに書
込むための手段と、メモリセルからデータを読出して救
済テストのために外部のテスト装置に与えるための手段
とを含む。
ータはプログラムデータであり、アドレスまたはデータ
を指定するデータは必要がない。プログラムデータをロ
ードするためのピン数は固定されておりアドレスのビッ
ト数などとは関係がない。そのため、記憶装置と半導体
記憶装置との間の信号線を少なく、したがって半導体記
憶装置のピン数を少なくしながら、従来と同レベルまた
はそれ以上のレベルの救済テストを行なうことができ
る。
回路内蔵半導体記憶装置は、請求項2に記載の発明の構
成に加えて、テスト回路の動作は、テスト装置の動作ク
ロック信号の周波数を逓倍した逓倍クロック信号に同期
して行なわれ、テスト回路は、逓倍クロック信号に同期
してテスト装置に対して出力されるメモリセルから読み
出されたデータを、逓倍の逓倍数以上の回数だけ繰返し
出力するとともに、テスト装置がデータを所定の順序で
受信することが可能なように、メモリセルからの読出ア
ドレスをスクランブルする。
逓倍クロック信号の逓倍数に対応した回数だけ読出デー
タを出力すると、テスト装置の1クロックサイクル(自
己テスト回路内蔵半導体記憶装置の逓倍数回のクロック
サイクル)につき1つのデータをテスト装置が判定でき
る。したがって自己テスト回路内蔵半導体記憶装置が逓
倍数に対応した回数だけ読出データを出力することで、
テスト装置は全てのデータを判定することができる。こ
のとき、読出アドレスがスクランブルされているので、
テスト装置においてデータを所定の順番で容易に判定で
きる。
回路内蔵半導体記憶装置は、請求項1に記載の発明の構
成に加えて、メモリセルアレイへのデータの読出および
書込を制御するための信号、およびテスト回路に格納さ
れるプログラムを含むロードデータを外部から受けるた
めの複数個の制御信号入力端子を有し、制御信号入力端
子の数はテスト回路に格納される各命令のビット数より
も小さく、ロードデータは、その各命令が複数個の制御
信号入力端子の数以下のビット数に分割して複数個の制
御信号入力端子に与えられ、書換手段は、複数個の制御
信号入力端子を介して外部から与えられる、分割された
ロードデータからプログラムの各命令を復元するように
してテスト回路に記憶させるための手段を含む。
い入力端子を用いてプログラムをテスト回路にロードで
きるので、自己テスト回路内蔵半導体記憶装置に設けら
れるピン数を削減することができる。
回路内蔵半導体記憶装置は、請求項4に記載の発明の構
成に加えて、メモリセルアレイは、複数個の入出力回路
を有し、ロードデータは、テスト回路が実行するプログ
ラムに加えて、メモリセルアレイの複数個の入出力回路
のテストを行なうための入出力組合せデータを含み、自
己テスト回路内蔵半導体記憶装置は、複数個の入出力回
路に対応して設けられ、複数個の入出力回路を経由して
メモリセルアレイに入出力組合せデータに対応したテス
ト用データを書込み、入出力回路を経由してメモリセル
アレイから読み出したデータが正当か否かを判定するた
めの入出力組合せテスト回路を含み、書換手段は、プロ
グラムをテスト回路に記憶させるとともに、入出力の組
合せデータを入出力組合せテスト回路に与える。
たがって入出力回路におけるデータの相互の干渉が問題
となる。入出力の組合せデータをロードデータとしてロ
ードしテストすることにより、そうした入出力回路のデ
ータの所望の組合せに関して容易にテストを行なうこと
ができる。
回路内蔵半導体記憶装置は、請求項5に記載の発明の構
成に加えて、テスト回路は、入出力回路のための1ビッ
トの期待値マスターデータを出力することが可能であ
り、入出力組合せテスト回路は、対応する入出力回路の
ための入出力組合せデータを記憶するための組合せデー
タ記憶手段と、期待値マスターデータと組合せデータ記
憶手段に記憶された入出力組み合わせデータとの論理を
とってメモリセルアレイに書き込むための手段と、メモ
リセルアレイから対応の入出力回路を経由して読み出さ
れたデータと、期待値マスターデータおよび組合せデー
タ記憶手段に記憶された入出力組合せデータとの間で論
理をとることによって得られた値との比較を行なうこと
によって対応の入出力回路の出力が正当か否かを判定す
るための手段を含む。
ータは、入出力組合せデータと期待値マスターデータと
の論理によって形成される。任意の入出力組合せデータ
を作成するためにテスト回路から入出力テスト組合せ回
路に与えられるデータとして期待値マスターデータが必
要なだけであるため、テスト回路から入出力テスト組合
せ回路への配線数が削減できる。
回路内蔵半導体記憶装置は、請求項4に記載の発明の構
成に加えて、ロードデータは、自己テスト回路内蔵半導
体記憶装置のモードを設定するためのモードデータをさ
らに含み、書換手段はさらに、プログラムをテスト回路
に記憶させるとともに、モードデータにしたがって自己
テスト回路内蔵半導体記憶装置のモードを設定する。
ードを持つ。こうした各モードでのテストをも行なうた
めに、ロードデータにモードデータを含ませると、デー
タのロード時に半導体記憶装置のモードを任意のモード
に設定することができる。
回路内蔵半導体記憶装置は、請求項1に記載の発明の構
成に加えて、テスト回路は、メモリセルアレイの論理ア
ドレスにアドレススクランブルを行なってメモリセルア
レイのテストを行なうための手段を含む。
ルをすることにより、実際のメモリセルの物理的配置に
即したメモリセル間のデータ干渉の試験を行なうことが
できる。
回路内蔵半導体記憶装置は、請求項1に記載の発明の構
成に加えて、テスト回路は、各メモリセルのアドレスに
対して所定の演算を行なうことにより各メモリセルに書
き込まれるべきデータを生成するデータスクランブルを
行なってメモリセルアレイのテストを行なうための手段
を含む。
ターンが生成できるので、セルレベルで所望のテストパ
ターンによるテストを行なうことができる。
ト回路内蔵半導体記憶装置は、請求項1に記載の発明の
構成に加えて、テスト回路は、半導体基板上に設けら
れ、プログラムを記憶するための書換可能な記憶手段
と、プログラムによって制御される、繰り返し動作を含
むアルゴリズムにしたがってメモリセルアレイ中の各メ
モリセルに書き込むべきデータを生成するための手段
と、繰返し動作中でデータを記憶するために使用される
汎用レジスタと、汎用レジスタに繰返し動作中の所定の
タイミングで書き込まれる値を保持するリロードレジス
タと、リロードレジスタに、記憶手段に記憶されたプロ
