JP2002170399A - 半導体装置 - Google Patents
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- Dram (AREA)
- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
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Abstract
してチップ面積の削減を図る。 【解決手段】 信号を伝達するための信号線を複数の動
作モードで駆動する。従来、通常モードのために、スタ
ティック動作を行うデータバス線を設け、試験動作モー
ドのために、ダイナミック動作を行うデータバス線を別
に設けていたが、本発明では、同じデータバス線を用
い、通常動作モードではスタティック動作をさせ、試験
動作モードでは、ダイナミック動作をさせるようにす
る。
Description
の半導体装置に関し、特に内部の信号線の駆動に関す
る。
て、半導体記憶装置もより高い周波数での動作が要求さ
れるようになった。動作周波数を高くするためには、予
めハイレベル(H)(又はローレベル(L))にプリチ
ャージした信号線を、伝達信号がL(又はH)の時にL
(又はH)に駆動して再びプリチャージする動作、つま
り信号線の駆動/プリチャージの2段階の動作であるダ
イナミック動作よりも、伝達信号に応じてH又はLに駆
動する1段階のスタティック動作が優位である。
1(B)にスタティック動作を示す。
号線をHにプリチャージする場合である。信号線がプリ
チャージされた状態で、伝達信号のレベルに応じて信号
線を駆動する。サイクルTの間に、駆動/プリチャージ
の2段階動作が必要となる。よって、伝達信号の周波数
が高いと(サイクルTがT’のように短くなる)、図1
(A)のNGとして図示してあるように、サイクルTの
間にプリチャージが終わらないという問題がある。以
下、ダイナミック動作をさせるモードをダイナミックモ
ードという。
イクルT’の間に伝達信号のレベルに応じて信号線の駆
動だけが行われる。つまり、プリチャージ動作が不要と
なるので、高い周波数の信号伝達に適する。以下、スタ
ティック動作をさせるモードをスタティックモードとい
う。
ックモードの両方の動作モードを具備する半導体記憶装
置が知られている。高速なスタティックモードでデータ
を読出し、ダイナミックモードで半導体記憶装置の試験
を行う。以下、このような半導体記憶装置の一例を図2
を参照して説明する。
たもの信号線であるデータバス及びその周辺回路を示す
回路図である。図2において、データバス線DB0〜D
B3は通常動作モードで用いられ、試験専用のデータバ
ス線TDB0、TDB1(ペアとなっている)は試験動
作モードで用いられる。通常動作モードは、高速に信号
を伝達するためにスタティックモードである。これに対
し、試験動作モードでは試験専用データバス線TDB
0、TDB1をそれほど高い周波数で動作させる必要が
ないため、ダイナミックモードである。
データバス線TDB0、TDB1には駆動回路10が設
けられ、試験専用データバス線TDB0、TDB1には
プリチャージ回路12が設けられている。試験専用デー
タバス線TDB0、TDB1はダイナミックモードで駆
動されるので、プリチャージ回路12が必要となる。
ら延びるビット線対に接続されるセンスアンプ(S/
A)24からの相補形式の読出しデータRDc、RDt
及び試験モード信号TSTに応じて、データバス線DB
0〜DB3及び試験専用データバス線TDB0、TDB
1を後述するように駆動する。駆動回路10は、NMO
Sトランジスタ14、16、20、PMOSトランジス
タ18、NANDゲート26、NORゲート30、3
4、48、インバータ28、32、36、40を有す
る。プリチャージ回路は、NANDゲート42、PMO
Sトランジスタ44、46を有する。図2では図面を簡
単にするために図示を省略してあるが、NANDゲート
26、NORゲート20、34、38、インバータ2
8、32、26、40は、センスアンプ24毎(メモリ
セル毎)に設けられている。
列された複数のメモリセルを有し、各メモリセルから延
