JP2014006949A - Semiconductor device, method of testing semiconductor device, method of manufacturing semiconductor device including test method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置、半導体装置のテスト方法、及び、そのテスト方法を含む半導体装置の製造方法に関する。特に、シリアルパラレル変換回路を備える半導体装置、半導体装置のテスト方法、及び、そのテスト方法を含む半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a semiconductor device test method, and a semiconductor device manufacturing method including the test method. In particular, the present invention relates to a semiconductor device including a serial / parallel conversion circuit, a test method for the semiconductor device, and a method for manufacturing the semiconductor device including the test method.
DRAM(Dynamic Random Access Memory)を初めとした半導体装置は、内部にメモリセルを備え、メモリセルにデータを記憶する。従って、半導体装置の製造工程では、メモリセルの良否を判定する必要がある。具体的には、メモリセルからデータを読み出し、読み出したリードデータとリードデータに対応する期待値データとを比較することで、メモリセルの良否を判定する。 A semiconductor device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) includes a memory cell therein and stores data in the memory cell. Therefore, it is necessary to determine whether the memory cell is good or bad in the manufacturing process of the semiconductor device. Specifically, the quality of the memory cell is determined by reading data from the memory cell and comparing the read data read with the expected value data corresponding to the read data.
特許文献1において、データ入出力端子にシリアルデータを入力し、入力したシリアルデータをパラレルデータに変換した後にメモリセルに書き込む方式を備えた半導体装置の構成が開示されている。なお、特許文献1が開示する半導体装置では、リードデータを外部に出力する際には、パラレルデータからシリアルデータに変換する。 Patent Document 1 discloses a configuration of a semiconductor device having a system in which serial data is input to a data input / output terminal, and the input serial data is converted into parallel data and then written into a memory cell. Note that the semiconductor device disclosed in Patent Document 1 converts parallel data into serial data when outputting read data to the outside.
なお、上記先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明者らによってなされたものである。 The disclosure of the above prior art document is incorporated herein by reference. The following analysis was made by the present inventors.
本発明者らが、シリアルパラレル変換回路を備える半導体装置に対して、メモリセルから読み出したデータと、読み出したデータの期待値データと、を比較する半導体装置の入出力テストの適用を検討した。検討の結果、リードデータを検証する回路の動作マージンに関し、改善の余地があることが判明した。即ち、半導体装置の動作クロックの周波数が上昇すると、リードデータ及び期待値データをサンプリングする期間が短くなり、高速動作する半導体装置における入出力テストの実施が困難になる。なお、リードデータを検証する回路の詳細とその問題については、後述する。 The present inventors examined the application of an input / output test of a semiconductor device that compares data read from a memory cell with expected value data of the read data for a semiconductor device including a serial / parallel conversion circuit. As a result of the examination, it has been found that there is room for improvement in the operation margin of the circuit for verifying the read data. That is, when the frequency of the operation clock of the semiconductor device is increased, the period for sampling the read data and the expected value data is shortened, making it difficult to perform the input / output test in the semiconductor device operating at high speed. Details of the circuit for verifying the read data and the problem will be described later.