グラムによって指定された値を書き込むための手段とを
含む。
所定のタイミングで初期値に書き換えられる。ところ
が、こうした汎用レジスタの初期値を任意の値に設定し
ようとすると、汎用レジスタは直接書込が行えなかっ
た。しかしこのようにリロードレジスタを設けそこに値
を書き込んでその値を汎用レジスタの初期値とすること
により、繰返し動作の制御により柔軟性を持たせること
ができる。
ト回路内蔵半導体記憶装置は、請求項1に記載の発明の
構成に加えて、外部からテスト回路による繰返し動作を
制御するための外部信号を受信するための手段をさらに
含み、テスト回路は、外部信号の値を参照してメモリセ
ルアレイに対するテストにおける繰返し動作を制御する
ための手段を含む。
外部信号によってプログラム実行中の繰返し処理を制御
することができる。内部にカウンタなどを持たせる場合
と比較して回路規模の増大が防止でき、回路面積を小さ
くすることができる。
ト回路内蔵半導体記憶装置は、請求項1に記載の発明の
構成に加えて、テスト回路のための命令セットは条件付
ジャンプ命令を含み、テスト回路は、条件付ジャンプ命
令による分岐動作を条件付きジャンプ命令を実行したサ
イクルより後のサイクルで実行する遅延ジャンプを行な
う。
路中の命令を記憶する部分の動作を高速化する必要がな
くなる。そのため、記憶装置として特殊なものを用いる
必要がなく、読出のための制御部分を簡略にできる。
ト回路内蔵半導体記憶装置は、請求項1に記載の発明の
構成に加えて、テスト回路は、半導体基板上に設けら
れ、所定周波数のクロック信号で動作する制御回路と、
半導体基板上に設けられ、所定周波数を逓倍した逓倍ク
ロック信号で動作する、プログラムを記憶するための書
換可能な記憶手段と、半導体基板上に設けられ、逓倍ク
ロック信号で動作する、記憶手段に記憶されたプログラ
ムにしたがってテストデータおよびメモリセルアレイの
制御信号を生成するためのパターンジェネレータとを含
む。
ク信号にしたがってメモリセルアレイのテストを行なう
ことができるので、テストを高速化することができる。
ト回路内蔵半導体記憶装置は、請求項13に記載の発明
の構成に加えて、パターンジェネレータの発生するテス
トデータを外部に出力するための手段をさらに含む。
ータを外部でモニタすることができ、パターンジェネレ
ータの動作を外部から確認することができる。
ト回路内蔵半導体記憶装置は、請求項1に記載の発明の
構成に加えて、テスト回路は、テストのパスをテスト結
果信号の第1のレベルで、テストのフェイルをテスト結
果信号の第2のレベルで出力し、テスト回路はさらに、
テスト結果を出力するに先立ち、テスト結果信号を第2
のレベルにする。
2のレベルにしたのちにテスト結果を出力する。そのた
め結果がフェイルであるにもかかわらずパスとして外部
のテスト装置に判定されるおそれは少ななる。
の形態1にかかる自己テスト回路内蔵メモリ20は、テ
スタ22入出力ピン40および入出力線24、クロック
入力ピン36およびクロック信号線26、ならびに4本
の入力ピン38および入力線28によってテスタ22に
接続されている。
も同一の半導体基板上に形成された入力バッファ42
と、内蔵自己テスト(BIST)回路46と、メモリセ
ルアレイ30と、メモリセルアレイ30の動作を制御す
るためのコントロール回路34と、メモリセルアレイ3
0および入出力バッファ48とデータを入出力するとと
もに、自己テストの結果を判定する機能を持つ入出力お
よびBIST書込/判定回路32と、内蔵自己テスト
(BIST)回路46からコマンド/アドレス線64を
介して与えられるコマンド/アドレスおよび入力バッフ
ァ42を介して与えられる制御信号のいずれかを自己テ
スト動作時か否かにしたがって選択して出力66に出力
しコントロール回路34に与えるためのマルチプレクサ
44とを含む。
自己テスト動作を制御するためのBISTコントローラ
52と、命令データ130を記憶し、PC線70上のプ
ログラムカウンタ値によって指定されるアドレスの命令
を命令入力線72上に出力するための命令RAM50
と、PC線70上に次に実行すべき命令のアドレスであ
るプログラムカウンタ値を出力し、それに応答して命令
入力線72上に現れる命令を実行してメモリセルアレイ
30のテストのためのテストパターンデータおよびメモ
リセルアレイ30の制御のためのコマンド/アドレスデ
ータをコマンド/アドレス線64上に出力するためのA
LPG54とを含む。命令RAM50はSRAM(Stat
ic Random Access Memory)からなる。自己テスト動作
は、命令RAM50へのプログラムのロード、ALPG
54の実行、自己テストの結果出力を含む。
28の組合せまたは入力線28を介して与えられるシリ
アル入力により行なわれる。一旦プログラムデータのロ
ードが開始されるとBISTコントローラ52はプログ
ラムのロードシーケンサとして機能しこの間には他の自
己テスト動作のための外部入力を受け付けない。BIS
Tコントローラ52がもとの状態となり各種の自己テス
トのための外部入力を受け付けるようになるのは、プロ
グラムのロードが終了した時点である。プログラムのロ
ードの終了は、ロードされるデータ中に所定のロード終
了命令が発見されたときに行なわれる。
行されるべき命令のアドレスを計算するための演算器9
0と、計算されたアドレスを格納するためのプログラム
カウンタ92と、繰返し数を計算するための演算器94
と、繰返し数を格納するためのレジスタ96と、条件分
岐の際の演算を行なうための演算器100と、繰り返し
の際のカウンタとして使用される汎用レジスタ102
と、汎用レジスタ102の初期値を変更する際にその初
期値が格納されるリロードレジスタ98ととを含む。
30のバンクアドレスを計算するための演算器104
と、バンクアドレスを格納するためのレジスタ106
と、命令内の第1のオペランドを格納するためのレジス
タ108と、命令の内容とレジスタ108の内容とにし
たがってX方向の論理アドレスを計算するための演算器
110と、X方向の論理アドレスを格納するためのレジ
スタ115と、命令の第2オペランドを格納するための
レジスタ112と、命令の内容とレジスタ112との内
容にしたがってメモリセルアレイ30のY方向の論理ア
ドレスを計算するための演算器114と、その出力を格
納するためのレジスタ116と、自己テスト回路内蔵メ
モリ20の内部の物理アドレスを考慮したテストが可能
なように、レジスタ115およびレジスタ116の出力