びるビット線対はセンスアンプ24に接続されている。
図2では、4つのセンスアンプ24を図示している。セ
ンスアンプ24に対応して、駆動回路10のPMOSト
ランジスタ18とNMOSトランジスタ20とからなる
インバータがデータバス線DB0〜DB3に図示するよ
うに接続されている。図2の*で示す回路部分は、4つ
のセンスアンプ24に対応している。センスアンプ24
から延びる1対のビット線上の読出しデータRDc、R
Dt、及び試験モード信号TSTは図示するようにして
駆動回路10に与えられる。
ある。読出しデータRDc、RDtのレベルに応じて、
PMOSトランジスタ18とNMOSトランジスタ20
の一方がONし、ONしたトランジスタが対応するデー
タバス線をH又はLに駆動する。
TDB1を用いたデータ圧縮試験について説明する。デ
ータ圧縮試験とは、複数のデータビット(メモリセル)
をまとめて試験するもので、得られた相補データの状態
を参照して複数のメモリセル中にエラーがあるかどうか
を試験するものである。エラーが無い場合には、試験専
用データバス線TDB0、TDB1の一方がH、他方が
Lとなる。これに対し、エラーが1つでもあると、両方
の試験専用データバス線TDB0、TDB1はLとな
る。
がHになり、プリチャージ信号PCGがHになることで
行われる。これにより、プリチャージ回路12のNAN
Dゲート42はLを出力し、PMOSトランジスタ4
4、46がONして試験専用データバス線TDB0、T
DB1をH(電源電圧VDDレベル)にプリチャージす
る。試験モード信号TSTがLからHになると、駆動回
路10のNANDゲート26、NORゲート30が非活
性化(ディスエーブル)されるのに対し、NORゲート
34、38は活性化(イネーブル)される。NANDゲ
ート26とNORゲート30が非活性化されるので、デ
ータバス線DB0〜DB3は駆動されない。
式の読出しデータRDc、RDtが得られると、一方が
Lで他方がHである。例えば、メモリセルからHが読み
出されると、読出しデータRDcはLで、RDtはHと
なる。活性化されていないメモリセルに対応する読出し
データRDc、RDtはいずれもLである。従って、活
性化されていないメモリセルに対応する駆動回路のNM
OSトランジスタ14、16はいずれもOFFとなる。
活性化されたメモリセルからの読出しデータRDc、R
Dtに応じて、NMOSトランジスタ14、16のいず
れか一方がONし、対応する試験専用データバス線TD
B0又はTDB1がHからLに駆動される。
がるメモリセルにHを書込み、駆動回路10の対応する
回路*を介して試験専用データバス線TDB0又はTD
B1に読み出す(データをワイヤードORする)こと
で、活性化したメモリセル単位に(駆動回路10の回路
部分*単位に)読出しデータにエラーがあるかどうかを
判別する。例えば、4つのセンスアンプ24はアドレス
で区分されるメモリセル群である。この仮定において
は、他のアドレスに関係する**部分や図示を省略して
いる同様のNMOSトランジスタ14、16はすべてO
FFしている。
ラーがなければ、読出しデータRDtはHなので、NM
OSトランジスタ14はすべてONして試験専用データ
バス線TDB0をLに駆動する。これに対し、NMOS
トランジスタ16はすべてOFFで試験専用データバス
線TDB1はプリチャージレベルHのままである。つま
り、エラーが無ければ試験専用データバス線TDB0、
TDB1の一方がHで他方がLとなる。これに対し、4
つのメモリセルのうちの1つでもエラーがあると、読出
しデータRDc、RDtのH、Lが逆になり、上記の例
の場合、対応するNMOSトランジスタ16がONし、
試験専用データバス線TDB1をLに駆動する。よっ
て、試験専用データバス線TDB0とTDB1のいずれ
もがLになる。これにより、エラー判別ができる。
ラーがなければ、NMOSトランジスタ14はすべてO
FFし、NMOSトランジスタ16はすべてONするの
で、試験専用データバス線TDB0、TDB1はそれぞ
れH、Lとなる。エラーが1ビットでもあれば、試験専
用データバス線TDB0もLとなる。これにより、エラ
ー判別ができる。
