JP2013037729A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のメモリアレイと、読み出し動作においては、メモリセルからの読み出しデータを増幅して外部へ出力するリードデータを生成し、書き込み動作においては、外部から供給されるライトデータに基づいてメモリセルへの書き込みデータを生成する、複数のメモリアレイに共通に設けられたリードライトアンプ(RWAMP)と、複数のメモリアレイ毎に設けられたスイッチと、複数のメモリアレイのうち活性化するメモリアレイのスイッチを順次導通させる第1の制御信号(LMIOSW)を生成する第1の制御回路(12b)と、リードライトアンプを活性化する第2の制御信号(DAE)を、活性化するメモリアレイの個数に基づいて発生する第2の制御回路(14)と、を備える。
【選択図】図1
Description
ここで、メインIO線及びリードライトアンプは、半導体チップのチップサイズの増大を抑制するため、複数のメモリアレイに対して共通に設けられる。
そして、パラレルテストの書き込み動作においては、このACTコマンドを与えた後に引き続き、ライトコマンドを、カラムアドレス(ビット線の半導体装置における位置を示すアドレス)とともに与える。なお、ライトコマンドとは、半導体装置の外部からのライトデータを、選択されたメモリセルへの書き込むことを指示するコマンドであり、以下、WTコマンドと呼ぶものとする。
この書き込み動作の場合、リードライトアンプの駆動能力を十分大きくとれば、それぞれのメモリアレイにおいて選択されるメモリセルに対して同一データを書き込むことが出来る。
この読み出し動作の場合、メインIO線は、複数のメモリアレイで共有されていることから、複数のメモリアレイで選択されたメモリセルのデータをメインIO線に読み出せばデータが衝突する。そのため、複数のメモリアレイを同時に活性化することはできない。メインIO線におけるデータの衝突を防ぐには、上述した構成と異なり、メインIO線毎にリードライトアンプを設けることも考えられる。しかし、これではリードライトアンプの数が増え、チップサイズが増大することになる。
そこで、パラレルテストの読み出し動作においては、メインIO線において異なるメモリアレイのメモリセルのデータを衝突させないため、複数のセルアレイを別々に活性化してデータを読み出す必要があった。複数のセルアレイを別々に活性化するには、2回以上のACTコマンド、RDコマンドをセットで与え、さらに、この各セットには、プリチャージコマンド(ワード線を選択する回路等の内部回路を非活性化するコマンド、以下PREコマンド)が含まれる。そのため、パラレルテストの時間が増大してしまうという問題があった。
さらに、一つのACTコマンドに対して一つのRDコマンドを与えても、ACTコマンドにより活性化された複数のメモリアレイのうち、後にデータが読み出されるメモリセルを含むメモリアレイも、最初にデータが読み出されるメモリセルを含むメモリアレイと同様に、同じACTコマンドにより活性化される。これにより、tRCDmin時間(ACTコマンドを与えてからRDコマンドを与えるまでの時間)の評価を、評価精度を落とすことなく行なうこともできる。
図1は、本発明の技術思想を説明するための図である。
図1において、半導体装置10は、複数のセルアレイ0〜セルアレイn−1(nは2以上の自然数)を含んで構成される。各セルアレイは、セルアレイ0について示すように、Xデコーダ12aで選択されるワード線WLとビット線対(D,DB)の交差する点それぞれに配置された複数のメモリセルMCから成り立っている。ビット線対(D,DB)は、センスアンプSAに接続される。
半導体装置10は、外部クロックCKに同期して、例えば外部クロックCKの立ち上がりに同期してACTコマンドを取り込み、このACTコマンドとともに取り込むワード線選択用ロウアドレスに基づいて、このロウアドレスに対応するワード線WLをHレベルに駆動する。これにより、このワード線WLに接続されたメモリセルMCが選択され、メモリセルMCからデータが読み出されることにより、ビット線対(D,DB)に差電位が生じる。センスアンプSAは、この差電位の増幅を行う(セルアレイ0が活性化される)。
この後、半導体装置10は、外部クロックの立ち上がりに同期してRDコマンドを取り込むと、このRDコマンドとともに取り込むビット線選択用カラムアドレスに基づいて、Yデコーダ13aを活性化させ、カラムアドレスに対応するカラムスイッチ選択信号線CSLを活性化する。これにより、カラムスイッチCSWが開き、ビット線対(D,DB、以下ビット線BL)とローカルIO線対(LIOT,LIOB、以下ローカルIO線LIO)が接続される。
リードライトアンプRWAMP、及びメインIO線MIOは、セルアレイ0〜セルアレイn−1に対し一組設けられ、共通に用いられる。このリードライトアンプRWAMPは、リードイネーブル信号DAE(第1の制御信号)により活性化される。データ制御回路14(第2の制御回路)は、RDコマンドに応じて、例えばRDコマンドが外部クロックCKの立ち上がりに同期して取り込まれると、この外部クロックCKの立ち上がりに応じて、第1の制御信号(DAE)を非活性レベル(Lレベル)から活性レベル(Hレベル)に変化させてリードライトアンプRWAMPに対して出力する。
続いて、RDコマンド及びカラムアドレス入力により、ビット線BLとローカルIO線LIOとが接続され、選択されたメモリセルのデータが、ローカルIO線に読み出される。
また、TSWE生成回路12b(第1の制御回路を構成する)は、ロウアドレスのうち一部のビットにより、活性化されるセルアレイ0に対応して設けられるスイッチMLSW0を導通させるスイッチ制御信号LMIOSW1(第1の制御信号)を、スイッチMLSW0に対して出力する。これにより、セルアレイ0におけるローカルIO線LIOがメインIO線MIOに接続される。
データバスRWBSTの他方は、入出力インターフェース16に接続され、入出力インターフェース16は、データバスRWBSTから入力されるリードライトアンプRWAMPの増幅結果、つまり選択されたメモリセルが記憶するデータを、リードデータ(読み出しデータ)として、データ入出力端子DQから半導体装置10の外部へ、例えばテスタ、メモリコントローラなどに対して出力する。
この場合、ACTコマンド及びロウアドレス入力により、n個の全てのセルアレイが活性化され、活性化されたn個のセルアレイ各々において、選択されたメモリセルからデータが読み出され、センスアンプSAにより増幅される。
続いて、RDコマンド及びカラムアドレス入力により、活性化されたn個のセルアレイ各々において、ビット線BLとローカルIO線LIOとが接続され、選択されたメモリセルのデータがローカルIO線に読み出される。
また、TSWE生成回路12bは、n個のセルアレイに対応して設けられるn個のスイッチMLSW0〜MLSWn−1を順次導通させるスイッチ制御信号LMIOSW0〜LMIOSWn−1(第1の制御信号)を、外部クロックCKの立ち上がりに同期させてスイッチMLSW0〜MLSW0に対して出力する。これにより、セルアレイ0〜セルアレイn−1各々におけるローカルIO線LIOが、外部クロックCKの立ち上がりに同期して順次メインIO線MIOに接続される。
入出力インターフェース16は、データバスRWBSTから入力されるリードライトアンプRWAMPの増幅結果、つまりn個のセルアレイ各々において選択されたメモリセルが記憶するデータを、リードデータ(読み出しデータ)として、データ入出力端子DQから半導体装置10の外部へ順次出力する。なお、入出力インターフェース16を、n個のデータをシリアルに出力する構成ではなく、このうちの数ビットを縮約し、この縮約データをデータ入出力端子DQから出力する構成としてもよい。
これにより、パラレルテストを行うために、リードライトアンプRWAMPを活性化するセルアレイの個数に応じて増加させる必要はなく、チップ面積の増大を抑制できる。また、ACTコマンドの複数回入力は不要となるので、パラレルテストの試験時間の増大を抑制できる。
この図2に示すように、ワード線WLによるメモリセル選択後、ビット線対には、メモリセルの容量、及びビット線の容量に応じた差電位が生じる。その後、Xタイミング生成回路11(図1において不図示)がセンスアンプ活性化信号SEを出力してセンスアンプSAを駆動することにより、ビット線DはH側へ、ビット線DBはL側へ増幅される。
例えば、センスアンプSAを構成する対をなすトランジスタ(ペアトランジスタ)の特性(電流電圧特性、閾値電圧特性)が、半導体装置10の製造上のばらつき(トランジスタのL寸法の出来上がりばらつき、イオン注入の際の不純物濃度のばらつきなど)に起因して、大きく異なってしまう場合がある。或いは、容量値が小さく出来上がるメモリセルMCがある場合、ワード線WL選択時のビット線対の差電位が小さくなり、センスアンプSAによるビット線対の増幅に時間を要する場合もある。
これらの場合に、カラムスイッチ選択信号線CSLの電位が活性レベル(Hレベル)になり、カラムスイッチCSWが導通してビット線対がローカルIO線対と接続されると、ビット線対の差電位が小さくなり、この差電位がセンスアンプのオフセット電圧(ペアトランジスタの特性ばらつきを含めた判定閾値電圧)以下になってしまうと、図2に示すようにH側に増幅されているビット線DがL側へ、L側へ増幅されているビット線DBがH側へ増幅してしまう誤動作が発生する。
そのため、誤動作を生じないように、ワード線を活性化する時刻を規定するコマンドであるACTコマンドを入力する時刻と、カラムスイッチを導通する時刻を規定するコマンドであるRDコマンドを入力する時刻との間の時間(tRCDmin時間)が、半導体装置の製品仕様上で定められている。半導体装置10では、このtRCDmin時間が、図2で示す外部クロックCKの2周期分の時間である。
通常動作モードでは、このtRCDmin時間の評価を、ACTコマンド、RDコマンド、PREコマンドの3コマンドを1組のコマンドとして、セルアレイ0〜セルアレイ3各々のセルアレイ毎に1組のコマンドを与えて行なう必要がある。
