JP2001332099A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP2001332099A
JP2001332099A JP2000149168A JP2000149168A JP2001332099A JP 2001332099 A JP2001332099 A JP 2001332099A JP 2000149168 A JP2000149168 A JP 2000149168A JP 2000149168 A JP2000149168 A JP 2000149168A JP 2001332099 A JP2001332099 A JP 2001332099A
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Masahiro Katayama
雅弘 片山
Shuichi Miyaoka
修一 宮岡
Yuji Yokoyama
勇治 横山
Hiroshi Akasaki
博 赤▲崎▼
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のDRAMマクロセルを搭載する論理混
載メモリ集積回路等の機能試験を効率化し、その試験精
度を高める。 【解決手段】 各DRAMマクロセル(DRAM)のD
FT回路(DFT)に、アクセス評価のための試験動作
時、試験制御信号TACCを選択的に有効レベルとする
機能を持たせるとともに、各DRAMマクロセルに、そ
の起動制御信号たるクロック信号CLKNに従ってこれ
と所定の時間関係を有する内部制御信号COLCを生成
するメモリ制御回路CTLと、試験制御信号TACCが
無効レベルとされる通常動作時は、内部制御信号COL
Cを出力ラッチ制御信号OLCとして出力データラッチ
OLに伝達し、試験制御信号TACCが有効レベルとさ
れる上記試験動作時には、外部の試験装置TSTから供
給されるテスト用出力ラッチ制御信号TOLCをそのま
ま出力ラッチ制御信号OLCとして出力データラッチO
Lに伝達するマルチプレクサMXLとを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体集積回路装
置に関し、例えば、それぞれDFT回路を備える複数の
DRAMマクロセルを搭載する論理混載メモリ集積回路
ならびにその機能試験の効率化及び精度向上に利用して
特に有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】情報蓄積キャパシタ及びアドレス選択M
OSFET(金属酸化物半導体型電界効果トランジス
タ。この明細書では、MOSFETをして絶縁ゲート型
電界効果トランジスタの総称とする)をそれぞれ含むダ
イナミック型メモリセルが格子配列されてなるメモリア
レイをその基本構成要素とするダイナミック型RAM
(ランダムアクセスメモリ)がある。また、ゲートアレ
イ等からなる論理部と、それぞれダイナミック型RAM
を基本構成要素とする複数のDRAMマクロセルとを搭
載する論理混載メモリ集積回路の半導体集積回路装置が
ある。
【0003】一方、大容量化されつつあるダイナミック
型RAM等の機能試験を効率化し、その開発時における
TAT(Turn Around Time)を短縮す
る一つの手段として、DFT(Design For
Test)技術があり、DFT回路を内蔵するダイナミ
ック型RAM等が検討されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本願発明者等は、この
発明に先立って、それぞれDFT回路を備える複数のD
RAMマクロセルを搭載する論理混載メモリ集積回路の
開発に従事し、次の問題点に気付いた。すなわち、この
論理混載メモリ集積回路は、後述する図1の実施例と同
様に、それぞれDFT回路を備える例えば8個のDRA
MマクロセルDRAM0〜DRAM7と、多数の論理ゲ
ートセルが組み合わされてなる論理部LCとを備え、所
定のクロック信号に従って同期動作する。DRAMマク
ロセルDRAM0〜DRAM7のそれぞれは、上記クロ
ック信号又はこれをもとに生成される内部制御信号に従
って動作を開始し、その読み出しデータは、出力データ
ラッチに取り込まれた後、外部のアクセス装置に出力さ
れる。
【0005】周知のように、DRAMマクロセルDRA
M0〜DRAM7のそれぞれは、その動作特性に応じて
異なるアクセスタイムを有する。また、アクセスタイム
の評価は、例えばダイナミック型RAM(DRAM)単
体であれば、図6に例示されるように、外部の試験装置
TSTから起動制御信号たるクロック信号CLKを入力
した後、ダイナミック型RAMのデータ出力端子DOか
ら正常な出力データが出力されるまでの時間を測定する
ことによって行われる。
【0006】ところが、上記論理混載メモリ集積回路で
は、図7に例示されるように、DRAMマクロセルDR
AM0〜DRAM7の前段及び後段に、論理部LCの比
較的複雑な論理回路が接続される。また、各DRAMマ
クロセルの読み出しデータRDは、出力データラッチO
Lを介して外部出力され、その出力データラッチOLへ
の取り込みは、メモリ制御回路CTLから出力される出
力ラッチ制御信号OLCに従って固定したタイミングで
行われる。このため、各DRAMマクロセルのアクセス
タイムを精度良く判定することが困難となり、これによ
って論理混載メモリ集積回路の試験工数が増大し、その
試験精度も低下する。
【0007】この発明の目的は、複数のDRAMマクロ
セルを搭載する論理混載メモリ集積回路等の機能試験を
効率化し、その試験精度を高めることにある。
【0008】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、それぞれDFT回路を備える
複数のDRAMマクロセルを搭載する論理混載メモリ集
積回路等において、各DRAMマクロセルのDFT回路
に、アクセス評価のための試験動作時に所定の試験制御
