JP2003344502A - Semiconductor integrated circuit and its failure analyzing method - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and its failure analyzing method

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JP2003344502A
JP2003344502A JP2002155917A JP2002155917A JP2003344502A JP 2003344502 A JP2003344502 A JP 2003344502A JP 2002155917 A JP2002155917 A JP 2002155917A JP 2002155917 A JP2002155917 A JP 2002155917A JP 2003344502 A JP2003344502 A JP 2003344502A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the test pattern required for analyzing the failure of a semiconductor integrated circuit while enhancing the efficiency of failure analysis by interrupting the operation at a moment at the time of observing the internal condition and making it possible to resume the operation after the internal condition of the semiconductor integrated circuit was observed from the outside thereof. <P>SOLUTION: A shift feedback selector 25 for selecting one of two signals inputted to a scan chain is provided and a signal being inputted from the outside of the semiconductor integrated circuit or an output signal from the scan chain is selected. A scan chain having a small number of flip-flops is provided with additional flip-flops such that the number of the flip-flops becomes constant among the scan chains. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
故障解析のテストパターン削減、及び故障解析能率向上
を図ることができる半導体集積回路及び、その故障解析
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit capable of reducing a test pattern for failure analysis of a semiconductor integrated circuit and improving failure analysis efficiency, and a failure analysis method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路において所望の論理回路
が作り込まれているロジック部のテスト手法には、スキ
ャン方式が多く採用されている。
2. Description of the Related Art A scan method is often adopted as a method of testing a logic portion in which a desired logic circuit is built in a semiconductor integrated circuit.

【0003】図3は、従来からの一般的な、スキャン回
路を搭載した半導体集積回路内部の回路図である。図
中、符号SEN、符号CLKなどが付された「□」記号
は、半導体集積回路の外部に対して信号を入力、あるい
は出力する端子である。
FIG. 3 is a circuit diagram of the inside of a conventional semiconductor integrated circuit equipped with a scan circuit. In the figure, a symbol "□" to which a symbol SEN, a symbol CLK and the like are attached is a terminal for inputting or outputting a signal to the outside of the semiconductor integrated circuit.

【0004】このスキャン方式においては、半導体集積
回路のロジック部は機能毎にブロック化して回路を作り
込んでおき、ブロック間の信号毎にスキャン・フリップ
フロップを設ける。又、該スキャン・フリップフロップ
により構成されるスキャン・チェーンに取り込んだデー
タをシフトさせることで、半導体集積回路の内部信号を
外部からモニタする(シフトモード)。
In this scan method, the logic portion of the semiconductor integrated circuit is divided into blocks for each function to form a circuit, and a scan flip-flop is provided for each signal between blocks. Further, the internal signal of the semiconductor integrated circuit is externally monitored by shifting the data taken in the scan chain constituted by the scan flip-flop (shift mode).

【0005】例えば図3では、論理回路部分10〜12
という3つのブロックがある。又、これらブロック間に
は、スキャン回路として、セレクタ21と共にフリップ
フロップ22が信号毎に設けられている。セレクタ21
には、切替選択を制御するスキャン・イネーブル信号S
ENが入力されている。
For example, in FIG. 3, the logic circuit parts 10 to 12 are shown.
There are three blocks. Further, between these blocks, a flip-flop 22 is provided as a scan circuit together with the selector 21 for each signal. Selector 21
Is a scan enable signal S that controls switching selection.
EN is input.

【0006】半導体集積回路を通常動作させる場合は、
スキャン・イネーブル信号SENを「0(L状態)」
(通常動作モード)にして、クロック信号CLKを叩
く。
When a semiconductor integrated circuit is normally operated,
Set the scan enable signal SEN to "0 (L state)"
(Normal operation mode) is set and the clock signal CLK is tapped.

【0007】これに対して、スキャン方式により、半導
体集積回路の内部状態をモニタする場合は、スキャン・
イネーブル信号SENを「1(H状態)」にして、クロ
ック信号CLKを叩く毎に、スキャン・フリップフロッ
プに保持されている、内部回路から取り込んだデータを
シフトさせることができ、該データは、シフト毎に、出
力端子SOUT1やSOUT2から半導体集積回路の外
部で観測できる。又、該シフトの過程において、入力端
子SIN1やSIN2により半導体集積回路の外部から
入力されたデータをスキャン・フリップフロップ間でシ
フトさせ、このようにしてスキャン・フリップフロップ
に保持するデータを外部から設定できるようになってい
る。
On the other hand, when the internal state of the semiconductor integrated circuit is monitored by the scan method, the scan
Each time the enable signal SEN is set to "1 (H state)" and the clock signal CLK is hit, the data fetched from the internal circuit and held in the scan flip-flop can be shifted, and the data is shifted. Each time, it can be observed outside the semiconductor integrated circuit from the output terminals SOUT1 and SOUT2. In the shift process, the data input from the outside of the semiconductor integrated circuit is shifted between the scan flip-flops by the input terminals SIN1 and SIN2, and thus the data held in the scan flip-flops is set from the outside. You can do it.

