JP2005129174A - Semiconductor device having memory self-checking function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はメモリ自己検査機能を有する半導体装置に関し、特に、いわゆるビルトインセルフテストを実施可能な回路(以下、BIST回路という)を内蔵している半導体集積回路装置などの、メモリ自己検査機能を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a memory self-inspection function, and in particular, a semiconductor having a memory self-inspection function, such as a semiconductor integrated circuit device incorporating a circuit capable of performing a so-called built-in self-test (hereinafter referred to as a BIST circuit). Relates to the device.
近年においては、半導体集積回路装置の高密度化や高集積化の要求から、複数の機能ブロックを単一のチップ内に集積した構成のシステムLSIが進展してきている。特に最近では、DRAMなどのような大容量メモリとロジックとを同一のチップ内に混載してなる混載LSIが注目を集めており、各機能ブロックをチップ内で自己検査するためのBIST回路についての検討が盛んに行われるようになっている。 In recent years, system LSIs having a configuration in which a plurality of functional blocks are integrated in a single chip have been developed due to demands for higher density and higher integration of semiconductor integrated circuit devices. In particular, recently, an embedded LSI in which a large-capacity memory such as a DRAM and a logic are mixedly mounted in the same chip has attracted attention, and a BIST circuit for self-inspecting each functional block in the chip has been attracting attention. Consideration is being actively conducted.
図4で示すような構成の半導体集積回路装置(例えば、特許文献1など)が既に提案されている。この半導体集積回路装置は、自己検査データが書き込み及び読み出しされるDRAMなどのメモリ部104を有し、かつ、メモリ部104を検査するためのBIST回路115が設けられたものである。このBIST回路115は、アドレス発生器102と、データジェネレータ108と、メモリ制御信号発生器107と、比較回路109と、ミキサ回路111とを具備している。
A semiconductor integrated circuit device having a configuration as shown in FIG. 4 (for example, Patent Document 1) has already been proposed. This semiconductor integrated circuit device includes a
アドレス発生器102は複数のカウンタを組み合わせて構成されたものであり、外部クロック103に従ってカウントアップまたはカウントダウンしながら各種の自己検査信号を出力するものとなっている。すなわち、このアドレス発生器102は、メモリ部104を動作させる内部クロック(以下、ICLKという)106及び位相信号を出力すると共に、自己検査データのレベルをデータジェネレータ108から出力される周期でもって反転させるパターンコントロール信号(以下、PATCNT信号という)及びメモリ部104の行アドレス(以下、ROWアドレスという)を出力する構成とされている。
The
また、このアドレス発生器102は、メモリ部104の列アドレス(以下、COLアドレスという)を出力する一方、メモリ部104の全メモリ領域に対して自己検査データが書き込まれてしまうたび毎にレベルが交互に反転する、換言すれば、メモリ部104の全メモリ領域をアクセスする周期でレベルが反転する、リバースコントロール信号(以下、REVCNT信号という)を出力する構成ともなっている。そして、この際における自己検査アドレスであるところのROWアドレス及びCOLアドレス105とICLK106とのそれぞれはメモリ部104に与えられ、かつ、位相信号はメモリ制御信号発生器107に対して与えられる。一方、PATCNT信号とREVCNT信号とはデータジェネレータ108及び比較回路109に共通して与えられており、REVCNT信号は単独でミキサ回路111に対しても与えられている。
The
データジェネレータ108は、アドレス発生器102から出力されたPATCNT信号及びREVCNT信号によってパターン化された自己検査データを発生するものであり、PATCNT信号のレベルが反転するたび毎に“0”及び“1”が反転した自己検査データ112をメモリ部104へと出力することになっている。そして、このデータジェネレータ108では、REVCNT信号のレベルが反転するたび毎に、つまり、メモリ部104の全メモリ領域をアクセスする周期で、自己検査データのパターンが全面的に反転されることになっている。
The
メモリ制御信号発生器107はアドレス発生器102からの位相信号を受けてメモリ制御信号を発生するものであり、メモリ部104への自己検査データの書き込み及び読み出しを制御するためのメモリ制御信号としては、ROWアドレスストローブ信号(RAS)、COLアドレスストローブ信号(CAS)、ライトイネーブル信号(WE)などがある。そして、これらのメモリ制御信号は、メモリ制御信号発生器107からメモリ部104へと出力されている。また、このメモリ制御信号発生器107ではデータラッチ用のクロック(DLCK)113が発生しており、このDLCK113は比較回路109へと出力されることになっている。
