JP2005012052A - Semiconductor device - Google Patents
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- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テスト回路を有する半導体装置に関する。特に、高速で多機能な半導体システムを1チップに搭載したSOC(システムオンチップ)などに適用される半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複雑な機能を有する従来の半導体装置では、開発時の設計ミスなどに起因する回路バグを検出するために、開発テストとして動作テスト、機能テストなどが行われる。また、ユーザに対してその半導体装置の動作を保証するために、市場への出荷前に動作テスト、機能テストの他に信頼性テストなどが出荷前テストとして行われる。
【0003】
特に、近年は、半導体プロセスの急速な微細化に伴って、数十メガゲートにおよぶシステム全体を1チップに搭載したSOC(システムオンチップ)が登場し、テスト技術はますます重要になっている。
【0004】
このような大規模SOCに対して、テスト時間の短縮、テスター設備の効率化などを目的としてさまざまなテスト回路が半導体装置内に搭載され、高機能で信頼性の高い半導体装置の開発テスト、出荷前テストが効率よく行われている。
【0005】
しかしながら、システムの複雑化、大規模化にしたがって必要となるテスト回路の規模も飛躍的に増大し、特に、テスト専用配線の増加が著しく、配線全体に占める割合が数パーセントに達するものも珍しくない。
【0006】
このため、テスト回路の配線数を減らす目的で、テスト用のコマンドデータをパラレル−シリアル変換して、シリアルデータとしてテスト回路に供給する方法が提案されている(特許文献1を参照。)。しかし、この方法では、コマンドデータやアドレスなど、パラレル−シリアル変換可能な特定の配線を減少させることはできるが、テスト専用配線の大半を占める回路間信号配線を減らすことはできない。
【0007】
ところで、近年のシステム高速化の要求により、半導体装置内の信号配線を伝搬する信号周波数は、いわゆるクリティカルパスと呼ばれる高速信号線では、GHzを越えることも多い。
【0008】
一方で、半導体プロセスの微細化に伴って、信号配線幅が細くなりその配線間隔も狭くなる傾向にある。このため、半導体装置の設計時に信号配線間のクロストークを考慮し、必要な信号配線にはシールド配線を付随させるなどの対策を施さなければならなくなっている。
【0009】
このようなシールド配線は、上述したテスト回路の専用配線と同様に、配線全体に占める割合が数パーセントに達するものもあり、これらによるチップ面積の増加が無視できないものとなってきている。
【0010】
【特許文献1】
特開2002−93197号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、従来の半導体装置は、システムの複雑化、大規模化、高速化に伴い、その動作保証、信頼性確保のために必要なテスト回路およびシールド配線の飛躍的な増加によるチップ面積の増大が無視できないという問題があった。
【0012】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、高機能で高速、かつ、高い信頼性を持つシステムであるにもかかわらず、そのチップ面積の増大を抑制した半導体装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、信号線として使用される少なくとも1つの信号配線と、前記信号配線の近傍に絶縁膜を挟んで配置され、少なくともその一部が前記信号配線とほぼ平行に形成される第1および第2のテスト用配線と、前記第1および第2のテスト用配線と接続され、所定の電源電位に設定されている電源配線と、前記第1および第2のテスト用配線と接続される第1および第2のテスト手段と、テストモード時に前記第1および第2のテスト手段と前記第1および第2のテスト用配線とを接続する第1の接続手段と、前記通常モード時に前記第1の接続手段を非導通として前記第1および第2のテスト用配線をシールド配線とし、前記信号配線と前記電源配線とを接続する第2の接続手段とを有することを特徴とする。
【0014】
本発明によれば、開発テストや出荷前テストに使用されるテスト用配線を通常動作時ではクリティカルパスとなる信号配線のシールド配線として使用することができ、高機能で高速、かつ、高い信頼性を持つ半導体システムであるにもかかわらず、そのチップ面積の増加を抑制した半導体装置を実現することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態(以下、実施形態という。)を説明する。
【0016】
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置における配線レイアウトを示すイメージ図である。ここでは、主に、シールドすべき信号配線11、シールド配線を兼用するテスト用配線12a、12bとその制御にかかわる部分を示した。
【0017】
本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置は、シールドすべき信号配線11、テスト用の信号線とシールド配線を兼用するテスト用配線12a、12b、テストモードで使用されるテスト回路13a〜13d、テスト用配線12a、12bとテスト回路13a〜13dを接続するスイッチ素子14a〜14d、基準電位(Vss)を供給する電源配線15a、15b、およびテスト用配線12a、12bと電源配線15a、15bを接続するスイッチ素子16a、16bを持っている。
【0018】