【0008】なお、スキャン方式により、半導体集積回
路内部の個々のブロックの動作をテストする際に、半導
体集積回路の外部から入力するパターンを、スキャン・
パターンと呼ぶこととする。又、スキャン・パターン以
外のテストパターンを、ファンクション・パターンと呼
ぶこととする。
By the scanning method, when testing the operation of each block inside the semiconductor integrated circuit, the pattern input from the outside of the semiconductor integrated circuit is scanned.
Let's call it a pattern. Further, the test patterns other than the scan pattern will be called function patterns.

【0009】テストによる期待値不一致などで故障あり
とされた後の、その故障箇所を見出す故障解析に際し
て、半導体集積回路の動作状態を通常の出力信号のみに
よって観測している場合、該出力信号に異常があって
も、該異常が内部のどの部分の動作不良によるものか、
推定することは困難である。例えば図3において出力信
号OUT1に異常があっても、論理回路部分10〜12
のどの部分に動作不良があるのか、推定することは大抵
不可能である。
In the failure analysis for finding the failure location after the failure is found due to the mismatch of expected values by the test, if the operating state of the semiconductor integrated circuit is observed only by the normal output signal, the output signal Even if there is an abnormality, which part of the internal malfunction causes the abnormality,
It is difficult to estimate. For example, even if the output signal OUT1 is abnormal in FIG.
It is almost impossible to estimate which part of the operation is malfunctioning.

【0010】これに対して、故障解析にスキャンパス方
式を採用すると、論理回路部分10〜12のそれぞれの
信号入出力状態を半導体集積回路の外部から観測するこ
とができるので、これら論理回路部分10〜12のどの
部分に動作不良があるのか、推定することが可能であ
る。
On the other hand, when the scan path method is adopted for the failure analysis, the signal input / output states of the logic circuit parts 10 to 12 can be observed from the outside of the semiconductor integrated circuit. It is possible to estimate which part of ˜12 has a malfunction.

【0011】例えば、あるファンクション・パターンを
図3の半導体集積回路に外部から入力する過程で、該半
導体集積回路に動作不良(故障)が見出され、該動作不
良の内部箇所を見出すために、故障解析を行うものとす
る。図2の(a)から(e)は従来の故障解析の動作を
示すタイムチャートである。該ファンクション・パター
ンは、図2においては最上段に示す「ファンクション・
パターンa」であり、これは例えば7000nSの時間
長であるものとする。該「ファンクション・パターン
a」は、スキャンパス方式に専用のパターンではなく、
他の目的にも用いられるものである。又、該「ファンク
ション・パターンa」を入力していく過程で、0nS
(スタート時)から2000nS経過時点、2010n
S経過時点、2020nS経過時点において、故障によ
って動作不良が発生していると推定されるものとする。
For example, in the process of inputting a certain function pattern to the semiconductor integrated circuit of FIG. 3 from the outside, a malfunction (fault) is found in the semiconductor integrated circuit, and in order to find the internal part of the malfunction, Failure analysis shall be performed. 2A to 2E are time charts showing the operation of the conventional failure analysis. The function pattern is “function pattern” shown at the top of FIG.
Pattern a ”, which has a time length of 7000 nS, for example. The "function pattern a" is not a pattern dedicated to the scan path method,
It is also used for other purposes. Also, in the process of inputting the “function pattern a”, 0 nS
2000nS after starting (2010n)
It is assumed that malfunction occurs due to a failure at the time when S has elapsed and when 2020 nS has elapsed.

【0012】このような故障解析では、半導体集積回路
の内部状態を、これら2000nS経過時点、2010
nS経過時点、2020nS経過時点のそれぞれにおい
て、半導体集積回路の内部状態を外部から観測する。
又、これらそれぞれの時点で観測するために、図2に示
すような「ファンクション・パターンb」〜「ファンク
ション・パターンd」を用いる。
In such a failure analysis, the internal state of the semiconductor integrated circuit is analyzed at the time point when these 2000 nS have elapsed, 2010
The internal state of the semiconductor integrated circuit is observed from the outside at the time point when nS has elapsed and the time point when 2020nS has elapsed.
Moreover, in order to observe at these respective time points, "function pattern b" to "function pattern d" as shown in FIG. 2 are used.