信号を選択的に有効レベルとする機能を持たせるととも
に、各DRAMマクロセルに、その起動制御信号たる第
1の制御信号に従ってこれと所定の時間関係を有する第
2の制御信号を生成する制御部と、出力ラッチ制御信号
に従って指定アドレスの読み出しデータを取り込む出力
データラッチと、上記試験制御信号が無効レベルとされ
る通常動作時は、上記第2の制御信号を出力ラッチ制御
信号として出力データラッチに伝達し、試験制御信号が
有効レベルとされる上記試験動作時には、外部の試験装
置から供給される第3の制御信号を出力ラッチ制御信号
として出力データラッチに伝達するマルチプレクサとを
設ける。
【0010】上記手段によれば、第1及び第3の制御信
号の時間関係を変化させながら、出力データラッチを介
して出力される読み出しデータの正常性を判定すること
で、各DRAMマクロセルのアクセスタイムを容易にし
かも効率良く評価することができる。この結果、論理混
載メモリ集積回路等のアクセス評価に関する機能試験を
効率化し、その試験精度を高めることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1には、この発明が適用された
論理混載メモリ集積回路(半導体集積回路装置)の一実
施例の基板配置図が示されている。同図をもとに、まず
この実施例の論理混載メモリ集積回路のブロック構成及
び基板配置の概要について説明する。なお、この実施例
の論理混載メモリ集積回路は、特に制限されないが、コ
ンピュータシステムの所定のボードに搭載され、例えば
そのキャッシュメモリを構成する。また、論理混載メモ
リ集積回路の基板配置に関する以下の記述では、図1の
位置関係をもって半導体基板CHIP面での上下左右を
表す。
【0012】図1において、本実施例の論理混載メモリ
集積回路は、特に制限されないが、半導体基板CHIP
の上辺側に配置される4個の機能ブロックつまりDRA
MマクロセルDRAM0〜DRAM3と、下辺側に配置
される4個のDRAMマクロセルDRAM4〜DRAM
7とを備える。これらのDRAMマクロセルのそれぞれ
は、後述するように、DFT回路(DFT)を備え、特
に制限されないが、64KW(キロワード)×288b
(ビット)の記憶容量を有する。
【0013】論理混載メモリ集積回路は、さらに、各D
RAMマクロセルの内側にそれぞれ配置される8個のS
RAMマクロセルSRAM0〜SRAM7と、半導体基
板CHIPの中央部に配置されるもう1個のSRAMマ
クロセルSRAM8とを備える。SRAMマクロセルS
RAM0〜SRAM3ならびにSRAM4〜SRAM7
の内側には、半導体基板CHIPの横の中心線に沿っ
て、多数の入出力セルIOCが列状に配置され、これら
の入出力セルIOC及びSRAMマクロセルの間には、
図示されない多数のゲートアレイとチップ端子に対応す
るパッドPADとを含む論理部LCが配置される。論理
部LCのゲートアレイは、ユーザ仕様に基づいて組み合
わされ、所定の論理回路を構成する。また、パッドPA
Dは、パッケージに形成された配線層を介して対応する
バンプに結合され、論理混載メモリ集積回路のDRAM
マクロセルのアクセス評価に関するプローブ試験が行わ
れるときには、試験装置との間を接続するための接触端
子となる。
【0014】図2には、図1の論理混載メモリ集積回路
に搭載されるDRAMマクロセルの一実施例のブロック
図が示されている。同図をもとに、論理混載メモリ集積
回路に搭載されるDRAMマクロセルDRAM0〜DR
AM7の構成及び動作の概要について説明する。なお、
DRAMマクロセルDRAM0〜DRAM7は、付与さ
れる識別番号が異なることを除き、すべて同一構成とさ
れる。
【0015】図2において、この実施例のDRAMマク
ロセルは、そのレイアウト所要面積の大半を占めて配置
されるメモリアレイMARYを基本構成要素とする。メ
モリアレイMARYは、特に制限されないが、図の水平
方向に平行して配置される実質4,096本のワード線
と、図の垂直方向に平行して配置される実質1,152
組の相補ビット線とを含む。これらのワード線及び相補
ビット線の交点には、それぞれ情報蓄積キャパシタ及び
アドレス選択MOSFETを含む合計18,874,3
68個のダイナミック型メモリセルが格子状に配置され
る。
【0016】メモリアレイMARYを構成するワード線
は、図の左方においてロウアドレスデコーダRDに結合
され、択一的に所定の選択レベルとされる。ロウアドレ
スデコーダRDには、ロウアドレスバッファRBから1
2ビットの内部ロウアドレス信号が供給される。このロ
ウアドレスバッファRBには、マクロセル入力端子RA
0〜RABを介して12ビットのロウアドレスRA0〜
RAB(ここで、例えばロウアドレス等の10を超える
追番については、アルファベットで表す場合がある。以
下同様)が供給される。また、マクロセル入力端子CL
KNから入力バッファIB1を介してクロック信号CL
KN(第1の制御信号)つまり内部クロック信号clk
nが供給されるとともに、マクロセル入力端子SIDか
らスキャンインデータSIDつまり内部スキャンインデ
ータsidが供給され、さらにマクロセル入力端子SC
Kから入力バッファIB2を介してスキャンクロック信
号SCKつまり内部スキャンクロック信号sckが供給
される。
【0017】なお、内部クロック信号clkn及び内部
スキャンクロック信号sckは、入力データラッチI
L,カラムアドレスバッファCB,制御信号バッファS
BならびにDFT信号バッファDBにも共通に供給され
る。また、内部スキャンインデータsidは、これらの
ラッチ及びバッファと出力データラッチOL(出力ラッ
チ)を構成するフリップフロップのスキャンイン端子及
びスキャンアウト端子をチェーン結合する形で連結さ
れ、試験診断のためのスキャン経路を構成する。このス
キャン経路の終端は、マクロセル出力端子SODに結合
される。
【0018】この結果、この実施例のDRAMマクロセ
