JP2007018710A - 半導体装置及びその試験方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、半導体装置及びその試験方法に関し、半導体装置が同期型であるか非同期型であるかに関わらず、半導体装置内の回路を大規模化及び集積度の低下を招くことなく、簡単、且つ、確実にテストモードエントリを行うことを可能とすることを目的とする。
【解決手段】試験を行うためのテストモードを有する半導体装置において、複数回入力される第1のダミーコマンド信号と、前記第1のダミーコマンド信号とは異なる第2のダミーコマンド信号及び第3のダミーコマンド信号とに基づいて第1の信号を生成し、前記第1の信号に基づいて、対応するテストモードへのエントリ又は対応するテストモードからのエクジットを指示する第2の信号を生成する第1の回路を備えるように構成する。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体装置及びその試験方法に関し、特にテストモードを有する半導体装置及びそのような半導体装置の試験方法に関する。
一般に、半導体記憶装置等の半導体装置を出荷する際に半導体装置の機能や性能を保証する場合、ユーザが半導体装置の異常をチェックする場合等には、半導体装置にコマンドを入力して、動作モードをテストモードに移行させて各種試験を行う。半導体装置を通常モードからテストモードに移行させることを、テストモードエントリと言う。
従来の同期型ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(SDRAM)では、テストモードエントリは、外部クロックに同期させてコマンドを入力することで行われるため、タイミング制御は容易に行える。しかし、コマンドが、SDRAMに印加されるチップセレクト信号やアドレスストローブ信号等の所定の組み合わせにより決定される場合、偶発的に所定の組み合わせが発生してしまうと、誤ってテストモードエントリを行ってしまう。そこで、テストモードへ移行させるための専用のコマンドを用いることもできるが、この場合には、SDRAMに専用のコマンド入力ピンを設ける必要が生じ、回路規模が大きくなってしまい、SDRAMの集積度を向上することが難しくなってしまう。
これに対し、非同期型DRAMでは、外部クロックを使用しないため、SDRAMで用いるようなテストモードエントリ方式を採用することはできない。このため、従来の非同期型DRAMでは、通常よりも高いスーパーハイ電圧を印加することで、テストモードエントリを行うものがある。しかし、このテストモードエントリ方式では、スーパーハイ電圧を検出するための回路を非同期型DRAM内に設ける必要があり、回路規模が大きくなってしまい、非同期型DRAMの集積度を向上することが難しくなってしまう。又、スーパーハイ電圧を用いると、非同期型DRAMに印加する電圧の種類が増えてしまい、スーパーハイ電圧の解除の待機等の処理が必要となり、試験工程が複雑化してしまう。
特開平6−267297号公報 特開平10−247399号公報
従来の半導体装置では、半導体装置が同期型であるか非同期型であるかに関わらず、半導体装置内の回路を大規模化したり集積度を犠牲にすることなく、簡単、且つ、確実にテストモードエントリを行うことができないという問題があった。
そこで、本発明は、半導体装置が同期型であるか非同期型であるかに関わらず、半導体装置内の回路を大規模化及び集積度の低下を招くことなく、簡単、且つ、確実にテストモードエントリを行うことのできる半導体装置及びその試験方法を提供することを目的とする。
上記課題は、試験を行うためのテストモードを有する半導体装置において、複数回入力されるダミーコマンド信号に基づいて、第1の信号を生成し、アドレス信号及び該第1の信号に基づいて、対応するテストモードへのエントリ又は対応するテストモードからのエクジットを指示する第2の信号を生成する回路とを備えたことを特徴とする半導体装置によって達成される。
前記ダミーコマンド信号は、複数のコマンド信号の所定の組み合わせにより構成されても良い。
前記回路は、ダミーコマンドを順次格納する複数のレジスタを有する構成としても良い。