本発明の第1の視点によれば、データ入出力端子から入力された直列な複数ビットであるシリアルライトデータを並列な複数ビットであるパラレルライトデータに変換するシリアルパラレル変換回路と、メモリセルから読み出した並列な複数ビットであるパラレルリードデータと前記パラレルライトデータのそれぞれのビットについて比較することで、前記パラレルリードデータに対する検証結果信号を生成するリードデータ比較回路と、を備える半導体装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention, a serial-parallel conversion circuit that converts serial write data that is a plurality of serial bits input from a data input / output terminal into parallel write data that is a plurality of parallel bits, and a memory cell There is provided a semiconductor device comprising: a read data comparison circuit that generates a verification result signal for the parallel read data by comparing parallel read data that is a plurality of parallel read bits and each bit of the parallel write data. The
本発明の第2の視点によれば、リードデータの検証を希望するメモリセルのアドレス信号を伴ったリードコマンドを発行する第1の工程と、前記リードコマンドの発行から所定の時間経過後に、前記メモリセルから出力されるリードデータに対する期待値データであって、直列な複数ビットであるシリアルライトデータを入力する第2の工程と、前記シリアルライトデータを並列な複数ビットであるパラレルライトデータに変換する第3の工程と、前記リードコマンドに応じたリードデータであって、並列な複数ビットであるパラレルリードデータと前記パラレルライトデータのそれぞれのビットについて比較する第4の工程と、前記第4の工程における比較結果を、前記パラレルリードデータの検証結果として出力する工程と、を含む半導体装置のテスト方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, a first step of issuing a read command accompanied by an address signal of a memory cell whose read data is desired to be verified, and after a predetermined time has elapsed since the issue of the read command, Second step of inputting serial write data that is serial multiple bits, which is expected value data for read data output from the memory cell, and converting the serial write data into parallel multiple bits of parallel multiple bits A fourth step of comparing each bit of the parallel read data and the parallel write data, which is read data corresponding to the read command and is a plurality of parallel bits, and the fourth step Outputting a comparison result in the process as a verification result of the parallel read data. Test method of the apparatus is provided.
本発明の第3の視点によれば、上記半導体装置のテスト方法を含む半導体装置の製造方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method including the semiconductor device test method.
本発明の各視点によれば、メモリセルから読み出したデータと、読み出したデータの期待値データと、を比較する入出力テストの実施を容易にする半導体装置、半導体装置のテスト方法、及び、そのテスト方法を含む半導体装置の製造方法が、提供される。 According to each aspect of the present invention, a semiconductor device that facilitates an input / output test for comparing data read from a memory cell and expected data of the read data, a test method for the semiconductor device, and the A method for manufacturing a semiconductor device including a test method is provided.
初めに、図1を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。 First, an outline of an embodiment will be described with reference to FIG. Note that the reference numerals of the drawings attached to the outline are attached to the respective elements for convenience as an example for facilitating understanding, and the description of the outline is not intended to be any limitation.
上述のように、メモリセルから読み出したデータと、読み出したデータの期待値データと、を比較する入出力テストの実施を容易にする半導体装置が、望まれる。 As described above, a semiconductor device that facilitates an input / output test for comparing data read from a memory cell with expected value data of the read data is desired.
そこで、一例として図1に示す半導体装置100を提供する。半導体装置100は、データ入出力端子から入力された直列な複数ビットであるシリアルライトデータを並列な複数ビットであるパラレルライトデータに変換するシリアルパラレル変換回路101と、メモリセルから読み出した並列な複数ビットであるパラレルリードデータとパラレルライトデータのそれぞれのビットについて比較することで、パラレルリードデータに対する検証結果信号を生成するリードデータ比較回路102と、を備える。
Therefore, as an example, the semiconductor device 100 illustrated in FIG. 1 is provided. The semiconductor device 100 includes a serial /
リードデータ比較回路102は、メモリセルから読み出したリードデータ(パラレルデータ)を受け付ける。さらに、リードデータ比較回路102は、外部から入力され、シリアルパラレル変換回路101によりパラレルデータに変換されたライトデータを受け付ける。リードデータ比較回路102は、受け付けたライトデータを、メモリセルから読み出したリードデータに対する期待値データとして利用し、パラレルに展開されたリードデータと比較する。その結果、シリアルデータに変換された後のリードデータと期待値データとを比較する場合に比べ、動作マージンが改善する。即ち、半導体装置100の動作クロックが高速化すると、動作クロックのスキューが強く影響し、リードデータと期待値データとの比較を高い精度で行う必要がある。しかし、これらのデータがパラレルに展開された状態で検証を行うので、動作クロックのスキューの影響が緩和し、半導体装置100の高速動作時であっても、リードデータの検証が容易に行うことができる。
The read
次に、メモリセルから読み出したデータと、読み出したデータの期待値データと、を比較する入出力テストの実施が可能な半導体装置1について説明する。半導体装置1は、本発明者らにより検討された半導体装置である。半導体装置1は、シリアルパラレル変換回路及びパラレルシリアル変換回路を備え、上記の入出力テストの実施を可能とする。なお、以降の説明において、メモリセルから読み出したリードデータと、リードデータに対する期待値データと、を比較する入出力テストをリードデータ検証テストと表記する。 Next, the semiconductor device 1 capable of performing an input / output test for comparing the data read from the memory cell with the expected value data of the read data will be described. The semiconductor device 1 is a semiconductor device studied by the present inventors. The semiconductor device 1 includes a serial-parallel conversion circuit and a parallel-serial conversion circuit, and enables the above input / output test to be performed. In the following description, an input / output test for comparing read data read from a memory cell with expected value data for the read data is referred to as a read data verification test.