示す従来構成では、通常動作モードで用いるデータバス
線DB0〜DB3をスタティックモードで動作させる場
合には、ダイナミックモードで動作させる1対の試験専
用データバス線TDB0、TDB1を別に設ける必要が
あった。加えて、駆動回路10を多くの回路素子で構成
する必要がある。よって、大きなチップ上の面積を必要
とし、高集積化の妨げとなっていた。
信号線を駆動するための回路構成を小規模化してチップ
面積の削減を可能とした半導体装置を提供することを目
的とする。
を複数の動作モードで駆動する。例えば、図2のデータ
バス線DB0〜DB3を通常動作モードと試験動作モー
ドで駆動する。これにより、従来は動作モード毎に駆動
回路を設け、またモード毎に信号線を設けていた構成に
対し、信号線を駆動するための回路構成を小規模化して
チップ面積の削減を図ることができる。
理を説明する。
ス線DB0〜DB3がどのように駆動されるのかを説明
するための図である。本発明では、データバス線DB0
〜DB3を通常動作モードと試験動作モード(データ圧
縮試験)の両方で駆動する。通常動作モード時はスタテ
ィック動作で、試験動作モード時はダイナミック動作と
する。通常動作モードではサイクルT’の間に一度だけ
遷移があり、次の駆動があるまで前サイクルの状態を保
持する。これに対し、試験動作モードではサイクルT
(<T’)の間に駆動とプリチャージの二度の遷移があ
る。
回路図である。図4中、図2に示す回路要素と同一のも
のには同一の参照番号を付してある。図4の構成におい
て、駆動回路60とプリチャージ回路62は試験専用デ
ータバス線TDB0のみを具備し、図2の構成で用いて
いた試験専用データバス線TDB1を具備していない。
図4の構成では、データバス線DB0〜DB3が試験専
用データバス線TDB1の機能を果たす。
4、20、PMOSトランジスタ18、NANDゲート
26、NORゲート34、及びインバータ32、40を
具備して構成される。
42、PMOSトランジスタ46、48、50、52、
54を具備する。図4の構成では、データバス線DB0
〜DB3は試験専用データバス線TDB1の機能を果た
す。つまり、データバス線DB0〜DB3をダイナミッ
ク動作させる。このために、試験動作モードにおいてデ
ータバス線DB0、DB1、DB2、DB3をHにプリ
チャージするのがそれぞれPMOSトランジスタ54、
52、50、48である。
〜DB3上のデータのNAND演算を行う。試験専用デ
ータバス線TDB0におけるワイヤードORに相当する
もので、データを圧縮している。インバータ58はNA
NDゲート56の出力を反転して出力する。インバータ
58の出力は試験専用データバス線TDB1となる。
はLで、プリチャージ信号PCGもLである。プリチャ
ージ信号PCGがLなので、プリチャージトランジスタ
46、48、50、52及び54は何れもOFFしてい
る。また、テストモード信号TSTがLなので、NOR
ゲート34は非活性状態であり、NMOSトランジスタ
14はOFFしている。更に、テストモード信号TST
がLなので、NANDゲート26は活性化状態にある。
センスアンプ24で読み出された相補形式の読出しデー
タRDt、RDcがそれぞれH、LならばPMOSトラ
ンジスタ18はONし、NMOSトランジスタ20はO
FFする。よって、対応するデータバス線(例えばDB
0)はHになる。センスアンプ24で読み出された相補
形式の読出しデータRDt、RDcがそれぞれL、Hな
らばPMOSトランジスタ18はOFFし、NMOSト
ランジスタ20はONする。よって、対応するデータバ
ス線(例えばDB0)はLになる。
はLからHに変化し、プリチャージ信号PCGもLから
Hに変化する。これにより、NANDゲート42の出力
はHからLに変化し、プリチャージトランジスタ46、
48、50、52及び54は何れもONし、データバス
線DB0〜DB3及び試験専用データバス線TDB0は
Hにプリチャージされる。また、試験モード信号TST
がHになると、NANDゲート26は非活性化状態とな
り、NORゲート34は活性化状態になる。NANDゲ
ート26は非活性化状態なのでHを出力する。よって、
PMOSトランジスタ18はすべてOFFとなる。つま
