JP2006344279A - Semiconductor device and testing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device facilitating identification of cause of defects, such as whether deterioration of characteristics, defects, etc., at evaluation and analysis are caused by a frequency synchronizing circuit. <P>SOLUTION: The device is equipped with a DLL circuit 10 for inputting external clock signals from external clock terminals 13, 14 and producing signals synchronized with these external clock signals; and a selector 11 for inputting a clock signal inputted from an external terminal 15 and an output signal from the DLL circuit 10, and for outputting the clock signal inputted from the external terminal 15 at the test, based on a test mode signal and outputting the output signal from the DLL circuit 10 at normal operation times. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体装置に関し、特に周波数同期回路を備えたクロック同期型半導体記憶装置に適用して好適な構成及び方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a configuration and method suitable for application to a clock synchronous semiconductor memory device having a frequency synchronization circuit.

SDRAM(synchronous DRAM)等のメモリデバイスにおいて、SDR(Single Data Rate)−SDRAMから、クロック信号の立ち上がりと立下りの両エッジに同期してデータ転送を行うDDR(Double Data Rate)I−SDRAM、DDRII−SDRAMとなるにしたがい、デバイスの動作周波数は大幅に高くなってきている。DDRII−SDRAMでは、最高グレードの動作周波数は、例えば800MHzとなってきている。このような周波数範囲で評価や解析を行う場合、クロック同期を行うDLL(Delay Lock Loop)の動作マージン(タイミングマージン)は厳しくなっている。DLL以外の回路でも、動作マージンは厳しくなってきている。このため、特性に問題がある場合、原因を分離することは、特段に困難となってきている。   In a memory device such as SDRAM (synchronous DRAM), DDR (Double Data Rate) I-SDRAM, DDRII that transfers data from SDR (Single Data Rate) -SDRAM in synchronization with both rising and falling edges of a clock signal. -With SDRAM, the operating frequency of devices has increased significantly. In the DDRII-SDRAM, the highest grade operating frequency is, for example, 800 MHz. When performing evaluation and analysis in such a frequency range, an operation margin (timing margin) of a DLL (Delay Lock Loop) that performs clock synchronization is strict. Even in circuits other than the DLL, the operation margin is becoming strict. For this reason, when there is a problem in characteristics, it has become particularly difficult to isolate the cause.

また、DDRII−SDRAMのように、周波数同期回路を有するデバイスは、低周波数の動作では、周波数同期回路が正常に動作しない。このため、低速でも動作可能となる論理が別途必要となっている。   In addition, in a device having a frequency synchronization circuit, such as a DDRII-SDRAM, the frequency synchronization circuit does not operate normally in a low frequency operation. For this reason, logic that can operate at low speed is required separately.

しかしながら、低速動作は、通常動作とは、動作条件等が全く異なるものとなるため、低速動作によるテストで、デバイスの良品と不良品を厳密に区別することが難しい場合が生じる。   However, since the low-speed operation is completely different from the normal operation in operating conditions and the like, it may be difficult to strictly distinguish the non-defective product from the defective device in the test by the low-speed operation.

特開平9−251057号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-251057

SDRAMデバイスの高周波数の評価・解析において、特性に問題があった場合や、不良が生じた場合、DLL等の周波数同期回路の出力クロック信号に問題が発生しているのか、DLL以外の回路のマージンがないために問題が起こっているのか分離することは、特段に困難である。   In the evaluation and analysis of high frequency of the SDRAM device, if there is a problem in the characteristics or if a defect occurs, whether there is a problem in the output clock signal of the frequency synchronization circuit such as DLL, It is particularly difficult to isolate whether a problem is occurring due to lack of margin.

また、周波数同期回路は、その性質から、低周波数では正常に動作しない。例えばPLL(Phase Locked Loop)のVCO(Voltage Controlled Oscillator;電圧制御発振器)の発振周波数帯域、VCOとPD(Phase detector;位相比較器)間の帰還路に配置される分周回路の分周比等に制約される。このため、低速では、通常とは全く異なる動作モードで試験ができるような論理構成が必要とされるか、あるいは、少なくとも、一部の回路は、通常の論理とは異なる論理で動作させる構成とされる。   Also, the frequency synchronization circuit does not operate normally at low frequencies due to its nature. For example, the oscillation frequency band of a PLL (Phase Locked Loop) VCO (Voltage Controlled Oscillator), the division ratio of a frequency divider arranged in the feedback path between the VCO and a PD (Phase detector) Constrained by For this reason, at low speed, a logic configuration that enables testing in a completely different operation mode is required, or at least some circuits are operated with a logic different from the normal logic. Is done.

この結果、低速テスタによるデバイスの選別は、デバイスの通常動作とは異なるモード(低速モード)で、良品・不良品を区別しており、デバイスの通常動作での良否とのコリレーションに問題があった。   As a result, the device selection by the low-speed tester is different from the normal operation of the device (low-speed mode), distinguishing between non-defective products and defective products, and there is a problem with the correlation between the good and bad in the normal operation of the device .