ルでは、試験動作時、スキャンイン端子SIDから各ラ
ッチ及びバッファに対して所望の試験データをシリアル
に入力することができるとともに、各ラッチ又はバッフ
ァに保持されるデータをスキャンアウト端子SODを介
してシリアルに出力することができ、これによってDR
AMマクロセルの試験診断を効率良く実施できるものと
される。
【0019】ロウアドレスバッファRBは、DRAMマ
クロセルが通常のアクセスモードで選択状態とされると
き、前段のアクセスユニットからマクロセル入力端子R
A0〜RABを介して入力されるロウアドレスRA0〜
RABを内部クロック信号clknに従って取り込み、
保持するとともに、これらのロウアドレスをもとに、そ
れぞれ非反転及び反転信号からなる内部ロウアドレス信
号を生成して、ロウアドレスデコーダRDに供給する。
また、DRAMマクロセルが試験診断のためのテストモ
ードとされるときには、その保持データ又はマクロセル
入力端子SIDからシリアルに入力されるスキャンイン
データを内部スキャンクロック信号sckに従って順次
シフトし、出力データラッチOLに伝達する。
【0020】ロウアドレスデコーダRDは、ロウアドレ
スバッファRBから供給される12ビットの内部ロウア
ドレス信号をデコードして、メモリアレイMARYの対
応するワード線を択一的に所定の選択レベルとする。メ
モリアレイMARYでは、選択ワード線に結合される実
質1,152個のメモリセルの微小読み出し信号が対応
する相補ビット線に出力され、図示されないセンスアン
プによって増幅された後、ハイレベル又はロウレベルの
2値読み出し信号とされる。
【0021】次に、メモリアレイMARYを構成する相
補ビット線は、図の下方においてメインアンプMA及び
ライトアンプWAに結合される。これらのメインアンプ
MA及びライトアンプWAには、特に制限されないが、
カラムアドレスデコーダCDから図示されないそれぞれ
16ビットの読み出し用又は書き込み用ビット線選択信
号が供給される。また、メインアンプMAから出力され
る合計288ビットの読み出しデータは、72ビットず
つ四つのグループに分割されて出力データラッチOLに
伝達され、ライトアンプWAには、入力データラッチI
Lから72ビット単位で書き込みデータが供給される。
カラムアドレスデコーダCDには、カラムアドレスバッ
ファCBから4ビットの内部カラムアドレス信号が供給
され、カラムアドレスバッファCBには、マクロセル入
力端子CA0〜CA3を介して4ビットのカラムアドレ
スCA0〜CA3が供給される。
【0022】出力データラッチOLには、内部スキャン
インデータsid及び内部スキャンクロック信号sck
が供給されるとともに、マルチプレクサMXLから出力
ラッチ制御信号OLCが供給される。マルチプレクサM
XLの一方の入力端子には、メモリ制御回路CTL(制
御部)から内部制御信号COLC(第2の制御信号)が
供給される。また、その他方の入力端子には、マクロセ
ル入力端子TOLCを介してテスト用出力ラッチ制御信
号TOLC(第3の制御信号)が供給され、その制御端
子には、DFT回路から試験制御信号TACCが供給さ
れる。出力データラッチOLにより保持される合計28
8ビットの読み出しデータは、72ビットずつグループ
分割されたままマルチプレクサMXOに供給される。
【0023】一方、入力データラッチIL及びカラムア
ドレスバッファCBには、内部クロック信号clkn,
内部スキャンインデータsidならびに内部スキャンク
ロック信号sckが供給される。また、マルチプレクサ
MXOの制御端子には、マクロセル入力端子MS0〜M
S3を介して4ビットの出力選択信号MS0〜MS3が
供給され、その72ビットの出力信号は、出力セレクタ
OSの一方の入力端子に供給される。出力セレクタOS
の他方の入力端子は、対応するマクロセル入力端子WD
0〜WD71に結合される。また、その制御端子には、
マクロセル入力端子DWMCを介して試験出力制御信号
DWMCが供給され、その出力端子は、対応するマクロ
セル出力端子DO0〜DO71に結合される。
【0024】この実施例において、メモリ制御回路CT
Lから出力される内部制御信号COLCは、実質的に前
記クロック信号CLKNつまり内部クロック信号clk
nに従って生成され、このクロック信号CLKNに対し
て所定の時間関係を有する。また、テスト用出力ラッチ
制御信号TOLCは、DRAMマクロセルのアクセス評
価のための試験動作が行われるとき、外部の試験装置か
らマクロセル入力端子TOLCを介して入力され、出力
データラッチOLにおける読み出しデータのストローブ
タイミングを設定する。さらに、DFT回路から出力さ
れる試験制御信号TACCは、通常無効レベルつまりロ
ウレベルとされ、アクセス評価のための試験動作が行わ
れるとき有効レベルつまりハイレベルとされる。
【0025】一方、試験出力制御信号DWMCは、DR
AMマクロセルが通常の読み出し又は書き込みモードと
されるときロウレベルの無効レベルとされ、機能試験の
ためのテストモードとされるときハイレベルの有効レベ
ルとされる。また、ライトアンプWAには、マクロセル
入力端子WE0N〜WE3Nを介して入力される4ビッ
トのライトイネーブル信号WE0N〜WE3Nをもとに
生成される図示されない内部ライトイネーブル信号we
0n〜we3nが供給される。
【0026】メインアンプMAは、DRAMマクロセル
が読み出しモードで選択状態とされるとき、メモリアレ
イMARYの選択ワード線に結合される1,152個の
メモリセルから対応する相補ビット線を介して出力され
る読み出し信号を、カラムアドレスデコーダCDから供
給される読み出し用ビット線選択信号に従って288ビ
ットずつ選択して増幅し、出力データラッチOLに伝達
する。
【0027】マルチプレクサMXLは、論理混載メモリ
集積回路が通常の動作モードとされ試験制御信号TAC
Cがロウレベルの無効レベルとされるとき、メモリ制御