り、試験動作モード時は、NMOSトランジスタ20の
みが使用され、PMOSトランジスタ18は使用されな
い。すなわち、Hにプリチャージされたデータバス線D
B0〜DB3を、メモリセルから読み出されたデータが
Lの場合、つまり読出しデータRDcがHの場合にLに
駆動するダイナミック動作が行われる。
がるメモリセルにHを書込み、データ圧縮試験で読み出
す場合を考える。正常な場合には、いずれの読出し信号
RDcもLなのでトランジスタ20はOFFする。つま
り、データバス線DB0〜DB3はHにプリチャージさ
れたままである。NANDゲート56はデータバス線D
B0〜DB3上のHデータを圧縮し、Lを出力する。イ
ンバータ58はこれを反転して、試験専用データバス線
TDB1にHを出力する。他方の読出し信号RDtはい
ずれもLなので、NORゲート34の出力はHとなり、
NMOSトランジスタ14はすべてONする。よって、
試験専用データバス線TDB0はLとなる。
あると、例えば読出しデータRDc、RDtはそれぞれ
H、Lとなる。読出しデータRDcがLなのでNMOS
トランジスタ20はONし、対応するデータバス線はH
からLになる。この結果、NANDゲート56の出力は
LからHに変化し、試験専用データバス線TDB1はH
からLになる。このように、エラーが1つでもあると、
試験専用データバス線TDB0、TDB1のいずれもL
となる。
繋がるメモリセルにLを書込み、データ圧縮試験で読み
出す場合を考える。正常な場合には、いずれの読出し信
号RDcもHなのでトランジスタ20はONする。つま
り、データバス線DB0〜DB3はHからLに変化す
る。NANDゲート56はデータバス線DB0〜DB3
上のLデータを圧縮し、Hを出力する。インバータ58
はこれを反転して、試験専用データバス線TDB1にL
を出力する。他方の読出し信号RDtはいずれもLなの
で、NMOSトランジスタ14はすべてOFFする。よ
って、試験専用データバス線TDB0はプリチャージさ
れたHのままとなる。
あると、例えば読出しデータRDc、RDtはそれぞれ
L、Hとなる。読出しデータRDcがLなので、対応す
るNMOSトランジスタ20はOFFのままであり、対
応するデータバス線はHのままである。この場合、NA
NDゲート56の出力はHのままで、試験専用データバ
ス線TDB1はLである。他方、読出しデータRDtが
Hなので、対応するNORゲート34の出力はHとな
り、NMOSトランジスタ14をONする。この結果、
試験専用データバス線TDB0はHからLに変化する。
このように、エラーが1つでもあると、試験専用データ
バス線TDB0、TDB1のいずれもLとなる。
回路図である。図5中、前述した図に示される回路要素
と同一のものには同一の参照番号を付してある。図5の
回路構成の特徴は、データバス線DB0〜DB3を駆動
するPMOSトランジスタ18をプリチャージ用にも用
いることにある。
路64とプリチャージ回路66とを具備する。プリチャ
ージ回路66は、試験専用データバス線TDB0のプリ
チャージを行うもので、前述のNANDゲート42とP
MOSトランジスタ46とを有する。
トランジスタ18をプリチャージ用としても用いるため
に、NANDゲート26の入力に設けられたORゲート
68、70を有する。ORゲート68は、読出しデータ
RDtと試験モード信号TSTのORをとる。ORゲー
ト70は、プリチャージ信号PCGと試験モード信号T
STのORをとる。
Tとプリチャージ信号PCGはいずれもLである。試験
モード信号TSTのLはインバータ40で反転され、O
Rゲート70に与えられるので、ORゲートはHを出力
する。よって、NANDゲート26は活性化状態とな
る。読出しデータRDtがHならばNANDゲート26
の出力はLとなり、対応するPMOSトランジスタ18
はONする。読出しデータRDtがLならばNANDゲ
ート26の出力はHとなり、対応するPMOSトランジ
スタ18はOFFする。
ド信号TSTをLからHに設定する。次に、プリチャー
ジ信号PCGをLからHに設定する。これによりNAN
Dゲート26の出力はLになり、すべてのPMOSトラ