するX方向およびY方向アドレスに対してアドレススク
ランブル(ウェアスクランブルを含む)を行なうための
アドレススクランブラ118と、アドレススクランブル
のかけられたアドレスを格納するためのアドレスレジス
タ120と、期待値マスターデータの元になるデータを
格納するためのレジスタ122と、レジスタ122の内
容と、レジスタ115およびレジスタ116から与えら
れるアドレス信号との間でテストパターンに応じた演算
を行なってテスト用データを生成するためのデータスク
ランブラ124と、データスクランブラ124の出力を
保持するためのデータレジスタ126とを含む。
がってコマンド(COMMAND)信号および比較(C
MP)信号を出力する機能を有する。
として使用される汎用レジスタ102に格納された値と
命令とによって条件コードを計算し汎用レジスタ102
に格納する。演算器100の値は演算器90に与えら
れ、後述するようにプログラムカウンタの計算に用いら
れる。なお汎用レジスタ102の初期値は固定であり、
通常は所定のカウント後にその初期値に戻る。ただし、
テストパターンによっては、リロードレジスタ98にそ
の初期値を格納しておくことにより、汎用レジスタ10
2の初期値はリロードレジスタ98に格納された値とな
る。
数を計算するためのものであり、繰返し数はレジスタ9
6に格納される。所定のジャンプ条件が成立するとその
条件コード信号が演算器94から演算器90に与えられ
る。
信号RUNが与えられることにより動作を開始し、命令
入力線72から与えられる命令の内容と、外部信号EX
TMの状態と、演算器100から与えられる条件コード
と、演算器94からあたえられる繰返し条件コードと、
プログラムカウンタ92の値とにしたがって次の命令の
アドレスを計算し出力する。この値はプログラムカウン
タ92に格納される。
のアドレススクランブルを行なうためのものである。こ
こで「アドレススクランブル」とは次のようなことをい
う。メモリ内の記憶位置はアドレスによって指定される
が、外部から指定される論理アドレスと、メモリ内のそ
の論理アドレスに対応する記憶位置の物理アドレスとは
必ずしも一致しない。たとえばメモリ内の回路のレイア
ウトの制約から、論理的には連続するアドレスが、メモ
リ内では互いに離れた場所に存在することがある。そう
した場合には、外部から与えられるアドレス信号を、メ
モリ内の実際のアドレスに対応したアドレスに変換する
必要がある。それが「アドレススクランブル」である。
このアドレススクランブルで行なわれるアドレス変換
は、設計ごとに、したがって製品ごとに固有である。図
3にアドレススクランブラ118で行なわれるアドレス
変換のための論理回路の一例を示す。
118に入力されるアドレスXA0〜XA12のうち、
XA2とXA4との排他的論理和がとられ、アドレスA
<2>として出力される。XA3とXA4との排他的論
理和がとられ、アドレスA<3>として出力される。
ータスクランブルの例を図4〜図6に示す。データスク
ランブラ124は、入力されるアドレス信号のうちの一
部に対して論理演算を行なうことによりテストパターン
データを生成する機能を有する。たとえば図4(B)に
示すようなビット線BLとビット線/BL(「/」は反
転を表わし、データを反転した値が印加される。)との
配列を持ち、かつこれらビット線がそれぞれワード線の
うち交互に配置されたものに接続されている配置を考え
る。この場合、アドレス信号の下位2ビットのみに着目
してこのアドレスにより指定されるメモリセルの順番を
考えると、図4(B)の各セル内に数字で示したとおり
となる。
レス信号の下位2ビットXA0とXA1との排他的論理
和をとることにより、図4(B)に示すように全てのセ
ルにハイの値が格納される。さらにこのデータを反転さ
せれば全てのセルにローの値が格納される。
号の1ビットXA1を反転したものをデータ信号とする
と、図5(B)に示すような「セルチェッカー」と呼ば
れる市松模様のデータ配列が得られる。さらに、図6
(A)に示すようにアドレス信号の1ビットXA0を反
転してデータ信号とすることにより、図6(B)に示す
ように「セルロウストライプ」と呼ばれるデータ配列が
得られる。
種の論理演算を行なう論理回路を複数個備えており、デ
ータスクランブルとしてどのような処理を行なうか指定
されることにより、対応する論理回路の出力を選択して
データレジスタ126に与える機能を持つ。
8および入力ピン38を介して入力バッファ42に与え
られる、内蔵自己テスト(BIST)回路46のための
ロードデータの構成内容について説明する。この内蔵自
己テスト(BIST)回路46のALPG54の1ワー
ド(1命令)は32ビット長である。一方、入力線28
の信号線は4本しかないので、ロードデータの各ワード
は、一度に4ビットずつ、複数回に分割して自己テスト
回路内蔵メモリ20に与えられる。
は、複数個の命令データ130(130A〜130X)
と、入出力組合せデータ132と、モードデータ134
とを含む。これらデータは入力バッファ42で受け、プ
ログラムロード・BIST制御線62を介してBIST
コントローラ52に与えられる。BISTコントローラ
52は、これらデータのうち命令データ130を命令R
AM50に、他のデータをそれぞれ所定のレジスタに格
納する。なお、この実施の形態の装置では、命令データ
130は前述のとおり32ビットワードが複数個、入出
力組合せデータ132が16ビット、モードデータ13
4が12ビットである。
作モードを指定するデータである。たとえばSDRAM
デバイスであれば図示しないモードレジスタの値、テス
ト容易化のためのテストモードデータ、リセット時にど
のようなモードで起動すべきか、バースト長はいくつ
か、などのデータを含む。
22から与えられる4ビットずつに分割された命令デー
タは、命令RAM50内に次のように格納される。すな
わち、入力される4ビットずつに分割された命令データ
は、図8において矢印138で示した方向にしたがって
順次命令RAM50に格納される。命令RAM50の1
命令長に相当する32ビットが格納されると、命令アド
レスが1進められ、同じようにデータの格納が行なわれ
る。ALPG54が実行する命令のアドレスは、矢印1
36で示される方向に沿ってプログラムカウンタ(P
C)の値によって指定される。
ータパターンを生成する。そのため、プログラムシーケ
ンス中で繰返し動作を行なうために条件分岐動作が生ず
ることがある。この場合の条件分岐動作は条件付ジャン