The memory
比較回路109は、メモリ部104から読み出されてくる自己検査データ101がPATCNT信号及びREVCNT信号でもって表される自己検査データと一致しているか否か、つまり、パス(良好)であるかフェイル(不良)であるかを判定し、一致していればパスを、また、不一致であればフェイルを示すフラグ信号(以下、RECOG信号という)110をパス/フェイル信号として出力することになっている。すなわち、データジェネレータ108でパターン化されたうえでメモリ部104に対して書き込まれた自己検査データが単純な繰り返しパターンであるため、読み出された自己検査データのパターンがPATCNT信号及びREVCNT信号の組み合わせによって決まるパターンと一致していれば、比較回路109から出力されるRECOG信号はパスを示すことになり、不一致である場合のRECOG信号はフェイルを示すことになる。
The
ミキサ回路111は、アドレス発生器102から出力されたREVCNT信号を受けることによって比較回路109から出力されてくるRECOG信号110を周期的に反転させるものであり、このミキサ回路111からはREVCNT信号及びRECOG信号の排他的論理和をとって得られた比較結果を示す信号(以下、MOUT信号という)114が出力されることになっている。そのため、このミキサ回路111から出力されてくるMOUT信号114は、比較回路109から入力するRECOG信号110がパスを示していればRECOG信号110と全く同じ波形、つまり、メモリ部104の全アドレスをアクセスする周期でレベルが反転する波形をもつ信号となり、また、RECOG信号110がフェイルを示していれば、RECOG信号110の波形が局部的にハイレベルあるいはローレベルに変化するのと同様の波形をもつ信号となる。
ところで、半導体集積回路装置において、BIST回路の有する機能を同一のチップ内に混載されるメモリ部のメモリ容量に整合させておくのが一般的であり、具体的には、メモリ部のメモリ容量が1Mbitである場合にはアドレス発生回路などの機能を1Mbitのメモリ容量に見合ったものとし、また、メモリ容量が4Mbitである場合にはアドレス発生回路などの機能を4Mbitのメモリ容量に見合ったものとしておくことが行われる。 By the way, in a semiconductor integrated circuit device, the function of a BIST circuit is generally matched with the memory capacity of a memory unit mixedly mounted in the same chip. Specifically, the memory capacity of the memory unit is When the memory capacity is 1 Mbit, the function of the address generation circuit and the like is appropriate for the memory capacity of 1 Mbit, and when the memory capacity is 4 Mbit, the function of the address generation circuit and the like is appropriate for the memory capacity of 4 Mbit. Is done.
しかしながら、このような構成である限りは、近年のシステムLSIにおけるメモリ部のメモリ容量の増大に伴い、アドレス発生回路などのBIST回路もそれに伴って増大し、LSI面積におけるBIST回路の占有面積が大きくなるという課題が挙げられる。 However, as long as such a configuration is used, the BIST circuit such as an address generation circuit increases with the increase in the memory capacity of the memory unit in the recent system LSI, and the occupied area of the BIST circuit in the LSI area increases. The problem of becoming.
そこで本発明は、半導体装置において、メモリ部のメモリ容量が増大してもBIST回路の増大を抑えることができるようにすることを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to allow an increase in the BIST circuit in a semiconductor device even when the memory capacity of a memory portion increases.
この目的を達成するため本発明のメモリ自己検査機能を有する半導体装置は、通常動作時に使用する回路とBIST回路の一部とを兼用させたものである。
これにより、テスト回路であるBIST回路による回路増大を最小限に抑えることができて、チップ面積の増大を抑制すると共に、コストを削減する効果を得ることができる。
In order to achieve this object, a semiconductor device having a memory self-inspection function according to the present invention combines a circuit used during normal operation and a part of a BIST circuit.
As a result, an increase in circuit due to the BIST circuit, which is a test circuit, can be minimized, and an increase in chip area can be suppressed and an effect of reducing costs can be obtained.
