JP2010041705A - Semiconductor device - Google Patents

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Yoshinori Kurimoto
昌憲 栗本
Koji Arai
浩二 新居
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure where the relief of redundancy is carried out in a logic region of a semiconductor device. <P>SOLUTION: There is provided a semiconductor device 1 with a logic region 2. The semiconductor device 1 is equipped with a plurality of basic cells 21 which have the same structures and are provided in the logic region 2, redundant cells 22 with the same structures as those of the plurality of basic cells 21, an input selector 23 for switching a signal input to each of a plurality of basic cells 21 and the redundant cells 22, and an output selector 24 for switching a signal output from each of a plurality of basic cells 21 and the redundant cells 22. Furthermore, the semiconductor device 1 switches at least one of the input and output selectors 23, 24 to cause the redundant cells 22 to function to relieve a faulty cell among the plurality of basic cells 21. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体装置に係る発明であって、特に、ロジック領域を有する半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device, and particularly relates to a semiconductor device having a logic region.

半導体装置では、歩留まり改善するために冗長救済を行っている。例えば、特許文献1では、電源により分離された2つの回路A及び回路Bにおいて、回路Aに半ショート・半オープンの異常があった場合、ヒューズを用いて回路Aの電流供給源を断ち、回路Bに置換する冗長救済方法を行っている。また、特許文献2では、冗長ロジック回路(同一機能とは限らない)の一方をヒューズもしくはスイッチ(トランジスタ)によりメモリから切り離して、他方をメモリに接続することにより冗長救済方法を行っている。さらに、特許文献3では、不良ブロックを切断するパッケージングにより、複数の演算ブロックを有する演算処理装置の不良ブロックでのリーク電流を防止する構成が開示されている。   In a semiconductor device, redundant relief is performed in order to improve the yield. For example, in Patent Document 1, in the two circuits A and B separated by the power source, when the circuit A has a half short / half open abnormality, the current supply source of the circuit A is cut off using a fuse, and the circuit A A redundant relief method for replacing B is performed. In Patent Document 2, a redundant relief method is performed by separating one of redundant logic circuits (not necessarily having the same function) from a memory by a fuse or a switch (transistor) and connecting the other to the memory. Further, Patent Document 3 discloses a configuration that prevents leakage current in a defective block of an arithmetic processing unit having a plurality of arithmetic blocks by packaging for cutting the defective block.

特開2007−201166号公報JP 2007-201166 A 特開2004−048618号公報JP 2004-048618 A 特開2006−310663号公報JP 2006-310663 A

しかし、従来の冗長救済は、SRAMやフラッシュ等メモリに関するものであり、半導体装置においてメモリを冗長救済して歩留まりを向上させる努力が行われてきた。そのため、ロジック領域を含む半導体装置では、当該ロジック領域内において冗長救済が行われることがなかったため、メモリ領域には全く欠陥がない半導体装置でもロジック領域に欠陥が存在すれば不良判定され、歩留まりが低下する問題があった。   However, conventional redundancy relief relates to memories such as SRAM and flash, and efforts have been made to improve yield by redundancy relief of memories in semiconductor devices. For this reason, in a semiconductor device including a logic region, redundancy repair was not performed in the logic region. Therefore, even in a semiconductor device having no defect in the memory region, a defect is determined if there is a defect in the logic region, and the yield is increased. There was a problem of lowering.

そこで、本発明は、半導体装置のロジック領域に冗長救済を行う構成を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a configuration for performing redundant relief in a logic region of a semiconductor device.

本発明の1つの実施の形態に係る解決手段は、ロジック領域を有する半導体装置である。そして、当該半導体装置は、ロジック領域内に設けられる同一の構成を有する複数の基本セルと、複数の基本セルと同一の構成を有する冗長セルと、複数の基本セル及び冗長セルのそれぞれに入力される信号を切り替える入力セレクタと、基本セル及び冗長セルのそれぞれから出力される信号を切り替える出力セレクタとを備えている。さらに、当該半導体装置は、入力セレクタ及び出力セレクタのうち少なくとも一方を切り替えて、冗長セルを機能させ複数の基本セルのうち故障したセルを救済する。   A solving means according to one embodiment of the present invention is a semiconductor device having a logic region. The semiconductor device is input to each of the plurality of basic cells having the same configuration provided in the logic region, the redundant cell having the same configuration as the plurality of basic cells, and the plurality of basic cells and the redundant cell. And an output selector for switching signals output from each of the basic cell and the redundant cell. Further, the semiconductor device switches at least one of the input selector and the output selector to function the redundant cell and repair the failed cell among the plurality of basic cells.

本発明の1つの実施の形態に記載の半導体装置は、入力セレクタ及び出力セレクタのうち少なくとも一方を切り替えて、冗長セルを機能させ複数の基本セルのうち故障したセルを救済するので、ロジック領域における故障に対して冗長救済を行うことができるので歩留まりを向上させることができる。   In the semiconductor device described in one embodiment of the present invention, at least one of the input selector and the output selector is switched to function a redundant cell and repair a failed cell among a plurality of basic cells. Since it is possible to perform redundant relief against a failure, the yield can be improved.

(実施の形態1)
図1に、本実施の形態に係る半導体装置の概略図を示す。図1に示す半導体装置1は、SOC(System On a Chip)であり、ロジック領域2、メモリ領域3及びアナログ領域4を備えている。さらに、図1に示す半導体装置1は、ロジック領域2、メモリ領域3及びアナログ領域4と外部機器とを接続するためにIO領域5を備えている。そして、本実施の形態に係る半導体装置では、ロジック領域2にロジック欠陥を救済するための構成を採用することで、半導体装置1全体の歩留まりを向上させる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic diagram of a semiconductor device according to the present embodiment. A semiconductor device 1 shown in FIG. 1 is an SOC (System On a Chip), and includes a logic area 2, a memory area 3, and an analog area 4. Further, the semiconductor device 1 shown in FIG. 1 includes an IO region 5 for connecting the logic region 2, the memory region 3, and the analog region 4 to an external device. In the semiconductor device according to the present embodiment, the yield of the entire semiconductor device 1 is improved by adopting a configuration for relieving logic defects in the logic region 2.

図1には、ロジック欠陥を救済するための構成の概略図が図示されており、同一の構成を有する複数の基本セル21と、当該基本セル21と同一の構成を有する冗長セル22と、基本セル21及び冗長セル22のそれぞれに入力される信号を切り替える入力セレクタ23と、基本セル21及び冗長セル23のそれぞれから出力される信号を切り替える出力セレクタ24とを備える。なお、同一の構成を有する複数の基本セル21と、当該基本セル21と同一の構成を有する冗長セル22とをまとめて救済対象グループ25とする。そして、同じ救済対象グループ25内にある基本セル21においてロジック欠陥がある場合、当該基本セル21が故障セル26となる。この故障セル26に代えて同じ救済対象グループ25内にある冗長セル22を利用できるように入力セレクタ23及び出力セレクタ24を切り替える。   FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration for relieving a logic defect. A plurality of basic cells 21 having the same configuration, a redundant cell 22 having the same configuration as the basic cell 21, An input selector 23 that switches a signal input to each of the cell 21 and the redundant cell 22 and an output selector 24 that switches a signal output from each of the basic cell 21 and the redundant cell 23 are provided. A plurality of basic cells 21 having the same configuration and redundant cells 22 having the same configuration as the basic cell 21 are collectively referred to as a repair target group 25. When there is a logic defect in the basic cell 21 in the same repair target group 25, the basic cell 21 becomes the failed cell 26. The input selector 23 and the output selector 24 are switched so that the redundant cell 22 in the same repair target group 25 can be used instead of the failed cell 26.

故障判定は、出荷テスト時に不合格となったチップを故障解析することで特定する。なお、故障セル26が救済対象グループ25に含まれる基本セル21でなく、冗長セル22を有していない場合は冗長救済の対象にならない。また、故障セル26を冗長セル22で置き換えるために、入力経路及び出力経路を入力セレクタ23及び出力セレクタ24で切り替える必要があるが、これらセレクタの制御端子にはレジスタあるいはヒューズが採用され論理固定される。この論理固定する情報は、半導体装置1内のフラッシュメモリ等に冗長救済を行うプログラムとして書き込まれ、救済時に当該情報をフラッシュメモリ等から読み出す。   The failure determination is performed by performing failure analysis on a chip that has failed during the shipping test. In addition, when the failed cell 26 is not the basic cell 21 included in the repair target group 25 and does not have the redundant cell 22, it is not a target for redundant repair. In addition, in order to replace the failed cell 26 with the redundant cell 22, it is necessary to switch the input path and the output path with the input selector 23 and the output selector 24. The control terminals of these selectors employ registers or fuses and are logically fixed. The This logically fixed information is written as a program for redundant relief in the flash memory or the like in the semiconductor device 1, and the information is read from the flash memory or the like at the time of relief.

さらに、本実施の形態に係る冗長救済の構成を具体的に説明する。図2に、本実施の形態に係るロジック領域2内に形成された1つの冗長救済の構成の回路図を示す。図2では、フリップフロップU0〜U2を基本セル21とし、救済対象グループ25中の基本セル数を3としている。このフリップフロップU0〜U2を救済するために用意された冗長セル22がフリップフロップU3であるとし、フリップフロップU0〜U3を1つの救済対象グループ25としている。この救済対象グループ25の入力経路を切り替えるための入力セレクタ23としてセレクタU4を設けている。また、フリップフロップU0の出力経路を切り替えるための出力セレクタ24としてセレクタU5、フリップフロップU1の出力経路を切り替えるための出力セレクタ24としてセレクタU6、フリップフロップU2の出力経路を切り替えるための出力セレクタ24としてセレクタU7をそれぞれ設けている。   Further, the redundant relief configuration according to the present embodiment will be specifically described. FIG. 2 shows a circuit diagram of one redundant relief configuration formed in the logic region 2 according to the present embodiment. In FIG. 2, the flip-flops U0 to U2 are the basic cells 21 and the number of basic cells in the repair target group 25 is three. It is assumed that the redundant cell 22 prepared for repairing the flip-flops U0 to U2 is the flip-flop U3, and the flip-flops U0 to U3 are one repair target group 25. A selector U4 is provided as an input selector 23 for switching the input path of the relief target group 25. Further, the selector U5 as the output selector 24 for switching the output path of the flip-flop U0, the selector U6 as the output selector 24 for switching the output path of the flip-flop U1, and the output selector 24 for switching the output path of the flip-flop U2. A selector U7 is provided.

出荷テスト及び故障解析の結果により、フリップフロップU0内に故障があることが判明した場合、フリップフロップU0(故障セル26)をフリップフロップU3(冗長セル22)で置換する。そのためには、本来のフリップフロップU0への伝搬信号DA0がフリップフロップU3(冗長セル22)へ流れるように、入力経路を切り替えるためにセレクタU4の制御ピンを設定する。つまり、セレクタU4は、端子D0からの信号が端子Yの出力になるように制御ピンの論理となっている。なお、故障セル26がフリップフロップU1の場合は端子D1からの信号が端子Yの出力に、故障セル26がフリップフロップU2の場合は端子D2からの信号が端子Yの出力にそれぞれなる。   If the result of the shipment test and failure analysis reveals that there is a failure in the flip-flop U0, the flip-flop U0 (failure cell 26) is replaced with the flip-flop U3 (redundant cell 22). For this purpose, the control pin of the selector U4 is set to switch the input path so that the propagation signal DA0 to the original flip-flop U0 flows to the flip-flop U3 (redundant cell 22). That is, the selector U4 has the logic of the control pin so that the signal from the terminal D0 becomes the output of the terminal Y. When the fault cell 26 is the flip-flop U1, the signal from the terminal D1 is the output of the terminal Y, and when the fault cell 26 is the flip-flop U2, the signal from the terminal D2 is the output of the terminal Y.

さらに、冗長セル22のフリップフロップU3で行った演算結果を伝搬させるために出力経路を切り替える必要があり、出力セレクタ24であるセレクタU5,U6,U7のうち、セレクタU5の制御ピンを切り替える。つまり、セレクタU5の入力ピンを‘0’から‘1’に変更し、他のセレクタU6,U7の入力ピンは‘0’のままとなるように制御ピンの論理(SEL)‘1,0,0’となっている。なお、故障セル26がフリップフロップU1の場合は制御ピンの論理(SEL)‘0,1,0’と、故障セル26がフリップフロップU2の場合は制御ピンの論理(SEL)‘0,0,1’とそれぞれなる。   Furthermore, it is necessary to switch the output path in order to propagate the calculation result performed by the flip-flop U3 of the redundant cell 22, and the control pin of the selector U5 is switched among the selectors U5, U6, and U7 that are the output selector 24. That is, the input pin of the selector U5 is changed from “0” to “1”, and the input pins of the other selectors U6 and U7 remain “0”. 0 '. When the fault cell 26 is the flip-flop U1, the control pin logic (SEL) '0, 1, 0' and when the fault cell 26 is the flip-flop U2, the control pin logic (SEL) '0, 0, 1 ', respectively.