プ命令で行なわれる。仮にこうした条件付ジャンプ命令
を1クロックサイクルで行なおうとすると、1クロック
サイクルの間に条件を判定し、ジャンプ先のアドレスの
命令を命令RAM50からフェッチする必要がある。こ
の場合、ALPG54と命令RAM50との間のインタ
ーフェースが複雑になるとともに、高速動作が求められ
るために回路設計が困難となる。そこでこの実施の形態
の装置では、図9のプログラムリスト中、PC=15で
示されるジャンプ命令「JMP」で示されるように、ジ
ャンプ動作を条件判定の次のプログラムステップで行な
うディレイドジャンプ処理を採用した。
令ではレジスタCX=0ならPC=17に進み、それ以
外ならPC=ラベルK2のアドレス(=10)に進むべ
きことが示されている。この場合、図11に示されるよ
うにPC=16ではじめてジャンプ先のアドレス(1
0)を出力している。したがって図10に示されるよう
に条件ジャンプ命令の実行が行なわれたクロックサイク
ル(PC=15)から1クロックサイクル遅れたサイク
ル(PC=16)ではじめてPC=10へのジャンプが
実行される。
することにより、命令RAM50からの命令フェッチを
高速で行なう必要がないため、回路構成が簡単になり自
己テスト回路内蔵メモリ20の実現が容易になるという
効果を奏する。
に示すように、外部信号EXTMを受け、この信号EX
TMによって条件付きジャンプ命令の制御を行なうマッ
チ機能を有する。この命令の一例を図9のPC=19に
示す。図9に示されるようにこの命令「JMP」には条
件として「EXTM」が指定されている。この場合演算
器90は外部信号EXTMの値によってジャンプ先を制
御する。したがって、繰返しを外部からこの信号EXT
Mによって制御することが可能となる。またこのように
外部信号EXTMによってプログラムの実行時の繰返し
制御を行なう場合、回路内にその信号に相当するデータ
を保持するためのレジスタを設ける必要がない。そのた
め、こうした機能を設けることによりペナルティを小さ
くすることができる。
(BIST)回路46の各機能ブロック(命令RAM5
0、BISTコントローラ52およびALPG54)に
供給されるクロック信号の関係について説明する。図1
3に示すように、BISTコントローラ52には内部ク
ロック信号140が供給され、命令RAM50およびA
LPG54には内部逓倍クロック信号142が供給され
る。内部逓倍クロック信号142は内部クロック信号1
40と位相が等しく、周波数が内部クロック信号140
と等しいか、整数倍に逓倍された信号である。内部逓倍
クロック信号142は、内部クロック信号140をたと
えば自己テスト回路内蔵メモリ20内のPLL(Pha
se Lock Loop。図示せず。)を用いて周波
数を逓倍することにより生成される。
用いることで、テスタ22から供給されるクロック信号
が低速であったとしても内蔵自己テスト(BIST)回
路46ではテストを高速に実行することができる。
書込/判定回路32は入出力の数に対応した複数個の入
出力回路160を含む。
力組合せデータ132を格納するための入出力組合せデ
ータレジスタ172と、ALPG54によって生成され
EXPDM信号線78を介して与えられた期待値データ
のマスター信号と入出力組合せデータレジスタ172と
の間である論理演算を行なってメモリセルアレイ30の
入出力回路に書込むための書込ドライバ170と、AL
PG54からCMP信号線76を介して与えられる判定
制御信号によって、書込時同様ALPG54によって生
成されEXPDM信号線78を介して与えられた期待値
データのマスター信号と入出力組合せデータレジスタ1
72との論理演算を行なった判定期待値に対して、メモ
リセルアレイ30の入出力回路からの出力と比較して出
力値が正当か否かを判定するための判定回路174とを
含む。
込/判定回路32は、ALPG54からEXPDM信号
線78およびCMP信号線76の2本の信号線で制御可
能となる。この数は、入出力回路160の数、すなわち
メモリセルアレイ30からの入出力数がいくら増大して
も同じである。
定された結果は、ワイヤードROMにより1ビットのパ
ス/フェイル結果にまとめられ(図示せず)、判定結果
の出力命令にしたがい入出力バッファ48を介して出力
される。
スタ22に出力される1ビットにまとめられたパス/フ
ェイル結果の出力について説明する。テスタ22として
安価なものを用いた場合、判定信号のレベルを検出する
際に、1レベル(判定のためのしきい値)が上下の二つ
ではなく一つしかないものがある。かつ、テスト時にテ
スト対象のデバイスを装着するDUT(Device
Under Test)ボード(パフォーマンスボー
ド)で判定結果を出力するピンに負荷が付けられていな
い場合、正しく判定結果(パス/フェイル)を読み取る
ことができないおそれがある。
定結果の出力の際には、図15に示すように必ずまずフ
ェイル状態(ローレベルの信号)の信号を出力してから
自己テストの判定結果(パス/フェイル)を出力するよ
うにしている。こうすることによって、たとえば前の判
定結果がパス(ハイ)であった場合に、かならず判定結
果を出力する信号線上の電荷が一旦引き抜かれ、確実に
ローレベルとなる。したがって、次の判定結果がフェイ
ル(ロー)であるときに、前の判定結果の電荷が残留し
ているために誤ってハイレベル(パス)と判定されてし
まうおそれが小さい。したがって、判定スレッショルド
として1レベルしか設定できないような安価なテスタを
用いても信頼性高くテストを行なうことができる。
5に示すように判定結果の信号(パス/フェイル)を複
数クロックサイクルの間出力するようにしている。こう
することにより、パス/フェイル信号が出力されている
間は、テスタ22は任意の時点で判定信号を読み取るこ
とができる。
めに必要なピン数は全部で6本である(入力線28が4
本、クロック信号線26が1本、入出力線24が1
本)。図21に示す従来例では縮退をしても必要なピン
数は24本であったのと比較して、テストに必要なピン
数は大きく減少している。
ついて説明する。通常動作時には、マルチプレクサ44
はその出力66に入力バッファ42から与えられる制御
信号を出力し、これら信号はコントロール回路34に与
えられる。一方、書込時には入出力ピン40を介して外
部回路から与えられたデータは入出力バッファ48を経
由して入出力およびBIST書込/判定回路32に与え
られ、メモリセルアレイ30の指定されたアドレスに書
き込まれる。読出時には、逆にメモリセルアレイ30か