これに対して、テスト動作モードでは、1組のコマンドで、ACTコマンドに応じて複数のセルアレイを活性化し、2番目以降にリードライトアンプRWAMPで読み出すセルアレイについてもRDコマンドに応じてカラムスイッチを導通し、ビット線対とローカルIO線対を接続する。つまり、2番目以降にリードライトアンプRWAMPで読み出すセルアレイについても、tRCDmin時間でビット線対とローカルIO線対を接続することができるので、センスアンプが誤動作した場合であっても、誤動作した結果を読み出すことができる。そのため、tRCDmin時間の評価等の評価において、スクリーニング精度を落とすことなく、試験時間を短縮することができる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
半導体装置10は、メモリセルアレイ9、Xタイミング生成回路11、Yタイミング生成回路13、データ制御回路14、リードライトアンプ群15a、入出力インターフェース16、内部クロック生成回路(内部CLK生成回路17)、コマンド入力回路18及びDLL回路19(Delay Locked Loop)を含んで構成される。
また、図3に示す半導体装置10は、テストコマンドが入力されると、テスト動作モードにおいて、パラレルテストに応じた動作を行う。
動作コマンドとしては、外部から、チップセレクト信号/CS、ローアドレスストローブ信号/RAS、カラムアドレスストローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEを用いて入力される。本実施形態において、テストコマンド(TESTコマンド)も、上記信号の論理レベルの組合せでコマンド入力回路18に入力され、解読される。また、コマンド入力回路18は、モードレジスタ18aを有し、TESTコマンドが入力されると、テスト信号(本実施形態においては、後述するテスト信号TPARA、モードレジスタリセット信号MRST)を、Xタイミング生成回路11、データ制御回路14に出力する。
また、Yタイミング生成回路13は、外部から入力されるアドレス信号A0〜A13のうち、メモリセルアレイ9の列を選択するためのカラムアドレスが入力される回路である。
バンクBank0において、メモリアレイ0〜メモリアレイ3各々は、複数のワード線WLと、複数のビット線BLと、これらの交点に設けられた複数のメモリセルMCから構成される。
また、メモリアレイ0〜メモリアレイ3各々は、メモリセルMCから読み出された情報を増幅する等の動作を行う複数のセンスアンプSAからなるセンスアンプ領域と、複数のビット線BLとローカルIO線とを接続する複数のカラムスイッチCSWからなるカラムスイッチ領域と、を備えている。
ここで、センスアンプSAは、読み出し動作において、各メモリアレイのビット線BL上に現れるメモリセルからの微弱なデータ信号を増幅する回路である。また、書き込み動作においては、ビット線を介してメモリセルへデータを書き込む回路である。センスアンプの動作タイミングは、Xタイミング生成回路11から出力される不図示のセンスアンプ駆動信号により制御される。
X制御回路12は、XデコーダXDEC12a、TSWE生成回路12b及びLMIOSW生成回路12c0〜12c3(第1の制御回路)を含んで構成される。このうち、XデコーダXDEC12aは、Xタイミング生成回路11が出力するロウアドレス信号に基づき、ワード線を択一的に選択する回路である。また、TSWE生成回路12bは、スイッチMLSW0〜MLSW3に対して導通制御信号を出力する回路であり、各スイッチはこの導通制御信号に基づきローカルIO線LIOとメインIO線MIOとの接続を行う(詳細後述)。
また、YDEC13aは、Yタイミング生成回路13が出力するカラムアドレス信号に基づき、カラムスイッチ選択信号をカラムスイッチCSWに対して出力する回路であり、各カラムスイッチは、このカラムスイッチ選択信号に基づきメモリアレイ0〜メモリアレイ3各々において、ビット線とローカルIO線を接続する。
リードライトアンプ群15aは、複数のリードライトアンプRWAMPを備え、読み出し動作において、メインIO線を介してセルアレイから入力されるデータを増幅して、データバスRWBSTを介して入出力インターフェース16に対して出力する。また、リードライトアンプ群15aは、書き込み動作において、データバスRWBSTを介して入出力インターフェース16から入力されるデータに基づいて、メインIO線MIOを駆動し、セルアレイにおけるスイッチMLSW、ローカルIO線LIO、及びビット線BLを介して選択されたメモリセルへデータを書きこむ。
データ制御回路14は、リードライトアンプ群15aの読み出し動作、及び書き込み動作を制御する制御信号(詳細後述)をリードライトアンプ群15aに対して出力する。
DLL回路19は、外部のクロック信号CK,/CKを遅延させて、入出力インターフェース16の動作タイミングを定める内部クロック信号を生成する回路である。
本実施形態において、半導体装置10は、データDQを取り込む入出力端子を複数備える。入出力インターフェース16は、書き込み動作において、データ転送用バス101を介して外部端子から入力されるデータDQ(ライトデータ)を、DLL回路19から入力される内部クロックに同期させて、リードライトアンプ群15aに対してデータバスRWBSTを介して出力する。
また、入出力インターフェース16は、読み出し動作において、リードライトアンプ群15aからデータバスRWBSTを介して入力されるデータを、DLL回路19から入力される内部クロックに同期させて、データ転送用バス101を介して外部端子からデータDQ(リードデータ)を出力する。
図4は、メモリアレイにおけるメモリセルが、ビット線、センスアンプSA、カラムスイッチCSW、ローカルIO線LIO、スイッチMLSW、メインIO線MIO、リードライトアンプ群15a、及びデータバスRWBSTを介して入出力インターフェース16へ接続されていることを示している。
同様に、メモリアレイ1〜メモリアレイ3も256kビットのメモリセルから構成される。しかし、メモリアレイ1におけるワード線は、ロウアドレスX8〜X9の2ビットの論理レベルの組み合わせが(X8、X9)=(1、0)のときに、ロウアドレスX0〜X7の8ビットの論理レベルの組み合わせにより選択される。また、メモリアレイ2におけるワード線は、ロウアドレスX8〜X9の2ビットの論理レベルの組み合わせが(X8、X9)=(0、1)のときに、ロウアドレスX0〜X7の8ビットの論理レベルの組み合わせにより選択される。また、メモリアレイ3におけるワード線は、ロウアドレスX8〜X9の2ビットの論理レベルの組み合わせが(X8、X9)=(1、1)のときに、ロウアドレスX0〜X7の8ビットの論理レベルの組み合わせにより選択される。
通常動作モードにおいては、図3に示すXタイミング生成回路11が、ロウアドレスX0T〜X9T、及びこれらの反転信号であるロウアドレスX0B〜X9Bを、XデコーダXDEC12a0〜XデコーダXDEC12a3に出力する。これにより、セルアレイ0〜セルアレイ3におけるXデコーダのうちの一台のXデコーダが一本のワード線を選択する。
一方、テスト動作モードにおいては、Xタイミング生成回路11は、ロウアドレスX9T、及びこの反転信号であるロウアドレスX9Bの論理レベルをいずれもHレベルにする。これにより、セルアレイ0〜セルアレイ3におけるXデコーダのうち、セルアレイ0及びセルアレイ2、または、セルアレイ1及びセルアレイ3のいずれか一方の組において、2台のXデコーダがそれぞれ一本のワード線を選択する。つまり、4つのセルアレイのうち2つのセルアレイにおいて、それぞれ一本のワード線が選択される。
例えば、セルアレイ0においては、図4に示すように、ビット線対(D01、DB01)がローカルIO線対(LIOT000、LION000)と、ビット線対(D02、DB02)がローカルIO線対(LIOT001、LION001)と、ビット線対(D03、DB03)がローカルIO線対(LIOT010、LION010)と、ビット線対(D03、DB03)がローカルIO線対(LIOT011、LION011)と、それぞれ接続される。他のセルアレイ1〜セルアレイ3においても、4組のカラムスイッチにより、4組のビット線対がそれぞれ4組のローカルIO線対と接続される。
これらのスイッチの開閉は、図4に示すTSWE生成回路12bと、各セルアレイに設けられたLMIOSW生成回路12c0〜LMIOSW生成回路12c3(これらを総称して第1の制御回路という)により制御される。LMIOSW生成回路12c0〜LMIOSW生成回路12c3は全て同一の回路構成であり、3入力1出力のナンド回路とインバータ回路により構成される。LMIOSW生成回路12c0は、図4に示すように、ナンド回路37、インバータ回路38から構成される。ナンド回路37は、ロウアドレス信号X8B、X9B、及び制御信号TSWE0が入力される。インバータ回路38は、入力がナンド回路37の出力に接続され、スイッチ制御信号LMIOSW0を出力する。
これにより、テスト動作モードの読み出し動作では、2つの活性化されたセルアレイのローカルIO線対とメインIO線対との接続が時系列に行われ、2つの活性化されたセルアレイのローカルIO線対同士が、共有するメインIO線対を介して接続されることはない。つまり、2つの活性化されたセルアレイにおいて選択されたメモリセルのデータがメインIO線対で衝突することはない。
セルアレイ0においては、図4に示すように、ローカルIO線対(LIOT000、LION000)がスイッチMLSW01によりメインIO線対(MIOT00、MION00)と、ローカルIO線対(LIOT001、LION001)がスイッチMLSW02によりメインIO線対(MIOT01、MION01)と、ローカルIO線対(LIOT010、LION010)がスイッチMLSW03によりメインIO線対(MIOT10、MION10)と、ローカルIO線対(LIOT011、LION011)がスイッチMLSW04によりメインIO線対(MIOT11、MION11)と、それぞれ接続される。他のセルアレイ1〜セルアレイ3においても、4組のスイッチMLSWにより、4組のローカルIO線対がそれぞれ4組のメインIO線対(セルアレイ0と同じメインIO線対)と接続される。つまり、本実施形態において、各メインIO線対は、セルアレイ0〜セルアレイ3により共通に設けられている。なお、スイッチMLSWの構成については後述する。
各リードライトアンプRWAMPを駆動し、リードライトアンプRWAMPの読み出し動作、書き込み動作における制御を行なうが、図3に示すデータ制御回路14(第3の制御回路)である。