なお、特許文献1には、図9に示すように、外部クロック端子から外部クロック信号CLKを入力とするDLL回路31と、DLL回路31の出力4Aと、外部クロック端子からの外部クロック信号4Bを入力とするセレクタ(マルチプレクサ)33とを備え、切り替え回路32の出力に基づき、4A、4Bの切り替えを行う構成が開示されている。以下では、特許文献1に開示された構成について、その課題を詳細に分析しておく。なお、この課題の分析は、もっぱら本発明者によってなされた研究結果に基づくものである。   In Patent Document 1, as shown in FIG. 9, a DLL circuit 31 that receives an external clock signal CLK from an external clock terminal, an output 4A of the DLL circuit 31, and an external clock signal 4B from an external clock terminal are provided. A configuration including a selector (multiplexer) 33 as an input and switching between 4A and 4B based on the output of the switching circuit 32 is disclosed. Below, the subject is analyzed in detail about the composition indicated by patent documents 1. Note that the analysis of this problem is based solely on the results of research conducted by the present inventors.

図9に示すように、セレクタ33で切り替えられた信号4Cは、外部クロック信号CLKから作られる信号である。このため、出力回路において、出力データの出力タイミングを決める制御クロックとして、信号4Cを用いた場合、出力データを外部クロック信号CLKに合わせることはできない。この結果、例えば図6のような出力タイミングが製品仕様になっているDDRのようなSDRAMに、特許文献1を適用した場合、図6とは、異なる出力タイミングとなってしまう。すなわち、DDRIおよびDDRII−SDRAM製品の仕様において、図6に示すように、信号1C(DLL出力)は、外部クロック信号CLK、CLKBよりも時間“f”分早く出力されるが、特許文献1の構成では、この仕様を実現することはできない。   As shown in FIG. 9, the signal 4C switched by the selector 33 is a signal generated from the external clock signal CLK. Therefore, in the output circuit, when the signal 4C is used as the control clock for determining the output timing of the output data, the output data cannot be matched with the external clock signal CLK. As a result, for example, when Patent Document 1 is applied to an SDRAM such as a DDR whose output timing is the product specification as shown in FIG. 6, the output timing is different from that in FIG. That is, in the specifications of the DDRI and DDRII-SDRAM products, as shown in FIG. 6, the signal 1C (DLL output) is output earlier by “f” than the external clock signals CLK and CLKB. The configuration cannot achieve this specification.

また特許文献1に記載されたテストモードを使用すると、DLL以外の論理回路も、通常動作とは異なる論理構成としなければならず、DLLだけを分離して、評価・解析、またはテストを行うことができない。以下、典型的なDDR−SDRAMに基づき説明する。   In addition, when the test mode described in Patent Document 1 is used, logic circuits other than the DLL must have a logic configuration different from the normal operation, and only the DLL is separated to perform evaluation / analysis or test. I can't. Hereinafter, description will be made based on a typical DDR-SDRAM.

図7は、図6の出力タイミングを実現する典型的な出力回路の要部を示している。図7に示すように、DLL出力1Cを制御クロックとして受け出力イネーブル信号OEを生成する出力制御論理回路21と、内部データを入力し出力イネーブル信号OEにより出力データを出力バッファ回路23に出力するデータ制御回路(FIFO)22と、DLL出力1Cを制御クロックとして受け、出力データに応じたレベルで出力端子を駆動する出力バッファ回路23とを備えている。なお、後述する本発明は、図7に示す出力回路に供給される信号1Cの生成に用いて好適とされる。   FIG. 7 shows a main part of a typical output circuit that realizes the output timing of FIG. As shown in FIG. 7, the output control logic circuit 21 that receives the DLL output 1C as a control clock and generates the output enable signal OE, and the data that receives the internal data and outputs the output data to the output buffer circuit 23 by the output enable signal OE A control circuit (FIFO) 22 and an output buffer circuit 23 that receives the DLL output 1C as a control clock and drives an output terminal at a level corresponding to output data are provided. Note that the present invention described later is suitable for use in generating the signal 1C supplied to the output circuit shown in FIG.

DLL(不図示)の出力クロックである1Cは、出力データを出力する出力バッファ回路23のタイミングを制御するほか、出力制御論理回路21にも入力されている。この信号1Cは外部クロック信号CLKよりも早いタイミング(位相が進んでいる)で作成される。   1C, which is an output clock of a DLL (not shown), is input to the output control logic circuit 21 in addition to controlling the timing of the output buffer circuit 23 that outputs output data. The signal 1C is generated at an earlier timing (phase is advanced) than the external clock signal CLK.

図8は、図7の信号CLK、OE、1Cのタイミング関係を示す図である。図8(A)は、出力イネーブル信号OEを、外部クロック信号CLKから作成する場合のタイミング動作を示している。この場合、出力イネーブル信号OEを活性化(ハイレベルとする)してから、出力データを出力する(1Cの立ち上がりエッジに同期)までの期間“d”のマージンが少なくなってしまう。この期間dは、周波数が高くなればなるほど厳しくなる。また、信号1Cがどれだけ早く出力されるかは、その製品の出力回路の遅延時間によることから、プロセスばらつきや温度、電圧で変わることになる。図8(A)の場合、その製品品質を保証するマージンがなくなってしまう。   FIG. 8 is a diagram illustrating a timing relationship between the signals CLK, OE, and 1C in FIG. FIG. 8A shows a timing operation when the output enable signal OE is generated from the external clock signal CLK. In this case, the margin of the period “d” from when the output enable signal OE is activated (set to high level) to when output data is output (synchronized with the rising edge of 1C) is reduced. This period d becomes severer as the frequency becomes higher. Also, how fast the signal 1C is output depends on the delay time of the output circuit of the product, and thus varies depending on process variations, temperature, and voltage. In the case of FIG. 8A, there is no margin to guarantee the product quality.