回路CTLから出力される内部制御信号COLCを選択
し、出力ラッチ制御信号OLCとして出力データラッチ
OLに供給する。また、論理混載メモリ集積回路がDR
AMマクロセルのアクセス評価のための試験モードとさ
れ試験制御信号TACCがハイレベルの有効レベルとさ
れるときは、試験装置TSTからマクロセル入力端子T
OLCから入力されるテスト用出力ラッチ制御信号TO
LCを選択し、出力ラッチ制御信号OLCとして出力デ
ータラッチOLに供給する。
【0028】出力データラッチOLは、メインアンプM
Aから72ビットずつグループ分割されて出力される合
計288ビットの読み出しデータを、上記マルチプレク
サMXLから供給される出力ラッチ制御信号OLCに従
って取り込み、保持するとともに、グループ分割状態の
ままパラレルにマルチプレクサMXOに伝達する。ま
た、DRAMマクロセルが試験診断のためのテストモー
ドとされるときには、その保持データ又は内部スキャン
インデータsidを内部スキャンクロック信号sckに
従って順次シフトし、入力データラッチILに伝達す
る。
【0029】これにより、この実施例のDRAMマクロ
セルでは、アクセス評価のための試験動作時、外部の試
験装置からマクロセル入力端子CLKNを介して入力さ
れるクロック信号CLKNと、マクロセル入力端子TO
LCを介して入力されるテスト用出力ラッチ制御信号T
OLCとの間の時間関係を変化させることで、出力デー
タラッチOLにおける読み出しデータのストローブタイ
ミングを意図的に変化させ、DRAMマクロセルのアク
セスタイムを評価することができるが、このことについ
ては、具体的な試験方法とともに後で詳細に説明する。
【0030】マルチプレクサMXOは、出力データラッ
チOLから伝達される合計288ビットの読み出しデー
タを、出力選択信号MS0〜MS3に従って72ビット
選択し、出力セレクタOSに伝達する。また、出力セレ
クタOSは、DRAMマクロセルが通常の読み出しモー
ドとされ試験出力制御信号DWMCがロウレベルの無効
レベルとされるとき、マルチプレクサMXOから伝達さ
れる72ビットの読み出しデータを選択して、マクロセ
ル出力端子DO0〜DO71を介して出力し、DRAM
マクロセルが機能試験のためのテストモードとされ試験
出力制御信号DWMCがハイレベルの有効レベルとされ
るときには、外部の試験装置からマクロセル入力端子W
D0〜WD71を介して入力される書き込みデータを選
択し、そのままマクロセル出力端子DO0〜DO71を
介して出力する。
【0031】一方、入力データラッチILは、DRAM
マクロセルが通常の書き込みモードで選択状態とされる
とき、外部のアクセスユニットからマクロセル入力端子
WD0〜WD71を介して入力される72ビットの書き
込みデータを、内部クロック信号clknに従って取り
込み、保持するとともに、ライトアンプWAを構成する
288個の単位ライトアンプのうち、書き込み用ビット
線選択信号により指定される72個の単位ライトアンプ
に伝達する。このとき、ライトアンプWAの各単位ライ
トアンプは、内部ライトイネーブル信号we0n〜we
3nのハイレベルを受けて72個ずつ選択的に動作状態
となり、保持するそれぞれ72ビット、合計288ビッ
トの書き込みデータをメモリアレイMARYの選択ワー
ド線に結合される72個ないし288個のメモリセルに
選択的に書き込む。
【0032】カラムアドレスバッファCBは、マクロセ
ル入力端子CA0〜CA3を介して入力されるカラムア
ドレスCA0〜CA3を、内部クロック信号clknに
従って取り込み、保持するとともに、これらのカラムア
ドレスをもとにそれぞれ非反転及び反転信号からなる内
部カラムアドレス信号を生成し、カラムアドレスデコー
ダCDに供給する。カラムアドレスデコーダCDは、カ
ラムアドレスバッファCBから供給される内部カラムア
ドレス信号をデコードして、メインアンプMAに対する
読み出し用ビット線選択信号あるいはライトアンプWA
に対する書き込み用ビット線選択信号を択一的にハイレ
ベルの選択レベルとする。
【0033】言うまでもなく、入力データラッチIL及
びカラムアドレスバッファCBは、DRAMマクロセル
が試験診断のためのテストモードとされるとき、その保
持データ又は外部の試験装置から供給される内部スキャ
ンインデータsidを内部スキャンクロック信号sck
に従って順次シフトし、後段のカラムアドレスバッファ
CB及び制御信号バッファSBにそれぞれ伝達する機能
を併せ持つ。
【0034】DRAMマクロセルは、さらに、制御信号
バッファSB及びDFT信号バッファDBと、これらの
バッファの出力信号をそれぞれ受けるメモリ制御回路C
TL及びDFT回路(DFT)とを備える。
【0035】このうち、制御信号バッファSBには、内
部クロック信号clkn,内部スキャンインデータsi
dならびに内部スキャンクロック信号sckが供給され
るとともに、マクロセル入力端子RASN,CASN,
RESN(及び入力バッファIB4)ならびにWE0N
〜WE3Nを介して、ロウアドレスストローブ信号RA
SN,カラムアドレスストローブ信号CASN,リセッ
ト制御信号RESNならびにライトイネーブル信号WE
0N〜WE3Nが供給される。
【0036】一方、DFT信号バッファDBには、内部
クロック信号clkn,内部スキャンインデータsid
ならびに内部スキャンクロック信号sckが供給され
る。また、マクロセル入力端子TDMS0〜TDMS5
を介して、DFT信号の一部たる6ビットのDFTエン
トリー信号TDMS0〜TDMS5が供給されるととも
に、マクロセル入力端子TDID0〜TDID2ならび
にTDMCKNを介してマクロセル識別信号TDID0
〜TDID2ならびにDFTクロック信号TDMCKN
が供給される。DFT信号バッファDBのスキャンアウ
トデータは、前述のように、マクロセル出力端子SOD
を介して出力される。
【0037】制御信号バッファSBは、外部のアクセス