データ制御回路14は、カラムアドレスY9の論理レベルに基づいて、データイネーブル信号DAE、プリチャージ信号PMIOB、及びライトイネーブル信号WAEを、これら各リードライトアンプRWAMPに出力し、リードライトアンプRWAMPの読み出し動作、書き込み動作における制御を行なう。
また、データ制御回路14は、書き込み動作において、ライトイネーブル信号WAEを活性レベル(Hレベル)に変化させて、リードライトアンプRWAMPの書き込み動作の制御を行なう。リードライトアンプ群15aにおける4台のリードライトアンプRWAMPのうち、2台のリードライトアンプRWAMPがデータバスRWBSTの論理レベルに基づき、メインIO線対を駆動する。
また、データ制御回路14は、書き込み動作において、ライトイネーブル信号WAEを活性レベル(Hレベル)に変化させて、リードライトアンプRWAMPの書き込み動作の制御を行なう。リードライトアンプ群15aにおける4台のリードライトアンプRWAMP各々が、データバスRWBSTの論理レベルに基づき、メインIO線対を同時に駆動する。
なお、リードライトアンプRWAMPの構成については後述する。
具体的には、データバスRWBST00がリードライトアンプRWAMP00と入出力インターフェース16とを接続し、データバスRWBST01がリードライトアンプRWAMP01と入出力インターフェース16とを接続し、データバスRWBST10がリードライトアンプRWAMP10と入出力インターフェース16とを接続し、データバスRWBST11がリードライトアンプRWAMP11と入出力インターフェース16とを接続する。
これら4本のデータバスRWBSTには、それぞれインバータ回路で構成されるフリップフロップ31が接続されており、フローティング電位になることが防止される。つまり、フリップフロップ31により、4本のデータバスRWBSTは、読み出し動作及び書き込み動作において、それぞれリードライトアンプRWAMP及び入出力インターフェース16の出力によりHレベルまたはLレベルのいずれか一方に固定される。
入出力インターフェース16は、通常動作モードの読み出し動作においては、テスト信号TPARAがLレベルであり、4本のデータバスRWBSTのうちリードライトアンプRWAMPにより活性化された2本のRWBSTの論理レベルに基づいて、データ入出力端子DQiから読み出しデータ(リードデータ)をシリアルに出力する。
具体的には、カラムスイッチ選択信号線CSLがYデコーダ13aによりHレベルに駆動され、かつ、カラムアドレスY9TがLレベルのとき、リードライトアンプRWAMP00及びRWAMP01が活性化され、データバスRWBST00及びデータバスRWBST01が、図4に示すメモリセルMC01、メモリセルMC02が記憶するデータに応じて駆動される。入出力インターフェース16は、この順番に、つまりカラムアドレスY0の論理レベルがL(Y0T=Lレベル)のメモリセルのデータを先に、カラムアドレスY0の論理レベルがH(Y0B=Lレベル)のメモリセルのデータを後に、それぞれ外部クロックの立ち上がり、立下りに応じて入出力端子DQiへ出力する。
具体的には、外部クロックの立ち上がり、立下りに応じて入力されるライトデータのうち先に入力されるデータに基づいて、データバスRWBST00及びRWBST10を駆動し、後に入力されるデータに基づいて、データバスRWBST01及びRWBST11を駆動する。
カラムアドレスY9TがLレベルのとき、リードライトアンプRWAMP00及びRWAMP01が活性化され、リードライトアンプRWAMP00及びRWAMP01が活性化され、メモリセルMC01、メモリセルMC02にデータが書き込まれる。
具体的には、カラムスイッチ選択信号線CSLがYデコーダ13aによりHレベルに駆動され、かつ、カラムアドレスY9T、及びY9BがHレベルとなり、4台のリードライトアンプRWAMPが活性化され、4本のデータバスRWBSTが、図4に示すメモリセルMC01〜メモリセルMC04が記憶するデータに応じて駆動される。入出力インターフェース16におけるEXOR(排他的論理和回路32)は、データバスRWBST00とデータバスRWBST10との排他的論理和を演算し、この演算結果(TRSULT0)をデータ入出力回路34に対して出力する。データ入出力回路34は、外部クロックの立ち上がりに応じて入出力端子DQiへ、演算結果TRSULT0を出力する。入出力インターフェース16におけるEXOR(排他的論理和回路33)は、データバスRWBST01とデータバスRWBST11との排他的論理和を演算し、この演算結果(TRSULT1)をデータ入出力回路34に対して出力する。データ入出力回路34は、外部クロックの立ち下がりに応じて入出力端子DQiへ出力する。つまり、入出力インターフェース16は、セルアレイ0における4個のメモリセルのデータを、2ビットに縮約して、この2ビットのリードデータを外部クロックの立ち上がり及び立下りに応じて入出力端子DQiから出力する。
この間、リードライトアンプRWAMPはいったん非活性化され、セルアレイ2における4個のメモリセル(メモリセルMC01〜MC04と、ワード線の位置を示すロウアドレスX9の1ビット違いのメモリセル)からスイッチMLSW2を介して入力されるデータを増幅し、4本のデータバスを駆動する。入出力インターフェース16は、セルアレイ2における4個のメモリセルのデータを、2ビットに縮約して、この2ビットのリードデータを、次の外部クロックの立ち上がり及び立下りに応じて入出力端子DQiから出力する。つまり、入出力インターフェース16は、テスト動作モードの読み出し動作においては、活性化された2つのメモリアレイにおけるそれぞれ4個、合計8個のメモリセルのデータを、4ビットに縮約して、縮約した4ビットのデータを、外部クロックの2回の立ち上がり及び立ち下がりに応じて、データ入出力端子DQiから出力する。
具体的には、外部クロックの立ち上がり、立下りに応じて入力されるライトデータのうち先に入力されるデータに基づいて、データバスRWBST00及びRWBST01を駆動し、後に入力されるデータに基づいて、データバスRWBST10及びRWBST11を駆動する。
カラムアドレスY9T及びカラムアドレスY9BはともにHレベルであるので、4台のリードライトアンプRWAMPが活性化され、セルアレイ0に設けられたスイッチMLSW0、セルアレイ2に設けられたスイッチMLSW2を介して、セルアレイ0における4個のメモリセルMC01〜メモリセルMC04、及びセルアレイ2における4個のメモリセルにデータが書き込まれる。
つまり、入出力インターフェース16は、テスト動作モードの書き込み動作においては、活性化された2つのメモリアレイにおけるそれぞれ4個、合計8個のメモリセルに、書き込むべき2ビットのライトデータに基づいて、4本のデータバスRWBSTを駆動する。2ビットのライトデータのうち先の1ビットは、カラムアドレスY9の論理レベルがL(Y0B=Hレベル)のメモリセル(セルアレイ0におけるメモリセルMC01、MC02、セルアレイ2における2個のメモリセル)に書き込まれる。また、2ビットのライトデータのうち後の1ビットは、カラムアドレスY9の論理レベルがH(Y9T=Lレベル)のメモリセル(セルアレイ0におけるメモリセルMC03、MC04、セルアレイ2における2個のメモリセル)に書き込まれる。
スイッチMLSWは、NMOSトランジスタ41N〜44N、及びインバータ回路45を含んで構成される。
このスイッチMLSWは、セルアレイ0〜セルアレイ3各々において、4個ずつ設けられる。
NMOSトランジスタ41Nは、ソースがローカルIO線対(LION,LIOT)のうち一方のローカルIO線LIOTと、ドレインがメインIO線対(MIOT、MION)のうち一方のメインIO線MIOTと接続される。NMOSトランジスタ41Nは、ゲートに図4に示すLMIOSW生成回路から活性レベル(Hレベル)のスイッチ制御信号LMIOSW(第1の制御信号)が入力され、ローカルIO線LIOTとメインIO線MIOTとの接続を行う。
同様に、NMOSトランジスタ42Nは、スイッチ制御信号LMIOSWが入力され、ローカルIO線LIONとメインIO線MIONとの接続を行う。
NMOSトランジスタ43Nにおいて、ドレインがローカルIO線LIOTに接続され、ソースが電源電圧VCCの1/2の電位を供給するHVCC配線に接続される。また、NMOSトランジスタ43Nにおいて、ゲートはスイッチ制御信号LMIOSWの論理レベルを反転するインバータ回路45の出力に接続される。
また、NMOSトランジスタ44Nにおいては、ドレインがローカルIO線LIONに接続され、ソースがHVCC配線に接続される。また、NMOSトランジスタ44Nにおいて、ゲートはインバータ回路45の出力に接続される。
以上より、NMOSトランジスタ43N及びNMOSトランジスタ44Nは、ローカルIO線対に電源電圧VCCの1/2の電位を供給するバランサーを構成し、スイッチ制御信号LMIOSWが非活性レベル(Lレベル)のときローカルIO線対を電源電圧VCCの1/2の電位に固定する。
リードライトアンプRWAMPは、メインIO線対の差電位を増幅し、データバスRWBSTへ増幅結果を出力するリードライトアンプ部RWAMP15bと、データバスRWBSTの論理レベルによりメインIO線対を駆動するリードライトアンプ部RWAMP15cとから構成される。
リードライトアンプ部RWAMP15bは、PMOSトランジスタ51P、PMOSトランジスタ52P、NMOSトランジスタ51N、NMOSトランジスタ52N、アンド回路71、インバータ回路72、PMOSトランジスタ53P、PMOSトランジスタ54P、NMOSトランジスタ53N、NMOSトランジスタ54N、NMOSトランジスタ55N、PMOSトランジスタ56P、PMOSトランジスタ57P、PMOSトランジスタ58P、PMOSトランジスタ59P、及びPMOSトランジスタ60Pから構成される。
PMOSトランジスタ53Pにおいて、ソースは電源電圧VDDに接続され、ドレインは接続点Nd53に接続され、ゲートは接続点Nd54に接続される。
PMOSトランジスタ54Pにおいて、ソースは電源電圧VDDに接続され、ドレインは接続点Nd54に接続され、ゲートは接続点Nd53に接続される。
NMOSトランジスタ53Nにおいて、ドレインは接続点Nd53に接続され、ソースはNMOSトランジスタ55Nのドレインに接続され、ゲートは接続点Nd54に接続される。