上記の課題は、半導体装置の動作モードをテストモードに移行させて試験を行う半導体装置の試験方法において、複数回入力されるダミーコマンド信号に基づいて、第1の信号を出力するステップと、アドレス信号及び該第1の信号に基づいて、対応するテストモードへのエントリ又は対応するテストモードからのエクジットを指示する第2の信号を出力するステップとを含むことを特徴とする半導体装置の試験方法によっても達成できる。
半導体装置の試験方法で用いる前記ダミーコマンド信号は、複数のコマンド信号の所定の組み合わせにより構成されても良い。
本発明によれば、半導体装置が同期型であるか非同期型であるかに関わらず、半導体装置内の回路を大規模化及び集積度の低下を招くことなく、簡単、且つ、確実にテストモードエントリを行うことのできる半導体装置及びその試験方法を実現することができる。
本発明になる半導体装置及びその試験方法の各実施例を、以下に図面と共に説明する。
図1は、本発明になる半導体装置の第1実施例を示すブロック図である。半導体装置の第1実施例は、本発明になる半導体装置の試験方法の第1実施例を採用する。本実施例では、本発明が非同期型DRAMに適用されているが、SDRAM等の半導体記憶装置にも本発明を同様に可能であることは、言うまでもない。
非同期型DRAM1は、大略図1に示す如く接続されたアドレスパッド群2、コマンドパッド群3、XYデコーダ4、メモリセルアレイ5、アンプ6、テストモード判定回路7、論理回路8、制御回路9、出力回路10、出力パッド群11及び電源パッド群13からなる。尚、説明の便宜上、同図では、特にDRAM1のテストモードに関係する回路部のみを示す。
アドレスパッド群2は、アドレス信号が入力される複数のアドレスパッドからなる。XYデコーダ4は、アドレスパッド群2からのアドレス信号をデコードして、メモリセルアレイ5のXアドレス及びYアドレスを指定する。メモリセルアレイ5に対するデータの書き込み及びデータの読み出しは、周知の方法で行えるため、本明細書ではその説明は省略する。アンプ6は、メモリセルアレイ5の指定されたXYアドレスから読み出されたデータを増幅して、制御回路へ出力する。
コマンドパッド群3は、ライトコマンドやリードコマンドを含む各種コマンド信号が入力される複数のコマンドパッドからなる。コマンドパッド群3からのコマンド信号は、テストモード判定回路7及び論理回路8に供給される。テストモード判定回路7は、アドレス信号及びコマンド信号に基づいて、DRAM1の動作モードが通常モードであるか、テストモードであるかを判定し、テストモードであるとテスト信号を生成して制御回路9に供給する。他方、論理回路8は、コマンド信号に基づいて各種論理演算を行い、タイミングの判定等を行った結果を示す出力イネーブル信号を制御回路9に供給する。
テストモード判定回路7からのテスト信号は、制御回路9にアンプ6からのデータの出力をディセーブルする。これに対し、論理回路8からの出力イネーブル信号は、制御回路9にアンプ6からのデータの出力をイネーブルする。通常モードでは、テスト信号がローレベルであり、リード動作に伴う出力イネーブル信号のレベルに応じて、制御回路9が出力インピーダンスをハイインピーダンス又はローインピーダンスに制御する。他方、テストモードでは、テスト信号がハイレベルとなり、制御回路9は出力イネーブル信号のレベルに関わらず出力インピーダンスをハイインピーダンスに保証するので、出力電流は流れない。
出力回路10は、出力トランジスタからなり、制御回路9を介して得られるアンプ6からのデータを出力パッド群11に出力する。出力パッド群11は、複数の出力パッドからなる。電源パッド群13は、DRAM1内の各部に供給される電源電圧が印加される複数の電源パッドからなる。
図2は、テストモード判定回路7の一実施例を示すブロック図である。同図に示す回路部分は、図1中、破線で囲んだ回路部分に対応する。