フリップフロップU0,U1,U2には、伝搬信号DA0〜DA2以外に、クロック信号CLK、リセット信号RSTがそれぞれ供給される。また、セレクタU5,U6,U7のそれぞれの出力先は組合論理である。図3に、故障セル26を冗長セル22に切り替えた後の経路を図示している。図3では、切り替え後の経路を太線、切り替え前の経路を破線で示している。   In addition to the propagation signals DA0 to DA2, a clock signal CLK and a reset signal RST are supplied to the flip-flops U0, U1 and U2, respectively. The output destinations of the selectors U5, U6, U7 are combination logic. FIG. 3 illustrates a path after the failed cell 26 is switched to the redundant cell 22. In FIG. 3, the route after switching is indicated by a bold line, and the route before switching is indicated by a broken line.

また、入出力経路を固定するために、入力セレクタ23の制御ピンを固定した概念図を図4に示す。図4では、フラッシュメモリ31上に、特定された故障セル26の入出力経路を固定するための入力セレクタ23の設定値がストアされている。そして、この設定値を用いる入力セレクタ23は、8つの端子D0〜D7からの信号を1つ選択して端子Yから出力させる8to1のセレクタである。電源投入時、フラッシュメモリ31上にストアされた設定値に基づいて、入力セレクタ23のセレクトピンに接続されている各レジスタに設定値がロードされ、制御ピンが固定される。出力経路についても同様であり、出力セレクタ24は、2つの端子からの信号を1つ選択して出力させる2to1のセレクタが8個設けられており、フラッシュメモリ31上にストアされた設定値に基づいて、2to1のセレクタの制御ピンが固定される。なお、図4では、入力セレクタ23及び出力セレクタ24の固定方法をレジスタとしたため、電源Onごとに上記作業が発生する。このような作業を不要としたい場合には、入力セレクタ23及び出力セレクタ24を、レジスタを用いずに、ヒューズを採用して制御ピンを固定しても良い。   FIG. 4 is a conceptual diagram in which the control pin of the input selector 23 is fixed to fix the input / output path. In FIG. 4, the setting value of the input selector 23 for fixing the input / output path of the specified failed cell 26 is stored on the flash memory 31. The input selector 23 using this set value is an 8-to-1 selector that selects one signal from the eight terminals D0 to D7 and outputs it from the terminal Y. When the power is turned on, the set value is loaded into each register connected to the select pin of the input selector 23 based on the set value stored on the flash memory 31, and the control pin is fixed. The same applies to the output path, and the output selector 24 is provided with eight 2-to-1 selectors for selecting and outputting one signal from two terminals, based on the set value stored in the flash memory 31. Thus, the control pin of the 2to1 selector is fixed. In FIG. 4, since the method of fixing the input selector 23 and the output selector 24 is a register, the above operation occurs for each power source On. When it is desired to eliminate such an operation, the input selector 23 and the output selector 24 may employ a fuse and fix the control pin without using a register.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置では、フリップフロップU0に欠陥(例えば、0縮退故障)があって、以降に論理を伝搬できず不良品として扱われる場合であっても、冗長セル22で救済することができ、歩留まりを向上させることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, even when the flip-flop U0 has a defect (for example, 0 stuck-at fault) and cannot subsequently propagate logic, it is treated as a defective product. It can be relieved by the cell 22 and the yield can be improved.

(実施の形態2)
実施の形態1では、基本セル21をフリップフロップであるとして説明したが、本発明はこれに限られず、他の構成であっても良い。具体的に、図5に示す回路図では、基本セル21をインバータである場合を示している。そのため、図5の場合、冗長セル22もインバータとなる。基本セル21以外の構成及び動作は、図2に示す構成と同じであるため、同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the basic cell 21 is described as a flip-flop. However, the present invention is not limited to this and may have other configurations. Specifically, in the circuit diagram shown in FIG. 5, the basic cell 21 is an inverter. Therefore, in the case of FIG. 5, the redundant cell 22 is also an inverter. Since the configuration and operation other than the basic cell 21 are the same as the configuration shown in FIG.

また、図6に示す回路図では、基本セル21を論理回路であるNAND回路である場合を示している。そのため、図6の場合、冗長セル22もNAND回路となる。基本セル21以外の構成及び動作は、図2に示す構成と同じであるため、同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。ただし、NAND回路の場合は、入力される伝搬信号が2つ(DA01,DA02等)となるので、入力セレクタ23もセレクタU4A,U4Bの2つで構成されることになる。   In the circuit diagram shown in FIG. 6, the basic cell 21 is a NAND circuit that is a logic circuit. Therefore, in the case of FIG. 6, the redundant cell 22 is also a NAND circuit. Since the configuration and operation other than the basic cell 21 are the same as the configuration shown in FIG. However, in the case of a NAND circuit, since there are two input propagation signals (DA01, DA02, etc.), the input selector 23 is also composed of two selectors U4A and U4B.

さらに、図7に示す回路図では、基本セル21をスキャンレジスタである場合を示している。そのため、図7の場合、冗長セル22もスキャンレジスタとなる。基本セル21以外の構成及び動作は、図2に示す構成と同じであるため、同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。ただし、スキャンレジスタの場合も、入力される伝搬信号が2つ(DA01,DA02等)となるので、入力セレクタ23はセレクタU4D,U4SIの2つで構成されることになる。   Further, in the circuit diagram shown in FIG. 7, the basic cell 21 is a scan register. Therefore, in the case of FIG. 7, the redundant cell 22 is also a scan register. Since the configuration and operation other than the basic cell 21 are the same as the configuration shown in FIG. 2, the same components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. However, in the case of the scan register, since the input propagation signals are two (DA01, DA02, etc.), the input selector 23 is composed of two selectors U4D and U4SI.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置のように、基本セル21がインバータやNAND,スキャンFF等のマクロセルであっても、冗長セル22で救済することができるので、歩留まりを向上させることができる。   As described above, even if the basic cell 21 is a macro cell such as an inverter, NAND, or scan FF as in the semiconductor device according to the present embodiment, the redundant cell 22 can be used for repair, thereby improving the yield. be able to.

(実施の形態3)
実施の形態1,2では、基本セル21をフリップフロップ等のマクロセルであるとして説明したが、本発明はこれに限られず、他の構成であっても良い。具体的に、図8に示す回路図では、基本セル21を演算器である場合を示している。そのため、図8の場合、冗長セル22も演算器となる。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the basic cell 21 is described as a macro cell such as a flip-flop. However, the present invention is not limited to this and may have other configurations. Specifically, the circuit diagram shown in FIG. 8 shows a case where the basic cell 21 is an arithmetic unit. Therefore, in the case of FIG. 8, the redundant cell 22 is also an arithmetic unit.

図8に示す回路図では、基本セル21としての8ビットの信号が2つ入力(DA01,DA02等)される演算器U0〜U2と、冗長セル22の演算器U3とを1つの救済対象グループ25としている。この救済対象グループ25の入力経路を切り替えるために、8ビットの信号を切り替えられる入力セレクタ23としてセレクタU4A[7:0],U4B[7:0]を備えている。また、8ビットの演算結果を出力する演算器U0が故障した場合に、演算器U3からの出力経路へ切り替えるために、8ビットの信号を切り替えられる出力セレクタ24としてセレクタU5[7:0]を備えている。同様に、8ビットの演算結果を出力する演算器U1が故障した場合に、演算器U3からの出力経路へ切り替えるための出力セレクタ24としてセレクタU6[7:0]、8ビットの演算結果を出力する演算器U2が故障した場合に、演算器U3からの出力経路へ切り替えるための出力セレクタ24としてセレクタU7[7:0]をそれぞれ設けている。   In the circuit diagram shown in FIG. 8, the arithmetic units U0 to U2 to which two 8-bit signals as the basic cell 21 are input (DA01, DA02, etc.) and the arithmetic unit U3 of the redundant cell 22 are combined into one repair target group. 25. In order to switch the input path of the relief target group 25, selectors U4A [7: 0] and U4B [7: 0] are provided as input selectors 23 that can switch 8-bit signals. In addition, when the computing unit U0 that outputs the 8-bit computation result fails, in order to switch to the output path from the computing unit U3, the selector U5 [7: 0] is used as the output selector 24 that can switch the 8-bit signal. I have. Similarly, when the arithmetic unit U1 that outputs the 8-bit arithmetic result fails, the selector U6 [7: 0] is output as the output selector 24 for switching to the output path from the arithmetic unit U3, and the 8-bit arithmetic result is output. A selector U7 [7: 0] is provided as an output selector 24 for switching to the output path from the computing unit U3 when the computing unit U2 to be malfunctioned.

そして、出荷テスト及び故障解析の結果により、演算器U0内に故障があることが判明した場合、演算器U0(故障セル26)を演算器U3(冗長セル22)で置換する。そのためには、本来の演算器U0への伝搬信号DA01,DA02が演算器U3(冗長セル22)へ流れるように、入力経路を切り替えるためにセレクタU4A[7:0]とUB[7:0]の制御ピンを設定する。つまり、セレクタU4AB[7:0]は、それぞれ端子D0からの信号が端子Yの出力になるように制御ピンの論理となっている。   If it is found from the results of the shipment test and failure analysis that there is a failure in the arithmetic unit U0, the arithmetic unit U0 (failure cell 26) is replaced with the arithmetic unit U3 (redundant cell 22). For this purpose, selectors U4A [7: 0] and UB [7: 0] are used to switch the input path so that the propagation signals DA01 and DA02 to the original arithmetic unit U0 flow to the arithmetic unit U3 (redundant cell 22). Set the control pin. That is, the selector U4AB [7: 0] has the logic of the control pin so that the signal from the terminal D0 becomes the output of the terminal Y, respectively.

さらに、冗長セル22の演算器U3で行った演算結果を伝搬させるために出力経路を切り替える必要があり、出力セレクタ24であるセレクタU5[7:0],U6[7:0],U7[7:0]のうち、セレクタU5[7:0]の制御ピンを切り替える。つまり、セレクタU5[7:0]の入力ピンを‘00000000’から‘11111111’に変更し、他のセレクタU6[7:0],U7[7:0]の入力ピンは‘00000000’のままとなる。   Further, it is necessary to switch the output path in order to propagate the result of the operation performed by the arithmetic unit U3 of the redundant cell 22, and the selectors U5 [7: 0], U6 [7: 0], U7 [7 which are the output selectors 24 are required. : 0], the control pin of the selector U5 [7: 0] is switched. That is, the input pin of the selector U5 [7: 0] is changed from “00000000” to “11111111”, and the input pins of the other selectors U6 [7: 0] and U7 [7: 0] are left as “00000000”. Become.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置のように、基本セル21が演算器であっても、冗長セル22で救済することができるので、歩留まりを向上させることができる。なお、基本セル21が演算器で処理する信号は8ビットに限られない。   As described above, even if the basic cell 21 is an arithmetic unit as in the semiconductor device according to the present embodiment, it can be relieved by the redundant cell 22, so that the yield can be improved. In addition, the signal which the basic cell 21 processes with an arithmetic unit is not restricted to 8 bits.

(実施の形態4)
実施の形態1,2では、基本セル21をフリップフロップ等のマクロセルあるいは演算器であるとして説明したが、本発明はこれに限られず、他の構成であっても良い。具体的に、図9に示す回路図では、基本セル21をロジックコーンである場合を示している。そのため、図9の場合、冗長セル22もロジックコーンとなる。なお、ロジックコーンとは、入力がフリップフロップの出力端子かプライマリ入力で、出力がフリップフロップのデータ端子かプライマリ出力で構成される多入力1出力の組み合わせ論理のこという。
(Embodiment 4)
In the first and second embodiments, the basic cell 21 is described as a macro cell such as a flip-flop or an arithmetic unit. However, the present invention is not limited to this and may have other configurations. Specifically, in the circuit diagram shown in FIG. 9, the basic cell 21 is a logic cone. Therefore, in the case of FIG. 9, the redundant cell 22 is also a logic cone. The logic cone is a combinational logic of multiple inputs and one output in which an input is an output terminal of a flip-flop or a primary input and an output is a data terminal of the flip-flop or a primary output.