図2は、半導体装置1全体のブロック図の一例を示す図である。 FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the entire semiconductor device 1.
半導体装置1は、DDR2SDRAM(Double Data Rate 2 Synchronous DRAM)である。半導体装置1のプリフェッチ数は4ビットとする。従って、メモリセルアレイに対し、1本のデータ入出力端子あたり4ビットのデータが同時に入出力できる。また、半導体装置1が備えるデータ入出力端子は8本とする。そのため、メモリセルアレイに対して合計32(=4×8)ビットのデータが同時に入出力できる。 The semiconductor device 1 is a DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 Synchronous DRAM). The prefetch number of the semiconductor device 1 is 4 bits. Therefore, 4-bit data can be input / output simultaneously to / from the memory cell array. The semiconductor device 1 includes eight data input / output terminals. Therefore, a total of 32 (= 4 × 8) bits of data can be input / output simultaneously to the memory cell array.
半導体装置1は、外部端子として、クロック端子11、コマンド端子12、アドレス端子13、データ入出力端子14、データストローブ端子15を少なくとも備えている。
The semiconductor device 1 includes at least a clock terminal 11, a
クロック端子11は、同期信号であるクロック信号CLKが供給される端子である。クロック信号CLKは、クロック端子11を介して内部クロック生成回路21に供給される。内部クロック生成回路21は、内部クロックICLKを生成し、生成したクロックはDLL回路22を初めとした各種内部回路に供給される。
The clock terminal 11 is a terminal to which a clock signal CLK that is a synchronization signal is supplied. The clock signal CLK is supplied to the internal clock generation circuit 21 via the clock terminal 11. The internal clock generation circuit 21 generates an internal clock ICLK, and the generated clock is supplied to various internal circuits including the
DLL回路22は、内部クロックICLKを受け付け、出力用クロックLCLKを生成する回路である。出力用クロックLCLKは、後述する入出力回路80に供給される。
The
コマンド端子12は、ロウ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、チップセレクト信号CSなどのコマンド信号が供給される端子である。これらのコマンド信号は、コマンドデコーダ31に供給される。
The
コマンドデコーダ31は、内部クロックICLKに同期して、コマンド信号の保持、デコード及びカウントなどを行うことにより、各種の内部コマンドICMDを生成する。また、コマンドデコーダ31は、外部からテストコマンドを受け付け、半導体装置1におけるリードデータ検証テストの実行を可能にする。さらに、コマンドデコーダ31は、入出力回路80に対して各種の制御信号を出力する。これらの制御信号には、リードデータ検証テストにおいて使用する制御信号が含まれる。コマンドデコーダ31が出力する制御信号については、順次説明する。
The
アドレス端子13は、アドレス信号ADDが供給される端子である。供給されたアドレス信号ADDは、アドレス端子13を介してアドレスラッチ回路41に供給される。データ入出力端子14及びデータストローブ端子15は、データの入出力に利用される端子である。
The
アドレスラッチ回路41は、内部クロックICLKに同期してアドレス信号ADDをラッチする。アドレスラッチ回路41がラッチしたアドレス信号ADDのうち、ロウアドレスXAはロウデコーダ51に供給され、カラムアドレスYAはカラムデコーダ52に供給される。ロウデコーダ51は、ロウアドレスXAに基づいて、メモリセルアレイ60に含まれるいずれかのワード線WLを選択する回路である。