NMOSトランジスタ54Nにおいて、ドレインは接続点Nd54に接続され、ソースはNMOSトランジスタ55Nのドレインに接続され、ゲートは接続点Nd53に接続される。
NMOSトランジスタ55Nにおいて、ドレインはNMOSトランジスタ53Nのソース及びNMOSトランジスタ54Nのソースに共通に接続され、ソースは接地され、ゲートは接続点Nd71に接続される。
PMOSトランジスタ56Pにおいて、ソースはメインIO線MIOTに接続され、ドレインは接続点Nd53に接続され、ゲートは接続点Nd71に接続される。
PMOSトランジスタ57Pにおいて、ソースはメインIO線MIONに接続され、ドレインは接続点Nd54に接続され、ゲートは接続点Nd71に接続される。
このように接続されるラッチ型センスアンプは、接続点Nd71のレベルがHレベルになると、接続点Nd53及び接続点Nd54をメインIO線対と非接続とし、メインIO線対の電位をそれぞれ接続点Nd53及び接続点Nd54にラッチし、接続点Nd53及び接続点Nd54の間に生じる差電位を増幅する。
接続点Nd71のレベルをHレベルにするのが、アンド回路71である。アンド回路71は、2入力1出力の論理積回路であり、一方の入力に読み出し時に活性レベル(Hレベル)となるデータイネーブル信号DAE、他方の入力にカラムアドレス信号Y9Bまたはカラムアドレス信号Y9Tが入力され、これらの入力レベルがいずれもHレベルのときに接続点Nd71をHレベルに駆動する。
PMOSトランジスタ58Pにおいて、ドレインがメインIO線MIOTに接続され、ソースが電源電圧VDDを供給する電源配線に接続される。また、PMOSトランジスタ58Pにおいて、ゲートはプリチャージ信号PMIOBが入力される。
PMOSトランジスタ59Pにおいては、ドレインがメインIO線MIONに接続され、ソースが電源電圧VDDを供給する電源配線に接続される。また、PMOSトランジスタ59Pにおいて、ゲートはプリチャージ信号PMIOBが入力される。
PMOSトランジスタ60Pにおいては、ドレインがメインIO線MIOTに接続され、ソースがメインIO線MIONに接続され、ゲートはプリチャージ信号PMIOBが入力される。
データ制御回路14は、データイネーブル信号DAEを非活性レベル(Lレベル)から活性レベル(Hレベル)に変化させる前に、プリチャージ信号PMIOBを活性レベル(Lレベル)から非活性レベル(Hレベル)とし、データイネーブル信号DAEをHレベルからLレベルに変化させた後に、プリチャージ信号PMIOBをHレベルからLレベルへと変化させる。
PMOSトランジスタ58P、PMOSトランジスタ59P、及びPMOSトランジスタ60Pは、プリチャージ信号PMIOBが活性レベル(Lレベル)にある間にメインIO線対に電源電圧VDDを供給するバランサーを構成する。
PMOSトランジスタ51Pにおいて、ソースは電源電圧VDDに接続され、ドレインはPMOSトランジスタ52Pのソースに接続され、ゲートはインバータ回路72の出力に接続される。
PMOSトランジスタ52Pにおいて、ソースはPMOSトランジスタ51Pのドレインに接続され、ソースはデータバスRWBSTに接続され、ゲートは接続点Nd54に接続される。
NMOSトランジスタ52Nにおいて、ドレインはデータバスRWBSTに接続され、ソースはNMOSトランジスタ51Nのドレインに接続され、ゲートは接続点Nd54に接続される。
NMOSトランジスタ51Nにおいて、ドレインはNMOSトランジスタ52Nのソースに接続され、ソースは接地され、ゲートは接続点Nd71に接続される。
また、インバータ回路72は、接続点Nd71の論理レベルを反転して、PMOSトランジスタ51Pのゲートを駆動する。
以上の様に構成されるバッファ部は、ラッチ型センスアンプの増幅結果により接続点Nd54がHレベルになると、データバスRWBSTをLレベルに駆動し、接続点Nd54がLレベルになると、データバスRWBSTをHレベルに駆動する。
つまり、リードライトアンプ部RWAMP15bは、読み出し動作において、データイネーブル信号DAEがHレベル、及び入力されるカラムアドレス信号Y9B(またはY9T)がHレベルのとき、メインIO線対の差電位を増幅する。また、リードライトアンプ部RWAMP15bは、メインIO線MIOTの電位>メインIO線MIONの電位のとき、データバスRWBSTをHレベルに駆動し、メインIO線MIOTの電位<メインIO線MIONの電位のとき、データバスRWBSTをLレベルに駆動する。
このうち、PMOSトランジスタ64P、NMOSトランジスタ64N、PMOSトランジスタ65P、NMOSトランジスタ65N、インバータ回路77、及びインバータ回路78はメインIO線対駆動部を構成する。また、アンド回路73、インバータ回路74、ナンド回路75、ナンド回路76は論理部を構成する。メインIO線対駆動部は論理部の演算結果である接続点Nd75及び接続点Nd76の電位により、メインIO線対各々を駆動する。
PMOSトランジスタ64Pにおいて、ソースは電源電圧VDDに接続され、ドレインはメインIO線MIOTに接続され、ゲートは接続点Nd75に接続される。
NMOSトランジスタ64Nにおいて、ドレインはメインIO線MIOTに接続され、ソースは接地され、ゲートはインバータ回路77の出力に接続される。
PMOSトランジスタ65Pにおいて、ソースは電源電圧VDDに接続され、ドレインはメインIO線MIONに接続され、ゲートは接続点Nd76に接続される。
NMOSトランジスタ65Nにおいて、ドレインはメインIO線MIONに接続され、ソースは接地され、ゲートはインバータ回路78の出力に接続される。
また、インバータ回路77は接続点Nd76の論理レベルを反転して、NMOSトランジスタ64Nのゲートを駆動する。インバータ回路78は接続点Nd75の論理レベルを反転して、NMOSトランジスタ65Nのゲートを駆動する。
以上の構成により、メインIO線対駆動部は、接続点Nd75の論理レベルがLレベルのとき、メインIO線MIOTをHレベルに駆動し、メインIO線MIONをLレベルに駆動する。また、メインIO線対駆動部は、接続点Nd76の論理レベルがLレベルのとき、メインIO線MIONをHレベルに駆動し、メインIO線MIOTをLレベルに駆動する。
アンド回路73は、2入力1出力の論理積回路であり、一方の入力に書き込み時に活性レベル(Hレベル)となるライトイネーブル信号WAE、他方の入力にカラムアドレス信号Y9Bまたはカラムアドレス信号Y9Tが入力され、これらの入力レベルがいずれもHレベルのときに接続点Nd73をHレベルに駆動する。
インバータ回路74は、データバスRWBSTの論理レベルを反転してナンド回路76の一方の入力に対して出力する。
ナンド回路75は、2入力1出力の否定論理積回路であり、一方の入力がデータバスRWBSTに接続され、他方の入力が接続点Nd73に接続され、これらの入力レベルがいずれもHレベルのときに接続点Nd75をLレベルに駆動する。
また、ナンド回路76は、2入力1出力の否定論理積回路であり、一方の入力がインバータ回路74の出力に接続され、他方の入力が接続点Nd73に接続され、これらの入力レベルがいずれもHレベルのときに接続点Nd76をLレベルに駆動する。
以上の様に構成されるリードライトアンプ部RWAMP15cは、書き込み動作において、ライトイネーブル信号WAEがHレベル、及び入力されるカラムアドレス信号Y9B(またはY9T)がHレベルのとき、メインIO線対を駆動する。また、リードライトアンプ部RWAMP15cは、データバスRWBSTの論理レベルがHレベルのとき、メインIO線MIOTをHレベル、メインIO線MIONをLレベルに駆動し、データバスRWBSTの論理レベルがLレベルのとき、メインIO線MIOTをLレベル、メインIO線MIONをHレベルに駆動する。
TSWE生成回路12bは、ラッチ部12b1と信号生成部12b2とから構成される。ラッチ部12b1は、テスト動作モードが設定されると、出力レベル(接続点Nd87)の初期値をLレベル(第1の論理レベル)へリセットし、この初期値を保持し、リードコマンド信号RDCMDがLレベルへとリセットされると、この初期値をHレベルへ変化させる。
また、信号生成部12b2は、このラッチ部12b1の出力の論理レベルに基づいて、外部クロックCKを遅延させたリードクロック信号RDCLKの立ち上がりに応じて、制御信号TSWE0及び制御信号TSWE1(第1の制御信号)を発生する。
インバータ回路81の入力は、ラッチ回路の出力である接続点Nd87に接続され、接続点Nd87の論理レベルを反転して、NMOSトランジスタ82Nのドレイン、及びPMOSトランジスタ82Pのソースに対して出力する。
NMOSトランジスタ82Nにおいて、ドレインはインバータ回路81の出力に接続され、ソースは接続点Nd82に接続される。NMOSトランジスタ82Nのゲートには、リードコマンド信号RDCMDが入力される。
PMOSトランジスタ82Pにおいて、ソースはインバータ回路81の出力に接続され、ドレインは接続点Nd82に接続される。PMOSトランジスタ82Pのゲートは、インバータ回路95の出力に接続される。
インバータ回路95は、リードコマンド信号RDCMDの論理レベルを反転する。
ナンド回路83は、2入力1出力の否定論理積回路であり、一方の入力が接続点Nd82に接続され、他方の入力がインバータ回路96の出力に接続され、これらの入力レベルがいずれもHレベルのときに接続点Nd83をLレベルに駆動する。
インバータ回路96は、モードレジスタリセット信号MRSTの論理レベルを反転する。
インバータ回路83aの入力は接続点Nd83に接続され、出力は接続点Nd82に接続される。
インバータ回路84の入力は、接続点Nd83に接続され、接続点Nd83の論理レベルを反転して、NMOSトランジスタ85Nのドレイン、及びPMOSトランジスタ85Pのソースに対して出力する。
ナンド回路86は、2入力1出力の否定論理積回路であり、一方の入力が接続点Nd85に接続され、他方の入力がインバータ回路96の出力に接続され、これらの入力レベルがいずれもHレベルのときに、インバータ回路86aのゲート及びインバータ回路87のゲートをLレベルに駆動する。
インバータ回路86aの入力はナンド回路86の出力に接続され、出力は接続点Nd85に接続される。