図9に示す回路図では、基本セル21としてのロジックコーンLC0と、冗長セル22のロジックコーンLC1とを1つの救済対象グループ25としている。この冗長セル22のロジックコーンLC1は、基本セル21のロジックコーンLC0と全く同じ入力信号が入力されるクローン回路である。そして、本実施の形態に係る冗長救済の構成では、入力セレクタが全ての入力経路に同一論理を供給しているので、冗長セル22に同一論理が直接接続されている。さらに、救済対象の故障セル26であるロジックコーンLC0に変えて、冗長セル22のロジックコーンLC1からの経路を出力経路として選択する出力セレクタ24のセレクタU0を備えている。なお、その他の構成及び動作は、図2に示す構成と同じであるため、詳細な説明は省略する。   In the circuit diagram shown in FIG. 9, the logic cone LC <b> 0 as the basic cell 21 and the logic cone LC <b> 1 of the redundant cell 22 are set as one repair target group 25. The logic cone LC1 of the redundant cell 22 is a clone circuit to which the same input signal as that of the logic cone LC0 of the basic cell 21 is input. In the redundant relief configuration according to the present embodiment, the same logic is directly connected to the redundant cell 22 because the input selector supplies the same logic to all the input paths. Further, a selector U0 of an output selector 24 is provided to select a path from the logic cone LC1 of the redundant cell 22 as an output path instead of the logic cone LC0 that is the repaired failure cell 26. Other configurations and operations are the same as those shown in FIG. 2, and thus detailed description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置のように、基本セル21がロジックコーンであっても、冗長セル22で救済することができるので、歩留まりを向上させることができる。   As described above, even if the basic cell 21 is a logic cone as in the semiconductor device according to the present embodiment, it can be relieved by the redundant cell 22, so that the yield can be improved.

(実施の形態5)
実施の形態1,2では、基本セル21をフリップフロップ等のマクロセルであるとして説明したが、本発明はこれに限られず、他の構成であっても良い。具体的に、図10に示す回路図では、基本セル21をマクロブロックである場合を示している。そのため、図10の場合、冗長セル22もマクロブロックとなる。なお、マクロブロックとは、機能レベルの論理集合体のことで、ロジックコーンとの差異は、内部に記憶素子を含んでもよいことと、多出力でも構わない点である。
(Embodiment 5)
In the first and second embodiments, the basic cell 21 is described as a macro cell such as a flip-flop. However, the present invention is not limited to this and may have other configurations. Specifically, the circuit diagram shown in FIG. 10 shows a case where the basic cell 21 is a macro block. Therefore, in the case of FIG. 10, the redundant cell 22 is also a macroblock. Note that a macroblock is a logical assembly at a functional level, and a difference from a logic cone is that a storage element may be included therein or multiple outputs may be used.

図10に示す回路図では、基本セル21としてのマクロブロックMB0と、冗長セル22のマクロブロックMB1とを1つの救済対象グループ25としている。この冗長セル22のマクロブロックMB1は、基本セル21のマクロブロックMB0と全く同じ入力信号が入力されるクローン回路である。そして、本実施の形態に係る冗長救済の構成では、入力セレクタが全ての入力経路に同一論理を供給しているので、冗長セル22に同一論理が直接接続されている。さらに、救済対象の故障セル26であるマクロブロックMB0に変えて、冗長セル22のマクロブロックMB1からの経路を出力経路として選択する出力セレクタ24のセレクタU0[*,0](複数ビット対応:*=任意の整数)を備えている。なお、その他の構成及び動作は、図2に示す構成と同じであるため、詳細な説明は省略する。   In the circuit diagram shown in FIG. 10, the macroblock MB0 as the basic cell 21 and the macroblock MB1 of the redundant cell 22 are set as one repair target group 25. The macroblock MB1 of the redundant cell 22 is a clone circuit to which the same input signal as that of the macroblock MB0 of the basic cell 21 is input. In the redundant relief configuration according to the present embodiment, the same logic is directly connected to the redundant cell 22 because the input selector supplies the same logic to all the input paths. Further, in place of the macroblock MB0 that is the failure cell 26 to be repaired, the selector U0 [*, 0] of the output selector 24 that selects the path from the macroblock MB1 of the redundant cell 22 as the output path (multiple bit correspondence: * = Arbitrary integer). Other configurations and operations are the same as those shown in FIG. 2, and thus detailed description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置のように、基本セル21がマクロブロックであっても、冗長セル22で救済することができるので、歩留まりを向上させることができる。   As described above, even if the basic cell 21 is a macro block as in the semiconductor device according to the present embodiment, it can be repaired by the redundant cell 22, so that the yield can be improved.

(実施の形態6)
本実施の形態に係る半導体装置では、救済対象グループ25をアレイ化した例を示す。図11に示す半導体装置が本実施の形態に係る半導体装置の一例である。図11に示す半導体装置では、基本セル21をフリップフロップとし、救済対象グループ25を含まれる基本セル21を8個、冗長セル22を1個としている。また、救済対象グループ25のアレイ化に伴い、入出力経路を切り替えるための入力セレクタ23及び出力セレクタ24も救済対象グループ25の近傍に最適配置される。さらに、図11に示す半導体装置では、同一の救済対象グループ25を8個並列に並べることで、さらに集積度を向上させている。
(Embodiment 6)
In the semiconductor device according to the present embodiment, an example in which the repair target group 25 is arrayed is shown. The semiconductor device illustrated in FIG. 11 is an example of a semiconductor device according to this embodiment. In the semiconductor device shown in FIG. 11, the basic cell 21 is a flip-flop, eight basic cells 21 including the repair target group 25, and one redundant cell 22. As the repair target group 25 is arrayed, the input selector 23 and the output selector 24 for switching input / output paths are also optimally arranged in the vicinity of the repair target group 25. Furthermore, in the semiconductor device shown in FIG. 11, the degree of integration is further improved by arranging eight identical repair target groups 25 in parallel.

そして、各救済対象グループ25における故障セル26を特定し、当該故障セル26の代わりに冗長セル22を用いるために、入力セレクタ23及び出力セレクタ24が入出力経路を切り替える。なお、入出力経路の切り替える動作は、実施の形態1で説明した動作と同じであるため、詳細な説明は省略する。   Then, the input selector 23 and the output selector 24 switch the input / output path in order to identify the fault cell 26 in each repair target group 25 and use the redundant cell 22 instead of the fault cell 26. The operation for switching the input / output path is the same as that described in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置では、救済対象グループ25をアレイ化し、複数の基本セル21及び冗長セル22同士を近傍に配置するので、リソースの共有や配置の最適化により小面積化できるだけでなく、等長配線等でスキューを減らすことが可能となり、冗長救済後のタイミングへの影響を最小限に抑えることができる。さらに、本実施の形態では、救済対象グループ25を並列に並べることで、リソースシェアリング等により集積度を高め、面積ペナルティの影響を小さくすることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the repair target group 25 is arrayed and the plurality of basic cells 21 and the redundant cells 22 are arranged in the vicinity. Not only can the area be increased, but the skew can be reduced by using equal-length wiring or the like, and the influence on the timing after redundancy relief can be minimized. Furthermore, in the present embodiment, by arranging the repair target groups 25 in parallel, the degree of integration can be increased by resource sharing or the like, and the influence of the area penalty can be reduced.

(実施の形態7)
実施の形態6では、救済対象グループ25をアレイ化し、且つ同一の救済対象グループ25を並列配置している。本実施の形態に係る半導体装置では、入力経路や出力経路を制御するためのリソース(レジスタ)を減らすことで、面積ペナルティを抑制する構成である。図12に、本実施の形態に係る半導体装置の一例を示す。
(Embodiment 7)
In the sixth embodiment, the repair target groups 25 are arrayed, and the same repair target groups 25 are arranged in parallel. The semiconductor device according to this embodiment has a configuration in which an area penalty is suppressed by reducing resources (registers) for controlling an input path and an output path. FIG. 12 shows an example of a semiconductor device according to this embodiment.

図11に示す半導体装置では、8個の救済対象グループ25のそれぞれに対応する8つの入力セレクタ23を用いて入力経路を制御していた。この入力セレクタ23は、8to1のセレクタであり、1つの8to1のセレクタに対して制御信号(各3ビット)の値を固定するために3レジスタを費やす必要があった。そのため、図11に示す半導体装置では、8個の救済対象グループ25を設けているので、8*3=24個のレジスタが必要であった。   In the semiconductor device shown in FIG. 11, the input path is controlled using the eight input selectors 23 corresponding to each of the eight repair target groups 25. This input selector 23 is an 8to1 selector, and it is necessary to spend three registers to fix the value of the control signal (3 bits each) for one 8-to1 selector. For this reason, in the semiconductor device shown in FIG. 11, since eight repair target groups 25 are provided, 8 * 3 = 24 registers are required.

しかし、本実施の形態に係る半導体装置では、図12に示すように8つの入力セレクタ23において各セレクタの制御信号の値を固定するレジスタを共有させ(3個のレジスタ)、各救済対象グループ25が同一トポロジのみ救済する構成にしている。すなわち、図12に示すように、ある救済対象グループ25の基本セル21が故障セル26となった場合、当該故障セル26を冗長セル22に変更するとともに、故障セル26と同一行に位置する他の救済対象グループ25の基本セル21も冗長セル22変更する。各救済対象グループ25の救済自由度を犠牲にすることで、入力経路の制御に必要なレジスタの数を24から3に削減している。   However, in the semiconductor device according to the present embodiment, as shown in FIG. 12, the eight input selectors 23 share a register for fixing the value of the control signal of each selector (three registers), and each relief target group 25 Are configured to relieve only the same topology. That is, as shown in FIG. 12, when a basic cell 21 of a certain repair target group 25 becomes a failed cell 26, the failed cell 26 is changed to a redundant cell 22 and is also located in the same row as the failed cell 26. The redundant cell 22 is also changed in the basic cell 21 of the repair target group 25. By sacrificing the degree of relief freedom of each relief target group 25, the number of registers required for controlling the input path is reduced from 24 to 3.

同様に、出力経路を設定するための出力セレクタ24についても制御信号(各1ビット)を共有させることで、出力経路を制御するためのレジスタを8個に削減している。つまり、図11では64個必要であった出力経路を制御するためのレジスタを、図12では8個としている。   Similarly, the output selector 24 for setting the output path also shares the control signal (1 bit for each), thereby reducing the number of registers for controlling the output path to eight. In other words, the number of registers for controlling 64 output paths in FIG. 11 is 8 in FIG.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置では、アレイを多重化し、入力セレクタ23及び出力セレクタ24への配線を共通化することで、同一トポロジ(行)を除く2つ以上の故障を救出できないという自由度を犠牲にするかわりに、入出力経路を制御するためのリソースを削減し、且つ冗長救済のための面積ペナルティを削減することができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the array is multiplexed and the wiring to the input selector 23 and the output selector 24 is shared, so that two or more failures except for the same topology (row) can be obtained. Instead of sacrificing the degree of freedom that it cannot be rescued, it is possible to reduce resources for controlling the input / output path and reduce an area penalty for redundant relief.

(実施の形態8)
上述した実施の形態に係る半導体装置では、冗長セル22を使用するしないにかかわらず、電源が供給される構成であった。しかし、本実施の形態に係る半導体装置では、救済する必要のない救済対象グループ25中の冗長セル22に対して電源供給を絶つスイッチを設ける構成である。図13は、基本セルをインバータと仮定した場合の冗長セル22で、電源からの経路及びグランドへ至る経路にスイッチSWを設けている。
(Embodiment 8)
The semiconductor device according to the above-described embodiment has a configuration in which power is supplied regardless of whether the redundant cell 22 is used. However, the semiconductor device according to the present embodiment is configured to provide a switch that cuts off the power supply to the redundant cells 22 in the repair target group 25 that need not be repaired. FIG. 13 shows a redundant cell 22 in which the basic cell is assumed to be an inverter, and a switch SW is provided on the path from the power source and the path to the ground.

図13に示す冗長セル22では、救済対象グループ25内に故障セル26がなく、使用する必要がない場合、スイッチSWをOffにすることで、電源の供給経路及びグランドへの経路を断ち切ることができる。   In the redundant cell 22 shown in FIG. 13, when there is no failure cell 26 in the repair target group 25 and it is not necessary to use it, the power supply path and the path to the ground can be cut off by turning off the switch SW. it can.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置では、冗長セル22に電源供給及びグランドへの経路を断ち切るスイッチSWを設けることで、余計なリーク電流を防止したり、他ロジックへの干渉等の悪影響を阻止したりすることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the redundant cell 22 is provided with the switch SW that cuts off the power supply and the path to the ground, thereby preventing extra leakage current and interfering with other logic. It can prevent the adverse effects of.