【0013】まず、「ファンクション・パターンb」の
斜線部分は、「ファンクション・パターンa」における
0nS(スタート時)から2000nS経過後までのパ
ターンと同じである。次に、「ファンクション・パター
ンc」の斜線部分は、「ファンクション・パターンa」
における0nS(スタート時)から2010nS経過後
までのパターンと同じである。又、「ファンクション・
パターンd」の斜線部分は、「ファンクション・パター
ンa」における0nS(スタート時)から2020nS
経過後までのパターンと同じである。つまり、いずれの
斜線部分においても、その冒頭部には、「ファンクショ
ン・パターンa」における0nS(スタート時)から2
000nS経過後までのパターンと同じパターンが存在
する。又、符号P1が付された部分は、互いに同じもの
であり、スキャン・チェーンに保持されている半導体集
積回路の内部状態を、シフトさせながら外部に読み出し
観測したり、スキャン・チェーンに保持されるデータを
外部から設定したりするための動作である。
First, the shaded portion of "function pattern b" is the same as the pattern from "0 nS (at the time of start)" to "2000 nS after elapse" in "function pattern a". Next, the shaded portion of "function pattern c" is "function pattern a".
It is the same as the pattern from 0 nS (at start) to after 2010 nS. In addition, "function
The shaded portion of "pattern d" is from 0 nS (at the start) to 2020 nS in "function pattern a".
It is the same as the pattern up to the lapse. In other words, in any of the shaded areas, 0 nS (at the start) in the "function pattern a" is added to the beginning of the area.
There is the same pattern as that after 000 nS. Further, the portions denoted by reference numeral P1 are the same as each other, and the internal state of the semiconductor integrated circuit held in the scan chain is read out while being shifted, and is observed or held in the scan chain. This is an operation for setting data from the outside.

【0014】例えば、図3においての故障解析にスキャ
ンパス方式を採用し、論理回路部分10が出力し、符号
F04のフリップフロップ22に保持された信号に異常
があった場合は、図中において論理回路部分10の一点
鎖線で示される範囲に異常があったものと推定される。
又、論理回路部分10が出力し、符号F05のフリップ
フロップ22に保持された信号に異常があった場合は、
図中において論理回路部分10の二点鎖線で示される範
囲に異常があったものと推定される。更に、論理回路部
分10が出力する、符号F04のフリップフロップ22
に保持された信号と、符号F05のフリップフロップ2
2に保持された信号とに異常があった場合は、図中右上
がり斜線領域の回路に異常があったものと推定される。
For example, when the scan path method is adopted for the failure analysis in FIG. 3 and there is an abnormality in the signal output from the logic circuit portion 10 and held in the flip-flop 22 indicated by the symbol F04, the logic in the figure is used. It is estimated that there is an abnormality in the range indicated by the alternate long and short dash line of the circuit portion 10.
Further, when the signal output from the logic circuit portion 10 and held in the flip-flop 22 with the code F05 is abnormal,
It is estimated that there is an abnormality in the range indicated by the chain double-dashed line of the logic circuit portion 10 in the figure. Further, the flip-flop 22 with the code F04 output from the logic circuit portion 10
And the signal held by the flip-flop 2 with the code F05
If there is an abnormality in the signal held in 2, it is estimated that there is an abnormality in the circuit in the hatched area rising to the right in the figure.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、故障解
析にスキャンパス方式を用いる場合にも問題がある。即
ち、故障解析では、故障によって動作不良が発生してい
ると推定される複数の時点において、スキャン・イネー
ブル信号SENを「1」にして半導体集積回路の外部か
らクロック信号CLKを順次入力し、論理回路部分10
〜12のそれぞれの動作状態を半導体集積回路の外部か
ら観測する。これらそれぞれの時点を観測する際には、
個々の時点の観測毎に、半導体集積回路の初期状態から
毎回再現する必要があり、再現した動作状態をスキャン
・チェーンにおいてシフトさせ出力信号SOUT1やS
OUT2として外部から観測する。例えば、図2におい
て、0nS(スタート時)から2000nS経過後の時
点、2010nS経過後の時点、2020nS経過後の
時点それぞれを観測するために、毎回半導体集積回路の
内部状態を初期化してから、「ファンクション・パター
ンb」〜「ファンクション・パターンd」のそれぞれを
行う必要があった。
However, there is a problem even when the scan path method is used for the failure analysis. That is, in the failure analysis, the scan enable signal SEN is set to “1” and the clock signal CLK is sequentially input from the outside of the semiconductor integrated circuit at a plurality of time points at which it is estimated that the malfunction is caused by the failure, and the logic Circuit part 10
Each of the operating states (1) to (12) is observed from outside the semiconductor integrated circuit. When observing each of these points,
It is necessary to reproduce the initial state of the semiconductor integrated circuit for each observation at each time point, and the reproduced operation state is shifted in the scan chain to output the output signals SOUT1 and SOUT.
Observed from the outside as OUT2. For example, in FIG. 2, in order to observe a time point after 2000 nS has elapsed from 0 nS (at the start), a time point after 2010 nS, and a time point after 2020 nS, the internal state of the semiconductor integrated circuit is initialized each time, It is necessary to perform each of the function pattern b ”to the“ function pattern d ”.

【0016】なぜなら、図2において、符号P1の部分
で、半導体集積回路の内部状態をシフトさせ観測する
と、観測後のスキャン・チェーンに保持されている論理
状態は、観測直前のものとは異なる。このため、観測後
は観測直前の動作が継続できず、希望する時点の観測毎
に、半導体集積回路の動作状態を初期状態から毎回再現
する必要があるからである。
This is because, in FIG. 2, when the internal state of the semiconductor integrated circuit is shifted and observed at the portion P1, the logic state held in the scan chain after the observation is different from that immediately before the observation. Therefore, the operation immediately before the observation cannot be continued after the observation, and it is necessary to reproduce the operation state of the semiconductor integrated circuit from the initial state every time the observation is performed at a desired time.