ンジスタ18がONしてデータバス線DB0〜DB3を
Hにプリチャージする。
駆動トランジスタのみならず、プリチャージトランジス
タとしても機能するので、プリチャージ回路66は試験
専用データバス線TDB0のみをプリチャージする構成
である。
図4を参照して説明した動作と実質的に同じなので、こ
こでは繰り返して説明しない。
半導体記憶装置の全体構成示すブロック図である。図示
する半導体記憶装置は、アドレス端子171、コマンド
入力端子172〜174、データ入出力端子175、端
子171〜174にそれぞれ接続された入力バッファ1
76〜179、リフレッシュ動作を制御するリフレッシ
ュ制御回路180、入力バッファ/出力バッファ18
1、アドレスレジスタ182、制御回路183、データ
制御回路184、コア回路185及びライトアンプ/セ
ンスバッファ186を有する。アドレス端子171及び
入力バッファ176を介して外部アドレスを受け取り、
ロー系及びコラム系のデコードされたアドレスをコア回
路185に出力する。チップイネーブル/CE、ライト
イネーブル信号/WE、出力イネーブル信号/OEはそ
れぞれ入力バッファ177、178、179を介して制
御回路183に与えられる。データ入出力回路184
は、制御回路183の制御のもとでデータの入出力を制
御する。図4や図5の回路構成は、コア回路185中に
複数個、マトリクス状に配置されている。
信号線を複数の動作モードで駆動することとしたため、
信号線を駆動するための回路構成を小規模化してチップ
面積の削減を図ることができる。
を説明するための図である。
ある。
る。
る。
装置の一構成例を示すブロック図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 信号を伝達するための信号線を有する半
導体装置において、 前記信号線を複数の動作モードで駆動し、 該複数の動作モードは、前記信号線をプリチャージする
ダイナミック動作モードと、前記信号線をプリチャージ
しないスタティック動作モードとを含むことを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項2】 信号を伝達するための信号線と、 前記信号線をプリチャージする第1の動作モードでは、
前記信号線をプリチャージしてから伝達すべき信号のレ
ベルに応じて前記信号線を駆動し、前記信号線をプリチ
ャージしない第2の動作モードでは、伝達すべき信号の
レベルに応じて前記信号線を駆動する駆動回路とを有す
ることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 信号を伝達するための信号線と、 該信号線をハイレベル(H)及びローレベル(L)にそ
れぞれ駆動する第1及び第2のトランジスタと、 前記信号線をプリチャージする第1の動作モード、プリ
チャージしない第2の動作モード、及び前記信号線を介
して伝達すべき信号のレベルに応じて、前記第1及び第
2のトランジスタを制御して前記信号線を駆動する駆動
回路とを有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】 信号を伝達するための信号線と、 該信号線をハイレベル(H)及びローレベル(L)にそ
れぞれ駆動する第1及び第2のトランジスタと、 第1の動作モードにおいては、予めH又はLにプリチャ
ージされた信号線を、伝達信号がL又はHの時に第2又
は第1のトランジスタを用いてL又はHにそれぞれ駆動
し、第2の動作モードにおいては、伝達信号がHかLか
に応じて、前記信号線を第1のトランジスタを用いて
H、第2のトランジスタを用いてLに駆動する駆動回路
とを有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項5】 前記半導体装置は更に、第1の動作モー
ドにおいて第1及び第2のトランジスタがオフ状態にあ
る時に前記信号線をプリチャージする第3のトランジス
タを有することを特徴とする請求項4記載の半導体装
置。
Priority Applications (3)
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