(実施の形態9)
実施の形態8では、冗長セル22のそれぞれに電源からの経路及びグランドへ至る経路を切断できるスイッチSWを設けていた。しかし、冗長セル22で救済した故障セル26は、機能しない状態であるが通電されたままである。そのため、実施の形態8では、故障セル26において余計なリーク電流が生じる場合があった。
(Embodiment 9)
In the eighth embodiment, the switch SW that can cut the path from the power supply and the path to the ground is provided in each redundant cell 22. However, the failed cell 26 rescued by the redundant cell 22 is in a non-functional state but remains energized. Therefore, in the eighth embodiment, an extra leakage current may occur in the failed cell 26.

そこで、本実施の形態に係る半導体装置では、図13に示した冗長セル22と同様に基本セル21にも電源からの経路及びグランドへ至る経路を切断できるスイッチSWを設ける。つまり、本実施の形態では、救済対象グループ25内の全ての基本セル21に対してもスイッチSWを適用する。そのため、本実施の形態では、故障した基本セル21(故障セル26)にもスイッチSWが設けられているので、当該基本セル21のスイッチSWをOffにすることで、故障セル26に対する電源の供給経路及びグランドへの経路を断ち切ることができる。   Therefore, in the semiconductor device according to the present embodiment, the switch SW that can cut the path from the power source and the path to the ground is provided in the basic cell 21 as well as the redundant cell 22 shown in FIG. That is, in the present embodiment, the switch SW is also applied to all the basic cells 21 in the repair target group 25. For this reason, in the present embodiment, the switch SW is also provided in the failed basic cell 21 (failed cell 26). Therefore, by turning off the switch SW of the basic cell 21, supply of power to the failed cell 26 is performed. The route and the route to the ground can be cut off.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置では、基本セル21に電源供給及びグランドへの経路を断ち切るスイッチSWを設けることで、故障セル26の電源供給及びグランドへの経路を断ち切ることができ、余計なリーク電流を防止したり、他ロジックへの干渉等の悪影響を阻止したりすることができる。   As described above, in the semiconductor device according to this embodiment, by providing the switch SW that cuts off the power supply and the path to the ground in the basic cell 21, the power supply of the failed cell 26 and the path to the ground can be cut off. It is possible to prevent extra leakage current and to prevent adverse effects such as interference with other logic.

(実施の形態10)
実施の形態1では、救済対象グループ25内の全ての基本セル21を冗長セル22が救済する冗長救済の構成を説明した。しかし、本発明に係る半導体装置の冗長救済の構成はこれに限られず、各基本セル21が隣接する基本セル21及び冗長セル22により救済される冗長救済の構成でも良い。当該冗長救済の構成を採用することで、タイミングオーバーヘッドを削減できる。図14に、本実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す。なお、図14に示す半導体装置では、フリップフロップを基本セル21とし、救済対象グループ25中の基本セル21の数を3とした場合を示している。
(Embodiment 10)
In the first embodiment, the redundant repair configuration in which all the basic cells 21 in the repair target group 25 are repaired by the redundant cells 22 has been described. However, the redundant repair configuration of the semiconductor device according to the present invention is not limited to this, and a redundant repair configuration in which each basic cell 21 is repaired by the adjacent basic cell 21 and redundant cell 22 may be used. By adopting the redundant relief configuration, timing overhead can be reduced. FIG. 14 shows a circuit configuration of the semiconductor device according to the present embodiment. In the semiconductor device shown in FIG. 14, the flip-flop is the basic cell 21 and the number of basic cells 21 in the repair target group 25 is three.

まず、図14に示す半導体装置では、基本セル21であるフリップフロップU0,U1,U2以外に冗長セル22であるフリップフロップU3が設けられ、フリップフロップU0〜U3を1つの救済対象グループ25としている。この救済対象グループ25の入力経路を切り替えるため入力セレクタ23を設けているが、図2で示したセレクタU4と異なり、セレクタS1,S2を設けている。ここで、セレクタS1は、フリップフロップU1に入力される伝搬信号DA0と伝搬信号DA1とを切り替える。セレクタS2は、フリップフロップU2に入力される伝搬信号DA1と伝搬信号DA2とを切り替える。また、図14に示す冗長セル22では、伝搬信号DA2のみが入力させる構成である。   First, in the semiconductor device shown in FIG. 14, a flip-flop U3 that is a redundant cell 22 is provided in addition to the flip-flops U0, U1, and U2 that are basic cells 21, and the flip-flops U0 to U3 are set as one repair target group 25. . An input selector 23 is provided to switch the input path of the relief target group 25. However, unlike the selector U4 shown in FIG. 2, selectors S1 and S2 are provided. Here, the selector S1 switches between the propagation signal DA0 and the propagation signal DA1 input to the flip-flop U1. The selector S2 switches between the propagation signal DA1 and the propagation signal DA2 input to the flip-flop U2. Further, in the redundant cell 22 shown in FIG. 14, only the propagation signal DA2 is input.

そのため、図14に示す半導体装置では、冗長セル22で故障した基本セル21(故障セル26)を置き換えるのではなく、隣接する基本セル21又は冗長セル22で置き換える構成である。例えば、フリップフロップU0に故障があることが判明した場合、セレクタS1を用いて伝搬信号DA0をフリップフロップU1に供給するように切り替えることで、フリップフロップU0の機能をフリップフロップU1で行う。同様に、セレクタS2を用いて伝搬信号DA1をフリップフロップU2に供給するように切り替えることで、フリップフロップU1の機能をフリップフロップU2で行う。さらに、フリップフロップU2の機能を冗長セル22であるフリップフロップU3で行う。これにより、故障セル26であるフリップフロップU0を冗長救済する。図15に、故障セル26であるフリップフロップU0を冗長救済した場合の経路を図示している。図15では、切り替え後の経路を太線、切り替え前の経路を破線で示している。   Therefore, the semiconductor device shown in FIG. 14 does not replace the failed basic cell 21 (failed cell 26) in the redundant cell 22, but replaces it with the adjacent basic cell 21 or redundant cell 22. For example, when it is found that the flip-flop U0 has a failure, the function of the flip-flop U0 is performed by the flip-flop U1 by switching the propagation signal DA0 to be supplied to the flip-flop U1 using the selector S1. Similarly, the function of the flip-flop U1 is performed by the flip-flop U2 by switching the propagation signal DA1 to be supplied to the flip-flop U2 using the selector S2. Further, the function of the flip-flop U2 is performed by the flip-flop U3 which is the redundant cell 22. As a result, the flip-flop U0 which is the failure cell 26 is redundantly remedied. FIG. 15 illustrates a path in the case where the flip-flop U0 which is the failure cell 26 is redundantly repaired. In FIG. 15, the route after switching is indicated by a bold line, and the route before switching is indicated by a broken line.

なお、入力セレクタ23であるセレクタS1,S2の論理は、フリップフロップU0が故障セル26の場合、上述したようにS1,S2=0,0となり、フリップフロップU1が故障セル26の場合S1,S2=−,0となり、フリップフロップU2が故障セル26の場合S1,S2=1,−となる。ここで、‘−’はセレクタS1,S2の論理が不問であることを示している。また、図14に示す出力経路を制御する出力セレクタ24は、図2に示す出力セレクタ24と同じであるため、詳細な説明は省略する。   The logic of the selectors S1 and S2, which are the input selector 23, is S1, S2 = 0, 0 as described above when the flip-flop U0 is the failed cell 26, and S1, S2 when the flip-flop U1 is the failed cell 26. When the flip-flop U2 is the fault cell 26, S1, S2 = 1,-. Here, '-' indicates that the logic of the selectors S1 and S2 is not questioned. Further, the output selector 24 for controlling the output path shown in FIG. 14 is the same as the output selector 24 shown in FIG.

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置では、故障セル26を隣接する基本セル21に切り替え、且つ切り替えた基本セル21を隣接する基本セル21又は冗長セル22に順次切り替えて救済するので、実施の形態1で述べた効果に加えて、冗長セル22のファンアウトを分散し、且つ冗長救済時に必要な配線を削除して、タイミングへの影響を最低限に抑えることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the failed cell 26 is switched to the adjacent basic cell 21, and the switched basic cell 21 is sequentially switched to the adjacent basic cell 21 or the redundant cell 22 for relief. In addition to the effects described in the first embodiment, it is possible to distribute the fan-out of the redundant cells 22 and delete the wiring necessary for redundancy relief, thereby minimizing the influence on the timing.

(実施の形態11)
上述した実施の形態に係る半導体装置では、冗長救済の構成として基本セル21と、冗長セル22と、それらを切り替えるセレクタとをセットで保有する特徴を有している。そこで、本実施の形態に係る半導体装置では、当該構成の特徴を利用して、冗長救済の構成をハードマクロ化することについて説明する。図16に示す回路図は、図14に示す半導体装置と同じ構成である。この図16に示す回路図には、フリップフロップU0とセレクタU5とのセットをハードマクロ化したセルHM1と、フリップフロップU2とセレクタS2,U5とのセットをハードマクロ化したセルHM2とが図示されている。
(Embodiment 11)
The semiconductor device according to the above-described embodiment has a feature that the basic cell 21, the redundant cell 22, and a selector for switching them are held as a set as a redundant relief configuration. Therefore, in the semiconductor device according to the present embodiment, a description will be given of making the redundancy repair configuration a hard macro by using the feature of the configuration. The circuit diagram shown in FIG. 16 has the same configuration as the semiconductor device shown in FIG. The circuit diagram shown in FIG. 16 shows a cell HM1 in which the set of the flip-flop U0 and the selector U5 is made into a hard macro, and a cell HM2 in which the set of the flip-flop U2 and the selectors S2 and U5 is made into a hard macro. ing.

セルHM1に示す単位でハードマクロ化した場合は、図2で示した冗長セル22が全ての基本セル21に対して救済する共有救済方式であっても、図14で示した近接する基本セル21又は冗長セル22で救済する隣接救済方式のいずれに対しても適用できる。一方、セルHM2に示す単位でハードマクロ化した場合は、隣接救済方式のみに適用できる。   When the hard macro is formed in the unit shown in the cell HM1, even if the redundant cell 22 shown in FIG. 2 is a shared repair method for repairing all the basic cells 21, the adjacent basic cells 21 shown in FIG. Alternatively, the present invention can be applied to any of the adjacent repair methods for repairing with the redundant cell 22. On the other hand, when the hard macro is formed in the unit shown in the cell HM2, it can be applied only to the adjacent repair method.

ハードマクロ化したセルHM1は、セレクト信号Sが’0’の時は通常のフリップフロップとして機能し、セレクト信号Sが’1’の時はクロック信号CLKに同期せずに入力された信号QIをそのまま出力する組み合わせ論理である。   The hard macro cell HM1 functions as a normal flip-flop when the select signal S is “0”, and receives the input signal QI without synchronizing with the clock signal CLK when the select signal S is “1”. This is combinational logic that is output as is.

一方、ハードマクロ化したセルHM2は、セレクト信号Sが2ビットで構成されており、セレクト信号S[1]が入力セレクト、セレクト信号S[0]が出力セレクトにそれぞれ対応している。そのため、セルHM2は、セレクト信号S[0]が’0’の時は通常のマルチプレクサフリップフロップとして機能し、セレクト信号S[0]が’1’の時はクロック信号CLKに同期せずに入力された信号QIをそのまま出力する組み合わせ論理である。なお、セルHM2は、セレクト信号S[1]が’0’の時は伝搬信号DA0が供給され、セレクト信号S[1]が’1’の時は伝搬信号D1が供給される。   On the other hand, in the hard macro cell HM2, the select signal S is composed of 2 bits, the select signal S [1] corresponds to the input select, and the select signal S [0] corresponds to the output select. Therefore, the cell HM2 functions as a normal multiplexer flip-flop when the select signal S [0] is “0”, and is input without being synchronized with the clock signal CLK when the select signal S [0] is “1”. This is combinational logic for outputting the processed signal QI as it is. The cell HM2 is supplied with the propagation signal DA0 when the select signal S [1] is “0”, and is supplied with the propagation signal D1 when the select signal S [1] is “1”.