信号配線11とテスト用配線12a、12bは絶縁膜を介して隣接して配置され、テスト用配線12a、12bは信号配線11を挟んでその両側にほぼ平行に配置されている。
【0019】
スイッチ素子14a〜14dおよびスイッチ素子16a、16bは、例えばn型MOS−FET(以下、nMOSという。)で構成され、スイッチ素子14a〜14dのゲート電極にはテストモードを示す制御信号TESTが図示しない端子等から入力され、スイッチ素子16a、16bのゲート電極には通常モードを示す制御信号/TEST(なお、“/”は制御信号TESTの反転信号であることを意味する。)が入力されている。
【0020】
スイッチ素子14aのドレイン電極にはテスト用配線12aの一端が接続され、そのソース電極にはテスト回路13aが接続されている。
【0021】
スイッチ素子14bのドレイン電極にはテスト用配線12bの一端が接続され、そのソース電極にはテスト回路13bが接続されている。
【0022】
スイッチ素子14cのドレイン電極にはテスト用配線12aの他端が接続され、そのソース電極にはテスト回路13cが接続されている。
【0023】
スイッチ素子14dのドレイン電極にはテスト用配線12bの他端が接続され、そのソース電極にはテスト回路13dが接続されている。
【0024】
スイッチ素子16aのドレイン電極にはテスト用配線12aが接続され、そのソース電極には電源配線15aが接続されている。
【0025】
スイッチ素子16bのドレイン電極にはテスト用配線12bが接続され、そのソース電極には電源配線15bが接続されている。
【0026】
信号配線11は、通常モードでは、高速な信号を伝達するために使用されるいわゆるクリティカルパスであり、隣接する配線間でのクロストークを軽減するためにシールド配線を必要とする。ここでいう通常モードとは、一般ユーザが半導体装置の機能を利用する目的で使用する動作モードであり、一般ユーザに公開されている仕様のコマンドの入力によって設定される動作モードを意味する。
【0027】
テスト用配線12a、12bは、信号配線11と同じ配線層に形成され、テストモードではテスト回路13a〜13d間の信号を伝達のための信号線として使用される。また、テスト用配線12a、12bは、通常モードでは信号線としては使用されず、基準電位(Vss)に固定されたシールド線として使用される。
【0028】
ここでいうテストモードとは、半導体装置の動作状態が上述の通常モードとは異なり、通常モードと排他的な関係にある動作モードを意味し、一般ユーザに公開されている仕様のテストモードは含まない。即ち、このテストモードは、開発時の開発テストとしての動作テスト、機能テスト、および又は市場への出荷前に行われる出荷前テストとしての動作テスト、機能テスト、信頼性テストなどで使用されるものである。
【0029】
スイッチ素子14a〜14dのゲート電極に入力される制御信号TESTは、テストモードの時に“H”、通常モードの時に“L”となる信号で、その“H”レベルはスイッチ素子14a〜14dのしきい値分だけ高いブートレベルに昇圧されている。これは、テストモードでテスト用配線12a、12bを信号線として使用する場合に、そこを伝搬する信号の“H”レベルがいわゆるしきい値落ちしないようにするためである。
【0030】
スイッチ素子16a、16bのゲート電極に入力される制御信号/TESTは、テストモードの時に“L”、通常モードの時に“H”となる。また、上述のTESTと同様に、その“H”レベルはブートレベルに昇圧されている。
【0031】
テスト回路13a〜13dは、テストモードで使用されるロジック回路であり、半導体装置内の必要な場所に分散して複数が配置されている。また、テスト回路13a〜13dは通常モードでは使用されず、その動作は停止されている。
【0032】
次に、上述した構成を持つ半導体装置の動作について説明する。
【0033】
まず、開発テストや出荷前テストのテストモードでは、制御信号TESTを“H”にしてスイッチ素子14a〜14dを導通状態にし、制御信号/TESTを“L”にしてスイッチ素子16a、16bを非導通状態にし、テスト用配線12aをテスト回路13aおよび13cの間の信号線として設定し、テスト用配線12bをテスト回路13bおよび13dの間の信号線として設定する。
【0034】
この場合、信号配線11はシールドされていないので、信号配線11を高速信号線として使用することはできず、したがって、信号配線11を高速信号線として使用するような高速動作テストは行えない。しかし、テストモードで実行されるテスト全体に占める高速動作テストの比率は少なく、さらに、高速動作テストで使用されるテスト回路13a〜13d、およびそれらの間の配線数はテスト回路13a〜13d全体の回路間配線数からみればごくわずかであるので、設計時にテスト用配線12a、12bと信号配線11の組合せを配慮すれば問題とはならない。
【0035】
すなわち、高速動作テストで使用されるテスト回路13a〜13dの回路間信号をテスト用配線12a、12bには割り当てず、別のテスト専用配線に割当てる。そして、高速動作テストを行う場合は、制御信号TESTを“L”に、制御信号/TESTを“H”に設定して、テスト用配線12a、12bを一時的にテストモード時の信号線からシールド配線に切り換えて使用する。
【0036】
信号配線11とテスト用配線12a、12bの間隔は、シールド専用の配線をレイアウトする場合と同様に、信号配線11の許容されるクロストーク量のシミュレーションにより決定されている。
【0037】
また、通常モードでは、制御信号TESTを“L”に設定してスイッチ素子14a〜14dを非導通状態にし、制御信号/TESTを“H”に設定してスイッチ素子16a、16bを導通状態にすることにより、テスト用配線12a、12bをテストモード時の信号線から信号配線11のシールド配線に切り換えて使用する。
【0038】