テストモード判定回路7は、図2に示す如く接続された回路21〜25,26-1〜26-25(26-1〜26-3のみを図示する)からなる。回路21は、アドレスパッド群2からのアドレス信号a05bz,a06bzと、後述する回路25からの信号tmentzに基づいて、プリチャージ信号prez、リセット信号ppalpz及びエントリ信号tespzを出力し、信号tespz/ppalpzでテストモードへのエントリ/エクジット(entry/exit)を制御する。プリチャージ信号prezは、テストモード以外のモードでDRAM1内で使用される信号であり、本実施例の動作とは直接関係がない。回路22は、電源パッド群13の所定の電源パッドに電圧が印加されるとDRAM1内で生成される信号sttzと、回路21からのリセット信号ppalpz及びエントリ信号tespzに基づいて、セット信号stmpx及びリセット信号palpzを出力し、後述する回路26-1〜26-25内のフリップフロップをセット又はリセットする。回路23は、アドレスパッド群2からのアドレス信号ba00bz,a01bz,a02bz,a03bz,a04bzを増幅して相補信号*1を出力すると共に、回路22からのセット信号stmpx及びリセット信号palpzをセット信号stmpz及びリセット信号palpxとして出力する。ここで、相補信号*1は、a00cz〜a04cz,a00cx〜a04cxである。
各回路26-1〜26-25は、回路23からの相補信号*1、セット信号stmpz及びリセット信号palpxを供給され、各回路26-1〜26-25内のフリップフロップは、信号stmpz/palpxに応じてデータをセット又はリセットを行い、対応するテストモードへのentry/exitを行う。従って、回路26-1,26-2,26-3,... ,26-25からは、対応するテスト信号tes01z,tes02z,tes03z,... ,tes25zが出力される。
他方、回路24は、誤ってテストモードエントリすることを防止するために設けられており、コマンドパッド群3からのコマンド信号ubb0z,1bb0z,webzが入力される。回路24は、これらのコマンド信号ubb0z,1bb0z,webzに基づき、信号webdz,ublborzを出力する。回路25は、コマンドパッド群3からのコマンド信号clb5z,oeb0z、回路24からの信号webdz,ublborz、回路23からの信号palpz及び信号sttzに基づいて、信号tmentzを生成して前記回路21に供給する。
本実施例では、テストモードエントリのためにコマンドパッド群3に入力されるコマンド信号ubb0z,1bb0z,webz,clb5z,oeb0zは、ライトコマンド自体やリードコマンド自体ではなく、例えばチップイネーブル信号CE,アウトプットイネーブル信号OE,ライトイネーブル信号WE,アッパーバイト信号UB,ローワバイト信号LB等のコマンド信号である。これらのコマンド信号の所定の組み合わせを、ダミーコマンド信号として複数回入力することで、DRAM1の動作モードをテストモードに移行させることができる。
図3〜図8は、夫々テストモード判定回路7の一部をより詳細に示す回路図である。具体的には、図3は回路21、図4は回路22、図5は回路23、図6は回路24、図7は回路25、図8は回路26-1を示す。図3〜図8中、viiは電源電圧、vssは接地電圧を示す。
図3に示す回路21は、同図に示す如く接続されたインバータ30〜38、ナンドゲート39〜41及びノアゲート42〜44からなる。インバータ30には、回路25からの信号tmentzが入力される。又、インバータ31及びナンドゲート41には、アドレスパッド群2からのアドレス信号a05bzが入力され、インバータ32及びナンドゲート39,41には、アドレスパッド群2からのアドレス信号a06bzが入力される。インバータ36,37,38からは、夫々信号prez,ppalpz,tespzが出力される。
図4に示す回路22は、同図に示す如く接続されたインバータ51〜55及びノアゲート56,57からなる。信号sttzは、電源パッド群13の所定の電源パッドに電圧が印加されるとDRAM1内で生成される信号であり、ノアゲート56,57に入力される。又、回路21からの信号ppalpz,tespzは、夫々ノアゲート56及びインバータ51に入力される。インバータ54,55からは、夫々信号palpz,stmpxが出力される。
図5に示す回路23は、同図に示す如く接続されたインバータ61〜86からなる。インバータ61,84には、夫々回路22からの信号stmpx,palpzが入力される。又、インバータ64,68,72,76,80には、夫々アドレスパッド群2からのアドレス信号ba00bz,a01bz,a02bz,a03bz,a04bzが入力される。インバータ63,86からは、夫々信号stmpz,palpxが出力され、インバータ67,66,71,70,75,74,79,78,83,82からは信号*1、即ち、相補信号a00cz,a00cx,a01cz,a01cx,a02cz,a02cx,a03cz,a03cx,a04cz,a04cxが出力される。