ら読み出されたデータは入出力バッファ48およ入出力
ピン40を介して外部に与えられる。したがって通常時
には自己テスト回路内蔵メモリ20は通常のメモリとし
て動作する。
スタ22からALPG54のためのプログラムなどのロ
ードデータ(図7参照)が4ビットずつ自己テスト回路
内蔵メモリ20に与えられる。入力バッファ42はこの
データをプログラムロード・BIST制御線62を介し
て内蔵自己テスト(BIST)回路46に与える。内蔵
自己テスト(BIST)回路46は、与えられたデータ
のうち命令データ130を命令RAM50に、入出力組
合せデータ132を入出力組合せデータ線80を介して
入出力およびBIST書込/判定回路32に与え、入出
力およびBIST書込/判定回路32内の入出力組合せ
データレジスタ172に格納し、モードデータ134は
モードデータ線68を介してコントロール回路内の各モ
ードを制御するモードレジスタ(図示せず)に格納す
る。命令RAM50における命令データ130の格納径
形式については図8に示したとおりである。このプログ
ラムデータのロードのシーケンスはBISTコントロー
ラ52によって制御され、この間BISTコントローラ
52は外部入力を受け付けない。ロードデータ中に所定
のロード終了命令が発見されるとBISTコントローラ
52はロード作業を終了し、外部入力を受け付けるよう
になる。必要なデータのロードが全て完了すると内蔵自
己テスト(BIST)回路46によるテストが可能とな
る。
答して、テストが開始されると、ALPG54はクロッ
ク信号に同期してプログラムカウンタ92の値をPC線
70上に出力する。命令RAM50はこのアドレスに格
納されている命令を命令入力線72上に出力する。
命令にしたがって、処理を行なう。ALPG54から出
力されたコマンド/アドレスはマルチプレクサ44に与
えられ、マルチプレクサ44はこれらコマンド/アドレ
スをコントロール回路34に与え通常と同様の書込動作
が行なわれる。読出しについても同様にコマンド/アド
レスがコントロール回路34に与えられメモリセルアレ
イ30からデータが読出され、入出力およびBIST書
込/判定回路32に与えられる。ALPG54は、入出
力およびBIST書込/判定回路32に対してEXPD
M信号線78を介して期待値のマスターデータEXPD
Mを、CMP信号線76を介して判定制御信号CMP
を、それぞれ与える。入出力およびBIST書込/判定
回路32は、こうして与えられたデータに基づいてメモ
リセルアレイ30のパス/フェイルの判定を行なう。
出力組合せデータレジスタ172に格納されていた組合
せデータとEXPDM信号線78上の期待値マスターデ
ータEXPDMとの間で所定の論理演算が行なわれメモ
リセルアレイ30に与えられる。一方メモリセルアレイ
30から読み出された値は、期待値マスターデータEX
PDMと入出力組合せデータレジスタ172に格納され
た組合せデータとの間で行なわれる上記論理演算の結果
と比較され、両者が一致するか否かが判定回路174に
よって判定される。
する各種テストパターンと入出力組合せデータとによっ
て行なわれた結果、パス/フェイルの判定が行なわれ
る。テスタ22からBISTコントローラ52に対して
判定結果の出力命令を与えることにより、BISTコン
トローラ52は判定結果の出力のための制御を行なう。
判定結果は、入出力およびBIST書込/判定回路32
から、入出力バッファ48、入出力ピン40および入出
力線24を介してテスタ22に与えられる。
自己テスト回路内蔵メモリ20のパス/フェイルに関す
る自己テストの結果を知ることができる。このとき、図
15を参照して説明したように、自己テスト回路内蔵メ
モリ20は一旦その出力をローレベルとし、その後にパ
ス/フェイルの判定結果を出力する。そのため、判定結
果信号のレベルがその前のテストの結果により左右され
ることがなく、判定結果信号のレベルを判定するしきい
値が一つしか設定できないATEであっても正しく判定
することができる。またパス/フェイル信号の出力は複
数サイクルの間連続して行なわれるので、テスタ22は
その間の任意の時点で自己テストの結果を判定すること
ができる。
態2にかかる自己テスト回路内蔵半導体記憶装置につい
て説明する。この実施の形態の自己テスト回路内蔵メモ
リ180は、救済テストを容易に行えるようにするため
のものである。一般に、救済テストでは不良アドレスを
検知し記憶しておきどの不良メモリセルをどの冗長メモ
リセルと置き換えればよいかを判断する必要がある。そ
のため、通常、ATEにはファイルメモリと呼ばれる、
各アドレスごとに判定結果を記憶しておくメモリがが搭
載されている。上に述べた実施の形態1の装置は、自己
テスト回路内蔵メモリ20のパス/フェイルのみが出力
されるので、救済テストには対応できない。この実施の
形態2の装置は、そうした救済テストを可能とするもの
である。
蔵メモリ180が実施の形態1の自己テスト回路内蔵メ
モリ20と異なるのは、メモリセルアレイ30に書き込
まれたテストデータが、入出力およびBIST書込/判
定回路190、入出力バッファ48および入出力ピン4
0を介して上記したファイルメモリを装備したテスタ1
82に与えられる点である。図16において、図1と同
じ部品には同じ参照番号を付してある。それらの名称お
よび機能も同一である。したがってここではそれらにつ
いての詳細な説明は繰返さない。
は、実施の形態1に示された自己テスト回路内蔵メモリ
20と同様、テストパターンを生成するプログラムをテ
スタ182から命令RAM50にロードし、ALPG5
4によってコマンド、アドレスおよび書込データを発生
してメモリセルアレイ30にテストデータを書き込む。
さらに読出時には、書込時と同様にコマンドおよびアド
レスをALPG54で発生し、マルチプレクサ44を介
して出力66からコントロール回路34に与えることで
メモリセルアレイ30から対応するデータが読み出され
る。このデータは入出力およびBIST書込/判定回路
190、入出力バッファ48、入出力ピン40および入
出力線24を介して通常のメモリの読出と同様にテスタ
182に与える。
と同様にして自己テスト回路内蔵メモリ180のパス/
フェイルの判定と救済解析とを行なうことができる。な
お、DRAMデバイスでは、救済テスト時にはロウアド
レス、コラムアドレスが縮退されるので、入出力の必要
数は少なくなる。たとえば16I/Oのデバイスでは、
I/Oの縮退により4I/Oで救済テストが可能であ
る。