上記第1の実施形態によれば、開発テストや出荷前テストに使用されるテスト用配線12a、12bを通常モードではクリティカルパスとなる信号配線11のシールド配線として使用することができるので、チップ全体でのシールド配線数を大幅に減らすことができ、高機能で高速、かつ、高い信頼性を持つ半導体システムであるにもかかわらず、そのチップ面積の増加を抑制することができる。
【0039】
上述の第1の実施形態では、制御信号TESTおよび制御信号/TESTは、スイッチ素子14a〜14dおよびスイッチ素子16a、16bのしきい値を考慮してブートレベルに昇圧するとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、“H”レベルが電源電圧(Vdd)でもよい。これは、一般に、テスト回路13a〜13dで使用される信号は低速であり、テスト用配線12a、12bの“H”レベルがしきい値落ちしても回路動作にほとんど支障がないためである。
【0040】
また、テスト用配線12a、12bは信号配線11の両側に平行に配置するとしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、クロストーク量のシミュレーションで効果が確認できれば、信号配線11の片側だけに配置してもよいし、信号配線11の一部だけに配置してもよい。
【0041】
さらに、テスト回路13a〜13dは分散して配置されるとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、テスト用配線12a、12bは同じ回路の異なる信号端子間の配線でもよい。
【0042】
さらに、電源配線15a、15bはVssで、図1では、テスト用配線12a、12bごとに分けて示されているが、本発明はこれに限られるものではなく、Vddでもよいし、同じ電源配線15aまたは15bに両方のテスト用配線12a、12bを電気的に接続してもよい。
【0043】
さらに、上述の第1の実施形態では、テスト用配線12a、12bは、テスト回路13a〜13d間の信号線であるとしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図2に示したように、テスト用パッド17a、17bとテスト回路13a、13bの信号端子を結ぶ入出力配線に適用することもできる。
【0044】
この場合、テスト用パッド17a、17bとテスト用配線12a、12bを接続するスイッチ素子18a、18bはなくてもよい。
【0045】
(第2の実施形態)
図3は、本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置における配線レイアウトを示すイメージ図である。ここでは、主に、シールドすべき信号配線41、テスト用の信号線とシールド配線を兼用するテスト用配線42a、42bとその制御にかかわる部分を示した。
【0046】
本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置は、シールドすべき信号配線41、テスト用の信号線とシールド配線を兼用するテスト用配線42a、42b、テストモードで使用されるテスト回路43a〜43d、テスト用配線42a、42bとテスト回路43a〜43dを接続するスイッチ素子44a〜44d、基準電位(Vss)を供給する電源配線45、テスト用配線42bと電源配線45を接続するスイッチ素子46、およびテスト用配線42a、42bの間を接続するスイッチ素子47を持っている。
【0047】
信号配線41とテスト用配線42a、42bは、第1の実施形態と同様に、ほぼ平行に配置されている。
【0048】
また、スイッチ素子44a〜44dおよびスイッチ素子46は、例えばnMOSであり、第1の実施形態とほぼ同様にテスト用配線42a、42bに接続されている。
【0049】
第1の実施形態と異なるのは、テスト用配線42aはスイッチ素子を介して直接基準電位(Vss)には接続されず、替わりにテスト用配線42bとの間にスイッチ素子47が設けられていることである。すなわち、スイッチ素子47のゲート電極には通常モードを示す制御信号/TESTが入力され、ドレイン電極にはテスト用配線42aが接続され、そのソース電極にはテスト用配線42bが接続されている。
【0050】
信号配線41、テスト用配線42a、42b、スイッチ素子44a〜44d、スイッチ素子46、テスト回路43a〜43d、および電源配線45のそれぞれの機能、動作は第1の実施形態と同様なので説明を省略する。また、制御信号TESTおよび/TESTの電圧レベル、制御ロジックも第1の実施形態と同様である。
【0051】
さらに、スイッチ素子47のゲート電極に入力される制御信号/TESTの働きも第1の実施形態と同様である。
【0052】
次に、上述した構成を持つ半導体装置の動作について説明する。
【0053】
まず、開発テストや出荷前テストのテストモードでは、制御信号TESTを“H”に設定してスイッチ素子44a〜44dを導通状態にし、制御信号/TESTを“L”に設定してスイッチ素子46およびスイッチ素子47を非導通状態にし、第1の実施形態と同様に、テスト用配線42a、42bをテスト回路43a〜43d間の信号線として設定する。
【0054】
また、高速動作テストを行う場合に、制御信号TESTおよび/TESTを一時的に反転させて、テスト用配線42a、42bをテストモード時の信号線から信号配線41のシールド配線に切り換えて使用することも、第1の実施形態と同様である。
【0055】
さらに、信号配線41とテスト用配線42a、42bの間隔も、第1の実施形態と同様に、シミュレーションにより決定されている。
【0056】
更にまた、通常モードでは、制御信号TESTを“L”に設定してスイッチ素子14a〜14dを非導通状態にし、制御信号/TESTを“H”に設定してスイッチ素子16a、16bを導通状態にすることにより、テスト用配線12a、12bをテストモード時の信号線から信号配線11のシールド配線に切り換えて使用する。