図6に示す回路24は、同図に示す如く接続されたインバータ91〜108、ナンドゲート111,112、ノアゲート113、遅延素子(MOS容量)121〜130,141〜150及びスイッチSW1〜SW28からなる。ナンドゲート111には、コマンドパッド群3からのコマンド信号ubb0z,lbb0zが入力され、インバータ100には、コマンドパッド群3からのコマンド信号webzが入力される。インバータ99,108からは、夫々信号ublborz,webdzが出力される。
図7に示す回路25は、同図に示す如く接続されたインバータ151〜191、ナンドゲート194,195、ノアゲート200〜205、遅延素子(MOS容量)211〜232、トランジスタペア241〜248及びスイッチSW31〜SW50からなる。回路24からの信号webdz,ublborzは、夫々インバータ151及びノアゲート200に入力される。又、コマンドパッド群3からのコマンド信号clb5z,oeb0zは、共にナンドゲート194に入力される。本実施例では、インバータ190の出力信号、DRAM1内で生成された信号sttz及び回路22からの信号palpzが、ノアゲート201に入力される。信号tmentzは、インバータ185から出力される。尚、図7中、破線で囲まれた部分は、夫々レジスタに対応する。
図8に示す回路26-1は、同図に示す如く接続されたナンドゲート251〜254、ノアゲート255及びインバータ256,257からなる。ナンドゲート253,254は、上記フリップフロップを構成している。回路23からの信号stmpz,a00cx,a01cxは、ナンドゲート251に入力され、回路23からの信号a02cx,a03cx,a04cxは、ナンドゲート252に入力される。又、回路23からの信号palpxは、ナンドゲート254に入力される。テスト信号tes01zは、インバータ257から出力される。尚、他の回路26-2〜26-25も、対応するテスト信号tes02z〜tes25zを出力するように、回路26-1と同様に構成できるので、その図示及び説明は省略する。
図9は、本実施例の動作を説明するタイミングチャートである。同図中、(a),(b),(c),(d),(e)は、夫々コマンドパッド群3に入力されるコマンド信号clb5z,oeb0z,webz,ubb0z,lbb0zを示し、(f),(g)は、夫々アドレスパッド群2に入力されるアドレス信号a05bz,a06bzを示す。又、同図(h)は回路25から出力される信号tmentzを示し、(i)は回路26-1から出力されるテスト信号tes01zを示す。
図9に示すように、テストモードエントリを行う場合には、ダミーコマンド信号としてコマンド信号clb5zがローレベル、コマンド信号oeb0zがハイレベル、コマンド信号ubb0zがハイレベル及びコマンド信号lbb0zがハイレベルの状態で、ローレベルのコマンド信号webzを複数回入力する。又、ダミーコマンド信号の入力時に、アドレス信号a05bz,a06bzを夫々ハイレベルに設定することで、信号tmentzをトリガとするエントリ命令を発行する。これにより、テスト信号tes01z〜tes25zのうち、この場合はテスト信号tes01zがハイレベルとなり、指定されたテストモードへのエントリを指示する。又、ダミーコマンド信号の入力時に、アドレス信号a05bz,a06bzを夫々ローレベルに設定することで、信号tmentzをトリガとするエクジット命令を発行する。この結果、テスト信号tes01z〜tes25zのうち、この場合はハイレベルであったテスト信号tes01zがローレベルとなり、指定されたテストモードからのエクジットを指示する。
図10は、本実施例の動作を説明するタイミングチャートであり、図9に示されていない信号を示す。同図中、(a)はコマンドパッド群3に入力されるコマンド信号clb5z,oeb0z、回路24から出力される信号webdz,ublborz及び信号sttzを示し、Hはハイレベル、Lはローレベルを示す。同図(b)は回路25から出力される信号tmentzを示し、(c)はアドレスパッド群2に入力されるアドレス信号a05bz,a06bzを示す。又、同図(d)は回路21から出力される信号tespz及び信号ppalpzを示し、(e)は回路22から出力される信号stmpx及び信号palpzを示し、(f)は回路23から出力される信号stmpz及び信号palpxを示す。更に、同図(g)は回路26-1から出力されるテスト信号tes01zを示す。