また、図16に示すセルHM2は、実際のセレクト信号S[1:0]が00となることがあり得ない。つまり、図16に示すセルHM2は、救済無しの時には必ずセレクト信号S[1:0]が10となり、救済有りの時には必ずセレクト信号S[1:0]が01となる。そこで、上記の関係を利用してセルHM2は、図17に示すように構成できる。つまり、図17に示すセルHM2は、セレクタS1を制御する信号SDをインバータ170で反転し、信号SQとしてセレクタS2に供給することで当該セレクタS2を制御している。そのため、図17に示すセルHM2は、図16に示すセルHM2に比べて構成をコンパクト化できる。なお、図17に示す太線の経路が、セルHM2における救済無し時のデータ経路(信号SD=1,信号SQ=0,Q’の出力=D,Qの出力=D)で、破線の経路がフリップフロップU0故障時の救済有りのデータ経路(信号SD=0,信号SQ=1,Q’の出力=D’,Qの出力=QI)である。   Also, in the cell HM2 shown in FIG. 16, the actual select signal S [1: 0] cannot be 00. That is, in the cell HM2 shown in FIG. 16, the select signal S [1: 0] is always 10 when there is no relief, and the select signal S [1: 0] is always 01 when there is relief. Therefore, the cell HM2 can be configured as shown in FIG. 17 using the above relationship. That is, the cell HM2 shown in FIG. 17 controls the selector S2 by inverting the signal SD for controlling the selector S1 with the inverter 170 and supplying the inverted signal as the signal SQ to the selector S2. Therefore, the configuration of the cell HM2 illustrated in FIG. 17 can be reduced compared to the cell HM2 illustrated in FIG. 17 is a data path (signal SD = 1, signal SQ = 0, output of Q ′ = D, output of Q = D) when there is no relief in the cell HM2, and a broken line path is shown in FIG. This is a data path with relief when the flip-flop U0 fails (signal SD = 0, signal SQ = 1, Q ′ output = D ′, Q output = QI).

以上のように本実施の形態に係る半導体装置では、冗長救済に必須な構成をハードマクロ化することにより、集積度を高めて小エリアできることに加え、タイミングへの影響を最低限に抑えることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, by making the configuration essential for redundancy relief into a hard macro, in addition to increasing the degree of integration and reducing the area, the influence on timing can be minimized. it can.

(実施の形態12)
本実施の形態に係る半導体装置では、回路のテストを容易化するために使用されるスキャンフリップフロップと、当該スキャンフリップフロップの前段にデータ入力とスキャン入力とを切り換えるためのセレクタと、救済対象のスキャンセルを冗長セルに切り替えるためのセレクタとを保有する特徴を利用して、これらをハードマクロ化している。つまり、本実施の形態に係る半導体装置では、入出力切り替え機能付き冗長スキャンセルをコンパクトにハードマクロ化したハードマクロセルを備えている。
(Embodiment 12)
In the semiconductor device according to the present embodiment, a scan flip-flop used for facilitating circuit testing, a selector for switching data input and scan input before the scan flip-flop, a relief target By utilizing the feature of having a selector for switching the scan cell to a redundant cell, these are converted into a hard macro. That is, the semiconductor device according to the present embodiment includes a hard macro cell in which a redundant scan cell with an input / output switching function is compactly converted into a hard macro.

図18に、本実施の形態に係る半導体装置の回路構成を示す。図18に示す回路では、図14に示す回路構成のうち入力セレクタ23に替えてフリップフロップへの入力を切り換えるセレクタ231と、データ入力とスキャン入力とを切り換えるセレクタ232とを備えている。セレクタ232には、データ入力の伝搬信号DA0とスキャン入力の信号sc0とを切り換えるセレクタS01と、データ入力の伝搬信号DA1とスキャン入力の信号sc1とを切り換えるセレクタS02と、データ入力の伝搬信号DA2とスキャン入力の信号sc2とを切り換えるセレクタS03とがある。一方、セレクタ231には、外部信号とセレクタS01の出力信号とを切り換えるセレクタS11と、セレクタS01の出力信号とセレクタS02の出力信号とを切り換えるセレクタS12と、セレクタS02の出力信号とセレクタS03の出力信号とを切り換えるセレクタS13と、セレクタS03の出力信号と外部信号とを切り換えるセレクタS14とがある。   FIG. 18 shows a circuit configuration of the semiconductor device according to the present embodiment. The circuit shown in FIG. 18 includes a selector 231 that switches the input to the flip-flop in place of the input selector 23 in the circuit configuration shown in FIG. 14, and a selector 232 that switches between a data input and a scan input. The selector 232 includes a selector S01 that switches between a data input propagation signal DA0 and a scan input signal sc0, a selector S02 that switches between a data input propagation signal DA1 and a scan input signal sc1, and a data input propagation signal DA2. There is a selector S03 for switching the scan input signal sc2. On the other hand, the selector 231 includes a selector S11 that switches between an external signal and an output signal from the selector S01, a selector S12 that switches between an output signal from the selector S01 and an output signal from the selector S02, an output signal from the selector S02, and an output from the selector S03. There is a selector S13 that switches between signals, and a selector S14 that switches between the output signal of the selector S03 and an external signal.

さらに、図18に示す回路では、セレクタS02と、セレクタS12と、フリップフロップU1と、セレクタU6とを隣接救済方式に適用できるハードマクロセルHM3としてハードマクロ化している。そして、このハードマクロセルHM3は、以下のように動作する。まず、フリップフロップに故障がなく、セレクタS01〜S03がデータ入力を選択するノーマルモード(信号SM=0)の時は、図18に示す太線の経路がデータフローとなる。つまり、伝搬信号DA1をDピンで受けてフリップフロップU1に取り込み、Qピンを介して、次段の組合回路へ出力する経路が伝搬信号DA1のデータフローである。この時、SMピンに入力される信号(信号SM)は0、SDピンに入力される信号(信号SD)は1、SQピンに入力される信号(信号SQ)は0とすることでクロック信号がriseの場合にフリップフロップU1が伝搬信号DA1を取り込みQピン及びQ’ピンから出力される信号がDピンに入力され信号(伝搬信号DA1)となる。   Further, in the circuit shown in FIG. 18, the selector S02, the selector S12, the flip-flop U1, and the selector U6 are implemented as a hard macro as the hard macro cell HM3 that can be applied to the adjacent relief system. The hard macro cell HM3 operates as follows. First, in the normal mode (signal SM = 0) in which there is no failure in the flip-flop and the selectors S01 to S03 select the data input, the bold path shown in FIG. 18 is the data flow. In other words, the path for receiving the propagation signal DA1 at the D pin, taking it into the flip-flop U1, and outputting it to the next combination circuit via the Q pin is the data flow of the propagation signal DA1. At this time, the signal (signal SM) input to the SM pin is 0, the signal (signal SD) input to the SD pin is 1, and the signal (signal SQ) input to the SQ pin is 0, so that the clock signal Is Rise, the flip-flop U1 takes in the propagation signal DA1 and the signal output from the Q pin and the Q ′ pin is input to the D pin to become a signal (propagation signal DA1).

一方、フリップフロップU0が故障し、セレクタS01〜S03がデータ入力を選択するノーマルモード(信号SM=0)の時は、図18に示す破線の経路が救済データフローとなる。つまり、伝搬信号DA0をD’ピンで受けてフリップフロップU1に取り込み、Q’ピンを介して、次段の組合回路へ出力する経路が伝搬信号DA0の救済データフローである。この時、SMピンに入力される信号(信号SM)は0、SDピンに入力される信号(信号SD)は0、SQピンに入力される信号(信号SQ)は1とすることでクロック信号がriseの場合にフリップフロップU1が伝搬信号DA0を取り込みQ’ピンから出力される信号がD’ピンに入力され信号(伝搬信号DA0)となる。なお、この時、Qピンから出力される信号はQIピンに入力され信号(信号QI)となる。   On the other hand, in the normal mode (signal SM = 0) in which the flip-flop U0 fails and the selectors S01 to S03 select the data input, the broken line path shown in FIG. 18 is the relief data flow. In other words, the path for receiving the propagation signal DA0 at the D 'pin, fetching it into the flip-flop U1, and outputting it to the next combination circuit via the Q' pin is the relief data flow of the propagation signal DA0. At this time, the signal (signal SM) input to the SM pin is 0, the signal (signal SD) input to the SD pin is 0, and the signal (signal SQ) input to the SQ pin is 1, so that the clock signal Is Rise, the flip-flop U1 takes in the propagation signal DA0 and the signal output from the Q ′ pin is input to the D ′ pin to become a signal (propagation signal DA0). At this time, the signal output from the Q pin is input to the QI pin and becomes a signal (signal QI).

次に、セレクタS01〜S03がスキャン入力を選択するスキャンモード(信号SM=1)の時の動作について、図19を用いて説明する。まず、フリップフロップに故障がなく、セレクタS01〜S03がデータ入力を選択するスキャンモード(信号SM=1)の時は、図19に示す太線の経路がスキャンフローとなる。つまり、SIピンで前段のスキャンアウトsc1の信号(信号SI)を受けてフリップフロップU1に取り込み、Qピンを介してスキャンアウトsc2から次段へ出力する経路がスキャンフローである。この時、SMピンに入力される信号(信号SM)は1、SDピンに入力される信号(信号SD)は1、SQピンに入力される信号(信号SQ)は0とすることでクロック信号がriseの場合にフリップフロップU1が信号SIを取り込みQピン及びQ’ピンから出力される信号が信号SIとなる。   Next, the operation in the scan mode (signal SM = 1) in which the selectors S01 to S03 select the scan input will be described with reference to FIG. First, when there is no failure in the flip-flop and the selectors S01 to S03 are in the scan mode (signal SM = 1) for selecting data input, the bold path shown in FIG. 19 is the scan flow. In other words, the scan flow is a path that receives the signal (signal SI) of the previous scanout sc1 at the SI pin, takes it into the flip-flop U1, and outputs it from the scanout sc2 to the next stage via the Q pin. At this time, the signal (signal SM) input to the SM pin is 1, the signal (signal SD) input to the SD pin is 1, and the signal (signal SQ) input to the SQ pin is 0, so that the clock signal Is Rise, the flip-flop U1 takes in the signal SI and the signal output from the Q pin and the Q ′ pin becomes the signal SI.

一方、フリップフロップU0が故障し、セレクタS01〜S03がデータ入力を選択するスキャンモード(信号SM=1)の時は、図19に示す破線の経路が救済スキャンフローとなる。つまり、D’ピンで前段のスキャンアウトsc0の信号(信号D’)を受けてフリップフロップU1に取り込み、Q’ピンを介してスキャンアウトsc1から次段へ出力する経路が救済スキャンフローである。この時、SMピンに入力される信号(信号SM)は1、SDピンに入力される信号(信号SD)は0、SQピンに入力される信号(信号SQ)は1とすることでクロック信号がriseの場合にフリップフロップU1が信号D’を取り込みQ’ピンから出力される信号が信号D’となる。なお、この時、Qピンから出力される信号はQIピンに入力され信号(信号QI)となる。   On the other hand, in the scan mode (signal SM = 1) in which the flip-flop U0 fails and the selectors S01 to S03 select the data input, the broken line path shown in FIG. 19 is the relief scan flow. That is, the path for receiving the signal (signal D ′) of the previous scanout sc0 at the D ′ pin and fetching it into the flip-flop U1 and outputting from the scanout sc1 to the next stage via the Q ′ pin is the relief scan flow. At this time, the signal (signal SM) input to the SM pin is 1, the signal (signal SD) input to the SD pin is 0, and the signal (signal SQ) input to the SQ pin is 1, so that the clock signal Is Rise, the flip-flop U1 takes in the signal D 'and the signal output from the Q' pin becomes the signal D '. At this time, the signal output from the Q pin is input to the QI pin and becomes a signal (signal QI).

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置では、冗長セル25に切り換えるためのセレクタ231,24とスキャン動作に切り換えるためのセレクタ232とを融合してハードマクロ化することで小面積化し、エリアペナルティを低減させることができ、製造コストを抑えることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, the area is reduced by integrating the selectors 231 and 24 for switching to the redundant cell 25 and the selector 232 for switching to the scan operation into a hard macro, The area penalty can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.

なお、本発明に係る半導体装置においてハードマクロ化する回路構成は、図18や図19に示す回路構成に限られず、他の実施の形態で説明した回路構成についても適用できる。   Note that the circuit configuration that forms a hard macro in the semiconductor device according to the present invention is not limited to the circuit configuration illustrated in FIGS. 18 and 19, and can be applied to the circuit configurations described in other embodiments.