なATEを用いてテストを行なうことができる。またA
LPG54によって、命令RAM50に格納されたプロ
グラムにしたがってテストパターンを生成でき、かつ命
令RAM50に格納されるプログラムはテスタ182か
ら入力線28、入力ピン38を介して自己テスト回路内
蔵メモリ180に与えることができるので、製品の製造
開始後にも必要なテストパターンでのテストを行なうこ
とが容易にでき、テストをフレキシブルに行なうことが
可能となる。
ストのために必要なピン数は全部で9本である(入力線
28が4本、クロック信号線26が1本、入出力線24
が縮退により4本)。図21に示す従来例では縮退をし
ても必要なピン数は24本であったのと比較して、テス
トに必要なピン数は大きく減少している。
からの読出データを入出力およびBIST書込/判定回
路190ならびに入出力バッファ48を介してテスタ1
82に出力するとしていたが、これと同様にしてALP
G54の発生したEXPDM信号線78上の期待値マス
ターデータEXPDMを入出力およびBIST書込/判
定回路190ならびに入出力バッファ48を介してテス
タ182に出力することも可能である。この場合には、
ALPG54が発生したデータをテスタ182がモニタ
でき、テストの信頼性をあげるとともに、効率化を図る
ことができる。
動作クロック信号として逓倍クロック信号を用いた場
合、入出力ピン40から出力されるデータはこの内部逓
倍クロック信号によって定まるタイミングで出力される
一方、テスタ182は逓倍される前のクロック信号で動
作することになる。そのために、テスタ182がテスト
結果を読出す際には、通常のタイミングでの読出は行え
ない。たとえば、図17の上に示されるようにテスタ1
82が動作するクロック信号は20MHzであるのに対
し、自己テスト回路内蔵メモリ180内部の逓倍クロッ
ク信号は80MHzである。
のデータの書込は内部逓倍クロック信号にしたがって実
行され、テスタ182が関係することはないので、処理
は高速に行える。
際には、テスタ182は自己の動作タイミングを定めて
いるクロック信号の1周期に一回、ストローブ信号を出
力し、このストローブ信号により定まるタイミングでデ
ータの判定を行なうことができる。しかしこのストロー
ブ信号が出力されるタイミングは、自己テスト回路内蔵
メモリ180内部での動作タイミングを決めるクロック
信号よりずっと低い周波数を有する。そこで、テスタ1
82から見て入出力ピン40にあたかもテスタ182の
クロック信号と同じ周波数で読出データが現れるかのよ
うに見せるために工夫が必要となる。
Eがストローブ信号のタイミングを1サイクル内で移動
できることを利用する。つまり、テスタ182の動作ク
ロック信号の1サイクルの間に自己テスト回路内蔵メモ
リ180からは4回データが出力されてくるが、1サイ
クルにはこのうち一つのデータの判定しか行なわない。
そして、4サイクルをかけて、ストローブ信号のタイミ
ングを1/4サイクルずつずらしてデータを判定するこ
とにより4つの出力データの全てを判定する。
に、コラム優先アドレスインクリメントで書込を行なう
場合にせよ、ロウ優先アドレスインクリメントで書込を
行なう場合にせよ、バースト長との関連で、読出のシー
ケンスを変える必要が有る。そこで、読出時のみアドレ
ススクランブルをかけるようにする。
するY方向アドレスのYA0〜YA2の間でアドレスス
クランブルをかけてDUTのコラムアドレスCA0〜C
A2とする。こうすることにより、テスタ182の8サ
イクルの間に読出データD0、D2、D4、D6、D
1、D3、D5およびD7というシーケンスが都合4回
現れる。最初の2サイクルでは読出ストローブを最初の
1/4サイクルの間に置くことでD0、D1を読むこと
ができる。次の2サイクルでは読出ストローブを1/4
サイクルだけ後ろにずらすことによりD2、D3の読出
が行える。以下同様にストローブをずらすことで、3番
目のサイクルではD4およびD5、4番目のサイクルで
はD6およびD7が、それぞれ判定できる。
るX方向アドレスXA0、Y方向アドレスYA0、YA
1の間でスクランブルをかけてDUTのロウアドレスR
A0、コラムアドレスCA0、CA1とする。これによ
り、図18の場合と同様にテスタ182の8サイクルの
間に8つのデータの全てが読みだせる。
蔵メモリ180内部では逓倍クロック信号にしたがって
テストが高速に行えるので、メモリセルアレイ30を製
品動作周波数相当で救済テストできるとともにテスト時
間を短縮することが可能になる。一方で、テスタ182
に対してはテスタ182の動作する低速クロック信号で
データの出力が行える。また、アドレススクランブル機
能により、テストで読み取るデータの順番も、判定に都
合良い順番となっている。
装置の救済テストを行なうことが可能になる。
ト回路内蔵メモリ200のブロック図を示す。この自己
テスト回路内蔵メモリ200は、図1に示す自己テスト
回路内蔵メモリ20とほぼ同様であるが、入出力および
BIST書込/判定回路32にかえて、ALPG54の
発生データ(EXPDM)をテスタ22にそのまま出力
する機能を有する入出力およびBIST書込/判定回路
210を有する点が異なる。
XPDM)を外部に出力することにより、実施の形態1
の効果に加えてさらに、外部から自己テスト回路内蔵メ
モリ200の動作を確認することができるという効果を
奏する。
かる自己テスト回路内蔵半導体記憶装置によれば、プロ
グラムを外部からロードしテスト回路に記憶させて実行
させることにより、メモリセルアレイを様々なメモリパ
ターンを用いてテストすることができる。その結果、半
導体記憶装置の製造後でも所望のパターンにしたがった
テストが可能になり、テストをより柔軟に行なうことが
できる。
回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項1に記載の発
明の効果に加えて、記憶装置と半導体記憶装置との間の
信号線を少なく、したがって半導体記憶装置のピン数を
少なくしながら、従来と同レベルまたはそれ以上のレベ
ルの救済テストを行なうことができる。
回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項2に記載の発
明の効果に加えて、自己テスト回路内蔵半導体記憶装置
が逓倍クロック信号によって高速で動作できる。かつ、
自己テスト回路内蔵半導体記憶装置が逓倍数に対応した
回数だけ読出データを出力し、その際に読出スクランブ