【0017】なお、スキャンパス方式において、スキャ
ン・チェーンをシフトさせて内部状態を観測する際に
は、該シフト直前のスキャン・チェーンの内容を予めシ
ミュレーションなどで把握し、テスタメモリなどに保存
しておく。そうして、内部状態観測後には、該保存に基
づいて、例えば図1の半導体集積回路外部からの入力信
号SIN1や入力信号SIN2などを入力して、スキャ
ン・チェーンを上記シフト直前の内容に再現することも
考えられる。しかしながら、このようにすると、シミュ
レーションをする必要があったり、テスタメモリが必要
になったりするなどの問題がある。従って、半導体集積
回路の不良箇所はチップ毎に異なるなど、内部状態を観
測したいタイミングは多様になるので、このようなシミ
ュレーションを毎回行ったり、テスタメモリの容量が増
大したりするなどの問題がある。
In the scan path method, when the scan chain is shifted to observe the internal state, the contents of the scan chain immediately before the shift are grasped in advance by simulation or the like and stored in a tester memory or the like. deep. Then, after observing the internal state, based on the storage, for example, the input signal SIN1 or the input signal SIN2 from the outside of the semiconductor integrated circuit of FIG. 1 is input, and the scan chain is reproduced to the contents just before the shift. It is also possible to do it. However, this causes problems such as a need for simulation and a need for a tester memory. Therefore, since the defective portion of the semiconductor integrated circuit is different for each chip, the timing of observing the internal state becomes various, and there is a problem that such a simulation is performed every time and the capacity of the tester memory increases. .

【0018】更に、以上の説明のように、「ファンクシ
ョン・パターンb」〜「ファンクション・パターンd」
のそれぞれを順次行うと、図2において符号eで示され
る「パターンの総合時間」に示されるようになる。この
ように、従来は故障解析に長時間要するという問題もあ
る。
Further, as described above, "function pattern b" to "function pattern d"
When each of the above is sequentially performed, it becomes as shown in the "total time of the pattern" indicated by the symbol e in FIG. As described above, conventionally, there is also a problem that failure analysis takes a long time.

【0019】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、内部状態を観察したい時点で、半導
体集積回路を通常動作モードからシフトモードに切り替
え、該半導体集積回路の外部から該半導体集積回路の内
部状態を観察した後に、シフトモードから通常動作モー
ドに切り替え、該動作停止させていた内部動作を続行再
開させることができるようにして、半導体集積回路の故
障解析のパターン削減、及び故障解析能率向上を図るこ
とができる半導体集積回路及び、その故障解析方法を提
供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. When the internal state is desired to be observed, the semiconductor integrated circuit is switched from the normal operation mode to the shift mode, and the semiconductor integrated circuit is externally connected to the shift mode. After observing the internal state of the semiconductor integrated circuit, the shift mode is switched to the normal operation mode so that the stopped internal operation can be resumed continuously, thereby reducing the pattern of failure analysis of the semiconductor integrated circuit, and An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of improving failure analysis efficiency and a failure analysis method thereof.

【0020】なお、ここで半導体集積回路の内部状態は
スキャン・フリップフロップの保持するデータがシフト
により変わることにより変動するため一定しないが、内
部状態を観測終了後に元の状態に戻ることを動作停止と
いう。
The internal state of the semiconductor integrated circuit is not constant because the data held by the scan flip-flop changes due to the shift, but the internal state is not fixed after the observation is completed. Say.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】まず、本願の第1発明の
半導体集積回路は、複数のスキャン・フリップフロップ
を接続して構成されたスキャン・チェーンを備える半導
体集積回路において、該スキャン・チェーンの信号入力
に、シフト・フィードバック用セレクタを設け、当該半
導体集積回路外部から入力する信号、又は、該スキャン
・チェーンの出力信号を、選択させるように構成したこ
とにより、前記課題を解決したものである。
First, a semiconductor integrated circuit according to a first invention of the present application is a semiconductor integrated circuit having a scan chain configured by connecting a plurality of scan flip-flops. The above problem is solved by providing a shift feedback selector for the signal input and selecting a signal input from outside the semiconductor integrated circuit or an output signal of the scan chain. .

【0022】又、前記半導体集積回路において、複数の
前記スキャン・チェーンを有すると共に、該スキャン・
チェーン間でフリップフロップの数が異なる場合は、フ
リップフロップが少ないスキャン・チェーンにフリップ
フロップを追加して、スキャン・チェーン間でフリップ
フロップ数が同一になるようにしたことにより、すべて
のスキャン・チェーンにおいて保持している論理状態を
読み出した後には、保持している論理状態を初期状態
に、同時に復元することができる。
Further, in the semiconductor integrated circuit, a plurality of scan chains are provided and the scan
If the number of flip-flops is different between the chains, it is possible to add the flip-flops to the scan chain with few flip-flops so that the scan chains have the same number of flip-flops. After the logical state held in is read, the held logical state can be restored to the initial state at the same time.