(実施の形態13)
本実施の形態に係る半導体装置に用いられるハードマクロ化した冗長救済の基本回路を図20(a)に、その真理値表を図20(b)にそれぞれ示す。図20(a)に示すハードマクロ化した冗長救済の基本回路には、フリップフロップURを隣接救済方式で救済するためにセレクタUSM.USD,USQを備えている。セレクタUSMは、SMピンに入力される信号(信号SM)に基づき、Dピンから入力される信号(信号D)と、SIピンから入力される信号(信号SI)とを切り換える。また、セレクタUSDは、SDピンに入力される信号(信号SD)に基づき、セレクタUSMの出力信号(信号D又は信号SI)と、隣接回路のセレクタUSMから出力される信号(信号RDI)とを切り換える。なお、セレクタUSMの出力信号(信号D又は信号SI)は、隣接回路のセレクタUSDに対する信号RDOとしても出力される。
(Embodiment 13)
FIG. 20A shows a hard-redundant redundancy relief basic circuit used in the semiconductor device according to the present embodiment, and FIG. 20B shows a truth table thereof. The basic circuit for redundant repair made into a hard macro shown in FIG. 20A includes a selector USM.1 for repairing the flip-flop UR by the adjacent repair system. It has USD and USQ. The selector USM switches between a signal (signal D) input from the D pin and a signal (signal SI) input from the SI pin based on the signal (signal SM) input to the SM pin. Further, the selector USD outputs an output signal (signal D or signal SI) of the selector USM and a signal (signal RDI) output from the selector USM of the adjacent circuit based on a signal (signal SD) input to the SD pin. Switch. Note that the output signal (signal D or signal SI) of the selector USM is also output as a signal RDO for the selector USD of the adjacent circuit.

さらに、セレクタUSMの出力信号(信号D,信号SI又は信号RDI)フリップフロップURで処理され、セレクタUSQに出力される。なお、フリップフロップURの出力信号は、隣接回路のセレクタUSQに対する信号RQOとしても出力される。また、セレクタUSQは、SQピンに入力される信号(信号SQ)に基づき、フリップフロップURの出力信号と、隣接回路のフリップフロップURから出力される信号(信号RQI)とを切り換え、Qピンから信号Qとして出力される。   Further, the output signal (signal D, signal SI or signal RDI) of the selector USM is processed by the flip-flop UR and output to the selector USQ. The output signal of the flip-flop UR is also output as a signal RQO for the selector USQ of the adjacent circuit. The selector USQ switches between the output signal of the flip-flop UR and the signal (signal RQI) output from the flip-flop UR of the adjacent circuit based on the signal (signal SQ) input to the SQ pin, and from the Q pin. Output as signal Q.

次に、図20(a)に示す回路の動作を、図20(b)に示す真理値を用いて具体的に説明する。まず、信号SM=0のノーマルモードの場合、信号SI=0及び信号SQ=0とすると信号Q=信号RDIとなり、信号SI=0及び信号SQ=1とすると信号Q=信号RQIとなり、信号SI=1及び信号SQ=0とすると信号Q=信号Dとなり、信号SI=1及び信号SQ=1とすると信号Q=信号RQIとなる。一方、信号SM=1のスキャンモードの場合、信号SI=0及び信号SQ=0とすると信号Q=信号RDIとなり、信号SI=0及び信号SQ=1とすると信号Q=信号RQIとなり、信号SI=1及び信号SQ=0とすると信号Q=信号SIとなり、信号SI=1及び信号SQ=1とすると信号Q=信号RQIとなる。なお、信号SMがいずれのモードであっても、フリップフロップURに入力されるクロック信号はriseであるものとする。このように、図20(a)に示す回路では、信号SI及び信号SQを制御することで、自身の回路に入力された信号(信号D,信号SI)と隣接回路からの信号(信号RDI,信号RQI)とを切り換えるQピンから出力できるように経路を選択できる。なお、図20(a)に示す回路では、セレクタUSM.USD,USQの一部をスキャンモード時と共用することで、冗長救済に要する回路の重複を軽減している。   Next, the operation of the circuit shown in FIG. 20A will be specifically described using the truth values shown in FIG. First, in the normal mode of the signal SM = 0, when the signal SI = 0 and the signal SQ = 0, the signal Q = the signal RDI, when the signal SI = 0 and the signal SQ = 1, the signal Q = the signal RQI, and the signal SI = 1 and signal SQ = 0, signal Q = signal D, and signal SI = 1 and signal SQ = 1, signal Q = signal RQI. On the other hand, in the scan mode with the signal SM = 1, when the signal SI = 0 and the signal SQ = 0, the signal Q = the signal RDI, and when the signal SI = 0 and the signal SQ = 1, the signal Q = the signal RQI, and the signal SI = 1 and signal SQ = 0, signal Q = signal SI, and signal SI = 1 and signal SQ = 1, signal Q = signal RQI. It is assumed that the clock signal input to the flip-flop UR is rise regardless of the mode of the signal SM. In this way, in the circuit shown in FIG. 20A, by controlling the signal SI and the signal SQ, the signal (signal D, signal SI) input to its own circuit and the signal from the adjacent circuit (signal RDI, The path can be selected so that the signal can be output from the Q pin that switches between the signal RQI). In the circuit shown in FIG. 20A, the selector USM. By sharing a part of USD and USQ with those in the scan mode, circuit duplication required for redundancy relief is reduced.

次に、図20(a)に示したハードマクロ化した回路を複数用いて構成される、本実施の形態に係る半導体装置の回路を図21に示す。図21に示す回路では、図20(a)に示したハードマクロ化した回路HMを3つ有し、救済対象となる基本セル21のフリップフロップU0,U1,U2と同一の構成を有する冗長セル22のフリップフロップU3とをまとめて救済対象グループ25としている。なお、図20(a)に示すセレクタUSMが、図21でのセレクタ232に対応し、データ入力の伝搬信号DA0とスキャン入力の信号sc0とを切り換えるセレクタS01と、データ入力の伝搬信号DA1とスキャン入力の信号sc1とを切り換えるセレクタS02と、データ入力の伝搬信号DA2とスキャン入力の信号sc2とを切り換えるセレクタS03とがある。   Next, FIG. 21 shows a circuit of the semiconductor device according to the present embodiment configured by using a plurality of hard macro circuits shown in FIG. The circuit shown in FIG. 21 has three hard macro circuits HM shown in FIG. 20A, and has the same configuration as the flip-flops U0, U1, U2 of the basic cell 21 to be repaired. The 22 flip-flops U3 are collectively set as a relief target group 25. The selector USM shown in FIG. 20A corresponds to the selector 232 in FIG. 21, and a selector S01 that switches between the data input propagation signal DA0 and the scan input signal sc0, and the data input propagation signal DA1 and the scan. There is a selector S02 that switches between the input signal sc1 and a selector S03 that switches between the data input propagation signal DA2 and the scan input signal sc2.

また、図20(a)に示すセレクタUSDが、図21でのセレクタ231に対応し、外部信号RDIとセレクタS01の出力信号とを切り換えるセレクタS11と、外部信号RDIとセレクタS02の出力信号とを切り換えるセレクタS12と、外部信号RDIとセレクタS03の出力信号とを切り換えるセレクタS13とがある。ここで、外部信号RDIは、ハードマクロ化した回路HMを3が隣接する場合には隣接する回路HMの信号RDOであり、存在しない場合には任意の信号が当該回路外から入力された信号である。   The selector USD shown in FIG. 20A corresponds to the selector 231 in FIG. 21, and selects the selector S11 that switches between the external signal RDI and the output signal of the selector S01, and the external signal RDI and the output signal of the selector S02. There is a selector S12 for switching, and a selector S13 for switching between the external signal RDI and the output signal of the selector S03. Here, the external signal RDI is a signal RDO of the adjacent circuit HM when the hard macro 3 is adjacent to the circuit HM, and an arbitrary signal is a signal input from outside the circuit when it does not exist. is there.

さらに、図20(a)に示すセレクタUSQが、図21でのセレクタ24に対応し、外部信号RQIとフリップフロップU0の出力信号とを切り換えるセレクタU5と、外部信号RQIとフリップフロップU1の出力信号とを切り換えるセレクタU6と、外部信号RQIとフリップフロップU2の出力信号とを切り換えるセレクタU7とがある。ここで、外部信号RQIは、隣接する回路HMの信号RQO又はフリップフロップの出力信号である。   Furthermore, the selector USQ shown in FIG. 20A corresponds to the selector 24 in FIG. 21, and a selector U5 for switching between the external signal RQI and the output signal of the flip-flop U0, the external signal RQI and the output signal of the flip-flop U1. And a selector U7 for switching between the external signal RQI and the output signal of the flip-flop U2. Here, the external signal RQI is the signal RQO of the adjacent circuit HM or the output signal of the flip-flop.

次に、図21に示す回路の動作について説明する。まず、フリップフロップU0〜U2に故障がなく、セレクタS01〜S03がデータ入力を選択するノーマルモード(信号SM=0)の時、伝搬信号DA1の経路が図21に示す太線の経路(データフロー)となる。つまり、伝搬信号DA1をDピンで受けてフリップフロップU1に取り込み、Qピンを介して、次段の組合回路へ出力する経路が伝搬信号DA1のデータフローである。この時、SMピンに入力される信号(信号SM)は0、SDピンに入力される信号(信号SD)は1、SQピンに入力される信号(信号SQ)は0とすることでクロック信号がriseの場合にフリップフロップU1が伝搬信号DA1を取り込みQピンから出力される信号がDピンに入力され信号(伝搬信号DA1)となる。   Next, the operation of the circuit shown in FIG. 21 will be described. First, in the normal mode (signal SM = 0) in which the flip-flops U0 to U2 have no failure and the selectors S01 to S03 select the data input, the path of the propagation signal DA1 is the thick line path (data flow) shown in FIG. It becomes. In other words, the path for receiving the propagation signal DA1 at the D pin, taking it into the flip-flop U1, and outputting it to the next combination circuit via the Q pin is the data flow of the propagation signal DA1. At this time, the signal (signal SM) input to the SM pin is 0, the signal (signal SD) input to the SD pin is 1, and the signal (signal SQ) input to the SQ pin is 0, so that the clock signal Is Rise, the flip-flop U1 takes in the propagation signal DA1 and the signal output from the Q pin is input to the D pin and becomes a signal (propagation signal DA1).

一方、フリップフロップU0が故障し、セレクタS01〜S03がデータ入力を選択するノーマルモード(信号SM=0)の時は、伝搬信号DA0の経路が図21に示す破線の経路(救済データフロー)となる。つまり、セレクタS12を切り換えて伝搬信号DA0を信号RDIとしてフリップフロップU1に取り込み、セレクタU5を介して、次段の組合回路へ出力する経路が伝搬信号DA0の救済データフローである。この時、SMピンに入力される信号(信号SM)は0、SDピンに入力される信号(信号SD)は0、SQピンに入力される信号(信号SQ)は1とすることでクロック信号がriseの場合にフリップフロップU1が伝搬信号DA0を取り込みセレクタU5から出力される信号がセレクタS01に入力され信号(伝搬信号DA0)となる。なお、この時、セレクタU6から出力される信号がフリップフロップU2の出力信号、セレクタU7から出力される信号がフリップフロップU3の出力信号となり、故障しているフリップフロップU0を経由する信号は存在しない。   On the other hand, in the normal mode (signal SM = 0) in which the flip-flop U0 fails and the selectors S01 to S03 select data input, the path of the propagation signal DA0 is the broken line path (relief data flow) shown in FIG. Become. That is, the selector S12 is switched to take the propagation signal DA0 into the flip-flop U1 as the signal RDI and output to the next combination circuit through the selector U5 is the relief data flow of the propagation signal DA0. At this time, the signal (signal SM) input to the SM pin is 0, the signal (signal SD) input to the SD pin is 0, and the signal (signal SQ) input to the SQ pin is 1, so that the clock signal Is Rise, the flip-flop U1 takes in the propagation signal DA0 and the signal output from the selector U5 is input to the selector S01 and becomes a signal (propagation signal DA0). At this time, the signal output from the selector U6 is the output signal of the flip-flop U2, the signal output from the selector U7 is the output signal of the flip-flop U3, and there is no signal passing through the failed flip-flop U0. .