メモリセルアレイ60内においては、複数のワード線WLと複数のビット線BLが交差しており、その交点にはメモリセルMCが配置されている。なお、図2においては、1本のワード線WL、1本のビット線BL及び1個のメモリセルMCに限り図示している。
In the
ビット線BLは、センスアンプ列53内の対応するセンスアンプSAに接続されている。カラムデコーダ52は、カラムアドレスYAに基づいて、センスアンプ列53に含まれるセンスアンプSAの選択を行う。選択されたセンスアンプSAは、メインI/O配線MIOを介してメインアンプ70に接続される。
The bit line BL is connected to the corresponding sense amplifier SA in the
上述のとおり、半導体装置1では、メモリセルアレイ60から32ビットのデータが同時に入出力される。そのため、メインI/O配線MIOは少なくとも32ビット分、配線される。メインアンプ70は、メインI/O配線MIOを介してメモリセルから読み出されたリードデータを増幅し、リードライトバスRWBUSに出力する。さらに、メインアンプ70は、リードライトバスRWBUSを介して供給されたメモリセルへのライトデータをメインI/O配線MIOに供給する。リードライトバスRWBUSは入出力回路80に接続されている。
As described above, in the semiconductor device 1, 32-bit data is input / output simultaneously from the
入出力回路80は、シリアルパラレル変換回路及びパラレルシリアル変換回路を含んで構成されている。入出力回路80は、リードライトバスRWBUSを介して並列な複数ビット(パラレルデータ)として読み出されたリードデータを、直列な複数ビット(シリアルデータ)として出力する。また、入出力回路80は、データ入出力端子14を介してシリアルデータとして入力されたライトデータを、リードライトバスRWBUSに対しパラレルデータとして供給する。リード動作を例に具体的に説明すると、32本のリードライトバスRWBUSを介してパラレルに供給されたリードデータは、データ入出力端子ごとに4ビットにシリアル変換され、4ビットのリードデータが出力用クロックLCLKに同期してデータ入出力端子14からそれぞれ出力される。
The input /
次に、入出力回路80について説明する。
Next, the input /
図3は、入出力回路80の内部構成の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the input /
入出力回路80は、リードデータラッチ回路81と、パラレルシリアル変換回路82と、データ出力回路83と、データ入力回路84と、シリアルパラレル変換回路85と、ライトデータラッチ回路86と、を含んでいる。
The input /
以降の説明において、リードライトバスRWBUSに供給されたリードデータをパラレルリードデータP_RD、リードライトバスRWBUSに供給されたライトデータをパラレルライトデータP_WDと表記する。また、以降の図面では、データ入出力端子14について1本に限り図示する。つまり、リードライトバスRWBUSのバス幅は、4ビットとして説明する。但し、実際には、データ入出力端子14の本数分のバス幅を持つことになる。
In the following description, the read data supplied to the read / write bus RWBUS is referred to as parallel read data P_RD, and the write data supplied to the read / write bus RWBUS is referred to as parallel write data P_WD. In the following drawings, only one data input /
リードデータラッチ回路81は、リードライトバスRWBUSから供給されたパラレルリードデータP_RDをラッチする回路である。ラッチは、リードデータラッチ信号RDLATに基づき行われる。リードデータラッチ回路81がラッチしたデータをパラレルリードデータPL_RDと表記する。 The read data latch circuit 81 is a circuit that latches the parallel read data P_RD supplied from the read / write bus RWBUS. Latching is performed based on the read data latch signal RDLAT. Data latched by the read data latch circuit 81 is referred to as parallel read data PL_RD.