図10(b)に示すように、ローレベルのコマンド信号webdzを4回繰り返し入力することでハイレベルの信号tmentzが生成される。同図(b),(d)に示すように、ハイレベルの信号tmentzをトリガとしてハイレベルの信号tespzが生成されてエントリ命令が発行され、同図(d),(e)に示すように、ハイレベルの信号tespzをトリガとしてフリップフロップをセットさせるためのローレベルの信号stmpxが生成され、同図(e),(f)に示すように、信号stmpxを反転増幅してハイレベルの信号stmpzが生成される。この信号stmpzは、指定されたテストモードに対応する回路26-1内のフリップフロップに、回路23からの相補信号*1をセットさせる。又、同図(f),(g)に示すように、回路26-1からセットされたデータが出力されると、テスト信号tes01zがハイレベルとなって、指定されたテストモードへエントリする。
他方、同図(b),(c),(d)に示すように、アドレス信号a05bz,a06bzが共にローレベルの時に、ハイレベルの信号tmentzをトリガとしてハイレベルの信号ppalpzが生成されてエクジット命令が発行され、同図(d),(e)に示すように、ハイレベルの信号ppalpzをトリガとしてフリップフロップをリセットさせるためのハイレベルの信号palpzが生成され、同図(e),(f)に示すように、信号palpzを反転増幅してローレベルの信号palpxが生成される。この信号palpxは、指定されたテストモードに対応する回路26-1内のフリップフロップをリセットさせる。又、同図(f),(g)に示すように、回路26-1内のフリップフロップがリセットされると、テスト信号tes01zがローレベルとなって、指定されたテストモードからエクジットする。
次に、本発明になる半導体装置の第2実施例を説明する。図11は、半導体装置の第2実施例の要部を示すブロック図である。半導体装置の第2実施例は、本発明になる半導体装置の試験方法の第2実施例を採用する。本実施例では、半導体装置の基本構成は上記第1実施例の場合と同じであるため、その図示及び説明は省略する。
図11は、本実施例におけるテストモード判定回路7の要部の構成の一実施例を示す。テストモード判定回路7は、同図に示す如く接続されたレジスタ501〜504、遅延回路505及びノア回路506を含む。ダミーコマンドは、直列接続されたレジスタ501〜504のうち、第1段のレジスタ501に複数回入力される。最終段のレジスタ504からは、テスト信号tmentzが出力される。このテスト信号tmentzは、遅延回路505に供給されリセット信号resetとされてノア回路506に入力される。ノア回路506には、上記の如き信号palpzや信号sttz等も入力される。ノア回路506の出力信号は、レジスタ501〜504のリセット端子Rに入力され、これらのレジスタ501〜504をリセットする。これにより、遅延回路505は、テスト信号tmentzに基いて、レジスタ501〜504をリセットさせている時間のタイミング制御を行う。又、信号palpzや信号sttz等に基づいて、レジスタ501〜504をリセットすることもできる。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは、言うまでもない。
本発明になる半導体装置の第1実施例を示すブロック図である。 テストモード判定回路の一実施例を示すブロック図である。 テストモード判定回路の一部をより詳細に示す回路図である。 テストモード判定回路の一部をより詳細に示す回路図である。 テストモード判定回路の一部をより詳細に示す回路図である。 テストモード判定回路の一部をより詳細に示す回路図である。 テストモード判定回路の一部をより詳細に示す回路図である。 テストモード判定回路の一部をより詳細に示す回路図である。 実施例の動作を説明するタイミングチャートである。 実施例の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明になる半導体装置の第2実施例の要部を示すブロック図である。