【0023】次に、本願の第2発明の半導体集積回路の
故障解析方法は、上述の半導体集積回路を故障解析対象
とし、当該半導体集積回路を通常動作モードからシフト
モードに切り替え、前記シフト・フィードバック用セレ
クタに前記スキャン・チェーンの出力信号を選択させ
て、クロック信号を順次入力しながら当該半導体集積回
路の外部に前記スキャン・フリップフロップのデータを
読み出し、該スキャン・チェーンのフリップフロップの
数だけ、前記クロック信号を入力した後、シフトモード
から通常動作モードに切り替え、動作を続行するように
したことにより、前記課題を解決したものである。
Next, in a failure analysis method for a semiconductor integrated circuit according to a second aspect of the present invention, the semiconductor integrated circuit is subjected to failure analysis, the semiconductor integrated circuit is switched from a normal operation mode to a shift mode, and the shift feedback is performed. For selecting the output signal of the scan chain, sequentially reading the data of the scan flip-flop to the outside of the semiconductor integrated circuit while sequentially inputting the clock signal, the number of flip-flops of the scan chain, The problem is solved by switching from the shift mode to the normal operation mode after inputting the clock signal and continuing the operation.

【0024】以下、本発明の作用について、簡単に説明
する。
The operation of the present invention will be briefly described below.

【0025】本発明は、シフト・フィードバック用セレ
クタによって、前記スキャン・チェーンの出力信号を選
択すると、該スキャン・チェーンは、リング・カウンタ
のように構成される。即ち、該選択とした状態でクロッ
ク信号を順次入力すると、該スキャン・チェーンの出力
信号は、該スキャン・チェーンの入力信号として入力さ
れ、フィードバックされる。従って、スキャン・チェー
ンにおいてデータが順次シフトしながら一巡し、個々の
スキャン・フリップフロップに保持されているデータ
は、該一巡後には該一巡前の初期状態に復帰する。
According to the present invention, when the output signal of the scan chain is selected by the shift feedback selector, the scan chain is configured like a ring counter. That is, when the clock signal is sequentially input in the selected state, the output signal of the scan chain is input as the input signal of the scan chain and fed back. Therefore, in the scan chain, one cycle of data is sequentially shifted, and the data held in each scan flip-flop returns to the initial state before the one cycle after the one cycle.

【0026】従って、本発明によれば、当該半導体集積
回路の内部動作を停止させてから、上述のようにスキャ
ン・チェーンにおいてデータを順次シフトしながら一巡
させると、これらのすべてのデータは当該半導体集積回
路の外部から観測できる。又、該一巡後には保持されて
いるデータは初期状態に復帰するので、この後は、上記
の停止の内部動作を続行することができる。
Therefore, according to the present invention, when the internal operation of the semiconductor integrated circuit is stopped and then the data is cycled while being sequentially shifted in the scan chain as described above, all of these data are stored in the semiconductor. It can be observed from outside the integrated circuit. Further, since the held data is returned to the initial state after the one cycle, the internal operation of the above stop can be continued thereafter.

【0027】このように本発明によれば、内部状態を観
察したい時点で、半導体集積回路の故障解析観測対象の
内部動作を停止させておいて、該半導体集積回路の外部
から該半導体集積回路の内部状態を観察した後に、該動
作停止させていた内部動作を続行再開させることができ
るようにして、半導体集積回路の故障解析のパターン削
減、及び故障解析能率向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention, at the time when it is desired to observe the internal state, the internal operation of the failure analysis observation target of the semiconductor integrated circuit is stopped, and the semiconductor integrated circuit is operated from outside the semiconductor integrated circuit. After observing the internal state, it is possible to continue and restart the internal operation that has been stopped so that the failure analysis pattern of the semiconductor integrated circuit can be reduced and the failure analysis efficiency can be improved.

【0028】なお、本発明において、スキャン・チェー
ンにおいてデータを順次シフトしながら観測する半導体
集積回路の内部状態は、スキャン・パターンによって動
作させた後の状態であってもよく、ファンクション・パ
ターンによって動作させた後の状態であってもよく、該
内部状態がどのようにして得られたものであるか本発明
は具体的に限定するものではない。
In the present invention, the internal state of the semiconductor integrated circuit for observing while sequentially shifting the data in the scan chain may be the state after the operation by the scan pattern, or the operation by the function pattern. The present invention is not specifically limited as to how the internal state was obtained.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施の
形態を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0030】図1は、本発明が適用された実施形態の半
導体集積回路に作り込まれているロジック部の回路図で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram of a logic part built in a semiconductor integrated circuit of an embodiment to which the present invention is applied.

【0031】本実施形態の構成は、本発明を適用して、
スキャンパス方式の故障解析に用いるスキャン・チェー
ンの信号入力に、本発明のシフト・フィードバック用セ
レクタを設けている。該シフト・フィードバック用セレ
クタは、2つの信号の内から1つを選択するセレクタで
あり、当該半導体集積回路外部から入力する信号、又は
スキャン・チェーンの出力信号を選択する。
The configuration of the present embodiment applies the present invention to
The shift feedback selector of the present invention is provided at the signal input of the scan chain used for the scan path method failure analysis. The shift feedback selector is a selector that selects one of the two signals, and selects a signal input from outside the semiconductor integrated circuit or an output signal of the scan chain.