【0057】
上記第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、シールド配線数を大幅に減らすことができるので、そのチップ面積の増加を抑制することができる。
【0058】
上述の第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、制御信号TESTおよび制御信号/TESTはブートレベルに昇圧するとしたが、本発明はこれに限られるものではない。
【0059】
また、テスト用配線42a、42bは信号配線41の両側に平行に配置するとしたが、第1の実施形態と同様に、本発明はこれに限られるものではない。
【0060】
さらに、第1の実施形態と同様に、テスト用配線42a、42bは同じ回路の異なる信号端子間の配線でもよい。
【0061】
さらに、電源配線45はVssであるとしたが、第1の実施形態と同様に、Vddでもよい。
【0062】
さらに、第1の実施形態と同様に、第2の実施形態をテスト回路43a〜43dの入出力配線などに適用することもできる。
【0063】
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置における配線レイアウトを示すイメージ図である。ここでは、主に、シールドすべき信号配線61、テスト用の信号線とシールド配線を兼用するテスト用配線62a、62bとその制御にかかわる部分を示した。また、複数の配線層を示すため、図1とは異なり、信号配線61、テスト用配線62a、62bの途中までを斜視図のイメージで示した。ただし、配線層の最上層に形成されている基準電位(Vss)を有する電源配線は省略している。
【0064】
本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置は、シールドすべき信号配線61、テスト用の信号線とシールド配線を兼用するテスト用配線62a、62b、テストモードで使用されるテスト回路63a、63b、テスト用配線62a、62bとテスト回路63a、63bを接続するスイッチ素子64a、64b、およびテスト用配線62a、62bと図示しない電源配線の基準電位(Vss)を接続するスイッチ素子66a、66bを持っている。
【0065】
信号配線61とテスト用配線62a、62bは絶縁膜を介して上下方向に隣接して配置され、テスト用配線62a、62bは信号配線61を挟んでその上下にほぼ平行に配置されている。また、信号配線61、テスト用配線62a、62bはそれぞれ異なる配線層に形成されている。
【0066】
スイッチ素子64a、64bおよびスイッチ素子66a、66bは、例えばnMOSであり、第1の実施形態とほぼ同様にテスト用配線62a、62bに接続されている。
【0067】
第1の実施形態と異なるのは、接続されるテスト用配線62a、62bが、信号配線61の上下に配置され、異なる配線層に形成されている点である。
【0068】
信号配線61、テスト用配線62a、62b、スイッチ素子64a、64b、スイッチ素子66a、66b、およびテスト回路63a、63bのそれぞれの機能、動作は第1の実施形態と同様なので説明を省略する。また、制御信号TESTおよび/TESTの電圧レベル、制御ロジックも第1の実施形態と同様である。
【0069】
さらに、上述した構成を持つ半導体装置の動作は、第1の実施形態と同様なので、説明は省略する。
【0070】
上記第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な効果が期待できるばかりでなく、信号配線61の上下方向に高いシールド効果を発揮できるので、そのチップ面積の増加を抑制しながら、より高速で、より高い信頼性を持つ半導体システムを実現することができる。
【0071】
上述の第3の実施形態では、第1の実施形態と同様に、制御信号TESTおよび制御信号/TESTはブートレベルに昇圧するとしたが、本発明はこれに限られるものではない。
【0072】
また、テスト用配線62a、62bは信号配線61の上下に平行に配置するとしたが、第1の実施形態と同様に、本発明はこれに限られるものではない。
【0073】
さらに、第1の実施形態と同様に、テスト用配線62a、62bは同じ回路の異なる信号端子間の配線でもよい。
【0074】
さらに、電源配線はVssであるとしたが、第1の実施形態と同様に、Vddでもよい。
【0075】
さらに、第1の実施形態と同様に、第3の実施形態をテスト回路63a、63bの入出力配線などに適用することもできる。
【0076】
さらに、第2の実施形態と同様に、スイッチ素子を介してテスト用配線62a、62bを接続することもできる。
【0077】
上述の第1〜3の実施形態では、スイッチ素子は、nMOSであるとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、nMOSとp型MOS−FET(以下、pMOSという。)のドレイン電極およびソース電極をそれぞれ接続し、nMOSのゲート電極に制御信号TESTを入力し、pMOSのゲート電極に制御信号/TESTを入力する構成とすることもできる。
【0078】
また、同様に、スイッチ素子もnMOSに限られるものではなく、例えば、pMOSを使用して、電源電位を供給するVddに接続することもできる。この場合、ゲート電極に入力される制御信号/TESTを反転させることは言うまでもない。
【0079】
さらに、同様に、スイッチ素子もnMOSに限られるものではない。
【0080】