ユニットからマクロセル入力端子RASN,CASN,
RESN(及び入力バッファIB4)ならびにWE0N
〜WE3Nを介して起動制御信号として供給されるロウ
アドレスストローブ信号RASN,カラムアドレススト
ローブ信号CASN,リセット制御信号RESNならび
にライトイネーブル信号WE0N〜WE3Nを内部クロ
ック信号clknに従って取り込み、保持するととも
に、メモリ制御回路CTLに伝達する。
【0038】メモリ制御回路CTLは、外部のアクセス
ユニットから制御信号バッファSBを介して起動制御信
号として入力されるロウアドレスストローブ信号RAS
N,カラムアドレスストローブ信号CASN,リセット
制御信号RESNならびにライトイネーブル信号WE0
N〜WE3Nをもとに、DRAMマクロセルの動作モー
ドを識別するとともに、前記内部制御信号COLCを含
む各種の内部制御信号を選択的に生成して、DRAMマ
クロセルの各部に供給する。上記説明から明らかなよう
に、各起動制御信号は、クロック信号CLKNつまり内
部クロック信号clknに従って制御信号バッファSB
に取り込まれ、メモリ制御回路CTLに伝達されるた
め、内部制御信号COLCは、クロック信号CLKNつ
まり内部クロック信号clknに対して所定の時間関係
を有するものとなる。
【0039】一方、DFT信号バッファDBは、例えば
ウエハ状態で行われる論理混載メモリ集積回路のプロー
ブ試験時において、外部の試験装置から論理混載メモリ
集積回路の論理部LCならびにDFT信号バッファDB
を介して入力されるDFT信号つまりDFTエントリー
信号TDMS0〜TDMS5ならびにマクロセル識別信
号TDID0〜TDID2を、DFTクロック信号TD
MCKNに従って取り込み、DFT回路に伝達する。D
FT回路は、DFTエントリー信号TDMS0〜TDM
S5をもとに、実施すべきDFT試験モードを判定し、
前記試験制御信号TACC等を選択的に生成して、試験
動作を制御するとともに、その結果を外部の試験装置に
報告する。前記DRAMマクロセルのアクセス評価のた
めの試験モードも、DFTエントリー信号TDMS0〜
TDMS5の各ビットの論理値が所定の組み合わせとさ
れることで選択的に指定され、実行される。
【0040】なお、制御信号バッファSB及びDFT信
号バッファDBは、DRAMマクロセルが試験診断のた
めのテストモードとされるとき、その保持データ又は外
部の試験装置から供給される内部スキャンインデータs
idを内部スキャンクロック信号sckに従って順次シ
フトし、伝達する機能を併せ持つ。これらのシフトデー
タは、最終的にはマクロセル出力端子SODからスキャ
ンアウトデータSODとして外部の試験装置にシリアル
出力される。
【0041】図3には、図1の論理混載メモリ集積回路
のDRAMマクロセルのアクセス評価時、つまりアクセ
ス評価のための試験動作時の一実施例の接続図が示され
ている。また、図4には、図1の論理混載メモリ集積回
路のDRAMマクロセルのアクセス評価時の一実施例の
接続概念図が示され、図5には、そのDRAMマクロセ
ルのアクセス評価時の一実施例の信号波形図が示されて
いる。これらの図をもとに、この実施例の論理混載メモ
リ集積回路のDRAMマクロセルのアクセス評価時の具
体的な接続形態及び試験方法について説明する。
【0042】なお、図3では、論理混載メモリ集積回路
の論理部LCならびにDRAMマクロセル(DRAM0
〜DRAM7)のアクセス評価のための試験動作に関す
る入力又は出力信号のみが例示される。また、図4で
は、論理混載メモリ集積回路(LSI)に搭載される8
個のDRAMマクロセル(DRAM0〜DRAM7)が
単にDRAMとして示されるとともに、メモリアレイM
ARY,メモリ制御回路CTL,DFT回路(DF
T),マルチプレクサMXLならびに出力データラッチ
OLが、各DRAMマクロセルの構成要素として例示さ
れる。さらに、図4では、出力データラッチOLの出力
信号がそのまま出力データDO、つまりDO0〜DO7
1として示されているが、図5では、出力データラッチ
OLのストローブタイミングを明らかにするため、出力
データラッチOLの各ビットの非反転出力端子における
出力信号を、OLoutとして示した。
【0043】まず、図3において、論理混載メモリ集積
回路がDRAMマクロセルのアクセス評価のための試験
モードとされるとき、その論理部LCには、外部の試験
装置TSTから入力パッドPCLKNを介して、同期化
信号となるクロック信号CLKNが供給され、入力パッ
ドPTOLCを介して、出力データラッチOLのストロ
ーブタイミングを設定するためのテスト用出力ラッチ制
御信号TOLCが供給される。また、入力パッドPTD
MS0〜PTDMS5を介して、アクセス評価のための
試験モードを指定する組み合わせでDFTエントリー信
号TDMS0〜TDMS5が供給され、入力パッドPR
A0〜PRABならびにPCA0〜PCA3を介して、
試験対象アドレスを指定するためのロウアドレスRA0
〜RABならびにカラムアドレスCA0〜CA3が供給
される。
【0044】この実施例において、論理混載メモリ集積
回路のDRAMマクロセルのアクセス評価のための試験
モードは、8個のDRAMマクロセル(DRAM0〜D
RAM7)のうち1個を択一的に指定しながら実施する
ことが可能とされ、DFTエントリー信号TDMS0〜
TDMS5は、試験対象となるDRAMマクロセルを択
一的に指定するための選択信号としても用いられる。
【0045】論理混載メモリ集積回路の論理部LCに
は、さらに、入力パッドPMS0〜PMS3を介して出
力選択信号MS0〜MS3が供給され、入力パッドPW
D0〜PWD71を介して72ビットの書き込みデータ
が供給される。また、指定されたDRAMマクロセルの
読み出しデータは、出力パッドPDO0〜PDO71を
介して72ビット単位で試験装置TSTに出力される。
【0046】論理混載メモリ集積回路の論理部LCは、