符号の説明
1 DRAM
2 アドレスパッド群
3 コマンドパッド群
7 テストモード判定回路
8 論理回路
9 制御回路
13 電源パッド群

Claims (10)

  1. 試験を行うためのテストモードを有する半導体装置において、
    複数回入力される第1のダミーコマンド信号と、前記第1のダミーコマンド信号とは異なる第2のダミーコマンド信号及び第3のダミーコマンド信号とに基づいて第1の信号を生成し、
    前記第1の信号に基づいて、対応するテストモードへのエントリ又は対応するテストモードからのエクジットを指示する第2の信号を生成する第1の回路を備えたこと
    を特徴とする半導体装置。
  2. 前記第1のダミーコマンド信号、前記第2のダミーコマンド信号及び前記第3のダミーコマンド信号は、チップイネーブル信号、アウトプットイネーブル信号、ライトイネーブル信号、アッパーバイト信号又はローワバイト信号の何れかであること
    を特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。
  3. 試験を行うためのテストモードを有する半導体装置において、
    複数回入力される第1のダミーコマンド信号と、前記第1のダミーコマンド信号とは異なる第2のダミーコマンド信号とに基づいて第1の信号を生成し、
    前記第1の信号に基づいて、対応するテストモードへのエントリ又は対応するテストモードからのエクジットを指示する第2の信号を生成する第1の回路を備え、
    前記第1のダミーコマンド信号及び前記第2のダミーコマンド信号は、チップイネーブル信号、アウトプットイネーブル信号、ライトイネーブル信号、アッパーバイト信号又はローワバイト信号の何れかであること
    を特徴とする半導体装置。
  4. 前記第1の回路は、ダミーコマンド信号を順次格納する複数のレジスタを有すること
    を特徴とする、請求項1、2又は3に記載の半導体装置。
  5. 前記第1の信号とアドレス信号とに基づいて、テストモードへのエントリを判断する第2の回路を有すること
    を特徴とする、請求項1、2、3又は4に記載の半導体装置。
  6. 前記半導体装置は、同期型又は非同期型のメモリであること
    を特徴とする、請求項1、2、3、4又は5に記載の半導体装置。
  7. 半導体装置の動作モードをテストモードに移行させて試験を行う半導体装置の試験方法において、
    複数回入力される第1のダミーコマンド信号と、前記第1のダミーコマンド信号とは異なる第2のダミーコマンド信号及び第3のダミーコマンド信号とに基づいて第1の信号を出力するステップと、
    前記第1の信号に基づいて、対応するテストモードへのエントリ又は対応するテストモードからのエクジットを指示する第2の信号を出力する第1のステップとを含むこと
    を特徴とする半導体装置の試験方法。
  8. 前記第1のダミーコマンド信号、前記第2のダミーコマンド信号、及び前記第3のダミーコマンド信号は、チップイネーブル信号、アウトプットイネーブル信号、ライトイネーブル信号、アッパーバイト信号又はローワバイト信号の何れかであること
    を特徴とする、請求項7に記載の半導体装置の試験方法。
  9. 半導体装置の動作モードをテストモードに移行させて試験を行う半導体装置の試験方法において、
    複数回入力される第1のダミーコマンド信号と、前記第1のダミーコマンド信号とは異なる第2のダミーコマンド信号とに基づいて第1の信号を出力するステップと、
    前記第1の信号に基づいて、対応するテストモードへのエントリ又は対応するテストモードからのエクジットを指示する第2の信号を出力するステップとを含み、
    前記第1のダミーコマンド信号及び前記第2のダミーコマンド信号は、チップイネーブル信号、アウトプットイネーブル信号、ライトイネーブル信号、アッパーバイト信号又はローワバイト信号の何れかであること
    を特徴とする半導体装置の試験方法。
  10. 前記第1の信号とアドレス信号とに基づいて、テストモードへのエントリを判断するステップを含むこと
    を特徴とする、請求項7、8又は9に記載の半導体装置の試験方法。
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