さらに、上述の第1〜3の実施形態では、高速動作テストは、テスト用配線を一時的にシールド配線に設定して行うとしたが、本発明はこれに限られるものではない。テストモードでは、通常モードとは異なり、実行するテストの種類によって動作するテスト回路やそこで使用される信号が設計段階で特定できるので、例えば、高速動作テストの種類に応じて、シールドが必要な信号配線に対応したテスト用配線だけをシールド配線に設定するように設計することもできる。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、開発テストや出荷前テストに使用されるテスト用配線12a、12bを通常モードではクリティカルパスとなる信号配線のシールド配線として使用することができ、高機能で高速、かつ、高い信頼性を持つ半導体システムであるにもかかわらず、そのチップ面積の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置における配線レイアウトを示すイメージ図。
【図2】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置における別の配線レイアウトを示すイメージ図。
【図3】本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置における配線レイアウトを示すイメージ図。
【図4】本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置における配線レイアウトを示すイメージ図。
【符号の説明】
11、41、61 信号配線
12a、12b、42a、42b、62a、62b テスト用配線
13a〜13d、43a〜43d、63a、63b テスト回路
14a〜14d、16a、16b、18a、18b、44a〜44d、46、47、64a、64b、66a、66b スイッチ素子
15a、15b、45 電源配線
17a、17b テスト用パッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device having a test circuit. In particular, the present invention relates to a semiconductor device applied to an SOC (system on chip) in which a high-speed and multifunctional semiconductor system is mounted on one chip.
[0002]
[Prior art]
In a conventional semiconductor device having a complicated function, an operation test, a function test, and the like are performed as a development test in order to detect a circuit bug caused by a design error during development. Further, in order to guarantee the operation of the semiconductor device to the user, a reliability test and the like are performed as a pre-shipment test in addition to an operation test and a function test before shipping to the market.
[0003]
In particular, with the rapid miniaturization of semiconductor processes in recent years, SOC (system on chip) in which an entire system of several tens of mega-gates is mounted on one chip has appeared, and test technology has become increasingly important.
[0004]
For such a large-scale SOC, various test circuits are installed in the semiconductor device for the purpose of shortening the test time and improving the efficiency of the tester equipment, and the development test and shipment of a highly functional and highly reliable semiconductor device Pre-test is done efficiently.
[0005]
However, the scale of test circuits required with the increasing complexity and scale of the system has dramatically increased. Especially, the number of dedicated test wirings has increased remarkably, and it is not uncommon for the percentage of the total wiring to reach several percent. .
[0006]