インバータ回路87は、ナンド回路86の出力信号の論理レベルを反転して接続点Nd87を駆動する。
インバータ回路88は、ラッチ部12b1の出力である接続点Nd87の論理レベルを反転してナンド回路92の第3の入力に対して出力する。
ナンド回路89は、3入力1出力の否定論理積回路であり、第1の入力にリードクロック信号RDCLKが入力され、第2の入力にテスト信号TPARAが入力され、第3の入力は接続点Nd87に接続されてラッチ部12b1の出力信号が入力される。ナンド回路89は、これらの3入力のレベルがいずれもHレベルのときに、Lレベルの出力信号をインバータ回路90に出力する。
インバータ回路90は、ナンド回路89の出力信号の論理レベルを反転して、反転信号をインバータ回路91の入力に対して出力する。
インバータ回路91は、インバータ回路90の出力信号の論理レベルを反転して、反転信号である制御信号TSWE0を、図4に示すLMIOSW生成回路12c0及びLMIOSW生成回路12c1それぞれの初段の3入力ナンド回路の第3入力に対して出力する。
インバータ回路93は、ナンド回路92の出力信号の論理レベルを反転して、反転信号をインバータ回路94の入力に対して出力する。
インバータ回路94は、インバータ回路93の出力信号の論理レベルを反転して、反転信号である制御信号TSWE1を、図4に示すLMIOSW生成回路12c2及びLMIOSW生成回路12c3それぞれの初段の3入力ナンド回路の第3入力に対して出力する。
時刻t1において、半導体装置10がテスト動作モードへ移行するとモードレジスタ18aから、活性レベル(Hレベル)のモードレジスタリセット信号MRST、テスト信号TPARAが入力される。これにより、インバータ回路96はLレベルの出力信号をナンド回路83の他方の入力、及びナンド回路86の他方の入力に対して出力する。
ナンド回路83は接続点Nd83を、Hレベルに駆動する。ナンド回路83は、インバータ回路83aとともに、フリップフロップを構成し、接続点Nd82をLレベルに、接続点Nd83をHレベルに維持する。また、ナンド回路86は接続点Nd86を、Hレベルに駆動する。ナンド回路86は、インバータ回路86aとともに、フリップフロップを構成し、接続点Nd85をLレベルに、接続点Nd86をHレベルに維持する。
インバータ回路84は、ナンド回路83の出力信号を受けて出力信号をLレベルに変化させる。また、インバータ回路87は、ナンド回路86の出力信号を受けて出力信号をLレベルに変化させる。ラッチ部12b1の出力である接続点Nd87はLレベル(初期値)にリセットされる。
これにより、NMOSトランジスタ82N、及びPMOSトランジスタ82Pから構成されるトランスファーゲートはオンする。インバータ回路81は、接続点Nd82をHレベルに駆動し、このときモードレジスタ信号は既にLレベルにリセットしているので、ナンド回路83は、接続点Nd83をLレベルに駆動する。また、インバータ回路84は、出力信号をLレベルからHレベルへ変化させる。しかし、NMOSトランジスタ85N、及びPMOSトランジスタ85Pから構成されるトランスファーゲートは、オフ(非導通)しており、接続点Nd85の電位は変化しない。ナンド回路86及びインバータ回路86aから構成されるフリップフロップは、接続点Nd86の電位をHレベルに維持している。また、インバータ回路87は接続点Nd87をLレベルに、インバータ回路88は出力信号をHレベルに維持している。
この制御信号TSWE1がLレベルの期間において、活性化されたセルアレイの一方のセルアレイにおけるスイッチMLSWがオフする。他方のセルアレイにおけるスイッチMLSWはオンしおり、メモリセルからのデータがローカルIO線、メインIO線を介してリードライトアンプRWAMPに入力される。
この制御信号TSWE0がLレベルの期間において、活性化されたセルアレイの他方のセルアレイにおけるスイッチMLSWがオフする。一方のセルアレイにおけるスイッチMLSWはオンしおり、メモリセルからのデータがローカルIO線、メインIO線を介してリードライトアンプRWAMPに入力される。
なお、以下の説明において、図9及び図10に示すように外部クロックCKの最初の立ち上がり時刻を「0」とし、外部クロックCKの次の立ち上がり時刻を「1」とし、以下順に外部クロックの立ち上がり時刻を「2」、「3」として、これらの符号を用いて動作時刻を示すものとする。
X制御回路12に含まれるXデコーダXDECのうち、セルアレイ0またはセルアレイ1のうちいずれか一方のXデコーダXDECが、ロウアドレス信号X8T、X8Bの論理レベルによりワード線を選択する。ここでは、X8=「0」として、つまり、ロウアドレス信号X8TがLレベル、ロウアドレス信号X8BがHレベルであるものとする。
すると、セルアレイ0におけるXデコーダXDEC12a0が256本のワード線のうちから一本のワード線(図4に示すWLiとする。つまり、ロウアドレスX0−X7でその位置が示されるワード線はWLiであるとする)を選択し、図4におけるメモリセルMC01〜MC04を含むワード線WLi上の1024個のメモリセルが選択され、ビット線D01〜ビット線D04を含む1024本のビット線にデータが読み出される。
また、TSWE生成回路12bは、通常動作モードにおいてはテスト信号TPARAがLレベルであるので、制御信号TSWE0及び制御信号TSWE1の論理レベルをHレベルに維持している。これにより、スイッチMLSW0における4本のMLSW01〜MLSW01は導通し、ローカルIO線対(LION000、LION000)とメインIO線対(MION00、MION00)等が接続される。
Yタイミング生成回路13は、リードコマンド信号RDCMDがHレベルの期間に、外部クロックCKの「3」番目の立ち上がりに応じて、リードクロック信号RDCLKを1回発生させ、Yデコーダ13a、データ制御回路14、及びXタイミング生成回路11を介してTSWE生成回路12bに出力する。
なお、リードクロック信号RDCLKを発生させるのはYタイミング生成回路13でなく、コマンド入力回路18であってもよい。
図4において、ビット線対(D01、DB01)とローカルIO線対(LIOT000、LION000)等が接続される。このとき、ローカルIO線対とメインIO線対とは既に接続されているが、リードライトアンプRWAMPは活性化しておらず、各センスアンプSAが、ビット線対、ローカルIO線対、メインIO線対を駆動することになる。カラムスイッチCSW01等が導通する際、ビット線対には差電位がついているが、ローカルIO線対、メインIO線対には差電位がついていない。そのため、ビット線の有する容量、ローカルIO線及びメインIO線の有する容量の容量分割により、Lレベル側に増幅されたビット線の電圧レベルが浮き上がり(上昇し)、Hレベル側に増幅されたビット線の電圧レベルはドロップ(降下)する(図2参照)。
ただし、ここでは、センスアンプSAの誤動作はなく、メモリセルMC01に記憶されたデータ「0」、メモリセルMC02に記憶されたデータ「1」が正常に増幅されたものとする。これにより、メインIO線対(MIOT00,MION00)のうち、MIOT00はLレベル,MION00はHレベルへ変化する。また、メインIO線対(MIOT01,MION01)のうち、MIOT01はHレベル,MION01はLレベルへ変化する。
このとき、リードライトアンプ群15aのうち、Y9Bが入力される2つのリードライトアンプRWAMP00、及びリードライトアンプRWAMP01が活性化する。リードライトアンプRWAMP00は、メインIO線対(MIOT00,MION00)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST00をLレベルへ駆動する。また、リードライトアンプRWAMP01は、メインIO線対(MIOT01,MION01)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST01をHレベルへと駆動する。
入出力インターフェース16は、データバスRWBST00、データバスRWBST01から入力される2ビットの増幅結果を、この順番に外部クロックCKの「6」番目の立ち上がり及び立ち下がりに同期させて、データ入出力端子DQiからシリアルに出力する。つまり、半導体装置10は、RDコマンドからCL(CAS Latency)=3で、Y=0に位置するメモリセルMC01の記憶するデータ「0」、Y=1に位置するメモリセルMC02の記憶するデータ「1」を、リードデータとしてBL(Burst Length)=2で、データ入出力端子DQiから、外部クロックの立ち上がり及び立ち下がりに同期させて出力する。
ACTコマンドにより活性化されていた回路は全てプリチャージ状態に移行する。例えば、図9に示すロウアドレス信号X9Bを含む全てのロウアドレス信号はLレベルへリセットされ、選択されていたワード線WLiもLレベルへリセットする。また、ロウアドレス信号が入力されるLMIOSW生成回路12c0はスイッチ制御信号LMIOSW0を非活性レベル(Lレベル)へリセットし、スイッチMLSW0もオフさせる。これにより、セルアレイ0におけるローカルIO線対とメインIO線対とは非導通となる。
X制御回路12に含まれるXデコーダXDECのうち、セルアレイ2またはセルアレイ3のうちいずれか一方のXデコーダXDECが、ロウアドレス信号X8T、X8Bの論理レベルによりワード線を選択する。ここでは、X8=「0」として、つまり、ロウアドレス信号X8TがLレベル、ロウアドレス信号X8BがHレベルであるものとする。
すると、セルアレイ2におけるXデコーダXDEC12a2が256本のワード線のうちから一本のワード線(WLkとする。つまり、ロウアドレスX0−X7でその位置が示されるワード線はWLkであるとする)を選択し、4個のメモリセル(MC01k〜MC04kとする)を含むワード線WLk上の1024個のメモリセルが選択され、メモリセルMC01k〜MC04kがそれぞれ接続されるビット線(D01k〜D04kとする)を含む1024本のビット線にデータが読み出される。
また、TSWE生成回路12bは、通常動作モードにおいてはテスト信号TPARAがLレベルであるので、制御信号TSWE0及び制御信号TSWE1の論理レベルをHレベルに維持している。これにより、スイッチMLSW2における4個のMLSW(MLSW21〜MLSW24とする)は導通し、ローカルIO線対(LION200、LION200とする)とメインIO線対(MION00、MION00)等が接続される。