一方、図8(B)は、出力イネーブル信号OE信号をDLLの出力1Cから作成する場合のタイミング波形を示している。図8(B)の場合、図8(A)との対比からも明らかなように、期間dが大幅に長くなっており、タイミングマージンが拡大している。このため、図8(B)のようなタイミング制御が、実際の製品に用いられている。   On the other hand, FIG. 8B shows a timing waveform when the output enable signal OE signal is generated from the output 1C of the DLL. In the case of FIG. 8B, as apparent from the comparison with FIG. 8A, the period d is significantly longer, and the timing margin is expanded. For this reason, the timing control as shown in FIG. 8B is used in an actual product.

そこで、図8(B)のような構成をとるDDR−SDRAMにおいて、特許文献1のテストモードを使用した場合の問題点を以下に説明する。   Therefore, problems in the case of using the test mode of Patent Document 1 in the DDR-SDRAM having the configuration as shown in FIG.

図11は、出力イネーブル信号OEを作成する従来の出力制御論理回路21(図7参照)のブロック図である。出力イネーブル信号OEは、DDR−SDRAMに外部より入力されるREADコマンドから作成される信号(READ)を入力する出力制御論理回路21で作成される。READコマンドは外部クロック信号CLKの立ち上がりエッジで入力される仕様とされており、出力制御論理回路21に入力されるREAD信号は、外部クロック信号CLKのタイミングにしたがって作成される。なお、図11において、出力制御論理回路21は、制御クロックZのタイミングに基づき、出力イネーブル信号OEを生成している。   FIG. 11 is a block diagram of a conventional output control logic circuit 21 (see FIG. 7) that generates the output enable signal OE. The output enable signal OE is generated by the output control logic circuit 21 that inputs a signal (READ) generated from a READ command input from the outside to the DDR-SDRAM. The READ command is designed to be input at the rising edge of the external clock signal CLK, and the READ signal input to the output control logic circuit 21 is created according to the timing of the external clock signal CLK. In FIG. 11, the output control logic circuit 21 generates an output enable signal OE based on the timing of the control clock Z.

図12は、図11において、制御クロックZがDLL出力1Cの場合における通常動作時のタイミング波形を示す図である。図12において、出力イネーブルOE信号は、クロック信号1Cで作成される。外部クロック信号CLKの立ち上がりエッジから作成されるREAD信号を、外部クロック信号CLKよりも早いタイミングの信号である1C(1Cの立ち上がりエッジはクロックCLKのエッジよりも時間的に先にくる)によって、ラッチすることができる。   FIG. 12 is a diagram showing timing waveforms during normal operation when the control clock Z is the DLL output 1C in FIG. In FIG. 12, the output enable OE signal is generated by the clock signal 1C. The READ signal generated from the rising edge of the external clock signal CLK is latched by 1C (the rising edge of 1C comes earlier in time than the edge of the clock CLK), which is a signal earlier in timing than the external clock signal CLK. can do.

信号1Cのタイミングは、電圧やプロセス、温度によって変わる。そこで、例えば図7に示した出力回路の遅延時間に合うように、DLL(不図示)でタイミング調整して出力する。また、高周波数の動作でも、十分なマージンをとって動作させる構成とされている。   The timing of the signal 1C varies depending on the voltage, process, and temperature. Therefore, for example, the timing is adjusted by a DLL (not shown) so as to match the delay time of the output circuit shown in FIG. In addition, even a high frequency operation is performed with a sufficient margin.

特許文献1の場合、すなわち、図9に示したセレクタ33の出力4Cを、図7の信号1Cとして用いた場合、4Cは、外部クロック信号CLKから作成される信号であるため、外部クロック信号CLKよりも早い信号を作ることはできず、信号1Cは、外部クロック信号CLKから一定の遅延時間を有したタイミングとなる。したがって、この場合、図11の出力制御論理回路21の動作は、図12のようなタイミング波形とはならず、図13のようなタイミング波形となる。   In the case of Patent Document 1, that is, when the output 4C of the selector 33 shown in FIG. 9 is used as the signal 1C of FIG. 7, since 4C is a signal created from the external clock signal CLK, the external clock signal CLK An earlier signal cannot be generated, and the signal 1C has a certain delay time from the external clock signal CLK. Therefore, in this case, the operation of the output control logic circuit 21 of FIG. 11 does not have the timing waveform as shown in FIG. 12, but the timing waveform as shown in FIG.

図13において、出力イネーブル信号OEを正常に出力するためには、信号READと信号4Cとは、同じ外部クロック信号CLKから規定されるタイミングである。図13に示すように、マージンがないため、図13に白抜き矢印で示したように、少なくともREAD信号を遅らせ、動作マージンを確保する必要がある。すなわち、READ信号を遅延させる回路構成が必要とされる。   In FIG. 13, in order to normally output the output enable signal OE, the signal READ and the signal 4C are timings defined by the same external clock signal CLK. As shown in FIG. 13, since there is no margin, it is necessary to delay at least the READ signal and secure an operation margin as shown by the white arrow in FIG. That is, a circuit configuration for delaying the READ signal is required.