外部の試験装置TSTから供給される上記各種の試験信
号を各DRAMマクロセルに伝達する。
【0047】各DRAMマクロセルのDFT回路は、外
部の試験装置TSTから論理部LCを介して供給される
DFTエントリー信号TDMS0〜TDMS5をもと
に、DRAMマクロセルのアクセス評価のための試験モ
ードを識別し、前記試験制御信号TACCをハイレベル
とする。また、DFTエントリー信号TDMS0〜TD
MS5をもとに、対応するDRAMマクロセルが試験対
象として指定されているかどうかを識別し、アクセス評
価のための試験動作を実行する。
【0048】図4に再掲されるように、試験装置TST
から論理混載メモリ集積回路の入力パッドPCLKNを
介して入力されるクロック信号CLKNは、論理部LC
を介してDRAMマクロセルのメモリアレイMARY,
メモリ制御回路CTLならびにDFT回路に供給され、
入力パッドPTOLCを介して入力されるテスト用出力
ラッチ制御信号TOLCは、DRAMマクロセルのマル
チプレクサMXLの一方の入力端子に供給される。この
マルチプレクサMXLの他方の入力端子には、メモリ制
御回路CTLから、クロック信号CLKNをもとに生成
されクロック信号CLKNに対して所定の時間関係を有
する内部制御信号COLCが供給され、マルチプレクサ
MXLの制御端子には、DFT回路から試験制御信号T
ACCが供給される。マルチプレクサMXLの出力信号
は、出力ラッチ制御信号OLCとして出力データラッチ
OLの制御端子に供給される。
【0049】ここで、試験装置TSTから論理部LCを
介してDRAMマクロセルに供給されるクロック信号C
LKNは、特に制限されないが、図5に示されるよう
に、所定の周期を有するデューティ50%のパルス信号
とされる。また、試験対象として指定されたDRAMマ
クロセルは、クロック信号CLKNの例えばタイミング
T1における立ち上がりを受けて、メモリアレイMAR
Yの指定アドレスに対する試験読み出し動作を開始し、
そのアクセスタイムに相当する時間が経過したタイミン
グT2で、メモリアレイMARYの指定アドレスから読
み出された読み出しデータRDを出力データラッチOL
に伝達する。
【0050】一方、各DRAMマクロセルのDFT回路
は、前述のように、論理混載メモリ集積回路が通常の動
作モードとされるとき、試験制御信号TACCをロウレ
ベルの無効レベルとし、論理混載メモリ集積回路がDR
AMマクロセルのアクセス評価のための試験モードとさ
れるときは、試験装置TSTから供給されるDFT信号
TDMS0〜TDMS5をもとに、該試験モードが指定
されたことを識別し、試験制御信号TACCをハイレベ
ルの有効レベルとする。
【0051】各DRAMマクロセルのマルチプレクサM
XLは、論理混載メモリ集積回路が通常の動作モードと
され試験制御信号TACCがロウレベルの無効レベルと
されるとき、メモリ制御回路CTLから供給される内部
制御信号COLCを選択し、出力ラッチ制御信号OLC
として出力データラッチOLに供給する。また、論理混
載メモリ集積回路がDRAMマクロセルのアクセス評価
のための試験モードとされ試験制御信号TACCがハイ
レベルの有効レベルとされるときは、外部の試験装置T
STから供給されるテスト用出力ラッチ制御信号TOL
Cを選択し、出力ラッチ制御信号OLCとして出力デー
タラッチOLに供給する。
【0052】論理混載メモリ集積回路がDRAMマクロ
セルのアクセス評価のための試験モードとされるとき、
テスト用出力ラッチ制御信号TOLCの立ち上がりは、
図5に例示されるように、例えばタイミングT31〜T
33となるべく順次スキャンされ、変化される。また、
外部の試験装置TSTは、テスト用出力ラッチ制御信号
TOLCの各立ち上がりタイミングで出力データラッチ
OLに取り込まれ出力端子DOつまり出力パッドPDO
0〜PDO71を介して出力される読み出しデータを、
タイミングT4、つまりテスタ入力ストローブ信号TD
STの立ち上がりタイミングでストローブして内部に取
り込み、書き込みデータWD0〜WD71として与えた
期待値と比較照合して、その正常性を判定する。
【0053】この結果、テスト用出力ラッチ制御信号T
OLCのタイミングT31〜T33のうち、正常な読み
出しデータが得られた時点でのタイミングとして、各D
RAMマクロセルのアクセスタイムを個別に、しかも比
較的容易に判定することができ、これによって論理混載
メモリ集積回路のアクセス評価に関する機能試験を効率
化し、その試験精度を高めることができるものである。
【0054】以上の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1)それぞれDFT回路を備える複数のDRAMマク
ロセルを搭載する論理混載メモリ集積回路等において、
各DRAMマクロセルのDFT回路に、アクセス評価の
ための試験動作時に所定の試験制御信号を選択的に有効
レベルとする機能を持たせるとともに、各DRAMマク
ロセルに、その起動制御信号たる第1の制御信号に従っ
てこれと所定の時間関係を有する第2の制御信号を生成
する制御部と、出力ラッチ制御信号に従って指定アドレ
スの読み出しデータを取り込む出力データラッチと、上
記試験制御信号が無効レベルとされる通常動作時は第2
の制御信号を出力ラッチ制御信号として出力データラッ
チに伝達し、試験制御信号が有効レベルとされる上記試
験動作時には、外部の試験装置から供給される第3の制
御信号を伝達するマルチプレクサとを設けることで、第
1及び第3の制御信号の時間関係を変化させながら、出
力データラッチを介して出力される読み出しデータの正
常性を判定することにより、各DRAMマクロセルのア
クセスタイムを容易にしかも効率良く評価することがで
きるという効果が得られる。
【0055】(2)上記(1)項により、論理混載メモ
リ集積回路等のアクセス評価に関する機能試験を効率化
することができるという効果が得られる。 (3)上記(1)項により、論理混載メモリ集積回路等