For this reason, in order to reduce the number of test circuit wires, a method has been proposed in which test command data is parallel-serial converted and supplied to the test circuit as serial data (see Patent Document 1). However, this method can reduce the number of specific wirings that can be converted from parallel to serial, such as command data and addresses, but cannot reduce inter-circuit signal wirings that occupy most of the test dedicated wirings.
[0007]
By the way, due to the recent demand for higher system speed, the signal frequency propagating through the signal wiring in the semiconductor device often exceeds GHz in a high-speed signal line called a so-called critical path.
[0008]
On the other hand, with the miniaturization of the semiconductor process, the signal wiring width tends to narrow and the wiring interval tends to narrow. For this reason, it is necessary to take measures such as attaching shield wiring to necessary signal wiring in consideration of crosstalk between signal wirings when designing a semiconductor device.
[0009]
Such shield wiring, like the dedicated wiring of the test circuit described above, has a ratio of several percent to the entire wiring, and the increase in the chip area due to these has become non-negligible.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-93197
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional semiconductor device has a chip area due to a dramatic increase in test circuits and shield wiring necessary for guaranteeing its operation and ensuring reliability as the system becomes more complex, larger, and faster. There was a problem that the increase cannot be ignored.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a semiconductor device that suppresses an increase in chip area despite being a high-function, high-speed and high-reliability system. For the purpose.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is arranged with at least one signal wiring used as a signal line and an insulating film in the vicinity of the signal wiring, at least a part of which is the signal wiring. First and second test wirings formed substantially in parallel with the first and second test wirings, connected to the first and second test wirings and set to a predetermined power supply potential, and the first and second wirings First and second test means connected to two test wirings, and a first connection for connecting the first and second test means and the first and second test wirings in a test mode And second connection means for connecting the signal wiring and the power supply wiring with the first connection means being non-conductive in the normal mode, the first and second test wirings being shield wirings, and Having And it features.