本発明によれば、上記において、メモリのライトデータを記憶するとともにメモリテスト時の期待値を記憶するデータ入力ラッチと、メモリのリードデータを記憶するデータ出力ラッチと、前記データ入力ラッチの出力と前記データ出力ラッチの出力とをコンパレートしてメモリセルのテストを行う手段とを有するようにするのが好適である。 According to the present invention, in the above, the data input latch for storing the write data of the memory and the expected value at the time of the memory test, the data output latch for storing the read data of the memory, the output of the data input latch, It is preferable to have a means for testing the memory cell by comparing the output of the data output latch.
また本発明によれば、上記において、メモリセルアレーと、前記メモリセルアレーへのライトデータを一時的に記憶する入力ラッチと、前記メモリセルアレーからのリードデータを一時的に記憶する出力ラッチと、前記入力ラッチの出力と前記出力ラッチの出力とを比較するコンパレータと、メモリのリードとライトとを切り替える手段と、前記入力ラッチのデータを反転する手段と、メモリのアドレスを発生させる手段とを有するようにするのが好適である。 According to the invention, in the above, a memory cell array, an input latch that temporarily stores write data to the memory cell array, and an output latch that temporarily stores read data from the memory cell array; A comparator for comparing the output of the input latch with the output of the output latch; means for switching between reading and writing of the memory; means for inverting data in the input latch; and means for generating an address of the memory It is preferable to have it.
また本発明によれば、上記において、アドレスを発生させる手段にバイナリカウンタが用いられていることが好適である。
また本発明によれば、上記において、コンパレータの出力の結果をラッチする手段を有することが好適である。
According to the present invention, in the above, it is preferable that a binary counter is used as the means for generating an address.
According to the present invention, in the above, it is preferable to have means for latching the result of the output of the comparator.
また本発明によれば、上記において、入力ラッチのデータを反転する手段は、入力ラッチの反転出力を前記入力ラッチの入力にフイードバックさせることにより、入力データの反転を行うものであることが好適である。 According to the present invention, in the above, it is preferable that the means for inverting the data of the input latch inverts the input data by feeding back the inverted output of the input latch to the input of the input latch. is there.
また本発明によれば、上記において、メモリのリードとライトとを切り替える手段は、クロックを分周してライト/リードモード切り替え信号を発生させるものであることが好適である。 According to the present invention, in the above, it is preferable that the means for switching between reading and writing of the memory generates a write / read mode switching signal by dividing the clock.
また本発明によれば、上記において、ライト/リードモード切り替え信号と、データ反転制御信号と、コラムアドレス信号と、ロウアドレス信号とを発生させる一連のカウンタを有することが好適である。 According to the present invention, it is preferable to have a series of counters for generating a write / read mode switching signal, a data inversion control signal, a column address signal, and a row address signal.
また本発明によれば、上記において、メモリのリフレッシュアドレスカウンタがテスト時のロウアドレスカウンタと兼用されていることが好適である。
また本発明によれば、上記において、バーンインのパターンジェネレータとして用いられるものであることが好適である。
According to the present invention, in the above, it is preferable that the refresh address counter of the memory is also used as the row address counter at the time of the test.
Further, according to the present invention, in the above, it is preferably used as a burn-in pattern generator.
また本発明によれば、上記において、一連のカウンタの最上位ビットの出力をテスト回路のエンド信号として使うように構成されていることが好適である。
また本発明によれば、上記において、一連のカウンタから、コンパレータの結果をラッチするクロックを発生させるように構成されていることが好適である。
Further, according to the present invention, in the above, it is preferable that the output of the most significant bit of the series of counters is used as an end signal of the test circuit.
According to the present invention, in the above, it is preferable that a clock for latching the result of the comparator is generated from the series of counters.
また本発明によれば、上記において、一連のカウンタから、メモリのロウ系制御信号を発生させるように構成されていることが好適である。
また本発明によれば、上記において、複数のメモリコアが同一チップ上に配置され、各メモリコアについてのBIST回路のエンド信号から検査終了信号を発生させる手段を有することが好適である。
According to the present invention, in the above, it is preferable that the row-related control signal of the memory is generated from a series of counters.