図4において、ビット線対(D01k、DB01k)とローカルIO線対(LIOT200、LION200)等が接続される。
データ制御回路14は、プリチャージ信号PMIOBを非活性レベル(Hレベル)に変化させ、その後、ライトコマンド信号WTCMDを遅延させたライトイネーブル信号WAEをリードライトアンプ群15aに出力する。
このとき、リードライトアンプ群15aのうち、Y9Tが入力される2つのリードライトアンプRWAMP10、及びリードライトアンプRWAMP11が活性化する。
リードライトアンプRWAMP10は、データバスRWBST10の論理レベルに基づき、メインIO線対(MIOT10,MION10)のうち、MIOT10をLレベル、MION10をHレベルへ駆動する。また、リードライトアンプRWAMP11は、データバスRWBST11の論理レベルに基づき、メインIO線対(MIOT11,MION11)のうち、MIOT11をHレベル,MION11をLレベルへ駆動する。
リードライトアンプRWAMP10が、メインIO線対(MIOT10,MION10)を駆動することにより、ビット線対(D03k、DB03k)のうち、ビット線D03kはLレベルに、ビット線DB03kはHレベルに駆動され(センスアンプもともにビット線を駆動する)、ビット線D03kに接続されるメモリセルMC03kにはLレベルのデータ(データ「0」)が書き込まれる。また、リードライトアンプRWAMP11が、メインIO線対(MIOT11,MION11)を駆動することにより、ビット線対(D04k、DB04k)のうち、ビット線D04kはHレベルに、ビット線DB04kはLレベルに駆動され、ビット線D04kに接続されるメモリセルMC04kにはHレベルのデータ(データ「1」)が書き込まれる。
つまり、半導体装置10は、WTコマンドが供給され、ライトデータとしてデータ入出力端子DQiに2ビットのデータが供給されると、Y=0に位置するメモリセルMC03にデータ「0」が、Y=1に位置するメモリセルMC04にデータ「1」が、それぞれ書き込まれる。
コマンド入力回路18におけるモードレジスタ18aは、活性レベル(Hレベル)のテスト信号TPARAを、Xタイミング生成回路11、TSWE生成回路12b、Yタイミング生成回路13、入出力インターフェース16に対して出力する。またモードレジスタ18aは、ワンショットで活性レベルとなる(非活性レベルであるLレベルからHレベルへ遷移し、一定期間後Lレベルへ遷移する)モードレジスタリセット信号MRSTを、TSWE生成回路12bに対して出力する。
TSWE生成回路12bは、上述の通りラッチ部12b1の出力を初期値へリセットする(図7、及び図8の説明参照)。
X制御回路12に含まれるXデコーダXDECのうち、2つのXデコーダXDECが、ロウアドレス信号X8T、X8Bの論理レベルによりワード線を選択する。ここでは、X8=「0」として、つまり、ロウアドレス信号X8TがLレベル、ロウアドレス信号X8BがHレベルであるものとする。
すると、セルアレイ0におけるXデコーダXDEC12a0が256本のワード線のうちから一本のワード線(図4に示すWLiとする。つまり、ロウアドレスX0−X7でその位置が示されるワード線はWLiであるとする)を選択する。
また、セルアレイ2におけるXデコーダXDEC12a2が256本のワード線のうちから一本のワード線(図4に示すWLiとする。つまり、ロウアドレスX0−X7でその位置が示されるワード線はWLiであるとする)を選択する。
図4におけるメモリセルMC01〜MC04を含むワード線WLi上の1024個のメモリセルが選択され、ビット線D01〜ビット線D04を含む1024本のビット線にデータが読み出される。
Xタイミング生成回路11は、ロウアドレス信号を出力し、所定時間経過した後(メモリセルが記憶するデータがビット線に十分読み出された後)、セルアレイ0及びセルアレイ2の全ての(1024台の)センスアンプSAを活性化し、各センスアンプSAにビット線の増幅動作を実行させる。
また、TSWE生成回路12bは、未だリードクロック信号RDCLKが入力されないので、制御信号TSWE0及び制御信号TSWE1の論理レベルをHレベルに維持している。これにより、セルアレイ0において、スイッチMLSW0における4本のMLSW01〜MLSW01は導通し、ローカルIO線対(LION000、LION000)とメインIO線対(MION00、MION00)等が接続される。また、セルアレイ2において、スイッチMLSW2における4本のMLSW21〜MLSW24は導通し、ローカルIO線対(LION200、LION200)とメインIO線対(MION00、MION00)等が接続される。
Yタイミング生成回路13は、テスト信号TPARAが入力されているので、カラムアドレスY9の論理レベルに係らず、カラムアドレス信号Y9T、Y9BをいずれもHレベルに変化させる。
Yタイミング生成回路13は、リードコマンド信号RDCMDがHレベルの期間に、外部クロックCKの「3」番目の立ち上がりに応じて、1回目のリードクロック信号RDCLKを発生させ、リードコマンド信号RDCMDがLレベルになると、外部クロックCKの「4」番目の立ち上がりに応じて、2回目のリードクロック信号RDCLKを発生させる。Yタイミング生成回路13は、リードクロック信号RDCLKを、Yデコーダ13a、データ制御回路14、及びXタイミング生成回路11を介してTSWE生成回路12bに出力する。なお、リードクロック信号RDCLKを発生させるのはYタイミング生成回路13でなく、コマンド入力回路18であってもよい。
図4に示すセルアレイ0において、ビット線対(D01、DB01)とローカルIO線対(LIOT000、LION000)等が接続される。また、セルアレイ2において、ビット線対(D01x、DB01x)とローカルIO線対(LIOT200、LION200)等が接続される。
また、TSWE生成回路12bは、このリードクロック信号RDCLKの立ち上がりで、制御信号TSWE1をLレベルに変化させる。
これにより、セルアレイ2において、スイッチMLSW2における4本のMLSW21〜MLSW24は非導通し、ローカルIO線対(LION200、LION200)とメインIO線対(MION00、MION00)等が非接続とされる。一方、セルアレイ0においては、スイッチMLSW0における4本のMLSW01〜MLSW01は導通し続け、ローカルIO線対(LION000、LION000)とメインIO線対(MION00、MION00)等は接続が維持される。
しかし、リードライトアンプRWAMPは未だ活性化しておらず、セルアレイ0においては、各センスアンプSAが、ビット線対、ローカルIO線対、メインIO線対を駆動することになる。カラムスイッチCSW01等が導通する際、ビット線対には差電位がついているが、ローカルIO線対、メインIO線対には差電位がついていない。そのため、ビット線の有する容量、ローカルIO線及びメインIO線の有する容量の容量分割により、Lレベル側に増幅されたビット線の電圧レベルが浮き上がり(上昇し)、Hレベル側に増幅されたビット線の電圧レベルはドロップ(降下)する(図2参照)。
ここで、tRCDminタイミングで動作させたことにより、セルアレイ0において、センスアンプSAの誤動作があり、メモリセルMC01に記憶されたデータ「0」が「1」に誤って、メモリセルMC02に記憶されたデータ「0」が正常に、メモリセルMC03に記憶されたデータ「1」が正常に、メモリセルMC04に記憶されたデータ「1」が正常に、それぞれ増幅されたものとする。これにより、メインIO線対(MIOT00,MION00)のうち、MIOT00はHレベル,MION00はLレベルへ変化する。また、メインIO線対(MIOT01,MION01)のうち、MIOT01はLレベル,MION01はHレベルへ変化する。また、メインIO線対(MIOT10,MION10)のうち、MIOT10はHレベル,MION10はLレベルへ変化する。また、メインIO線対(MIOT11,MION11)のうち、MIOT11はHレベル,MION11はLレベルへ変化する。
ここで、tRCDminタイミングで動作させたことにより、セルアレイ2において、センスアンプSAの誤動作があり、メモリセルMC01xに記憶されたデータ「0」が正常に、メモリセルMC02に記憶されたデータ「0」が正常に、メモリセルMC03に記憶されたデータ「1」が誤ってデータ「0」に、メモリセルMC04に記憶されたデータ「1」が正常に、それぞれ増幅されたものとする。これにより、ビット線対(D01x、DB01x)のうち、D01xはLレベル,DB01xはHレベルへ変化する。また、ビット線対(D02x、DB02x)のうち、D02xはLレベル,DB02xはHレベルへ変化する。ビット線対(D03x、DB03x)のうち、D03xはLレベル,DB03xはHレベルへ誤って変化する。また、ビット線対(D04x、DB04x)のうち、D04xはHレベル,DB04xはLレベルへ変化する。
一方、セルアレイ0において、センスアンプSA02は、メモリセルMC02が記憶していたデータ「0」をラッチし、センスアンプSA03は、メモリセルMC03が記憶していたデータ「1」をラッチし、センスアンプSA04は、メモリセルMC04が記憶していたデータ「1」をラッチする。
また、セルアレイ2におけるビット線D03xに接続されるセンスアンプ(センスアンプSA03xとする)が誤ったデータ(メモリセルMC03xが記憶していたデータ「1」とは逆のデータ「0」)をラッチする。
一方、セルアレイ2において、ビット線D01xに接続されるセンスアンプ(センスアンプSA01xとする)は、メモリセルMC01xが記憶していたデータ「0」をラッチし、ビット線D02xに接続されるセンスアンプ(センスアンプSA02xとする)は、メモリセルMC02xが記憶していたデータ「0」をラッチし、ビット線D04xに接続されるセンスアンプ(センスアンプSA04xとする)は、メモリセルMC04xが記憶していたデータ「1」をラッチする。
このとき、Y9T,及びY9BはいずれもHレベルであるので、リードライトアンプ群15aにおける、4つのRWAMP全て(リードライトアンプRWAMP00、リードライトアンプRWAMP01、リードライトアンプRWAMP10、リードライトアンプRWAMP11)が活性化する。