[0014]
According to the present invention, test wiring used for development testing and pre-shipment testing can be used as a shield wiring for signal wiring that becomes a critical path during normal operation, and is highly functional, high speed, and high reliability. In spite of the semiconductor system having the above, it is possible to realize a semiconductor device in which an increase in the chip area is suppressed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0016]
(First embodiment)
FIG. 1 is an image diagram showing a wiring layout in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Here, the
[0017]
The semiconductor device according to the first embodiment of the present invention includes a
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
One end of a
[0021]
One end of a
[0022]
The other end of the
[0023]
The other end of the
[0024]
A
[0025]
A
[0026]
In the normal mode, the
[0027]
The
[0028]
The test mode here refers to an operation mode in which the operation state of the semiconductor device is different from the normal mode described above and is in an exclusive relationship with the normal mode, and includes a test mode with specifications open to general users. Absent. In other words, this test mode is used for operation tests, function tests as development tests at the time of development, and operation tests, function tests, reliability tests as pre-shipment tests performed before shipment to the market. It is.
[0029]
The control signal TEST input to the gate electrodes of the
[0030]
The control signal / TEST input to the gate electrodes of the
[0031]
The
[0032]
Next, the operation of the semiconductor device having the above-described configuration will be described.
[0033]
First, in the test mode of the development test and the pre-shipment test, the control signal TEST is set to “H”, the
[0034]
In this case, since the
[0035]
That is, the inter-circuit signals of the
[0036]
The interval between the
[0037]
In the normal mode, the control signal TEST is set to “L” to make the
[0038]
According to the first embodiment, the
[0039]
In the first embodiment described above, the control signal TEST and the control signal / TEST are boosted to the boot level in consideration of the threshold values of the
[0040]
Further, although the
[0041]
Further, although the
[0042]
Further, the
[0043]
Furthermore, in the above-described first embodiment, the
[0044]
In this case, the
[0045]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is an image diagram showing a wiring layout in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Here, mainly the signal wiring 41 to be shielded, the
[0046]
The semiconductor device according to the second embodiment of the present invention includes a signal wiring 41 to be shielded,
[0047]
The signal wiring 41 and the
[0048]
The switch elements 44a to 44d and the switch element 46 are, for example, nMOS, and are connected to the
[0049]
The difference from the first embodiment is that the test wiring 42a is not directly connected to the reference potential (Vss) via the switch element, and a
[0050]
The functions and operations of the signal wiring 41, the
[0051]
Further, the operation of the control signal / TEST input to the gate electrode of the
[0052]
Next, the operation of the semiconductor device having the above-described configuration will be described.
[0053]
First, in the test mode of the development test and the pre-shipment test, the control signal TEST is set to “H” to make the switch elements 44a to 44d conductive, the control signal / TEST is set to “L”, and the switch element 46 and The
[0054]
When performing a high-speed operation test, the control signals TEST and / TEST are temporarily inverted, and the
[0055]
Further, the interval between the signal wiring 41 and the
[0056]
Furthermore, in the normal mode, the control signal TEST is set to “L” to turn off the
[0057]
According to the second embodiment, as in the first embodiment, the number of shield wirings can be greatly reduced, so that an increase in the chip area can be suppressed.
[0058]
In the second embodiment described above, as in the first embodiment, the control signal TEST and the control signal / TEST are boosted to the boot level, but the present invention is not limited to this.
[0059]
Further, although the
[0060]
Further, as in the first embodiment, the
[0061]
Furthermore, although the
[0062]
Further, similarly to the first embodiment, the second embodiment can be applied to input / output wirings of the
[0063]
(Third embodiment)
FIG. 4 is an image diagram showing a wiring layout in a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. Here, mainly the
[0064]
The semiconductor device according to the third embodiment of the present invention includes a
[0065]
The
[0066]
The
[0067]
The difference from the first embodiment is that the
[0068]
Since the functions and operations of the
[0069]
Furthermore, since the operation of the semiconductor device having the above-described configuration is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted.