のアクセス評価に関する機能試験の精度を高めることが
できるという効果が得られる。
【0056】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図1において、論理混載メモリ集積回路には、任意
数のDRAMマクロセル及びSRAMマクロセルを搭載
することができるし、同様なDFT回路やアクセス評価
機能は、SRAMマクロセルにも持たせることができ
る。論理混載メモリ集積回路ならびにそのDRAMマク
ロセルDRAM0〜DRAM7が形成される半導体基板
CHIPの形状は任意であるし、各ブロックの配置位置
や形状も同様である。
【0057】図2において、DRAMマクロセルDRA
M0〜DRAM7のメモリアレイMARYは、任意数の
ワード線及び相補ビット線を備えることができるし、そ
の記憶容量も任意に設定できる。また、各DRAMマク
ロセルは、任意数の冗長素子を含むことができるし、そ
のビット構成、つまり同時に入力又は出力されるデータ
のビット数も任意に設定できる。メモリアレイMARY
は、任意数のサブメモリアレイに分割できるし、周辺回
路についても同様である。各DRAMマクロセルのブロ
ック構成やアドレス信号,起動制御信号ならびに各内部
制御信号の組み合わせ及びその有効レベル等は、種々の
実施形態をとりうる。
【0058】図3において、DRAMマクロセルのアク
セス評価のための試験動作時、外部の試験装置TSTか
ら入力される試験信号の種別及び組み合わせは、任意に
設定することができる。また、これらの試験動作は、ス
キャン経路を介して実施してもよいし、このスキャン経
路自体も、複数経路に分けて構成することができる。図
5において、テスト用出力ラッチ制御信号TOLCは、
その立ち上がりタイミングの刻みを小さくしてきめ細か
く変化させることができる。各信号の絶対的なレベル及
び時間関係等は、本発明の主旨に何ら制約を与えない。
【0059】DRAMマクロセルDRAM0〜DRAM
7は、必ずしもマクロセルとしての形態をとることを必
須条件とはしない。また、各DRAMマクロセルは、必
ずしもDFT回路を備えることを必須条件とはしない
し、試験診断のためのスキャン経路を備えることを必須
条件ともしない。
【0060】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野である複数
のDRAMマクロセルを搭載する論理混載メモリ集積回
路に適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、例えば、前述のようにSRAMマクロ
セル等の各種メモリマクロセルを搭載するものや、各種
デジタルユニットをマクロセルとして搭載するシングル
チップマイクロコンピュータ等にも適用できる。この発
明は、少なくともそのアクセスタイムの評価を必要とす
る機能ブロックを搭載する半導体集積回路装置ならびに
このような半導体集積回路装置を含む装置又はシステム
に広く適用できる。
【0061】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、それぞれDFT回路を備え
る複数のDRAMマクロセルを搭載する論理混載メモリ
集積回路等において、各DRAMマクロセルのDFT回
路に、アクセス評価のための試験動作時に所定の試験制
御信号を選択的に有効レベルとする機能を持たせるとと
もに、各DRAMマクロセルに、その起動制御信号たる
第1の制御信号に従ってこれと所定の時間関係を有する
第2の制御信号を生成する制御部と、出力ラッチ制御信
号に従って指定アドレスの読み出しデータを取り込む出
力データラッチと、上記試験制御信号が無効レベルとさ
れる通常動作時は、上記第2の制御信号を出力ラッチ制
御信号として出力データラッチに伝達し、試験制御信号
が有効レベルとされる上記試験動作時には、外部の試験
装置から供給される第3の制御信号を出力ラッチ制御信
号として出力データラッチに伝達するマルチプレクサと
を設ける。
【0062】これにより、第1及び第3の制御信号の時
間関係を変化させながら、出力データラッチを介して出
力される読み出しデータの正常性を判定することによ
り、各DRAMマクロセルのアクセスタイムを容易にし
かも効率良く評価することができる。この結果、論理混
載メモリ集積回路等のアクセス評価に関する機能試験を
効率化し、その試験精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用された論理混載メモリ集積回路
の一実施例を示す基板配置図である。
【図2】図1の論理混載メモリ集積回路に搭載されるD
RAMマクロセルの一実施例を示すブロック図である。
【図3】図1の論理混載メモリ集積回路のDRAMマク
ロセルのアクセス評価時の一実施例を示す接続図であ
る。
【図4】図1の論理混載メモリ集積回路のDRAMマク
ロセルのアクセス評価時の一実施例を示す接続概念図で
ある。
【図5】図1の論理混載メモリ集積回路のDRAMマク
ロセルのアクセス評価時の一実施例を示す信号波形図で
ある。
【図6】この発明に先立って本願発明者等が開発したダ
イナミック型RAMのアクセス評価時の一例を示す接続
概念図である。
【図7】この発明に先立って本願発明者等が開発した論
理混載メモリ集積回路のDRAMマクロセルのアクセス
評価時の一例を示す接続概念図である。
【符号の説明】
CHIP…半導体基板(チップ)、DRAM0〜DRA
M7…DRAMマクロセル、DFT…DFT回路、SR
AM0〜SRAM7…SRAMマクロセル、LC…論理
部、PAD…パッド、IOC…入出力セル。MARY…
メモリアレイ、RD…ロウアドレスデコーダ、RB…ロ
ウアドレスバッファ、MA…メインアンプ、WA…ライ
トアンプ、CD…カラムアドレスデコーダ、CB…カラ
ムアドレスバッファ、IL…入力データラッチ、OL…
出力データラッチ、MXL,MXO…マルチプレクサ、