パラレルシリアル変換回路82は、パラレルリードデータPL_RDをシリアルデータに変換し、データ出力回路83に出力する。パラレルシリアル変換回路82は、パラレルシリアル変換許可信号CFIFOの活性化に従い、パラレルデータをシリアルデータに変換する。パラレルシリアル変換回路82が変換したシリアルデータを、シリアルリードデータS_RDと表記する。
The parallel /
データ出力回路83は、シリアルリードデータS_RDと、出力用クロックLCLKと、リードデータ検証テストに用いる各種の制御信号(TRCCEN、TRCCOUT、TRCCRST)と、期待値データ信号TDCMPと、を受け付ける。データ出力回路83は、検証テストイネーブル信号TRCCENがLレベル(非活性化レベル)の場合には、シリアルリードデータS_RDを、データ入出力端子14を介して外部に出力する。
The
データ出力回路83は、リードデータ検証テストを行う。より具体的には、データ出力回路83は、シリアルリードデータS_RDと、期待値データ信号TDCMPと、の比較結果をテスト結果として出力する。期待値データ信号TDCMPとは、メモリセルから読み出したリードデータに期待される値を表現する信号である。例えば、テスト対象のメモリセルから「1」が読み出されることが期待されるのであれば、そのメモリセルから読み出したシリアルリードデータS_RDに対応する期待値データ信号TDCMPの値は「1」である。なお、データ出力回路83を使用した、リードデータ検証テストの実施は後述する。
The
データ入力回路84は、データ入出力端子14を介して、ライトデータを受け付ける。データ入力回路84は、データ入力イネーブル信号DINEN及び検証テストイネーブル信号TRCCENを受け付ける。データ入力回路84は、データ入力イネーブル信号DINENがHレベル(活性化レベル)の場合には、データ入出力端子14から受け付けたデータをシリアルパラレル変換回路85に出力する。データ入力回路84が、シリアルパラレル変換回路85に出力する信号をシリアルライトデータS_WDと表記する。
The
検証テストイネーブル信号TRCCENがHレベル(活性化レベル)の場合には、データ入出力端子14から受け付けたデータを期待値データ信号TDCMPとしてデータ出力回路83に出力する。なお、コマンドデコーダ31は、データ入力イネーブル信号DINEN及び検証テストイネーブル信号TRCCENを共に活性化することはない。
When verification test enable signal TRCCEN is at the H level (activation level), data received from data input /
シリアルパラレル変換回路85は、シリアルライトデータS_WDを受け付け、パラレルデータに変換し、ライトデータラッチ回路86に出力する。シリアルパラレル変換回路85が出力するパラレルデータを、パラレルライトデータP_WDと表記する。
The serial /
ライトデータラッチ回路86は、パラレルライトデータP_WDをラッチし、リードライトバスRWBUSに供給する。ライトデータラッチ回路86におけるラッチは、ライトデータラッチ信号WDLATに基づき行われる。なお、ライトデータラッチ回路86がラッチするデータをパラレルライトデータPL_WDと表記する。
The write
次に、データ出力回路83における、リードデータ検証テストの実施について説明する。
Next, the implementation of the read data verification test in the
図4は、半導体装置1におけるリードデータ検証テスト手順の一例を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a read data verification test procedure in the semiconductor device 1.
ステップS01において、半導体装置1の外部(例えば、メモリコントローラ)から、半導体装置1を、リードデータ検証テストを実行するテストモードに遷移させるコマンドが供給される。テストモードに遷移させるコマンドを受けたコマンドデコーダ31は、検証テストイネーブル信号TRCCENをHレベルにする。検証テストイネーブル信号TRCCENがHレベルになることで、データ出力回路83は、通常のリードデータを出力する動作から、リードデータ検証テストを実行する動作に切り替わる。つまり、検証テストイネーブル信号TRCCENがHレベルに設定されると、データ出力回路83は、通常のリードデータを出力する動作を停止する。
In step S01, a command for switching the semiconductor device 1 to a test mode for executing a read data verification test is supplied from the outside of the semiconductor device 1 (for example, a memory controller). Receiving the command for transition to the test mode, the
検証テストイネーブル信号TRCCENがHレベルに設定された後、検証テストリセット信号TRCCRSTがHレベルに設定され、検証結果の初期化がなされる。 After the verification test enable signal TRCCEN is set to the H level, the verification test reset signal TRCCRST is set to the H level, and the verification result is initialized.