According to the present invention, in the above, it is preferable that a plurality of memory cores are arranged on the same chip and have a means for generating a test end signal from the end signal of the BIST circuit for each memory core.
また本発明によれば、上記において、メモリ自己検査機能を有する半導体装置が半導体メモリであることが好適である。
また本発明によれば、上記において、メモリ自己検査機能を有する半導体装置が半導体集積回路であることが好適である。
According to the present invention, in the above, it is preferable that the semiconductor device having a memory self-inspection function is a semiconductor memory.
According to the present invention, in the above, it is preferable that the semiconductor device having a memory self-inspection function is a semiconductor integrated circuit.
本発明の半導体装置におけるメモリの自己検査方法は、通常動作時に使用する回路とBIST回路の一部とを兼用させた、メモリ自己検査機能を有する半導体装置において、メモリセルアレーと、前記メモリセルアレーへのライトデータを一時的に記憶する入力ラッチと、前記メモリセルアレーからのリードデータを一時的に記憶する出力ラッチと、前記入力ラッチの出力と前記出力ラッチの出力とを比較するコンパレータと、メモリのリードとライトとを切り替える手段と、前記入力ラッチのデータを反転する手段と、メモリのアドレスを発生させる手段とを用いて、前記メモリをテストするものである。 A memory self-inspection method in a semiconductor device according to the present invention includes a memory cell array in a semiconductor device having a memory self-inspection function that combines a circuit used during normal operation and a part of a BIST circuit, and the memory cell array. An input latch that temporarily stores write data to the output, an output latch that temporarily stores read data from the memory cell array, a comparator that compares the output of the input latch and the output of the output latch, The memory is tested using means for switching between reading and writing of the memory, means for inverting the data in the input latch, and means for generating an address of the memory.
詳細には、本発明に係る第1の半導体装置は、自己検査データがライト及びリードされるDRAMなどのメモリコアを有し、かつ、このメモリコアを検査するためにライトデータを一時的に記憶するデータ入力ラッチと、リードデータを一時的に記憶するデータ出力ラッチと、データ入力ラッチの正反転信号を切り替える第1のセレクタと、通常入力と第1のセレクタの出力信号とを切り替える第2のセレクタと、データ入力ラッチの出力とデータ出力ラッチの出力とを比較するコンパレータと、ライト/リードコントロールカウンタと、データ入力ラッチのコンプリメントカウンタと、コラムデコーダを制御するコラムアドレスカウンタと、ロウデコーダを制御するロウアドレスカウンタと、コンパレータエッジによりコンパレータからの出力でパス/フェイル判定のフラグを出力するラッチと、パス/フェイルフラグから判定信号を出力するフリップフロップとで構成されるBIST回路が前記メモリコアと同一のチップ内に設けられたものである。そして、通常動作に使うメモリのデータ入力ラッチとテスト回路の期待値のデータ入力ラッチとを兼用するデータ入力ラッチに期待値を記憶し、通常動作に使うメモリの出力ラッチとテスト回路の被比較データラッチとを兼用するデータ出力ラッチにメモリのリードデータを記憶する。さらに、データ入力ラッチの出力とデータ出力ラッチの出力を比較するコンパレータと、クロックを分周してライト/リードモード切替信号を発生させるフリップフロップを具備するライト/リードコントロールカウンタと、前記データ入力ラッチのデータを反転する手段と、リフレッシュアドレスカウンタをテスト回路のアドレス発生と兼用してアドレスを発生させる手段とを持つことで、メモリの自己検査を可能とする。 Specifically, the first semiconductor device according to the present invention has a memory core such as a DRAM to which self-inspection data is written and read, and temporarily stores the write data to inspect the memory core. A data input latch that stores data, a data output latch that temporarily stores read data, a first selector that switches between positive and inverted signals of the data input latch, and a second that switches between a normal input and an output signal of the first selector A selector, a comparator that compares the output of the data input latch and the output of the data output latch, a write / read control counter, a complement counter of the data input latch, a column address counter that controls the column decoder, and a row decoder The row address counter to be controlled and the comparator edge A latch for outputting the flag of the pass / fail judgment in force, in which BIST circuit composed of a flip-flop is provided to the memory core within the same chip and for outputting a determination signal from the pass / fail flag. Then, the expected value is stored in the data input latch that is used as both the data input latch of the memory used for normal operation and the data input latch of the expected value of the test circuit, and the compared data of the output latch of the memory used for normal operation and the test circuit The read data of the memory is stored in a data output latch that also serves as a latch. Further, a comparator for comparing the output of the data input latch and the output of the data output latch, a write / read control counter having a flip-flop for dividing the clock and generating a write / read mode switching signal, and the data input latch By having means for inverting the data and means for generating an address by using the refresh address counter in combination with the address generation of the test circuit, the memory can be self-inspected.