OS…出力セレクタ、CTL…メモリ制御回路、SB…
制御信号バッファ、DB…DFT信号バッファ、CLK
N…クロック信号又はそのマクロセル入力端子、SID
…スキャンインデータ又はそのマクロセル入力端子、S
CK…スキャンクロック信号又はそのマクロセル入力端
子、RA0〜RAB…ロウアドレスあるいはそのマクロ
セル入力端子、TOLC…テスト用出力ラッチ制御信号
又はそのマクロセル入力端子、MS0〜MS3…出力選
択信号又はそのマクロセル入力端子、DWMC…試験出
力制御信号又はそのマクロセル入力端子、DO0〜DO
71…出力データあるいはそのマクロセル出力端子、W
D0〜WD71…書き込みデータあるいはそのマクロセ
ル入力端子、CA0〜CA3…カラムアドレスあるいは
そのマクロセル入力端子、RASN…ロウアドレススト
ローブ信号又はそのマクロセル入力端子、CASN…カ
ラムアドレスストローブ信号又はそのマクロセル入力端
子、RESN…リセット制御信号又はそのマクロセル入
力端子、WE0N〜WE3N…ライトイネーブル信号あ
るいはそのマクロセル入力端子、TDMS0〜TDMS
5…DFTエントリー信号あるいはそのマクロセル入力
端子、TDID0〜TDID2…マクロセル識別信号あ
るいはそのマクロセル入力端子、TDMCKN…DFT
クロック信号又はそのマクロセル入力端子、SOD…ス
キャンアウトデータ又はそのマクロセル出力端子、IB
1〜IB4…入力バッファ。TST…試験装置、PCL
KN…クロック信号入力パッド、PTOLC…テスト用
出力ラッチ制御信号入力パッド、PTDMS0〜PTD
MS5…DFTエントリー信号入力パッド、PRA0〜
PRAB…ロウアドレス入力パッド、PCA0〜PCA
3…カラムアドレス入力パッド、PMS0〜PMS3…
出力選択信号入力パッド、PWD0〜PWD71…書き
込みデータ入力パッド、PDO0〜PDO71……読み
出しデータ出力パッド。LSI…論理混載メモリ集積回
路、DRAM…ダイナミック型RAM又はDRAMマク
ロセル、RD…読み出しデータ、OLC…出力ラッチ制
御信号、DO…出力データ、TDST…テスタ入力スト
ローブ信号、T1〜T2,T31〜T33,T4…タイ
ミング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮岡 修一 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 横山 勇治 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 赤▲崎▼ 博 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 Fターム(参考) 2G032 AA07 AC10 AG01 AG07 AH04 AK14 AK16 5B024 AA15 BA21 CA07 CA16 EA01 5L106 AA01 DD03 DD08 DD12 DD32 GG05 GG07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の制御信号に従って該第1の制御信
    号と所定の時間関係にある第2の制御信号を生成する制
    御部を含み、かつ、 上記第1の制御信号に従って動作を開始して所定の出力
    信号を生成し、該出力信号を、通常動作時は上記第2の
    制御信号に従って出力ラッチに取り込み、所定の試験動
    作時には外部供給される第3の制御信号に従って出力ラ
    ッチに取り込む機能ブロックを具備することを特徴とす
    る半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 上記試験動作は、上記第3の制御信号の上記第1の制御
    信号に対する時間関係を変化させながら、上記出力ラッ
    チを介して出力される上記出力信号の正常性を確認する
    ことにより、上記機能ブロックのアクセスタイムを評価
    するためのものであることを特徴とする半導体集積回路
    装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2において、 上記半導体集積回路装置は、論理混載メモリ集積回路で
    あって、 上記機能ブロックは、ダイナミック型RAMを基本構成
    要素とするDRAMマクロセルであることを特徴とする
    半導体集積回路装置。
  4. 【請求項4】 請求項1,請求項2又は請求項3におい
    て、 上記機能ブロックは、上記試験動作時、所定の試験制御
    信号を選択的に有効レベルとするDFT回路と、 上記試験制御信号が無効レベルとされるとき、上記第2
    の制御信号を上記出力ラッチに伝達し、上記試験制御信
    号が有効レベルとされるときには、上記第3の制御信号
    を上記出力ラッチに伝達するマルチプレクサとを具備す
    るものであることを特徴とする半導体集積回路装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005088644A1 (en) * 2004-03-05 2005-09-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Dft technique for stressing self-timed semiconductor memories to detect delay faults
US7814381B2 (en) 2006-10-11 2010-10-12 Nec Electronics Corporation Semiconductor memory device
CN110047552A (zh) * 2018-01-15 2019-07-23 北京同方微电子有限公司 一种存储器读取速度测量电路

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