次に、セレクタS01〜S03がスキャン入力を選択するスキャンモード(信号SM=1)の時の動作について、図22を用いて説明する。まず、フリップフロップU0〜U2に故障がなく、セレクタS01〜S03がデータ入力を選択するスキャンモード(信号SM=1)の時、前段のスキャンアウトsc1の信号の経路が図22に示す太線の経路(スキャンフロー)となる。つまり、SIピンで前段のスキャンアウトsc1の信号(信号SI)を受けてフリップフロップU1に取り込み、Qピンを介してスキャンアウトsc2から次段へ出力する経路がスキャンフローである。この時、SMピンに入力される信号(信号SM)は1、SDピンに入力される信号(信号SD)は1、SQピンに入力される信号(信号SQ)は0とすることでクロック信号がriseの場合にフリップフロップU1が信号SIを取り込みQピンから出力する信号が次段の信号SIとなる。   Next, the operation in the scan mode (signal SM = 1) in which the selectors S01 to S03 select the scan input will be described with reference to FIG. First, when there is no failure in the flip-flops U0 to U2 and the selectors S01 to S03 are in the scan mode (signal SM = 1) to select the data input, the signal path of the scan-out sc1 in the previous stage is the thick line path shown in FIG. (Scan flow). That is, the scan flow is a path that receives the signal (signal SI) of the previous scan-out sc1 at the SI pin, takes it into the flip-flop U1, and outputs it from the scan-out sc2 to the next stage via the Q pin. At this time, the signal (signal SM) input to the SM pin is 1, the signal (signal SD) input to the SD pin is 1, and the signal (signal SQ) input to the SQ pin is 0, so that the clock signal Is Rise, the signal that the flip-flop U1 takes in the signal SI and outputs from the Q pin becomes the signal SI of the next stage.

一方、フリップフロップU0が故障し、セレクタS01〜S03がデータ入力を選択するスキャンモード(信号SM=1)の時、前段のスキャンアウトsc0の信号の経路が図22に示す破線の経路(救済スキャンフロー)となる。つまり、セレクタS01で受けた前段のスキャンアウトsc0の信号をフリップフロップU1に取り込み、セレクタU5を介してスキャンアウトsc1から次段へ出力する経路が救済スキャンフローである。この時、SMピンに入力される信号(信号SM)は1、SDピンに入力される信号(信号SD)は0、SQピンに入力される信号(信号SQ)は1とすることでクロック信号がriseの場合にフリップフロップU1がセレクタS01の出力信号を取り込みセレクタU5から出力される信号が前段のスキャンアウトsc0の信号となる。なお、この時、セレクタU6から出力される信号がフリップフロップU2の出力信号、セレクタU7から出力される信号がフリップフロップU3の出力信号となり、故障しているフリップフロップU0を経由する信号は存在しない。   On the other hand, in the scan mode (signal SM = 1) in which the flip-flop U0 fails and the selectors S01 to S03 select the data input, the signal path of the scan-out sc0 in the previous stage is a broken-line path (relief scan) shown in FIG. Flow). In other words, the relief scan flow is a path in which the signal of the previous scan-out sc0 received by the selector S01 is taken into the flip-flop U1 and output from the scan-out sc1 to the next stage via the selector U5. At this time, the signal (signal SM) input to the SM pin is 1, the signal (signal SD) input to the SD pin is 0, and the signal (signal SQ) input to the SQ pin is 1, so that the clock signal Is Rise, the flip-flop U1 takes in the output signal of the selector S01 and the signal output from the selector U5 becomes the signal of the scan-out sc0 in the previous stage. At this time, the signal output from the selector U6 is the output signal of the flip-flop U2, the signal output from the selector U7 is the output signal of the flip-flop U3, and there is no signal passing through the failed flip-flop U0. .

以上のように、本実施の形態に係る半導体装置では、セレクタの一部をスキャンモード時と共用することで、エリアペナルティを低減させることができ、製造コストを抑えることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, by sharing a part of the selector with that in the scan mode, the area penalty can be reduced and the manufacturing cost can be suppressed.

(実施の形態14)
本実施の形態に係る半導体装置では、救済対象グループ25又は冗長セル22のデザインルールを他の部分のデザインルールより緩和(集積度を高めるようにデザインルールを変更)することで、回路全体の面積を圧縮し、結果的にロジック冗長救済による面積の増加を低減する。救済対象グループ25又は冗長セル22を図21のハードマクロであると仮定した場合、ハードマクロ内のフリップフロップに対するデザインルールを他の部分のデザインルールより緩和させて集積度をより高めることで、回路全体の面積を圧縮することができる。
(Embodiment 14)
In the semiconductor device according to the present embodiment, the area of the entire circuit is reduced by relaxing the design rule of the relief target group 25 or the redundant cell 22 from the design rule of other parts (changing the design rule so as to increase the degree of integration). As a result, an increase in area due to logic redundancy relief is reduced. When it is assumed that the repair target group 25 or the redundant cell 22 is the hard macro of FIG. 21, the design rule for the flip-flop in the hard macro is relaxed from the design rule of the other part to increase the degree of integration. The entire area can be compressed.

具体的に、救済対象グループ25又は冗長セル22に適用するデザインルールを説明する。図23に、デザインルールの緩和例を示す。図23に示すレイアウトでは、他の部分のデザインルールより緩和したデザインルールを適用することで、回路面積を圧縮している。通常、デザインルールには、リソグラフィやOPC(Optical Proximity Correction)を考慮したマージンが課せられているが、本実施の形態に係る救済対象グループ25又は冗長セル22に適用するデザインルールは、欠陥密度が増加することを許容したり、セルレイアウトに一部制約を課したりすることで、マージンが課せられている箇所を減らし例えばSRAM並みのデザインルールまで緩和する(以下、Pushルールと示す)ことで集積度を高めている。   Specifically, a design rule applied to the repair target group 25 or the redundant cell 22 will be described. FIG. 23 shows an example of design rule relaxation. In the layout shown in FIG. 23, the circuit area is reduced by applying design rules that are more relaxed than the design rules of other portions. Normally, a margin considering the lithography and OPC (Optical Proximity Correction) is imposed on the design rule. However, the design rule applied to the repair target group 25 or the redundant cell 22 according to the present embodiment has a defect density. By allowing the increase or by imposing some restrictions on the cell layout, the number of places where the margin is imposed is reduced, and for example, the design rule is reduced to that of an SRAM (hereinafter referred to as the Push rule). The degree of integration is increased.

Pushルールとして、図23の矢印Aに示すコンタクトホールCO間あるいはビアV間の突き合わせ距離、矢印Bに示す金属配線M1,M2間のスペース量、矢印Cに示すポリシリコン配線P間のスペース量を詰めることで、セル幅を小さくする。本実施の形態に係る救済対象グループ25又は冗長セル22に適用するデザインルールでは、当該箇所のルールを他の部分のデザインルールに比べ10%程度低減する。また、半導体装置において、回路占有面積に影響を与えるのは基本的にセルの行方向(隣にセルが並べられる方向)である。従って、図23の矢印Dに示すPMOSとNMOSとの間のスペース量や、矢印Eに示すP型拡散層PDからのポリシリコン配線Pの突き出し量や、矢印Eと同様にN型拡散層NDからのポリシリコン配線Pの突き出し量も考えられるが、これらのルールはセル高に影響を与える部分なので、直接チップ面積低減には反映されない。   As a Push rule, a contact distance between contact holes CO or vias V indicated by an arrow A in FIG. 23, a space amount between metal wirings M1 and M2 indicated by an arrow B, and a space amount between polysilicon wirings P indicated by an arrow C are as follows. The cell width is reduced by packing. In the design rule applied to the relief target group 25 or the redundant cell 22 according to the present embodiment, the rule at that location is reduced by about 10% compared to the design rule of other portions. Further, in the semiconductor device, it is basically the cell row direction (direction in which cells are arranged next to each other) that affects the circuit occupation area. Accordingly, the amount of space between the PMOS and NMOS indicated by the arrow D in FIG. 23, the amount of protrusion of the polysilicon wiring P from the P-type diffusion layer PD indicated by the arrow E, and the N-type diffusion layer ND as in the arrow E Although the protruding amount of the polysilicon wiring P can be considered, these rules are portions that affect the cell height and are not directly reflected in the reduction of the chip area.

以上のように。本実施の形態に係る救済対象グループ25又は冗長セル22では、適用するデザインルールを他の部分に適用するデザインルールよりも緩和(例えば、フリップフロップに対するデザインルールをSRAM並みのデザインルールにして集積度を高める)して、回路の占有面積を低減させることができ、ウェハあたりのロジック冗長救済機構を含むチップ数を増加させることができる。しかも、本実施の形態のように緩和したデザインルールで設計したロジック回路は、単一不良であれば欠陥密度が増加したとしても本救済機構により救済できるため、本実施の形態に係る半導体装置は不良チップが増加することは無く、良品チップの増加につながり、ウェハ製造コストを低減することができる。なお、本実施の形態に係る救済対象グループ25又は冗長セル22に適用するデザインルールの緩和は、同様に他の実施の形態の構成にも適用できる。   As above. In the relief target group 25 or the redundant cell 22 according to the present embodiment, the design rule to be applied is more relaxed than the design rule to be applied to other parts (for example, the design rule for the flip-flop is changed to a design rule similar to that of an SRAM) The area occupied by the circuit can be reduced, and the number of chips including the logic redundancy relief mechanism per wafer can be increased. In addition, since the logic circuit designed with the relaxed design rule as in this embodiment can be relieved by this relief mechanism even if the defect density is increased if it is a single defect, the semiconductor device according to this embodiment The number of defective chips does not increase, leading to an increase in non-defective chips, and the wafer manufacturing cost can be reduced. Note that the relaxation of the design rule applied to the repair target group 25 or the redundant cell 22 according to the present embodiment can be similarly applied to the configurations of the other embodiments.

(実施の形態15)
本実施の形態では、実施の形態1乃至13で述べた半導体装置に用いる設計フローについて説明する。図24に、本実施の形態に係る設計フローを示す。なお、図24に示す設計フローでは、ロジック領域中のフリップフロップを救済対象にする場合を仮定する。
(Embodiment 15)
In this embodiment mode, a design flow used for the semiconductor device described in Embodiment Modes 1 to 13 is described. FIG. 24 shows a design flow according to the present embodiment. In the design flow shown in FIG. 24, it is assumed that flip-flops in the logic area are to be repaired.

まず、ステップS1では、救済対象のフリップフロップを含むロジック領域の論理合成を行う。一般的な論理合成では、フリップフロップがスキャンフリップフロップに変換されることを想定し、その置換分の遅延差をあらかじめ考慮して合成が行われる。そのため、本実施の形態のようにフリップフロップを救済対象とする場合、スキャンフリップフロップの代わりに図21等で示した冗長セル22のフリップフロップを使用することが考えられるため、ステップS1の論理合成では当該置換分の遅延差をあらかじめ考慮して論理合成を行う必要がある。   First, in step S1, logic synthesis of a logic area including a flip-flop to be repaired is performed. In general logic synthesis, assuming that a flip-flop is converted to a scan flip-flop, synthesis is performed in consideration of a delay difference for the replacement. Therefore, when flip-flops are to be repaired as in this embodiment, it is conceivable to use the flip-flops of the redundant cells 22 shown in FIG. 21 and the like instead of the scan flip-flops. Then, it is necessary to perform logic synthesis in consideration of the delay difference for the replacement.

次に、ステップS2では、論理合成後のネットリストに対して、ロジック領域に含まれるフリップフロップに対して冗長救済用のフリップフロップを設けて救済対象グループを形成する。なお、フリップフロップには、スキャンフリップフロップも含む。   Next, in step S2, a relief target group is formed by providing a redundancy relief flip-flop for the flip-flop included in the logic area for the netlist after logic synthesis. Note that the flip-flop includes a scan flip-flop.

次に、ステップS3では、冗長救済時にタイミング不整合が発生しないように救済対象グループがなるべく近くに配置されるように配置・配線処理を行う。ステップS3では、冗長救済目的のために新たに発生した配線長も最小限に抑える。   Next, in step S3, placement / wiring processing is performed so that the repair target group is placed as close as possible so that timing mismatch does not occur during redundancy repair. In step S3, the newly generated wiring length for the purpose of redundancy relief is also minimized.

次に、ステップS4では、ロジック回路に対して通常行われているスキャンテストを行う。当該テストで、故障したセルに対してステップS5で故障解析を行う。ステップS5での行った故障解析により、故障したセルの種類と場所を特定する。   Next, in step S4, a normal scan test is performed on the logic circuit. In the test, failure analysis is performed on the failed cell in step S5. The type and location of the failed cell are specified by the failure analysis performed in step S5.

ステップS6では、ステップS5で特定した故障セルの種類に基づき、当該故障セルがフリップフロップであるか否かを判定する。すわなち、ステップS6では、故障セルが救済対象であるフリップフロップでなければ、救済不可能であるため不良チップと判断し、故障セルが救済対象グループに含まれるフリップフロップであれば救済のためにステップS7に進む。   In step S6, based on the type of the failed cell specified in step S5, it is determined whether or not the failed cell is a flip-flop. In other words, in step S6, if the failure cell is not a flip-flop that is a repair target, it cannot be repaired, so it is determined as a defective chip. If the fault cell is a flip-flop included in the repair target group, the repair is performed. Proceed to step S7.