本発明に係る第2の半導体装置は、第1の半導体装置において、一連のカウンタ及びアドレスを発生させる手段にバイナリカウンタを用いることを特徴とし、制御が容易で回路規模が小さいカウンタの構成を可能とする。 The second semiconductor device according to the present invention is characterized in that in the first semiconductor device, a binary counter is used as a series of counters and means for generating an address, and it is possible to configure a counter with easy control and a small circuit scale. And
本発明に係る第3の半導体装置は、複数のメモリコアを内蔵したシステムLSIにおいて、各メモリ容量に見合った一連のカウンタの最上位ビットを各END信号とし、各END信号の論理積の信号を検査終了信号とすることで、LSIのメモリの自己検査及びバーンイン検査の完了を確認でき、同時に各メモリの判定出力信号でパス/フェイルの判定を容易に確認できるようにすることを可能とする。 According to a third semiconductor device of the present invention, in a system LSI incorporating a plurality of memory cores, the most significant bit of a series of counters corresponding to each memory capacity is used as each END signal, and a logical product signal of each END signal is used. By using the inspection end signal, the completion of the self-inspection and burn-in inspection of the LSI memory can be confirmed, and at the same time, the pass / fail judgment can be easily confirmed by the judgment output signal of each memory.
本発明の半導体装置は、上記構成を有し、通常動作時に使用する回路とBIST回路の一部とを共有させることにより、テスト回路であるBIST回路による回路増大を最小限に抑えることができて、チップ面積の増大を抑制すると共に、コストを削減する効果を得ることができる。 The semiconductor device of the present invention has the above-described configuration, and by sharing a circuit used during normal operation and a part of the BIST circuit, it is possible to minimize circuit increase due to the BIST circuit as a test circuit. In addition, the effect of reducing the cost can be obtained while suppressing the increase in the chip area.
また本発明の半導体装置は、一連のカウンタ及びアドレスを発生させる手段にバイナリカウンタが用いられることにより、上記効果に加えて、テスト回路のアドレス制御が容易であるという効果が得られると共に、カウンタ回路の回路規模が小さく、小面積で実現できるため、コスト削減の効果が得られる。 In addition to the above effects, the semiconductor device according to the present invention uses a binary counter as a series of counters and means for generating addresses. In addition to the effects described above, the address control of the test circuit can be easily achieved. Since the circuit scale is small and can be realized with a small area, an effect of cost reduction can be obtained.
また本発明の半導体装置は、各メモリ容量に見合った一連のカウンタの最上位ビットを各END信号とし、各END信号の論理積の信号を検査終了信号とすることで、複数のメモリコアを内蔵したシステムLSIにおいて、各END信号の論理積の信号と各メモリの判定出力信号でパス/フェイルの判定を容易に確認できる効果が得られる。 The semiconductor device according to the present invention incorporates a plurality of memory cores by using the most significant bit of a series of counters corresponding to each memory capacity as each END signal and the logical product of each END signal as a test end signal. In the system LSI, the pass / fail judgment can be easily confirmed by the logical product of each END signal and the judgment output signal of each memory.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る第1の半導体装置の構成を示すブロック図、図2は図1の半導体装置のタイミングを例示する説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first semiconductor device according to an embodiment of the invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating timing of the semiconductor device of FIG.