実際の出力を制御する回路は、CL(Cas-Latency)や、800MHzのような高周波数でも動作するように微調整がされている。このため、図11の制御クロック信号Zが、信号1Cのタイミングから、特許文献1の構成にしたがって信号4C(図9)のタイミング(図13参照)に変わると、論理変更の規模は大きくなってしまう。このことは、単に論理設計や規模の問題だけではなく、特許文献1のテストモードを使用すると、DLL回路以外の論理も変わることを必要とするため、不良の分離が困難になることを意味している。   The circuit that controls the actual output is finely adjusted so that it operates even at high frequencies such as CL (Cas-Latency) and 800 MHz. Therefore, when the control clock signal Z in FIG. 11 changes from the timing of the signal 1C to the timing of the signal 4C (see FIG. 9) according to the configuration of Patent Document 1, the scale of the logic change increases. End up. This means that not only logic design and scale problems but also the use of the test mode of Patent Document 1 requires that the logic other than the DLL circuit be changed, which makes it difficult to isolate defects. ing.

また特許文献1に開示される構成は、SDR−SDRAMでの低速動作において、DLL回路が動作しない問題を回避するものであり、特許文献1におけるDLLの出力4C(図9参照)は、図6の信号1Cのようなタイミングを有する製品を想定していない。図10の4Cのタイミングで動作する製品(外部クロック信号CLKから遅延した4Cに同期して出力データが出力される)を前提としている。   The configuration disclosed in Patent Document 1 avoids the problem that the DLL circuit does not operate in the low-speed operation of the SDR-SDRAM. The DLL output 4C (see FIG. 9) in Patent Document 1 is shown in FIG. A product having a timing like the signal 1C is not assumed. It is assumed that the product operates at the timing of 4C in FIG. 10 (output data is output in synchronization with 4C delayed from the external clock signal CLK).

したがって、本発明の目的は、評価・解析において、特性の劣化、不良等が周波数同期回路に因るのか否か等、不良原因の特定を容易化する半導体装置及び方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device and method that facilitates the identification of the cause of failure, such as whether or not characteristic degradation, failure, etc. are caused by a frequency synchronization circuit in evaluation / analysis.

また、本発明の他の目的は、低速テスタで選別した場合にも、通常動作での良否とのコリレーションがとれるようにした装置及び方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method that can be correlated with good or bad in normal operation even when selected by a low-speed tester.

本願で開示される発明は、概略以下の通りである。   The invention disclosed in the present application is roughly as follows.

本発明は、周波数同期回路を有する半導体装置において、テストモードにより、周波数同期回路から出力されるクロック信号を、半導体装置のクロック端子とは別の外部端子から入力される信号に切り替え制御する回路を備えている。   The present invention provides a circuit for switching a clock signal output from a frequency synchronization circuit to a signal input from an external terminal different from the clock terminal of the semiconductor device in a test mode in a semiconductor device having a frequency synchronization circuit. I have.

本発明に係る方法は、外部クロック端子から外部クロック信号を入力して前記外部クロック信号に同期した信号を生成する同期回路を備えた半導体装置のテスト方法であって、テスト時には、テスタから供給され前記外部端子に入力されたクロック信号を、前記同期回路の出力のかわりに、選択出力する工程を含む。   A method according to the present invention is a test method for a semiconductor device including a synchronization circuit that inputs an external clock signal from an external clock terminal and generates a signal synchronized with the external clock signal, and is supplied from a tester during the test. A step of selectively outputting the clock signal input to the external terminal instead of the output of the synchronization circuit.

本発明によれば、テストモード時、同期回路から出力されるクロック信号を、テスタ側から入力できるため、同期回路の出力クロック信号の波形は、高周波数でも正常波形となり、同期回路の影響を除外でき、特性の劣化、不良等が同期回路に因るのか否か等、不良原因の特定を容易化することができる。   According to the present invention, since the clock signal output from the synchronization circuit can be input from the tester side in the test mode, the waveform of the output clock signal of the synchronization circuit becomes a normal waveform even at a high frequency, and the influence of the synchronization circuit is excluded. Thus, it is possible to easily identify the cause of the failure, such as whether or not the deterioration of the characteristic, the failure, etc. are caused by the synchronous circuit.

また、本発明によれば、テストモード時、外部ピンから入力されたクロック信号を用いるため、低周波数の場合も、制約なく期待の波形を、同期回路の出力信号を必要とする回路へ出力することができる。   Further, according to the present invention, the clock signal input from the external pin is used in the test mode, so that an expected waveform is output to a circuit that requires the output signal of the synchronous circuit without restriction even at a low frequency. be able to.

上記した本発明についてさらに詳細に説述すべく、添付図面を参照して以下に説明する。本実施形態においては、周波数同期回路から生成されるクロック信号を、テストモード信号により、テストモード時に、デバイスの外部ピンから入力する信号に切り替える。外部端子はCLKやCLKBのクロックピンではなく、例えばDDRIIの場合、ODTピンを用いる(ODT(On-Die Termination)は、入出力ピンを終端するだけの機能であり、内部不良解析においては、関係がない。なお、場合によっては、ODT機能はOFFにするようにしてもよい)。   The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the clock signal generated from the frequency synchronization circuit is switched to a signal input from an external pin of the device in the test mode by the test mode signal. For example, in the case of DDRII, the external terminal is not the CLK or CLKB clock pin, but the ODT pin is used (ODT (On-Die Termination) is a function only for terminating the input / output pins. (In some cases, the ODT function may be turned off).