リードライトアンプRWAMP00は、メインIO線対(MIOT00,MION00)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST00をHレベルへ駆動する。また、リードライトアンプRWAMP01は、メインIO線対(MIOT01,MION01)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST01をLレベルへと駆動する。また、リードライトアンプRWAMP10は、メインIO線対(MIOT10,MION10)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST10をHレベルへと駆動する。また、リードライトアンプRWAMP11は、メインIO線対(MIOT11,MION11)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST11をHレベルへと駆動する。
データ入出力回路34は、これらの演算結果を、外部クロックCKに同期して出力するため、例えば内部のラッチ回路に保持しておく。
図4に示すセルアレイ0において、ビット線対(D01、DB01)とローカルIO線対(LIOT000、LION000)等が接続される。また、セルアレイ2において、ビット線対(D01x、DB01x)とローカルIO線対(LIOT200、LION200)等が接続される。
また、TSWE生成回路12bは、このリードクロック信号RDCLKの立ち上がりで、今度は制御信号TSWE0をLレベルに変化させる。
これにより、セルアレイ0において、スイッチMLSW0における4本のMLSW01〜MLSW01は非導通し、ローカルIO線対(LION000、LION000)とメインIO線対(MION00、MION00)等は非接続とされる。一方、セルアレイ2においては、スイッチMLSW2における4本のMLSW21〜MLSW24が導通し、ローカルIO線対(LION200、LION200)とメインIO線対(MION00、MION00)等が接続される。
ここで、最初のアクセス時にtRCDminタイミングで動作させたことにより、セルアレイ2において、ビット線D01xに接続されるセンスアンプSA01xは、データ「0」をラッチし、ビット線D02xに接続されるセンスアンプSA02xは、データ「0」をラッチし、ビット線D03xに接続されるセンスアンプSA03xは、データ「0」をラッチし、ビット線D04xに接続されるセンスアンプSA04xは、データ「1」をラッチしている。
これにより、メインIO線対(MIOT00,MION00)のうち、MIOT00はLレベル,MION00はHレベルへ変化する。また、メインIO線対(MIOT01,MION01)のうち、MIOT01はLレベル,MION01はHレベルへ変化する。また、メインIO線対(MIOT10,MION10)のうち、MIOT10はLレベル,MION10はHレベルへ変化する。また、メインIO線対(MIOT11,MION11)のうち、MIOT11はHレベル,MION11はLレベルへ変化する。
このとき、Y9T,及びY9BはいずれもHレベルであるので、リードライトアンプ群15aにおける、4つのRWAMP全て(リードライトアンプRWAMP00、リードライトアンプRWAMP01、リードライトアンプRWAMP10、リードライトアンプRWAMP11)が活性化する。
リードライトアンプRWAMP00は、メインIO線対(MIOT00,MION00)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST00をLレベルへ駆動する。また、リードライトアンプRWAMP01は、メインIO線対(MIOT01,MION01)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST01をLレベルへと駆動する。また、リードライトアンプRWAMP10は、メインIO線対(MIOT10,MION10)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST10をLレベルへと駆動する。また、リードライトアンプRWAMP11は、メインIO線対(MIOT11,MION11)の差電位の増幅を行い、データバスRWBST11をHレベルへと駆動する。
データ入出力回路34は、これらの演算結果を、外部クロックCKに同期して出力するため、例えば内部のラッチ回路に保持しておく。
入出力インターフェース16は、ラッチした演算結果をラッチした順番に外部クロックCKの「6」番目の立ち上がり及び立ち下がり、「7」番目の立ち上がり及び立ち下がりに同期させて、データ入出力端子DQiからシリアルに出力する。つまり、半導体装置10は、RDコマンドからCL(CAS Latency)=3で、4ビットのリードデータをデータ入出力端子DQiから、外部クロックの立ち上がり及び立ち下がりに同期させて出力する。
また、3ビット目のデータは、Y0=0かつY9=0に位置するメモリセルMC01xの記憶するデータ「0」と、Y0=0かつY9=1に位置するメモリセルMC03xの記憶するデータ「1」を誤って読み出したデータ「0」とを縮約したデータ「0」である。また、4ビット目のデータは、Y0=1かつY9=0に位置するメモリセルMC02xの記憶するデータ「0」と、Y0=1かつY9=1に位置するメモリセルMC04xの記憶するデータ「1」とを縮約したデータ「1」である。
このように、半導体装置10は、テスト動作モードにおいて、2つの活性化されたセルアレイの8ビットのメモリセルから、tRCDminタイミングで読み出したデータを、4台のリードライトアンプRWAMPを2回活性化させることで、半導体装置10の外部へリードデータ(8ビットのデータを4ビットに縮約したデータ)として出力することができる。
ACTコマンドにより活性化されていた回路は全てプリチャージ状態に移行する。例えば、図9に示すロウアドレス信号X9B、X9Tを含む全てのロウアドレス信号はLレベルへリセットされ、選択されていたワード線WLiもLレベルへリセットする。また、ロウアドレス信号が入力されるLMIOSW生成回路12c0、LMIOSW生成回路12c2は、それぞれスイッチ制御信号LMIOSW0、LMIOSW2を非活性レベル(Lレベル)へリセットし、それぞれの出力スイッチMLSWをオフさせる。これにより、セルアレイ0、セルアレイ2におけるローカルIO線対とメインIO線対とは非導通となる。
X制御回路12に含まれるXデコーダXDECのうち、2つのXデコーダXDECが、ロウアドレス信号X8T、X8Bの論理レベルによりワード線を選択する。ここでは、X8=「0」として、つまり、ロウアドレス信号X8TがLレベル、ロウアドレス信号X8BがHレベルであるものとする。
すると、セルアレイ0におけるXデコーダXDEC12a0が256本のワード線のうちから一本のワード線(図4に示すWLiとする。つまり、ロウアドレスX0−X7でその位置が示されるワード線はWLiであるとする)を選択する。
また、セルアレイ2におけるXデコーダXDEC12a2が256本のワード線のうちから一本のワード線(図4に示すWLiとする。つまり、ロウアドレスX0−X7でその位置が示されるワード線はWLiであるとする)を選択する。
また、セルアレイ2において、MC01x〜MC04xを含むワード線WLi上の1024個のメモリセルが選択され、それぞれビット線D01x〜D04xを含む1024本のビット線に接続される。
TSWE生成回路12bは、制御信号TSWE0及び制御信号TSWE1の論理レベルをHレベルに維持する。これにより、セルアレイ0において、スイッチMLSW0における4本のMLSW01〜MLSW01は導通し、ローカルIO線対(LION000、LION000)とメインIO線対(MION00、MION00)等が接続される。また、セルアレイ2において、スイッチMLSW2における4本のMLSW21〜MLSW24は導通し、ローカルIO線対(LION200、LION200)とメインIO線対(MION00、MION00)等が接続される。
Yデコーダ13aは、このライトコマンド信号WTCMDの立ち上がりで、Yタイミング生成回路から入力されるカラムアドレス信号に基づいて、256本のカラムスイッチ選択信号線のうち1本(図4に示すカラムスイッチ選択信号線CSLjとする。つまり、カラムアドレスY1−Y8でその位置が示されるビット線がカラムスイッチ選択信号線CSLjにより選択されるものとする)を駆動する。
図4に示すセルアレイ0において、ビット線対(D01、DB01)とローカルIO線対(LIOT000、LION000)等が接続される。また、セルアレイ2において、ビット線対(D01x、DB01x)とローカルIO線対(LIOT200、LION200)等が接続される。
データ制御回路14は、プリチャージ信号PMIOBを非活性レベル(Hレベル)に変化させ、その後、ライトコマンド信号WTCMDを遅延させたライトイネーブル信号WAEをリードライトアンプ群15aに出力する。
このとき、Y9T,及びY9BはいずれもHレベルであるので、リードライトアンプ群15aにおける、4つのRWAMP全て(リードライトアンプRWAMP00、リードライトアンプRWAMP01、リードライトアンプRWAMP10、リードライトアンプRWAMP11)が活性化する。
リードライトアンプRWAMP10は、データバスRWBST10の論理レベルに基づき、メインIO線対(MIOT10,MION10)のうち、MIOT10をHレベル,MION10をLレベルへ駆動する。また、リードライトアンプRWAMP11は、データバスRWBST11の論理レベルに基づき、メインIO線対(MIOT11,MION11)のうち、MIOT11をHレベル,MION11をLレベルへ駆動する。
メインIO線対(MIOT00,MION00)は、セルアレイ0におけるビット線対(D01、DB01)、及びセルアレイ2におけるビット線対(D01x、DB01x)と接続されている。また、メインIO線対(MIOT01,MION01)は、セルアレイ0におけるビット線対(D02、DB02)、及びセルアレイ2におけるビット線対(D02x、DB02x)と接続されている。