[0070]
According to the third embodiment, not only the same effect as that of the first embodiment can be expected, but also a high shielding effect can be exhibited in the vertical direction of the
[0071]
In the third embodiment described above, the control signal TEST and the control signal / TEST are boosted to the boot level as in the first embodiment, but the present invention is not limited to this.
[0072]
Further, although the
[0073]
Further, as in the first embodiment, the
[0074]
Furthermore, although the power supply wiring is Vss, it may be Vdd as in the first embodiment.
[0075]
Furthermore, as in the first embodiment, the third embodiment can be applied to the input / output wirings of the
[0076]
Further, similarly to the second embodiment, the
[0077]
In the first to third embodiments described above, the switch element is an nMOS. However, the present invention is not limited to this. For example, an nMOS and a p-type MOS-FET (hereinafter referred to as a pMOS). It is also possible to connect the drain electrode and the source electrode, input the control signal TEST to the gate electrode of the nMOS, and input the control signal / TEST to the gate electrode of the pMOS.
[0078]
Similarly, the switch element is not limited to the nMOS, and may be connected to Vdd that supplies the power supply potential using, for example, a pMOS. In this case, it goes without saying that the control signal / TEST input to the gate electrode is inverted.
[0079]
Further, similarly, the switch element is not limited to the nMOS.
[0080]
Furthermore, in the above-described first to third embodiments, the high-speed operation test is performed by temporarily setting the test wiring as the shield wiring, but the present invention is not limited to this. In the test mode, unlike the normal mode, the test circuit that operates according to the type of test to be executed and the signals used in it can be specified at the design stage. For example, the signal that needs to be shielded according to the type of high-speed operation test It is also possible to design so that only the test wiring corresponding to the wiring is set as the shield wiring.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an image diagram showing a wiring layout in a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an image view showing another wiring layout in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an image diagram showing a wiring layout in a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an image diagram showing a wiring layout in a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11, 41, 61
Claims (9)
前記信号配線の近傍に絶縁膜を挟んで配置され、少なくともその一部が前記信号配線とほぼ平行に形成されるテスト用配線と、
前記テスト用配線と接続され、所定の電源電位に設定されている電源配線と、
前記テスト用配線と接続されるテスト手段と、
テストモード時に前記テスト手段と前記テスト用配線とを接続する第1の接続手段と、
通常モード時に前記テスト用配線と前記電源配線とを接続し、前記第1の接続手段を非導通として前記テスト用配線をシールド配線とする第2の接続手段と
を有することを特徴とする半導体装置。At least one signal wiring used as a signal line;
A test wiring that is disposed in the vicinity of the signal wiring with an insulating film interposed therebetween, and at least a part of the wiring is formed substantially parallel to the signal wiring;
A power supply wiring connected to the test wiring and set to a predetermined power supply potential;
Test means connected to the test wiring;
First connection means for connecting the test means and the test wiring in a test mode;
2. A semiconductor device comprising: a second connection means for connecting the test wiring and the power supply wiring in a normal mode, making the first connection means non-conductive and using the test wiring as a shield wiring .
前記第2の接続手段は、前記テスト用配線と前記電源配線との間に設けられた第2のスイッチ素子によって構成され、
前記第1のスイッチ素子のゲートには制御信号が印加され、前記第2のスイッチ素子のゲートには前記制御信号の反転信号が印加されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。The first connection means is constituted by a first switch element provided between the test means and the test wiring,
The second connection means includes a second switch element provided between the test wiring and the power supply wiring,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a control signal is applied to a gate of the first switch element, and an inverted signal of the control signal is applied to a gate of the second switch element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003176075A JP2005012052A (en) | 2003-06-20 | 2003-06-20 | Semiconductor device |
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ID=34099054
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JP (1) | JP2005012052A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9221673B2 (en) | 2013-04-18 | 2015-12-29 | Seiko Epson Corporation | Electronic device, integrated circuit, electronic apparatus, and moving object |
-
2003
- 2003-06-20 JP JP2003176075A patent/JP2005012052A/en not_active Withdrawn
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