外部ピンには、外部クロックピンからのクロック信号と同等の精度で、テスタ側から入力できるため、周波数同期回路の出力クロック信号の波形は、高周波数でも正常波形となるため、周波数同期回路の影響を除外できる。   Since the external pin can be input from the tester with the same accuracy as the clock signal from the external clock pin, the output clock signal waveform of the frequency synchronization circuit becomes a normal waveform even at a high frequency. Can be excluded.

また、テストモード時、外部ピンから入力されたクロック信号を用いるため、低周波数の場合も、制約なく期待の波形を、周波数同期回路の出力信号を必要とする回路へ出力することが可能である。以下実施例について説明する。   In addition, since the clock signal input from the external pin is used in the test mode, it is possible to output an expected waveform to a circuit that requires the output signal of the frequency synchronization circuit without restriction even at a low frequency. . Examples will be described below.

図1は、本発明の一実施例の構成を示す図である。例えばDLL回路よりなる周波数同期回路を有するSDRAM等の半導体デバイスである。なお、周波数同期回路は、クロック同期を行うもので、位相同期回路、位相・周波数同期回路であってもよい。図1を参照すると、製品パッケージ1は、DLL回路10と、セレクタ11と、テストモード用入力初段・バッファ回路12を備えている。DLL回路10は、外部クロックピン13、14から差動入力される外部クロック信号(CLK、CLKB)に同期した信号1Aを作成する。   FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. For example, it is a semiconductor device such as an SDRAM having a frequency synchronization circuit composed of a DLL circuit. The frequency synchronization circuit performs clock synchronization, and may be a phase synchronization circuit or a phase / frequency synchronization circuit. Referring to FIG. 1, the product package 1 includes a DLL circuit 10, a selector 11, and a test mode input first stage buffer circuit 12. The DLL circuit 10 generates a signal 1A synchronized with the external clock signals (CLK, CLKB) that are differentially input from the external clock pins 13 and 14.

信号1Bは、テストモード使用時、例えばDDRII−SDRAMの場合、オンチップ終端(ODT)ピン15から入力される信号を受けるテストモード用入力初段・バッファ回路12から出力される信号である。テストモード用入力初段・バッファ回路12は、テストモード信号TestModeにより活性化される。テストモード信号TestModeは、図示されないコマンドデコーダ等の制御のもと生成される。   The signal 1B is a signal output from the test mode input first stage buffer circuit 12 that receives a signal input from the on-chip termination (ODT) pin 15 when the test mode is used, for example, in the case of a DDRII-SDRAM. The test mode input first stage buffer circuit 12 is activated by a test mode signal TestMode. The test mode signal TestMode is generated under the control of a command decoder (not shown).

なお、図1では、DDRII−SDRAMにおいて、ODTピン15が用いられているが、本発明はかかる構成に制限されるものでなく、外部端子は、外部クロック入力ピン以外のものであれば、目的の評価・解析やテストにおいて使用しなくても済む任意のピンが用いられる。   In FIG. 1, the ODT pin 15 is used in the DDRII-SDRAM. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the external terminal is not limited to the external clock input pin. Any pin that does not need to be used in the evaluation / analysis and test is used.

セレクタ11は、テストモード信号TestModeを選択制御信号として受け、ノーマル動作時は、信号1Aを選択出力し、テストモード時は、1Bを選択出力する。   The selector 11 receives the test mode signal TestMode as a selection control signal, selects and outputs the signal 1A during normal operation, and selects and outputs 1B during the test mode.

図2は、本発明の一実施例の動作を示すタイミング波形図である。1Aは、図1のDLL回路10により、差動の外部クロック信号CLK、CLKBから作成されるクロックに同期した信号である。1Bは、図1のテストモード用入力初段・バッファ回路12においてテストモード時、ODTピンから作成される信号である。セレクタ11は、その出力1Cとして、通常動作時は、DLL回路10の出力信号1Aを選択し、テストモード時は、ODTピン15から作成される信号1Bを選択する。   FIG. 2 is a timing waveform diagram showing the operation of one embodiment of the present invention. Reference numeral 1A denotes a signal synchronized with a clock generated from the differential external clock signals CLK and CLKB by the DLL circuit 10 of FIG. 1B is a signal created from the ODT pin in the test mode input first stage buffer circuit 12 of FIG. As the output 1C, the selector 11 selects the output signal 1A of the DLL circuit 10 during normal operation, and selects the signal 1B created from the ODT pin 15 in the test mode.

本実施例において、信号1Bは、テスト時に、テスタ(不図示)からの入力により、周波数、タイミング、振幅等を自由に作成することができる。このため、例えば図3のように、DLL回路10の出力信号1Aに、何らかの問題(例えば図3の1Aの波形消失、Duty異常)があった場合、テストモードにおいて、信号1B(テスタから供給される)を用いることで、セレクタ11の出力信号1Cとして、所望の波形を出力することが可能である。   In this embodiment, the signal 1B can be freely generated in frequency, timing, amplitude, and the like by an input from a tester (not shown) during the test. For this reason, as shown in FIG. 3, for example, if there is any problem in the output signal 1A of the DLL circuit 10 (for example, the waveform disappearance of 1A in FIG. 3 or the Duty abnormality), the signal 1B (supplied from the tester) in the test mode. In this case, a desired waveform can be output as the output signal 1C of the selector 11.