ルを行なうことで、テスト装置が全てのデータを正しい
順番で容易な処理で判定することができる。
回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項1に記載の発
明の効果に加えて、自己テスト回路内蔵半導体記憶装置
に設けられるピン数を削減することができ、チップの微
細化を阻害するおそれは少ない。
回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項4に記載の発
明の効果に加えて、入出力の組合せデータをロードデー
タとしてロードしテストすることにより、入出力回路の
データの所望の組合せに関して容易にテストを行なうこ
とができる。
回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項5に記載の発
明の効果に加えて、任意の入出力組合せデータを作成す
るためにテスト回路から入出力テスト組合せ回路に与え
られるデータとして期待値マスターデータが必要なだけ
であるため、テスト回路から入出力テスト組合せ回路へ
の配線数が削減できる。回路規模の増大を防止すること
ができる。
回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項4に記載の発
明の効果に加えて、データのロード時に半導体記憶装置
のモードを任意のモードに設定することができる。
回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項1に記載の発
明の効果に加えて、実際のメモリセルの物理的配置に即
したメモリセル間のデータ干渉の試験を行なうことがで
き、適切なメモリテストを行なうことができる。
回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項1に記載の発
明の効果に加えて、セルレベルで所望のテストパターン
によるテストを行なうことができる。
ト回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項1に記載の
発明の効果に加えて、繰返し動作の制御により柔軟性を
持たせることができる。
ト回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項1に記載の
発明の効果に加えて、外部信号によってプログラム実行
中の繰返し処理を制御することができる。内部にカウン
タなどを持たせる場合と比較して回路規模の増大が防止
でき、回路面積を小さくすることができる。
ト回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項1に記載の
発明の効果に加えて、プログラムを記憶するための記憶
装置として特殊なものを用いる必要がなく、読出のため
の制御部分を簡略にでき、結果として自己テスト回路内
蔵半導体記憶装置のコスト及びテストコストの増大を防
止できる。
ト回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項1に記載の
発明の効果に加えて、パターンジェネレータによって逓
倍クロック信号にしたがってメモリセルアレイのテスト
を行なうことができるので、テストを高速化することが
でき、半導体記憶装置の製品動作周波数相当で救済テス
トができるとともにテストコストも下げることができ
る。
ト回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項13に記載
の発明の効果に加えて、パターンジェネレータの発生す
るテストデータを外部でモニタすることができ、パター
ンジェネレータの動作を外部から確認することができ、
テストの信頼性を上げることができる。
ト回路内蔵半導体記憶装置によれば、請求項1に記載の
発明の効果に加えて、結果がフェイルであるにもかかわ
らずパスとして外部のテスト装置に判定されるおそれは
少なくなり、テストの信頼性を上げることができる。
回路内蔵メモリ20のブロック図である。
ロック図である。
ブル機能を説明するための図である。
ル機能を説明するための図である。
ル機能を説明するための図である。
ル機能を説明するための図である。
式図である。
示す図である。
延ジャンプを説明するための、プログラムを示す図であ
る。
遅延ジャンプを説明するための、プログラムカウンタの
値と命令アドレスの移動との関係を示す図である。
遅延ジャンプ時のタイミングを示す波形図である。
ッチ機能を説明するための図である。
T)回路46の各ブロックに供給されるクロック信号の
関係を模式的に示す図である。
T書込/判定回路32の構成を示すブロック図である。
タイミングチャートである。
メモリ180のブロック図である。
内部逓倍クロック信号との関係を示す波形図である。
スト結果の読出タイミングを示すタイミングチャートで
ある。
ト結果の読出タイミングを示すタイミングチャートであ
る。
メモリ200のブロック図である。
る。
2,182 テスタ、30 メモリセルアレイ、32,
190,210 入出力およびBIST書込/判定回
路、34 コントロール回路、46 BIST回路、5
0 命令RAM、52 BISTコントローラ、54
ALPG。
Claims (15)
- 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板上に形成されたメモリセルアレイと、 前記半導体基板上に設けられ、プログラムを記憶して記
憶されたプログラムにしたがって前記メモリセルアレイ
のテストを行ない、テスト結果を出力するためのテスト
回路と、 前記半導体基板上に設けられ、前記テスト回路に記憶さ
れるプログラムの内容を書き換えるための書換手段とを
含む、自己テスト回路内蔵半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記テスト回路は、 前記半導体基板上に設けられ、前記プログラムを記憶す
るための書換可能な記憶手段と、 前記半導体基板上に設けられ、テストデータを前記プロ
グラムにしたがって発生し前記メモリセルアレイ中の各
メモリセルに書込むための手段と、 前記メモリセルからデータを読出して救済テストのため
に外部のテスト装置に与えるための手段とを含む、請求
項1に記載の自己テスト回路内蔵半導体記憶装置。 - 【請求項3】 前記テスト回路の動作は、前記テスト装
置の動作クロック信号の周波数を逓倍した逓倍クロック
信号に同期して行なわれ、 前記テスト回路は、前記逓倍クロック信号に同期して前