ステップS02において、半導体装置1の外部から、リードデータの検証を希望するメモリセルのアドレス信号ADDを伴ったリードコマンドが発行される。 In step S02, a read command accompanied by an address signal ADD of a memory cell whose read data is desired to be verified is issued from outside the semiconductor device 1.
ステップS03において、半導体装置1の外部から、メモリセルから読み出すリードデータ(シリアルリードデータS_RD)に対応する期待値データを入力する。その際、検証テストイネーブル信号TRCCENがHレベルであるので、データ入力回路84は期待値データ信号TDCMPをデータ出力回路83に出力する。
In step S03, expected value data corresponding to read data (serial read data S_RD) read from the memory cell is input from outside the semiconductor device 1. At this time, since the verification test enable signal TRCCEN is at the H level, the
ステップS04において、データ出力回路83がリードデータの検証を行う。具体的には、シリアルリードデータS_RDと期待値データ信号TDCMPを、1ビットずつ比較し、比較結果を検証結果信号として内部に保持する(ラッチする)。
In step S04, the
ステップS05において、半導体装置1の外部から、データ出力回路83が保持する検証結果信号を外部に出力する指示を伴ったコマンドが供給される。このコマンドを受けたコマンドデコーダ31は、検証テストイネーブル信号TRCCENをLレベルに設定すると共に、検証テスト出力指示信号TRCCOUTをHレベル(活性化レベル)に設定する。検証テスト出力指示信号TRCCOUTがHレベルに設定されると、データ出力回路83は、内部に保持した検証結果信号を、データ入出力端子14を介して、外部に出力する。即ち、データ出力回路83は、リードコマンドに対応したシリアルリードデータS_RDに代えて、検証結果信号をデータ入出力端子14から出力する。
In step S05, a command with an instruction to output the verification result signal held by the
以上のように、半導体装置1では、パラレルシリアル変換回路82が出力するシリアルリードデータS_RDと外部から入力された期待値データ(期待値データ信号TDCMP)とを比較し、リードデータの検証を行う。
As described above, the semiconductor device 1 verifies the read data by comparing the serial read data S_RD output from the parallel-
しかし、出力用クロックLCLKの周波数の上昇に従って、このようなリードデータの検証は困難になる。即ち、リードデータ及び期待値データを有効にサンプリングできる期間(データウィンドウ)が、クロック信号CLKの周波数の上昇と共に短くなり、データ出力回路83におけるリードデータ検証テストの動作マージンが減少する。
However, verification of such read data becomes difficult as the frequency of the output clock LCLK increases. That is, the period (data window) in which the read data and the expected value data can be sampled effectively becomes shorter as the frequency of the clock signal CLK increases, and the operation margin of the read data verification test in the
[第1の実施形態]
第1の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment will be described in more detail with reference to the drawings.