ステップS7では、故障セルの場所を救済プログラムとしてフラッシュメモリに書き込むか、故障セルの場所に対応するヒューズを切断することによって、セレクタの制御信号に接続されているレジスタを固定する。ステップS7で固定化されたレジスタに基づき、セレクタを制御することで、フリップフロップを冗長救済する(ステップS8)。ステップS8における具体的な救済方法は、実施の形態1乃至13に述べた方法を用いて行う。   In step S7, the register connected to the control signal of the selector is fixed by writing the location of the failed cell in the flash memory as a relief program or by cutting the fuse corresponding to the location of the failed cell. The flip-flop is redundantly repaired by controlling the selector based on the register fixed in step S7 (step S8). A specific relief method in step S8 is performed using the method described in the first to thirteenth embodiments.

以上のように、本実施の形態に係る設計フローを用いることにより、ロジック領域に含まれるフリップフロップを確実に救済できるため、良品数あたりのウェハ製造コストを低く抑えることができる。また、本実施の形態に係る設計フローは、非常にシンプルであるため、設計のTAT(Turn Around Time)へのオーバーヘッドもほとんどない。   As described above, by using the design flow according to the present embodiment, the flip-flops included in the logic area can be reliably relieved, so that the wafer manufacturing cost per good product can be kept low. Also, the design flow according to the present embodiment is very simple, so there is almost no overhead to TAT (Turn Around Time) of the design.

(実施の形態16)
実施の形態15のステップS1では、スキャンフリップフロップを冗長フリップフロップに置換するため、その置換分の遅延差をあらかじめ考慮して論理合成を行うことを説明した。このように、置換分の遅延差をあらかじめ考慮して論理合成した場合、ロジック回路の速度性能は、僅かではあるが劣化する。
(Embodiment 16)
In step S1 of the fifteenth embodiment, in order to replace the scan flip-flop with the redundant flip-flop, it has been described that the logic synthesis is performed in consideration of the delay difference for the replacement. As described above, when logic synthesis is performed in consideration of the delay difference for replacement in advance, the speed performance of the logic circuit is slightly deteriorated.

そこで、本実施の形態の設計フローにおけるステップS1では、スキャンフリップフロップを冗長救済のフリップフロップに置換する際、置換分の遅延差にタイミングマージンのないスキャンフリップフロップについては冗長救済のフリップフロップに置換しないことで、ロジック回路の速度性能を劣化させずにウェハあたりの良品数を増加させることができる。   Therefore, in step S1 in the design flow of the present embodiment, when a scan flip-flop is replaced with a redundant relief flip-flop, a scan flip-flop having no timing margin in the replacement delay difference is replaced with a redundant relief flip-flop. By not doing so, the number of non-defective products per wafer can be increased without degrading the speed performance of the logic circuit.

例えば、スキャンフリップフロップを冗長救済のフリップフロップに置換する際に生じる置換分の遅延差が2ns以上となるスキャンフリップフロップや、あるデザインのスキャンフリップフロップのタイミングスラック分布が図25に示されているような場合において2nsのタイミングスラックを持たないスキャンフリップフロップは、冗長救済のフリップフロップに置換しない。図25に示されているタイミングスラック分布において、2nsのタイミングスラックを持たないスキャンフリップフロップは、0.006%であり、このスキャンフリップフロップ以外のスキャンフリップフロップについては冗長救済のフリップフロップに置換する。   For example, FIG. 25 shows the timing slack distribution of a scan flip-flop in which the delay difference for replacement generated when replacing the scan flip-flop with a redundancy relief flip-flop is 2 ns or more, or a scan flip-flop of a certain design. In such a case, the scan flip-flop having no 2 ns timing slack is not replaced with a redundancy relief flip-flop. In the timing slack distribution shown in FIG. 25, the scan flip-flop having no 2 ns timing slack is 0.006%, and a scan flip-flop other than this scan flip-flop is replaced with a redundant relief flip-flop. .

なお、本実施の形態に係る設計フローは、ステップS1以外は、実施の形態15と同じであるので、詳細な説明は省略する。   Since the design flow according to the present embodiment is the same as that of the fifteenth embodiment except for step S1, detailed description thereof is omitted.

以上のように、本実施の形態に係る設計フローでは、所定の置換分の遅延差を有するスキャンフリップフロップや、所定のタイミングスラックを持たないスキャンフリップフロップのようなタイミングクリティカルなスキャンフリップフロップ(所定のタイミング条件を有しないスキャンフリップフロップ)を冗長救済の対象としないことで、製品性能を劣化させることなく、ウェハあたりの良品数を増加させることができる。   As described above, in the design flow according to the present embodiment, a timing critical scan flip-flop such as a scan flip-flop having a predetermined delay difference or a scan flip-flop having no predetermined timing slack (predetermined Therefore, the number of non-defective products per wafer can be increased without deteriorating the product performance.

本発明の実施の形態1に係る半導体装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a redundant relief configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施の形態1に係る半導体装置の冗長救済の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the redundant relief of the semiconductor device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体装置のセレクタを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the selector of the semiconductor device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る別の半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of another semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る別の半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of another semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device which concerns on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device which concerns on Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態7に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device which concerns on Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施の形態8に係る半導体装置の冗長セルを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the redundant cell of the semiconductor device which concerns on Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態10に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device concerning Embodiment 10 of this invention. 本発明の実施の形態10に係る半導体装置の冗長救済の経路を示す図である。It is a figure which shows the path | route of the redundant relief of the semiconductor device based on Embodiment 10 of this invention. 本発明の実施の形態11に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device concerning Embodiment 11 of this invention. 本発明の実施の形態11に係る別の半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of another semiconductor device based on Embodiment 11 of this invention. 本発明の実施の形態12に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device concerning Embodiment 12 of this invention. 本発明の実施の形態12に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device concerning Embodiment 12 of this invention. 本発明の実施の形態13に係る半導体装置の冗長救済の構成を示すハードマクロ化した回路図である。It is the circuit diagram made into the hard macro which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device based on Embodiment 13 of this invention. 本発明の実施の形態13に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device which concerns on Embodiment 13 of this invention. 本発明の実施の形態13に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the redundant relief of the semiconductor device which concerns on Embodiment 13 of this invention. 本発明の実施の形態14に係る半導体装置の冗長救済の構成を示す回路のレイアウト図である。FIG. 38 is a circuit layout diagram showing a redundant relief configuration of a semiconductor device according to Embodiment 14 of the present invention; 本発明の実施の形態15に係る半導体装置の設計フロー図である。It is a design flowchart of the semiconductor device concerning Embodiment 15 of this invention. 本発明の実施の形態16に係る半導体装置を構成するフリップフロップのタイミングスラック分布を示す図である。It is a figure which shows the timing slack distribution of the flip-flop which comprises the semiconductor device concerning Embodiment 16 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体装置、2 ロジック領域、3 メモリ領域、4 アナログ領域、5 IO領域、21 基本セル、22 冗長セル、23 入力セレクタ、24 出力セレクタ、25 救済対象グループ、26 故障セル。   1 semiconductor device, 2 logic area, 3 memory area, 4 analog area, 5 IO area, 21 basic cell, 22 redundant cell, 23 input selector, 24 output selector, 25 rescue target group, 26 failed cell.

Claims (13)

ロジック領域を有する半導体装置であって、
前記ロジック領域内に設けられる同一の構成を有する複数の基本セルと、
前記複数の基本セルと同一の構成を有する冗長セルと、
前記複数の基本セル及び前記冗長セルのそれぞれに入力される信号を切り替える入力セレクタと、
前記基本セル及び前記冗長セルのそれぞれから出力される信号を切り替える出力セレクタとを備え、
前記入力セレクタ及び出力セレクタのうち少なくとも一方を切り替えて、前記冗長セルを機能させ前記複数の基本セルのうち故障したセルを救済することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device having a logic region,
A plurality of basic cells having the same configuration provided in the logic region;
A redundant cell having the same configuration as the plurality of basic cells;
An input selector that switches a signal input to each of the plurality of basic cells and the redundant cells;
An output selector that switches a signal output from each of the basic cell and the redundant cell;
A semiconductor device, wherein at least one of the input selector and the output selector is switched to function the redundant cell and to repair a failed cell among the plurality of basic cells.
請求項1に記載の半導体装置であって、
前記入力セレクタ及び出力セレクタは、前記複数の基本セルのうち故障したセルと、前記冗長セルとを直接切り替えて救済することを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the input selector and the output selector directly switch between a failed cell of the plurality of basic cells and the redundant cell to rescue.
請求項1に記載の半導体装置であって、
前記入力セレクタ及び出力セレクタは、前記複数の基本セルのうち故障したセルを隣接するセルに切り替え、且つ切り替えたセルを隣接する前記複数の基本セル又は前記冗長セルに順次切り替えて救済することを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The input selector and the output selector switch a failed cell out of the plurality of basic cells to an adjacent cell, and sequentially switch the switched cell to the adjacent plurality of basic cells or the redundant cell to rescue. A semiconductor device.
請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の半導体装置であって、
前記複数の基本セルのうちの1つのセルと、当該セルに接続された前記入力セレクタ及び出力セレクタのうち少なくとも一方とを1つのハードマクロ化することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
A semiconductor device, wherein one of the plurality of basic cells and at least one of the input selector and the output selector connected to the cell are made into one hard macro.
請求項4に記載の半導体装置であって、
データ入力とスキャン入力とを切り換えるための切換セレクタをさらに備え、
前記切換セレクタも1つのハードマクロ化することを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 4,
A switching selector for switching between data input and scan input;
A semiconductor device characterized in that the switching selector is also made into one hard macro.
請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の半導体装置であって、
同一の構成を有する前記複数の基本セル及び前記冗長セルをアレイ化し、当該アレイ近傍に前記入力セレクタ及び出力セレクタを配置することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
A semiconductor device, wherein the plurality of basic cells and the redundant cells having the same configuration are arrayed, and the input selector and the output selector are arranged in the vicinity of the array.
請求項6に記載の半導体装置であって、
前記アレイを多重化し、前記入力セレクタ及び出力セレクタへの配線を共通化することを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 6,
A semiconductor device, wherein the array is multiplexed and wirings to the input selector and the output selector are shared.
請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の半導体装置であって、
前記複数の基本セル及び前記冗長セルの少なくとも一方と電源との間にそれぞれスイッチをさらに備え、
前記複数の基本セルのうち故障したセル及び救済に必要ない前記冗長セルの少なくとも一方の前記スイッチを切り、電源を遮断することを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device according to any one of claims 1 to 7,
Further comprising a switch between at least one of the plurality of basic cells and the redundant cell and a power source,
A semiconductor device characterized in that the power is turned off by turning off at least one of the failed cells among the plurality of basic cells and the redundant cells not necessary for repair.
請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載の半導体装置であって、
前記複数の基本セル及び前記冗長セルは、マクロセル、演算器、ロジックコーン、マクロブロックであることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device according to any one of claims 1 to 8,
The semiconductor device, wherein the plurality of basic cells and the redundant cells are a macro cell, an arithmetic unit, a logic cone, and a macro block.
請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載の半導体装置であって、
前記入力セレクタは、複数の基本セル及び前記冗長セルのそれぞれに同じ信号を供給する構成を含むことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device according to any one of claims 1 to 9,
The semiconductor device, wherein the input selector includes a configuration for supplying the same signal to each of a plurality of basic cells and the redundant cells.
請求項1乃至請求項10のいずれか1つに記載の半導体装置であって、
前記冗長セル又は、前記冗長セルの救済対象となる前記複数の基本セルに適用されるデザインルールを、前記ロジック領域内の他の部分に適用されるデザインルールに比べて緩和されることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device according to any one of claims 1 to 10,
The design rule applied to the redundant cell or the plurality of basic cells to be repaired of the redundant cell is relaxed compared to the design rule applied to other parts in the logic region. Semiconductor device.
請求項1乃至請求項11のいずれか1つに記載の半導体装置であって、
前記冗長セルは、前記冗長セルの救済対象となる前記複数の基本セルの近傍に配置されることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device according to any one of claims 1 to 11,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the redundant cell is arranged in the vicinity of the plurality of basic cells to be repaired by the redundant cell.
請求項1乃至請求項12のいずれか1つに記載の半導体装置であって、
前記複数の基本セルのうち所定のタイミング条件以外の基本セルについてのみ前記冗長セルの救済対象とすることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor device according to any one of claims 1 to 12,
The semiconductor device according to claim 1, wherein only the basic cells other than a predetermined timing condition among the plurality of basic cells are to be repaired.
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