本発明の実施の形態に係る第1の半導体装置は、図1で示すように、自己検査データが書き込み及び読み出しされるDRAMなどのメモリコア1を有し、かつ、このメモリコア1を検査するためにライトデータを一時的に記憶するデータ入力ラッチ2と、リードデータを一時的に記憶するデータ出力ラッチ3と、データ入力ラッチの正反転信号を切り替えるセレクタ14と、通常入力とセレクタ14の出力信号とを切り替えるセレクタ13と、データ入力ラッチ2の出力とデータ出力ラッチ3の出力を比較するコンパレータ4と、ライト/リードコントロールカウンタ5と、データ入力ラッチのデータ反転制御信号を出力するコンプリメントカウンタ6と、メモリコア1内のメインセンスアンプとDOラッチ3に出力データを出力するインターフェースブロックを制御するコラムデコーダ11と、コラムデコーダ11を制御するコラムアドレスカウンタ7と、ワード線を介してメモリコア1内の多数のメモリセルと接続されているロウデコーダ12と、ロウデコーダ12を制御するロウアドレスカウンタ8と、ライト/リードコントロールカウンタ5からの出力であるライト/リード切り替え信号を受けて、メモリコア1内でデータの入出力タイミングを制御し、かつDOラッチ3を制御するメモリタイミング制御ブロック10と、コンパレータエッジによりコンパレータ4からの出力でパス/フェイル判定のフラグを出力するラッチ15と、パス/フェイルフラグから判定信号を出力するフリップフロップ16とで構成されるBIST回路が同一のチップ内に設けられたものである。
As shown in FIG. 1, the first semiconductor device according to the embodiment of the present invention has a
上記BIST回路の一部は、通常動作で使用する回路と兼用されている。
すなわち、データ入力ラッチ2からの正転信号と反転信号をクロック(以下CLKという)でカウントアップまたはカウントダウンするデータ入力ラッチのコンプリメントカウンタ6の出力信号であるデータ反転制御信号でセレクタ14を切り替え、このセレクタ14の出力信号と通常入力とをテスト切り替え信号で切り替えるセレクタ13の出力を、データ入力ラッチ2の入力信号とする。この構成により、データ入力ラッチ2を、通常動作時とテスト動作時のライトデータを一時的に記憶するものとして兼用し、テスト時のデータ発生を自動的に行うデータジェネレータとして動作させる。
A part of the BIST circuit is also used as a circuit used in normal operation.
That is, the selector 14 is switched by the data inversion control signal that is the output signal of the complement counter 6 of the data input latch that counts up or down the normal rotation signal and the inversion signal from the data input latch 2 with a clock (hereinafter referred to as CLK), The output of the
また、データ出力ラッチ3は、通常動作に使うメモリの出力ラッチと、テスト時の被比較データラッチとを兼用し、メモリのリードデータを一時的に記憶する。
この時、メモリコア1のコラムアドレス、ロウアドレスは、複数のカウンタで構成されたコラムアドレスカウンタ7とロウアドレスカウンタ8で自動発生し、それぞれコラムデコーダ11とロウデコーダ12を制御する。このコラムデコーダ11とロウデコーダ12は、通常動作時とテスト動作時とで兼用しており、通常動作時は、外部からのコラムアドレス入力とロウアドレス入力により制御される。
The
At this time, the column address and the row address of the
さらに、メモリタイミング制御ブロック10は、通常動作時は、外部からのロウアドレス制御信号、コラムアドレス制御信号、ライトイネーブル信号により、データの入出力タイミング信号を生成し、テスト動作時は、ライト/リードコントロールカウンタ5からの出力であるライト/リード切り替え信号を受けて、データの入出力タイミング信号を生成する。すなわち、通常動作時とテスト動作時で兼用し、メモリコア1とDOラッチ3を制御する。
Furthermore, the memory
なおロウアドレスカウンタ8は通常動作時にEND信号を出力するリフレッシュアドレスカウンタを兼用し、ロウデコーダ12を制御する。
テスト時の期待値となるデータ入力ラッチ2の出力結果と、メモリコア1からリードされたデータ出力ラッチ3の出力結果とをコンパレータ4に入力し、コンパレータ4からは、例えば期待値であるデータ入力ラッチ2の出力結果と被比較データであるデータ出力ラッチ3の出力結果とが一致していればロウレベルを出力するとともに、不一致であればハイレベルの出力を出力する。ラッチ15は、パス/フェイル判定フラグを出力する。このパス/フェイルフラグをモニターすることで、フェイルアドレスを確認することができる。またラッチ15のパス/フェイルフラグをフリップフロップ16のクロックとして入力することにより、全アドレス空間で期待値であるデータ入力ラッチ2の出力結果と被比較データであるデータ出力ラッチ3の出力結果とが一致した場合は、フリップフロップ16からの判定出力信号はロウレベルに固定され、また、1箇所以上で期待値であるデータ入力ラッチ2の出力結果と被比較データであるデータ出力ラッチ3の出力結果が不一致の場合は、フリップフロップ16からの判定出力信号は、初めに不一致を起こしたアドレス以降ハイレベルに固定されたままとなる。