図2のタイミングのずれ“f”について説明しておく。信号1Cは、外部クロック信号CLK、CLKBよりも時間“f”分早く出力されている。これは、DDRIおよびDDRII−SDRAMの製品仕様(スペック)のために必要となる。   The timing shift “f” in FIG. 2 will be described. The signal 1C is output earlier by “f” than the external clock signals CLK and CLKB. This is necessary for the product specifications (specs) of DDRI and DDRII-SDRAM.

図4に示したように、このタイミング仕様によって出力データは、外部クロック信号CLKの切り替わりエッジにタイミングを合わせなければならない。このため、出力データのタイミングを決める信号1Cは、出力回路の遅延分、早く(位相を進ませて)作成しなければならない。この時間(位相の進み)が、“f”である。   As shown in FIG. 4, according to this timing specification, the output data must be timed to the switching edge of the external clock signal CLK. For this reason, the signal 1C that determines the timing of the output data must be generated earlier (with the phase advanced) by the delay of the output circuit. This time (phase advance) is “f”.

前述したように、特許文献1では、図4等のスペックを実現できないが、本実施例によれば、図4のタイミング仕様の製品を実現することができる。   As described above, in Patent Document 1, the specification shown in FIG. 4 and the like cannot be realized. However, according to this embodiment, the product having the timing specification shown in FIG. 4 can be realized.

例えば不良解析において、出力データ異常があった場合、DLL回路10に起因するものであるのか、データパスに問題があるのか、別の箇所に問題があるのか、分離が困難であった場合、本実施例のテストモードによれば、セレクタ11の1Cは、外部から入力される信号に基づく信号1Bであるため、精度よく、DLL回路出力信号としての所望の波形を作成することができる。セレクタ11の出力信号1Cとして信号1Bを選択し、ODTピン15にテスタから供給する信号のタイミングを高精度にずらしてマージン試験を行うことで、不良が、DLL回路10に起因するものであるか否かを分離することが容易になる。   For example, in the failure analysis, if there is an abnormality in the output data, it is caused by the DLL circuit 10, there is a problem in the data path, there is a problem in another part, or separation is difficult. According to the test mode of the embodiment, 1C of the selector 11 is a signal 1B based on a signal input from the outside, and therefore a desired waveform as a DLL circuit output signal can be generated with high accuracy. Whether the defect is caused by the DLL circuit 10 by selecting the signal 1B as the output signal 1C of the selector 11 and performing a margin test by shifting the timing of the signal supplied from the tester to the ODT pin 15 with high accuracy. It becomes easy to separate whether or not.

図3の1Aのように、波形が消失したり、Duty(デューティ)が異常になったりなどで、散発的な不良ビットが出ていた場合、本実施例によるテストモードにより不良がなくなれば、DLL回路10の解析に専念することができる。   As shown in 1A of FIG. 3, when the waveform disappears or the duty (duty) becomes abnormal and sporadic defective bits appear, if the defect disappears by the test mode according to this embodiment, the DLL One can concentrate on the analysis of the circuit 10.

また、本実施例によれば、テスト時、ODTピン15等の外部ピンにテスタ等から任意の波形を入力することができる。このため、入力信号のDutyを変えて、デバイスの動作マージンを評価することも可能である。   Further, according to the present embodiment, an arbitrary waveform can be input to an external pin such as the ODT pin 15 from a tester or the like during a test. Therefore, it is also possible to evaluate the operation margin of the device by changing the duty of the input signal.

図4に示すように、特定の仕様の測定を行う場合にも有効である。図4(A)には、バンク・アクティブコマンド(ACT)からリードコマンド(READ)までのタイミングであるtRCDスペックを測定する場合のタイミングの一例が示されている。図4(A)において、1Cは、外部クロック信号CLKに同期している。DLL回路10は、外部クロック周波数を一定に保たなければならない。このため、本発明のテストモードがないと、tRCDを測定する場合、外部クロックの周期tCKを一律に振ることになる。この場合、tRCD以外の、WRITEのtCKやREADのtCKも同時に振ってしまうことになるため、tRCDだけの実力を評価することが困難であり、場合によっては意味のないデータを取得することになる。   As shown in FIG. 4, it is also effective when measuring with a specific specification. FIG. 4A shows an example of timing when measuring the tRCD spec, which is the timing from the bank active command (ACT) to the read command (READ). In FIG. 4A, 1C is synchronized with the external clock signal CLK. The DLL circuit 10 must keep the external clock frequency constant. For this reason, without the test mode of the present invention, when measuring tRCD, the period tCK of the external clock is uniformly distributed. In this case, since WRITE tCK and READ tCK other than tRCD are also shaken at the same time, it is difficult to evaluate the ability of tRCD alone, and in some cases, meaningless data is acquired. .