記テスト装置に対して出力される前記メモリセルから読
み出されたデータを、前記逓倍の逓倍数以上の回数だけ
繰返し出力するとともに、前記テスト装置がデータを所
定の順序で受信することが可能なように、前記メモリセ
ルからの読出アドレスをスクランブルする、請求項2に
記載の自己テスト回路内蔵半導体記憶装置。 - 【請求項4】 前記自己テスト回路内蔵半導体記憶装置
は、前記メモリセルアレイへのデータの読出および書込
を制御するための信号、および前記テスト回路に格納さ
れるプログラムを含むロードデータを外部から受けるた
めの複数個の制御信号入力端子を有し、 前記制御信号入力端子の数は前記テスト回路に格納され
る各命令のビット数よりも小さく、 前記ロードデータは、その各命令が前記複数個の制御信
号入力端子の数以下のビット数に分割して前記複数個の
制御信号入力端子に与えられ、 前記書換手段は、前記複数個の制御信号入力端子を介し
て外部から与えられる、分割された前記ロードデータか
ら前記プログラムの各命令を復元するようにして前記テ
スト回路に記憶させるための手段を含む、請求項1に記
載の自己テスト回路内蔵半導体記憶装置。 - 【請求項5】 前記メモリセルアレイは、複数個の入出
力回路を有し、 前記ロードデータは、 前記テスト回路が実行する前記プログラムに加えて、前
記メモリセルアレイの前記複数個の入出力回路のテスト
を行なうための入出力組合せデータを含み、 前記自己テスト回路内蔵半導体記憶装置は、 前記複数個の入出力回路に対応して設けられ、前記複数
個の入出力回路を経由して前記メモリセルアレイに前記
入出力組合せデータに対応したテスト用データを書込
み、前記入出力回路を経由して前記メモリセルアレイか
ら読み出したデータが正当か否かを判定するための入出
力組合せテスト回路を含み、 前記書換手段は、前記プログラムを前記テスト回路に記
憶させるとともに、前記入出力の組合せデータを前記入
出力組合せテスト回路に与える、請求項4に記載の自己
テスト回路内蔵半導体記憶装置。 - 【請求項6】 前記テスト回路は、前記入出力回路のた
めの1ビットの期待値マスターデータを出力することが
可能であり、 前記入出力組合せテスト回路は、 対応する入出力回路のための入出力組合せデータを記憶
するための組合せデータ記憶手段と、 前記期待値マスターデータと前記組合せデータ記憶手段
に記憶された入出力組み合わせデータとの論理をとって
前記メモリセルアレイに書き込むための手段と、 前記メモリセルアレイから対応の前記入出力回路を経由
して読み出されたデータと、前記期待値マスターデータ
および前記組合せデータ記憶手段に記憶された入出力組
合せデータとの間で前記論理をとることによって得られ
た値との比較を行なうことによって対応の入出力回路の
出力が正当か否かを判定するための手段を含む、請求項
5に記載の自己テスト回路内蔵半導体記憶装置。 - 【請求項7】 前記ロードデータは、前記自己テスト回
路内蔵半導体記憶装置のモードを設定するためのモード
データをさらに含み、 前記書換手段はさらに、前記プログラムを前記テスト回
路に記憶させるとともに、前記モードデータにしたがっ
て前記自己テスト回路内蔵半導体記憶装置のモードを設
定する、請求項4に記載の自己テスト回路内蔵半導体記
憶装置。 - 【請求項8】 前記テスト回路は、前記メモリセルアレ
イの論理アドレスに、アドレススクランブルを行なって
前記メモリセルアレイのテストを行なうための手段を含
む、請求項1に記載の自己テスト回路内蔵半導体記憶装
置。 - 【請求項9】 前記テスト回路は、各メモリセルのアド
レスに対して所定の演算を行なうことにより各メモリセ
ルに書き込まれるべきデータを生成するデータスクラン
ブルを行なって前記メモリセルアレイのテストを行なう
ための手段を含む、請求項1に記載の自己テスト回路内
蔵半導体記憶装置。 - 【請求項10】 前記テスト回路は、 前記半導体基板上に設けられ、前記プログラムを記憶す
るための書換可能な記憶手段と、 前記プログラムによって制御される、繰り返し動作を含
むアルゴリズムにしたがって前記メモリセルアレイ中の
各メモリセルに書き込むべきデータを生成するための手
段と、 前記繰返し動作中でデータを記憶するために使用される
汎用レジスタと、 前記汎用レジスタに前記繰返し動作中の所定のタイミン
グで書き込まれる値を保持するリロードレジスタと、 前記リロードレジスタに、前記記憶手段に記憶されたプ
ログラムによって指定された値を書き込むための手段と
を含む、請求項1に記載の自己テスト回路内蔵半導体記
憶装置。 - 【請求項11】 外部から前記テスト回路による繰返し
動作を制御するための外部信号を受信するための手段を
さらに含み、 前記テスト回路は、前記外部信号の値を参照して前記メ
モリセルアレイに対するテストにおける繰返し動作を制
御するための手段を含む、請求項1に記載の自己テスト
回路内蔵半導体記憶装置。 - 【請求項12】 前記テスト回路のための命令セットは
条件付ジャンプ命令を含み、 前記テスト回路は、前記条件付ジャンプ命令による分岐
動作を前記条件付きジャンプ命令を実行したサイクルよ
り後のサイクルで実行する遅延ジャンプを行なう、請求
項1に記載の自己テスト回路内蔵半導体記憶装置。 - 【請求項13】 前記テスト回路は、 前記半導体基板上に設けられ、所定周波数のクロック信
号で動作する制御回路と、 前記半導体基板上に設けられ、前記所定周波数を逓倍し
た逓倍クロック信号で動作する、前記プログラムを記憶
するための書換可能な記憶手段と、 前記半導体基板上に設けられ、前記逓倍クロック信号で
動作する、前記記憶手段に記憶されたプログラムにした
がってテストデータおよび前記メモリセルアレイの制御
信号を生成するためのパターンジェネレータとを含む、
請求項1に記載の自己テスト回路内蔵半導体記憶装置。 - 【請求項14】 前記パターンジェネレータの発生する
テストデータを外部に出力するための手段をさらに含
む、請求項13に記載の自己テスト回路内蔵半導体記憶
装置。 - 【請求項15】 前記テスト回路は、テストのパスをテ
スト結果信号の第1のレベルで、テストのフェイルを前
記テスト結果信号の第2のレベルで出力し、 前記テスト回路はさらに、テスト結果を出力するに先立
ち、前記テスト結果信号を前記第2のレベルにする、請
求項1に記載の自己テスト回路内蔵半導体記憶装置。
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