The
The output result of the data input latch 2 that is an expected value at the time of the test and the output result of the
このタイミングを示したものが図2である。図2において、リセット(以下RSTという)が解除され、チップイネーブル(以下CEという)が有効になると、CLKに同期して、ライト/リードコントロールカウンタ5からの切り替え信号により各アドレスごとにライト/リードが始まる。そして、データ入力ラッチ2とセレクタ13、14により自動発生した期待値であるデータ入力ラッチ2の出力DINと、メモリコア1からリードされた被比較データであるデータ出力ラッチ3の出力DOとをコンパレータ4に入力するとともに、ライト/リードコントロールカウンタ5の出力であるライト/リードモード切り替え信号とCLKとをANDゲート9で論理積をとったコンパレータエッジにより、コンパレータ4の出力をラッチ15でラッチし、パス/フェイルフラグを出力する。例えば図2のようにアドレス#1のロウレベルのデータとアドレス#3のハイレベルのデータにおいて不一致が発生した場合、アドレス#1のロウレベルのコンパレータ結果において不一致を検知し、判定出力信号はハイレベルになり、その後のアドレス#2でコンパレータ結果として一致しても判定出力信号はハイレベルのままになる。このことから、一連のカウンタ5、6、7、8の最上位ビットの出力信号であるEND信号と関連づけて検査を行い、全アドレス空間の検査が終わりEND信号が出力された時に判定出力信号を確認することで、メモリコア1全体のパス/フェイル判定を容易に知ることができる。
FIG. 2 shows this timing. In FIG. 2, when reset (hereinafter referred to as RST) is released and chip enable (hereinafter referred to as CE) becomes valid, a write / read is performed for each address by a switching signal from the write / read control counter 5 in synchronization with CLK. Begins. Then, the output DIN of the data input latch 2 which is an expected value automatically generated by the data input latch 2 and the
この時、期待値であるデータ入力ラッチ2の出力DINと、メモリコア1からリードされた被比較データであるデータ出力ラッチ3の出力DOとが全アドレスで一致した場合は、図2における判定出力信号はロウレベルで固定される。
At this time, if the output DIN of the data input latch 2 that is the expected value and the output DO of the
また、このような少ない端子制御でメモリの自己検査を可能とする自己検査機能を有するため、バーンイン検査時のパターンジェネレータとして使用することも可能である。
以上のようにして、本発明の実施の形態に係る第1の半導体装置においては、通常動作時に使用する回路とBIST回路における一部の回路とを共有させることにより、テスト回路であるBIST回路による回路増大を最小限に抑えることができる。このため、チップ面積の増大を抑制することができると共に、コスト削減することができ、さらにバーンイン時のパターンジェネレータとしても使用することができるという効果が得られる。
Further, since it has a self-inspection function that enables the self-inspection of the memory with such a small number of terminal controls, it can also be used as a pattern generator at the time of burn-in inspection.
As described above, in the first semiconductor device according to the embodiment of the present invention, the circuit used during normal operation and a part of the BIST circuit are shared, so that the BIST circuit which is a test circuit is used. The circuit increase can be minimized. For this reason, an increase in the chip area can be suppressed, the cost can be reduced, and further, it can be used as a pattern generator at the time of burn-in.