本発明のテストモードを用いた場合、図4(B)に示すように、tRCD以外のクロック周期tCKを固定して、tRCDだけを振る(タイミングを動かす)ことが可能になる。このテストモードによれば、1Cは外部ピンから入力された信号に基づくものであり、時間“f”(1CのCLKに対する位相の進み)を守って入力すればよい。また、低周波数での動作も可能となる。このように、本発明は、非同期スペックを測定する際に、その他のスペックに影響を与えずに測定することを可能としており、有効である。   When the test mode of the present invention is used, as shown in FIG. 4B, it is possible to fix only the clock cycle tCK other than tRCD and swing only tRCD (move timing). According to this test mode, 1C is based on a signal input from an external pin, and may be input while keeping time “f” (phase advance of 1C relative to CLK). Also, operation at a low frequency is possible. Thus, the present invention makes it possible to measure asynchronous specifications without affecting other specifications, and is effective.

次に、出力データのばらつきの原因を調査したい場合について説明する。その原因としては、DLLの持つジッタや、出力回路で使用している電源ノイズの影響等(場所依存性も含め)が考えられる。   Next, a case where it is desired to investigate the cause of variations in output data will be described. Possible causes include the jitter of the DLL and the influence of power supply noise used in the output circuit (including location dependence).

本実施例では、テストモードおいて、図5に示すように、出力回路バッファ20〜20に供給されるクロック信号1Cは、外部ピン15からの信号であり、外部ピン15に信号を供給するテスタ(不図示)として、高性能テスタを用いた場合、そのジッタは十分小さく抑えられ、DLL回路10の影響を無視することができる。テストモードを使用する前と後でのばらつき量を比較することで、DLL回路10の影響と、出力回路・バッファ20の影響を互いに分離することができ、全ばらつき量に占めるDLL回路10のジッタの影響を測定することができる。 In this embodiment, it keeps the test mode, as shown in FIG. 5, the clock signal 1C which is supplied to the output circuit buffer 20 0-20 3 is a signal from the external pin 15, supplies a signal to an external pin 15 When a high-performance tester is used as the tester (not shown), the jitter is suppressed to be sufficiently small, and the influence of the DLL circuit 10 can be ignored. By comparing the amount of variation before and after using the test mode, the influence of the DLL circuit 10 and the effect of the output circuit / buffer 20 can be separated from each other, and the jitter of the DLL circuit 10 in the total amount of variation. Can be measured.

上記した特許文献1の構成の場合、出力データは、通常動作と異なるタイミングで出力されることになる。したがって、電源ノイズの影響も異なることになってしまう。もし、この測定に用いたとしても、テストモード前後で正確にDLLのジッタだけを取り出すことはできない。この観点からも、特許文献1は、本発明の効果を奏することはできない。   In the case of the configuration of Patent Document 1 described above, output data is output at a timing different from the normal operation. Therefore, the influence of power supply noise is also different. Even if it is used for this measurement, it is not possible to accurately extract only the DLL jitter before and after the test mode. Also from this viewpoint, Patent Document 1 cannot achieve the effect of the present invention.

なお、上記実施例において、周波数同期回路としては、DLL回路以外にも、PLL(Phase Locked Loop)、BDD、SMD(Synchronous Mirror Delay)であってもよい。   In the above embodiment, the frequency synchronization circuit may be a PLL (Phase Locked Loop), BDD, or SMD (Synchronous Mirror Delay) in addition to the DLL circuit.

評価や不良解析において、その周波数同期回路に問題があるかどうかを判別するのに有効である。また、P/W(ウェハテスト)や選別工程において、周波数同期回路が正常に動作できない低速の周期においても、本実施例を適用することで、低速でも動作するように、周波数同期回路の出力を必要とする回路の論理を変更する必要がないため、回路規模を小さくすることが可能となる。   This is effective in determining whether or not there is a problem with the frequency synchronization circuit in evaluation and failure analysis. In addition, in the P / W (wafer test) and sorting process, the output of the frequency synchronization circuit can be operated at a low speed by applying this embodiment even in a low speed cycle where the frequency synchronization circuit cannot operate normally. Since it is not necessary to change the logic of the required circuit, the circuit scale can be reduced.

なお、上記実施例では、SDRAMを例に説明したが、本発明は、SDRAMに限定されるものでなく、外部クロック信号に同期した内部クロック信号を生成し内部回路(レジスタ、ラッチ等の順序回路)に供給するクロック生成回路を備えた任意の半導体装置に適用可能である。   In the above embodiment, the SDRAM has been described as an example. However, the present invention is not limited to the SDRAM, and generates an internal clock signal synchronized with the external clock signal to generate an internal circuit (sequential circuit such as a register or a latch). The present invention can be applied to any semiconductor device provided with a clock generation circuit to be supplied to (1).

以上本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例の構成にのみ限定されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   Although the present invention has been described with reference to the above embodiment, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and various modifications that can be made by those skilled in the art within the scope of the present invention. Of course, modifications are included.