メインIO線対(MIOT10,MION10)は、セルアレイ0におけるビット線対(D03、DB03)、及びセルアレイ2におけるビット線対(D03x、DB03x)と接続されている。また、メインIO線対(MIOT11,MION11)は、セルアレイ0におけるビット線対(D04、DB04)、及びセルアレイ2におけるビット線対(D04x、DB04x)と接続されている。
リードライトアンプRWAMP01が、メインIO線対(MIOT01,MION01)を駆動することにより、セルアレイ0におけるビット線対(D02、DB02)のうち、ビット線D02はLレベルに、ビット線DB02はHレベルに駆動され、ビット線D02に接続されるメモリセルMC02にはLレベルのデータ(データ「0」)が書き込まれる。また、セルアレイ2におけるビット線対(D02x、DB02x)のうち、ビット線D02xはLレベルに、ビット線DB02xはHレベルに駆動され、ビット線D02xに接続されるメモリセルMC02xにはLレベルのデータ(データ「0」)が書き込まれる。
リードライトアンプRWAMP11が、メインIO線対(MIOT11,MION11)を駆動することにより、セルアレイ0におけるビット線対(D04、DB04)のうち、ビット線D04はHレベルに、ビット線DB04はLレベルに駆動され、ビット線D04に接続されるメモリセルMC04にはHレベルのデータ(データ「1」)が書き込まれる。また、セルアレイ2におけるビット線対(D04x、DB04x)のうち、ビット線D04xはHレベルに、ビット線DB04xはLレベルに駆動され、ビット線D04xに接続されるメモリセルMC04xにはHレベルのデータ(データ「1」)が書き込まれる。
このように、半導体装置10は、テスト動作モードにおいて、4台のリードライトアンプRWAMPを1回活性化させることで、半導体装置10の外部からのライトデータ(8ビットのデータを2ビットに縮約したデータ)を、2つの活性化されたセルアレイの8ビットのメモリセルへ書き込むことができる。
さらに、一つのACTコマンドに対して一つのRDコマンドを与えても、ACTコマンドにより活性化された複数のメモリアレイのうち、後にデータが読み出されるメモリセルを含むメモリアレイも、最初にデータが読み出されるメモリセルを含むメモリアレイと同様に、同じACTコマンドにより活性化される。これにより、tRCDmin時間(ACTコマンドを与えてからRDコマンドを与えるまでの時間)の評価を、評価精度を落とすことなく行なうこともできる。
例えば、実施形態の説明では、1台のリードライトアンプを共有する4台のセルアレイ(セルアレイ0〜セルアレイ3)のうち、2台のセルアレイを活性化して、1台のリードライトアンプでメモリセルからの2ビット(4台では8ビット)のデータを読み出す構成について示した。しかしながら、これは例示であって、4台のセルアレイ全てを活性化して、1台のリードライトアンプでメモリセルからの4ビット(4台では16ビット)のデータを読み出す構成としてもよい。これは、例えば、TSWE生成回路12bのラッチ部12b1を、4ビットのシフトレジスタの回路形式にし、信号生成部12b2を、これら4ビットのうちの各ビットから、4本の制御信号TSWE0〜TSWE3を生成する回路形式にする。また、4台のLMIOSW生成回路にそれぞれ異なる制御信号TSWEを入力する回路形式とする。このようにすれば、リードクロック信号RDCLKの立ち上がりでそれぞれスイッチMLSW0〜MLSW3にスイッチ制御信号LMIOSW0〜スイッチ制御信号LMIOSW3を時系列に供給することで、各セルアレイのローカルIO線対とメインIO線対とを接続することができ、上記に説明した効果と同様の効果を得ることができる。
また、トランジスタは、電界効果トランジスタ(Field Eeffect Transistor;FET)であれば良く、MOS(Metal Oxide Semiconductor)以外にもMIS(Metal-Insulator Semiconductor)、TFT(Thin Film Transistor)等の様々なFETに適用できる。トランジスタ等の様々なFETに適用できる。更に、装置内に一部のバイポーラ型トランジスタを有しても良い。
更に、PMOSトランジスタ(P型チャネルMOSトランジスタ)は、第2導電型のトランジスタ、NMOSトランジスタ(N型チャネルMOSトランジスタ)は、第1導電型のトランジスタの代表例である。
また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
Claims (7)
- 複数のメモリアレイと、
読み出し動作においては、前記複数のメモリアレイが備えるメモリセルからの読み出しデータを増幅して外部へ出力するリードデータを生成し、書き込み動作においては、外部から供給されるライトデータに基づいて前記メモリセルへの書き込みデータを生成する、前記複数のメモリアレイに共通に設けられたリードライトアンプと、
前記複数のメモリアレイ毎に、前記メモリセルと前記リードライトアンプとの間に設けられたスイッチと、
読み出し動作において、外部から供給される外部クロックに応じて、前記複数のメモリアレイのうち活性化するメモリアレイの前記スイッチを順次導通させる第1の制御信号を生成する第1の制御回路と、
読み出し動作において、前記リードライトアンプを活性化する第2の制御信号を、前記複数のメモリアレイのうち活性化するメモリアレイの個数に基づいて発生する第2の制御回路と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体装置の活性化を指示するアクティブコマンドに応じて、前記複数のメモリアレイのうち2以上のメモリアレイを活性化する第3の制御回路を備え、
前記第1の制御回路は、前記アクティブコマンドが供給された後、前記半導体装置にデータ読み出しを指示するリードコマンドに応じて、前記第1の制御信号を生成し、
前記第2の制御回路は、前記外部クロックに応じて、第1の制御信号に対して遅延させた前記第2の制御信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記半導体装置の動作モードが設定されるモードレジスタを備え、
前記第3の制御回路は、
前記モードレジスタに通常動作モードが設定されると、前記アクティブコマンドとともに供給される前記メモリセルの前記半導体装置における位置を示すロウアドレスに応じて、前記複数のメモリアレイのうちの1つのメモリアレイを活性化し、
前記モードレジスタにテスト動作モードが設定されると、前記ロウアドレスのうち前記メモリアレイを選択するロウアドレスを無効にし、残りのロウアドレスに応じて、前記複数のメモリアレイのうちの少なくとも2つ以上のメモリアレイを活性化する、
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 - 前記第1の制御回路は、前記モードレジスタに前記テスト動作モードが設定されると、出力レベルの初期値が第1の論理レベルにリセットされるラッチ回路を有し、
前記ラッチ回路は、前記リードコマンドの入力により前記出力レベルを前記第1の論理レベルと異なる第2の論理レベルへ変化させ、
前記外部クロックと、前記ラッチ回路の出力に応じて前記第1の制御信号を発生する、
ことを特徴とする請求項2または請求項3いずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記複数のメモリアレイ各々は、
複数本のワード線と、複数本のビット線と、複数のメモリセルと、を含むメモリセルアレイと、
前記ビット線に接続され、選択された前記ワード線と前記ビット線との交点に設けられたメモリセルが記憶するデータを増幅するセンスアンプと、
一端が前記スイッチに接続され、前記センスアンプが増幅したデータを転送するローカルIO線と、
前記ローカルIO線と前記センスアンプとを接続するカラムスイッチと、
を有し、
前記第3の制御回路は、前記通常動作モードにおいては、前記ロウアドレスに応じて、前記複数のメモリアレイのうちの一つの前記ワード線を選択し、前記センスアンプを活性化させて、当該メモリアレイを活性化し、前記テスト動作モードにおいては、前記残りのロウアドレスに応じて、前記2つ以上のメモリアレイそれぞれの前記ワード線を選択し、当該メモリアレイにおける前記センスアンプを活性化させて、当該メモリアレイを活性化し、
更に、前記外部クロックとともに前記半導体装置に外部から供給される、前記ビット線の前記半導体装置における位置を示すカラムアドレスに応じて、前記カラムスイッチを導通させて前記ローカルIO線と前記センスアンプとを接続するカラムデコーダを備える、
ことを特徴とする請求項3または請求項4いずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記テスト動作モードの書き込み動作においては、
前記第1の制御回路は、前記複数のメモリアレイのうち活性化するメモリアレイの前記スイッチを導通し、
前記第2の制御回路は、前記第2の制御信号の出力を停止するとともに、前記リードライトアンプを活性化する第3の制御信号を出力し、
前記リードライトアンプは前記第3の制御信号が入力されると、前記ライトデータを、前記スイッチを介して前記複数のメモリアレイのうち活性化するメモリアレイに供給する、
ことを特徴とする請求項3から請求項5いずれか一項に記載の半導体装置。 - 前記リードライトアンプを複数台有し、
前記テスト動作モードの読み出し動作においては、前記複数台の前記リードライトアンプの出力を縮約して外部へ前記リードデータを出力し、前記テスト動作モードの書き込み動作においては、前記ライトデータを前記複数台の前記リードライトアンプへ共通に供給する入出力回路、
を備えることを特徴とする請求項3から請求項6いずれか一項に記載の半導体装置。
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JP2011171006A JP2013037729A (ja) | 2011-08-04 | 2011-08-04 | 半導体装置 |
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CN111199278A (zh) * | 2018-11-16 | 2020-05-26 | 三星电子株式会社 | 包括算术电路的存储器器件和包括该器件的神经网络系统 |
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