本実施形態に係る半導体装置2の全体構成について、半導体装置1と相違する点は存在しないので、図2に相当する説明は省略する。図5は、本実施形態に係る半導体装置2の入出力回路80aの内部構成の一例を示す図である。図5において図3と同一構成要素には、同一の符号を表し、その説明を省略する。入出力回路80と80aの相違点は、リードデータ比較回路87を備える点である。なお、コマンドデコーダ31は、上述した各種制御信号に加えて、検証テスト結果ラッチ信号TRCCLATを出力する(図2において図示せず)。
The overall configuration of the semiconductor device 2 according to the present embodiment does not differ from the semiconductor device 1, so the description corresponding to FIG. 2 is omitted. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of the input / output circuit 80a of the semiconductor device 2 according to the present embodiment. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The difference between the input /
リードデータ比較回路87は、ライトデータラッチ回路86がラッチするパラレルライトデータPL_WDとリードデータラッチ回路81がラッチするパラレルリードデータPL_RDを受け付ける。さらに、リードデータ比較回路87は、検証テストイネーブル信号TRCCENと、検証テスト結果ラッチ信号TRCCLATと、検証テストリセット信号TRCCRSTと、を受け付ける。
The read
リードデータ比較回路87は、ライトデータラッチ回路86がラッチしたパラレルライトデータPL_WDを期待値データとして用いてリードデータの検証を行う。半導体装置2は、4ビットのプリフェッチが可能であるので、1本のデータ入出力端子14あたり4ビットのリードデータの検証を同時に行う。より具体的には、4ビットのパラレルリードデータPL_RDと4ビットの期待値データ(パラレルライトデータPL_WD)のそれぞれのビット単位で値が一致するか否かを判定する。リードデータ比較回路87は、リードデータの検証結果を検証結果出力信号TRCCRESとして出力する。
The read
さらに、リードデータ比較回路87は、4ビット分のそれぞれの判定結果に対し、論理積演算を行うことで、全てのビットが一致していれば、Hレベルの検証結果信号を生成する。検証結果信号がHレベルであれば、リードデータは期待値通りであるので、検証結果は正常であると判断できる。一方、1ビットでも一致しなければ、検証結果信号はLレベルとなるので、検証結果は異常であると判断できる。生成された検証結果信号は、Hレベル(活性化レベル)の検証テスト結果ラッチ信号TRCCLATを受け付けると、検証結果出力信号TRCCRESとして出力される。なお、プリフェッチが4ビットでなくとも、プリフェッチのビット数に応じて、リードデータ比較回路87を適宜変更すれば、対応可能であることは当然である。
Further, the read
次に、半導体装置2におけるリードデータ検証テスト時の動作について説明する。なお、半導体装置2におけるリードデータ検証テスト手順は、図4を用いた手順と相違する点を含めタイミングチャートを使用して説明する。 Next, an operation during a read data verification test in the semiconductor device 2 will be described. The read data verification test procedure in the semiconductor device 2 will be described using a timing chart including differences from the procedure using FIG.
図6は、半導体装置2におけるリードデータ検証テスト時の各種信号の一例を示すタイミングチャートである。 FIG. 6 is a timing chart showing an example of various signals during a read data verification test in the semiconductor device 2.
時刻t01において、コマンドデコーダ31は、検証テストイネーブル信号TRCCENをHレベルとしつつ、検証テストリセット信号TRCCRSTをHレベルに設定することで、検証結果出力信号TRCCRESを初期化する。なお、検証テストイネーブル信号TRCCENがHレベルとなることで、リードデータ比較回路87及びデータ入力回路84のリードデータ検証テストに関する機能が活性化する。
At time t01, the
一方、検証テストイネーブル信号TRCCENがHレベルの場合には、データ出力回路83は動作を停止する。その結果、データ出力回路83からデータ入出力端子14に対してリードデータが出力されることはない。
On the other hand, when the verification test enable signal TRCCEN is at the H level, the
時刻t02において、検証テストリセット信号TRCCRSTがLレベルに設定され、リードデータ比較回路87のリセット状態が解除される。
At time t02, verification test reset signal TRCCRST is set to L level, and the reset state of read
時刻t03において、半導体装置2の外部からリードコマンドが発行される。その後、時刻t04〜t05の期間において、データ入出力端子14を介して外部から期待値データが入力される。その際、データストローブ信号DQSの立ち上がりと立ち下りに同期して、期待値データは入力される。