本発明の一実施形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の動作を説明するタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram explaining the operation of one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態の動作を説明するタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram explaining the operation of one embodiment of the present invention. (A)は、テストモード未使用時、(B)はテストモード使用時のtRCD測定を説明するタイミング波形図である。(A) is a timing waveform diagram explaining tRCD measurement when the test mode is not used and (B) is when the test mode is used. 本発明の一実施形態における不良解析を説明する図である。It is a figure explaining the defect analysis in one Embodiment of this invention. DRAMのタイミング仕様の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the timing specification of DRAM. 出力回路の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of an output circuit. (A)、(B)は図7の回路のタイミング制御を説明する図である。(A), (B) is a figure explaining the timing control of the circuit of FIG. 特許文献1の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of patent document 1. FIG. 図9の回路の動作を説明するタイミング波形図である。FIG. 10 is a timing waveform diagram illustrating the operation of the circuit of FIG. 9. 図9の出力制御回路を説明する図である。It is a figure explaining the output control circuit of FIG. 図11の動作を示すタイミング図である。FIG. 12 is a timing chart showing the operation of FIG. 11. 図11のクロック(Z)を図9の4Cとした場合の動作を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an operation when the clock (Z) in FIG. 11 is set to 4C in FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

1 パッケージ
10 DLL回路(周波数同期回路)
11 セレクタ
12 テストモード用入力初段バッファ回路
13、14 外部クロックピン
15 ODTピン
20 出力回路・バッファ
21 出力制御論理回路
22 データ制御回路
23 出力バッファ回路
31 DLL回路
32 切り替え回路
33 セレクタ(マルチプレクサ)

1 package 10 DLL circuit (frequency synchronization circuit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Selector 12 Test mode input first stage buffer circuit 13, 14 External clock pin 15 ODT pin 20 Output circuit / buffer 21 Output control logic circuit 22 Data control circuit 23 Output buffer circuit 31 DLL circuit 32 Switching circuit 33 Selector (multiplexer)

Claims (7)

外部クロック端子から外部クロック信号を入力し前記外部クロック信号に同期した信号を生成する同期回路と、
前記外部クロック端子とは別の外部端子と、前記同期回路の出力とに第1、第2の入力端子が接続され、テストモード信号を選択制御信号として入力し、テスト時には、前記外部端子から入力されたクロック信号を内部クロック信号として選択出力し、通常動作時には、前記同期回路からの信号を内部クロック信号として選択出力する選択回路と、
を備えている、ことを特徴とする半導体装置。
A synchronization circuit that inputs an external clock signal from an external clock terminal and generates a signal synchronized with the external clock signal;
First and second input terminals are connected to an external terminal different from the external clock terminal and the output of the synchronous circuit, and a test mode signal is input as a selection control signal. A selection circuit that selectively outputs the clock signal as an internal clock signal, and during normal operation, a selection circuit that selectively outputs the signal from the synchronization circuit as an internal clock signal;
A semiconductor device comprising:
クロック同期型半導体記憶装置において、
外部クロック端子から外部クロック信号を入力し前記外部クロック信号に同期した信号を生成する同期回路と、
前記外部クロック端子とは別の外部端子と、前記同期回路の出力とに第1、第2の入力端子が接続され、テストモード信号を選択制御信号として入力し、テスト時には、前記外部端子から入力されたクロック信号を選択出力し、通常動作時には、前記同期回路からの信号を選択出力する選択回路と、
を備えている、ことを特徴とする半導体記憶装置。
In a clock synchronous semiconductor memory device,
A synchronization circuit that inputs an external clock signal from an external clock terminal and generates a signal synchronized with the external clock signal;
First and second input terminals are connected to an external terminal different from the external clock terminal and the output of the synchronous circuit, and a test mode signal is input as a selection control signal. A selection circuit that selectively outputs the clock signal that is output, and during normal operation, selectively outputs the signal from the synchronization circuit;
A semiconductor memory device comprising:
前記外部端子が、テスト時に未使用の端子の中から選ばれたものである、ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。   3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the external terminal is selected from unused terminals during a test. 前記選択回路から出力信号を制御クロックとして受け、前記制御クロックに同期して出力イネーブル信号を生成する制御回路と、
内部データを受け、前記出力イネーブル信号が活性状態のとき、出力データを出力するデータ制御回路と、
前記データ制御回路からの出力データを受け、前記制御クロックのタイミングにしたがって出力端子を駆動するバッファ回路と、
を備えている、ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。
A control circuit that receives an output signal from the selection circuit as a control clock and generates an output enable signal in synchronization with the control clock;
A data control circuit that receives internal data and outputs output data when the output enable signal is active;
A buffer circuit that receives output data from the data control circuit and drives an output terminal according to the timing of the control clock;
The semiconductor memory device according to claim 2, further comprising:
請求項2乃至4のいずれか一に記載の半導体記憶装置は、前記外部クロック信号の立ち上がりと立ち下がりに同期して、データの転送が行われる、ことを特徴とする半導体記憶装置。   5. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein data transfer is performed in synchronization with rising and falling edges of the external clock signal. 外部クロック端子から外部クロック信号を入力して前記外部クロック信号に同期した信号を生成する同期回路を備えた半導体装置のテスト方法であって、
テスト時には、テスタから供給され、前記外部クロック端子とは別の外部端子に入力されたクロック信号を、前記同期回路の出力信号のかわりに選択出力する工程を含む、ことを特徴とする半導体装置のテスト方法。
A test method for a semiconductor device including a synchronization circuit that inputs an external clock signal from an external clock terminal and generates a signal synchronized with the external clock signal,
And a step of selecting and outputting a clock signal supplied from a tester and input to an external terminal different from the external clock terminal, instead of an output signal of the synchronous circuit. Test method.
前記外部端子は、テスト時には未使用な端子の中から選択されたものである、ことを特徴とする請求項6記載の半導体装置のテスト方法。
7. The method of testing a semiconductor device according to claim 6, wherein the external terminal is selected from unused terminals during a test.
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