【0032】ここで、スキャン・チェーンをシフトさせ
て内部状態を観測する場合、半導体集積回路から入力す
る外部選択信号SELを“1”(H状態)にする。この
場合、スキャン・チェーンはあたかもリング・カウンタ
のように構成され、クロック信号CLKを順次入力する
と、スキャン・チェーンの出力信号は、該スキャン・チ
ェーンの入力信号として入力され、フィードバックされ
る。
Here, when the scan chain is shifted to observe the internal state, the external selection signal SEL input from the semiconductor integrated circuit is set to "1" (H state). In this case, the scan chain is configured as if it were a ring counter, and when the clock signal CLK is sequentially input, the output signal of the scan chain is input as the input signal of the scan chain and fed back.

【0033】本実施形態では、フリップフロップ22に
よって構成される複数のスキャン・チェーンは、本来ス
キャン・チェーン間でフリップフロップの数が異なって
いる。このため、フリップフロップ22の数が少ないス
キャン・チェーンにフリップフロップ27を追加して、
これによって、スキャン・チェーン間でフリップフロッ
プ数が同一になるようにしている。
In the present embodiment, the plurality of scan chains constituted by the flip-flops 22 originally differ in the number of flip-flops between the scan chains. Therefore, by adding the flip-flop 27 to the scan chain having a small number of flip-flops 22,
This ensures that the scan chains have the same number of flip-flops.

【0034】図1においては、フリップフロップ数が同
一になるように、前述の図3に対して、符号F11及び
符号F12で示される2つのフリップフロップ27を設
けている。これらフリップフロップ27を設けることに
よって、論理回路部分10及び11の間において受け渡
している信号を保持するフリップフロップ22の個数6
個と、論理回路部分11及び12の間において受け渡し
ている信号を保持するフリップフロップ22及び27の
個数(4+2=6)個とが等しくなっている。
In FIG. 1, two flip-flops 27 indicated by reference numerals F11 and F12 are provided in comparison with FIG. 3 described above so that the number of flip-flops is the same. By providing these flip-flops 27, the number of flip-flops 22 that holds the signals passed between the logic circuit portions 10 and 11 is 6
The number is equal to the number (4 + 2 = 6) of the flip-flops 22 and 27 holding the signals transferred between the logic circuit portions 11 and 12.

【0035】以上のように、スキャン・チェーンをシフ
トさせて内部状態を観測する場合には、外部選択信号S
ELを“1”(H状態)にすることで、いずれのスキャ
ン・チェーンにおいても、その出力信号はその入力信号
としてフィードバックされ、かつ、これらスキャン・チ
ェーンが有するフリップフロップの数が相互に同一で、
いずれもシフト段数は等しい(6段)。このため、外部
選択信号SELを“1”(H状態)にして、クロック信
号CLKを順次入力しながらスキャン・チェーンを6回
シフトさせると、いずれのスキャン・チェーンにおいて
も、すべてのフリップフロップ22や27に保持される
状態を出力端子SOUT1やSOUT2から観察するこ
とができる。
As described above, when the internal state is observed by shifting the scan chain, the external selection signal S
By setting EL to "1" (H state), the output signal of any scan chain is fed back as its input signal, and the number of flip-flops included in these scan chains is the same. ,
In both cases, the number of shift steps is the same (6 steps). Therefore, when the external selection signal SEL is set to "1" (H state) and the scan chain is shifted six times while sequentially inputting the clock signal CLK, all the flip-flops 22 and 22 The state held in 27 can be observed from the output terminals SOUT1 and SOUT2.

【0036】又、シフトの際にスキャン・チェーンの出
力信号はその入力信号としてフィードバックされるの
で、シフト段数に等しい回数のシフトによる内部状態観
測の後には、スキャン・チェーンに保持されている状態
は、これらシフト前の状態に再び復帰し、本実施形態で
は、6回シフトの後には、スキャン・チェーンに保持さ
れている状態は、該6回シフト前の状態に再び復帰す
る。このため該6回シフトの後に、論理回路部分10〜
12のそれぞれの動作状態を含め、該6回シフトの際に
中断していた本実施形態の半導体集積回路の動作を再開
させることも可能である。
Further, since the output signal of the scan chain is fed back as its input signal during the shift, the state held in the scan chain is not observed after the internal state observation by the number of shifts equal to the number of shift stages. The state before the shift is restored again, and in the present embodiment, after the sixth shift, the state held in the scan chain is restored again to the state before the sixth shift. Therefore, after the six shifts, the logic circuit portion 10
It is also possible to restart the operation of the semiconductor integrated circuit of this embodiment, which has been interrupted during the six shifts, including the respective operation states of 12 above.