本発明の実施の形態に係る第2の半導体装置は、上述した第1の半導体装置において、ライト/リードモード切り替え信号を発生させるライト/リードコントロールカウンタ5と、データ反転制御信号を発生させるコンプリメントカウンタ6と、コラムアドレス信号を発生させるコラムアドレスカウンタ7と、ロウアドレス信号を発生させるロウアドレスカウンタ8との一連のカウンタを、バイナリカウンタで構成することを特徴としたものである。このようにバイナリカウンタで構成することにより、カウンタの制御が容易であり、カウンタ回路の回路規模も少なく小面積で実現できる。従ってチップ面積縮小、コスト削減の効果が得られる。
The second semiconductor device according to the embodiment of the present invention includes a write / read control counter 5 that generates a write / read mode switching signal and a complement that generates a data inversion control signal in the first semiconductor device described above. A series of counters including a counter 6, a column address counter 7 for generating a column address signal, and a
尚、図1においては、一連のカウンタ5、6,7、8は、ライト/リードモード切り替え信号と、データ反転制御信号と、コラムアドレス信号と、ロウアドレス信号とをこの順番で発生させるようになっているが、この順番は特に限定されるものではない。
In FIG. 1, the series of
本発明の実施の形態に係る第3の半導体装置は、図3に示す検査終了信号発生回路を用いて自己検査及びバーンイン検査の終了を確認でき、その検査終了信号が出た時点でそれぞれのモニター信号である判定出力を確認することにより、それぞれのメモリコアの最終的なパス/フェイル判定ができるようにしたものである。 The third semiconductor device according to the embodiment of the present invention can confirm the end of the self-inspection and the burn-in inspection using the inspection end signal generating circuit shown in FIG. 3, and each monitor when the inspection end signal is output. By confirming the determination output as a signal, the final pass / fail determination of each memory core can be performed.
図3において、第1〜第3のBIST回路17、18、19は、それぞれメモリ容量の異なるメモリコアに対応したBIST回路であり、各BIST回路17、18、19よりEND信号1、END信号2、END信号3、及び判定出力1、判定出力2、判定出力3が出力される。このEND信号1、END信号2、END信号3をANDゲート20で論理積をとった信号を検査終了信号とする。この検査終了信号が出力された時に判定出力1、判定出力2、判定出力3を確認することで、各メモリコアのパス/フェイルの判定を容易に確認できる。
In FIG. 3, first to
なお、図3では3個のBIST回路17、18、19で例示したが、2個以上のBIST回路が存在した場合に同様な構成で確認できることは言うまでもない。
また、図3ではそれぞれメモリ容量の異なるメモリコアに対応したBIST回路で例示しているが、メモリ容量が同じ場合でも同様である。
In FIG. 3, three
In FIG. 3, the BIST circuit corresponding to the memory cores having different memory capacities is illustrated, but the same applies to the case where the memory capacities are the same.
本発明のメモリ自己検査機能を有する半導体装置は、通常動作時に使用する回路とBIST回路における一部の回路とを共有させることにより、テスト回路であるBIST回路による回路増大を最小限に抑えることができて、チップ面積の増大を抑制すると共に、コストを削減する効果を有し、BISTを実施可能な回路を内蔵している半導体装置等として有用である。 The semiconductor device having the memory self-inspection function of the present invention can minimize the increase in circuit due to the BIST circuit as a test circuit by sharing a circuit used during normal operation and a part of the BIST circuit. In addition, it is useful as a semiconductor device or the like having a built-in circuit capable of suppressing the increase in chip area and reducing the cost and capable of performing BIST.
1 メモリコア
2 データ入力ラッチ
3 データ出力ラッチ
4 コンパレータ
5 ライト/リードコントロールカウンタ
6 コンプリメントカウンタ
7 コラムアドレスカウンタ
8 ロウアドレスカウンタ(リフレッシュアドレスカウンタ)
13 セレクタ
14 セレクタ
15 ラッチ
1 Memory Core 2
13 Selector 14
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---|---|---|---|---|
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CN116612804A (en) * | 2023-07-19 | 2023-08-18 | 芯天下技术股份有限公司 | Chip edge breakage detection circuit and memory chip |
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- 2003-10-27 JP JP2003365385A patent/JP2005129174A/en active Pending
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