【0037】例えば、図2の「ファンクション・パター
ンa」における、0nS(スタート時)から2000n
S経過後の時点、2010nS経過後の時点、2020
nS経過後の時点のそれぞれで、スキャン・チェーンに
保持されている、半導体集積回路の内部状態を表すデー
タをシフトさせながら外部に読み出し観測する場合を考
える。この場合は、本実施形態は、図2(f)に示す
「実施形態のパターン(以下、ファンクション・パター
ンfと呼ぶ)」として示されるパターンでテストを行
う。
For example, in the "function pattern a" of FIG. 2, 0nS (at the start) to 2000nS
Time after S, time after 2010 nS, 2020
Consider a case in which the data representing the internal state of the semiconductor integrated circuit, which is held in the scan chain, is read out and observed outside while being shifted at each time point after nS has elapsed. In this case, in the present embodiment, the test is performed with the pattern shown as the “pattern of the embodiment (hereinafter, referred to as a function pattern f)” shown in FIG.

【0038】まず、2000nSの時点における内部状
態観察では、「ファンクション・パターンf」において
時刻taからtbまでの、「ファンクション・パターン
a」の0nSから2000nSまでと同じファンクショ
ン・パターンを入力する。そうしてから、時刻tbから
tcまでは、符号P1で示されるように、スキャン・チ
ェーンに保持されている半導体集積回路の内部状態をシ
フトさせ、外部に読み出して観測する。該シフト後には
スキャン・チェーンに保持されている状態は、該シフト
前に復帰している。
First, in the internal state observation at the time of 2000 nS, the same function pattern from 0 nS to 2000 nS of "function pattern a" from time ta to tb in "function pattern f" is input. After that, from time tb to tc, the internal state of the semiconductor integrated circuit held in the scan chain is shifted and read out to the outside for observation, as indicated by the symbol P1. The state held in the scan chain after the shift is restored before the shift.

【0039】このように復帰しているため、半導体集積
回路やスキャン・チェーンを初期化する必要なく上記の
観測に続いて、2010nSの時点における内部状態観
察を続行することができ、該内部状態観測では、「ファ
ンクション・パターンf」において時刻tcから10n
Sまでの、「ファンクション・パターンa」の2000
nSから2010nSまでのパターンと同じファンクシ
ョン・パターンを入力する。そうしてから、符号P1で
示されるように、スキャン・チェーンに保持されている
半導体集積回路の内部状態をシフトさせ、外部に読み出
して観測する。該シフト観測後にはスキャン・チェーン
に保持されている状態は、該シフト前に復帰している。
Because of the recovery in this way, the internal state observation at the time of 2010 nS can be continued following the above observation without the need to initialize the semiconductor integrated circuit and the scan chain. Then, in “function pattern f”, 10n from time tc
2000 of "function pattern a" up to S
Input the same function pattern as the pattern from nS to 2010nS. Then, as indicated by the symbol P1, the internal state of the semiconductor integrated circuit held in the scan chain is shifted, read out to the outside, and observed. The state held in the scan chain after the shift observation is restored before the shift.

【0040】該観測に続いて、「ファンクション・パタ
ーンf」の時刻tdから10nSのパターンは、「ファ
ンクション・パターンa」の2010nSから2020
nSまでのパターンと同じファンクション・パターンを
入力する。そうしてから、符号P1で示されるように、
スキャン・チェーンに保持されている半導体集積回路の
内部状態をシフトさせ、外部に読み出して観測する。
Subsequent to the observation, the pattern of 10 nS from time td of "function pattern f" is from 2010 nS to 2020 of "function pattern a".
Input the same function pattern as the pattern up to nS. Then, as indicated by the symbol P1,
The internal state of the semiconductor integrated circuit held in the scan chain is shifted and read out to the outside for observation.

【0041】本実施形態では前述のように、内部状態を
観察したい時点での、故障解析観測対象の動作の停止、
該半導体集積回路外部からの内部状態観察、該観察後の
動作停止させていた動作の続行再開が可能である。これ
により、2000nSの時点、2010nSの時点、及
び2020nSの時点という、3つの時点における内部
状態観察が、時刻taで開始する上述のような1つの
「ファンクション・パターンf」のそれぞれ時刻tb、
tc、tdにおいて可能であり、半導体集積回路の故障
解析のテストパターン削減、及び故障解析能率向上を図
ることができる。
In this embodiment, as described above, the operation of the failure analysis observation target is stopped when the internal state is desired to be observed,
It is possible to observe the internal state from the outside of the semiconductor integrated circuit and continue and resume the operation that has been stopped after the observation. As a result, the internal state observation at three time points of 2000 nS time point, 2010 nS time point, and 2020 nS time point is performed at the time point ta of the above-mentioned one “function pattern f” starting at the time point ta, respectively.
This is possible at tc and td, and it is possible to reduce the test pattern for failure analysis of the semiconductor integrated circuit and improve the failure analysis efficiency.

【0042】又、「ファンクション・パターンf」と、
前述した従来の符号eで示される「パターンの総合時
間」とを比較して明らかのように、本実施形態によれ
ば、故障解析時間を短縮することが可能になる。
In addition, "function pattern f",
As is clear from comparison with the above-mentioned “total time of pattern” indicated by the reference sign e, according to the present embodiment, the failure analysis time can be shortened.

【0043】以上のように、本実施形態では本発明を効
果的に適用することが可能になる。
As described above, the present invention can be effectively applied in this embodiment.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、半導体集積回路の故障
解析のテストパターン削減、及び故障解析能率向上を図
ることができる。
According to the present invention, it is possible to reduce the test pattern for failure analysis of a semiconductor integrated circuit and improve the failure analysis efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明が適用された実施形態の半導体集積回路
に作り込まれているロジック部の回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of a logic unit built in a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記実施形態の故障解析及びこれに比較する従
来例の動作を示すタイムチャート
FIG. 2 is a time chart showing the failure analysis of the above-described embodiment and the operation of a conventional example compared with the failure analysis.

【図3】従来からの一般的な、スキャンパス方式で故障
解析する半導体集積回路内部のロジック部の回路図
FIG. 3 is a circuit diagram of a logic portion inside a semiconductor integrated circuit for performing failure analysis by a general scan path method, which has been conventionally used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10〜12…論理回路部分 21…セレクタ 22…フリップフロップ 25…シフト・フィードバック用セレクタ SEN…スキャン・イネーブル信号 CLK…クロック信号 SIN1、SIN2…半導体集積回路外部からの入力信
号 SOUT1、SOUT2…半導体集積回路外部への出力
信号 SEL…外部選択信号(本発明動作実施用)
10 to 12 ... Logic circuit portion 21 ... Selector 22 ... Flip-flop 25 ... Shift feedback selector SEN ... Scan enable signal CLK ... Clock signals SIN1, SIN2 ... Input signals SOUT1, SOUT2 from outside semiconductor integrated circuit ... Semiconductor integrated circuit External output signal SEL ... External selection signal (for implementing the operation of the present invention)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G132 AA01 AB01 AC03 AC14 AD06 AG00 AG08 AH07 AK07 AK09 AK11 AK14 AK15 AK23 AK24 AL09 4M106 AA01 AA02 AA04 AC01 BA01 5F038 DF16 DT06 DT15 DT17 DT18 EZ20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2G132 AA01 AB01 AC03 AC14 AD06                       AG00 AG08 AH07 AK07 AK09                       AK11 AK14 AK15 AK23 AK24                       AL09                 4M106 AA01 AA02 AA04 AC01 BA01                 5F038 DF16 DT06 DT15 DT17 DT18                       EZ20

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のスキャン・フリップフロップを接続
して構成されたスキャン・チェーンを備える半導体集積
回路において、 該スキャン・チェーンの信号入力に、シフト・フィード
バック用セレクタを設け、 当該半導体集積回路外部から入力する信号、又は、該ス
キャン・チェーンの出力信号を、選択させるように構成
したことを特徴とする半導体集積回路。
1. A semiconductor integrated circuit having a scan chain configured by connecting a plurality of scan flip-flops, wherein a shift feedback selector is provided at a signal input of the scan chain, the semiconductor integrated circuit external to the semiconductor integrated circuit. A semiconductor integrated circuit, characterized in that it is configured to select a signal input from the device or an output signal of the scan chain.
【請求項2】請求項1に記載の半導体集積回路におい
て、 複数の前記スキャン・チェーンを有すると共に、 該スキャン・チェーン間でフリップフロップの数が異な
る場合は、フリップフロップが少ないスキャン・チェー
ンにフリップフロップを追加して、スキャン・チェーン
間でフリップフロップ数が同一になるようにしたことを
特徴とする半導体集積回路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a plurality of scan chains are provided, and when the number of flip-flops is different among the scan chains, the flip-flops are provided in a scan chain having few flip-flops. The semiconductor integrated circuit is characterized in that the number of flip-flops is made the same between the scan chains by adding a group.
【請求項3】請求項2に記載の半導体集積回路を故障解
析対象とし、 当該半導体集積回路を通常動作モードからシフトモード
に切り替え、前記シフト・フィードバック用セレクタに
前記スキャン・チェーンの出力信号を選択させて、クロ
ック信号を順次入力しながら当該半導体集積回路の外部
に前記スキャン・フリップフロップのデータを読み出
し、 該スキャン・チェーンのフリップフロップの数だけ、前
記クロック信号を入力した後、シフトモードから通常動
作モードに切り替え、動作を続行するようにしたことを
特徴とする半導体集積回路の故障解析方法。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2 is subjected to failure analysis, the semiconductor integrated circuit is switched from a normal operation mode to a shift mode, and an output signal of the scan chain is selected by the shift feedback selector. Then, while sequentially inputting clock signals, the data of the scan flip-flops is read to the outside of the semiconductor integrated circuit, and after inputting the clock signals by the number of flip-flops of the scan chain, the normal mode is shifted from the shift mode. A failure analysis method for a semiconductor integrated circuit, comprising switching to an operation mode and continuing the operation.
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