At time t03, a read command is issued from outside the semiconductor device 2. Thereafter, in the period from time t04 to t05, expected value data is input from the outside via the data input /
データ入力回路84は、データ入出力端子14から入力された期待値データを受け取り次第、順次、シリアルパラレル変換回路85にシリアルライトデータS_WDとして出力する。シリアルパラレル変換回路85は、受け取ったシリアルライトデータS_WD(期待値データ)をパラレルライトデータP_WDに変換し、ライトデータラッチ回路86に出力する。
The
時刻t06において、コマンドデコーダ31は、ライトデータラッチ信号WDLATをHレベルに設定する。その結果、ライトデータラッチ回路86はパラレルライトデータPL_WDをリードデータ比較回路87に出力する。
At time t06,
一方、時刻t03において発行されたリードコマンドに応じたリードデータが、リードライトバスRWBUSに供給される(時刻t07;但し、リードレイテンシは8とする)。また、時刻t07において、リードデータラッチ信号RDLATがHレベルに設定されると、パラレルリードデータP_RDがラッチされ、パラレルリードデータPL_RDがリードデータ比較回路87に出力される。
On the other hand, the read data corresponding to the read command issued at time t03 is supplied to the read / write bus RWBUS (time t07; where the read latency is 8). At time t07, when the read data latch signal RDLAT is set to H level, the parallel read data P_RD is latched and the parallel read data PL_RD is output to the read
このように、時刻t07のタイミングにおいて、リードデータ比較回路87には、ライトデータラッチ回路86が供給するパラレルライトデータPL_WDと、リードデータラッチ回路81が供給するパラレルリードデータPL_RDとが、同時に入力されている状態となる。リードデータ比較回路87は、入力された両データをビット単位で比較し、検証結果信号を生成する。
Thus, at the timing of time t07, the parallel write data PL_WD supplied from the write
さらに、時刻t07において、検証テスト結果ラッチ信号TRCCLATがHレベルに設定されることで、リードデータ比較回路87は、検証結果信号をラッチする。検証結果信号は、時刻t07以降に、検証結果出力信号TRCCRESとして出力される。
Further, at time t07, the verification test result latch signal TRCCLAT is set to the H level, so that the read
半導体装置2では、検証テストイネーブル信号TRCCENをHレベルに設定することで、データ入出力端子14から期待値データを入力できる。さらに、リードコマンドの発行を受けて、メモリセルから読み出したリードデータがリードライトバスRWBUSに供給されるタイミングに合わせて、外部から期待値データを入力する。例えば、半導体装置2のリードレイテンシが8の場合には、時刻t04のタイミングで期待値データの供給を始めると、リードデータと期待値データとが同時にリードデータ比較回路87に供給される。
In the semiconductor device 2, expected value data can be input from the data input /
リードデータ比較回路87では、リードデータの検証を行い、検証結果を検証結果出力信号TRCCRESとして出力する。なお、検証テスト結果ラッチ信号TRCCLATは、検証テストイネーブル信号TRCCENがHレベルの際に限り、出力される。以上の説明が、リードデータ比較回路87を用いたリードデータの検証である。
The read
次に、検証結果出力信号TRCCRESの読み出し動作について説明する。 Next, the reading operation of the verification result output signal TRCCRES will be described.
図7は、検証結果出力信号TRCCRESを外部から読み出す際の各種信号の一例を示すタイミングチャートである。 FIG. 7 is a timing chart showing an example of various signals when the verification result output signal TRCCRES is read from the outside.
検証結果出力信号TRCCRESを外部から読み出す際には、検証テストイネーブル信号TRCCENはLレベル、検証テスト出力指示信号TRCCOUTはHレベル、にそれぞれ設定される。その結果、パラレルシリアル変換回路82は、外部から発行されたリードコマンド(時刻t11)に応じてメモリセルから読み出したリードデータに代えて、検証結果出力信号TRCCRESをデータ出力回路83に出力する。
When reading the verification result output signal TRCCRES from the outside, the verification test enable signal TRCCEN is set to L level and the verification test output instruction signal TRCCOUT is set to H level. As a result, the parallel-
その後、データ出力回路83は、検証結果出力信号TRCCRESをデータ入出力端子14から出力する(時刻t12)。
Thereafter, the
以上のように、リードデータ検証テストに使用する期待値データは、データ入出力端子14から通常のライト動作と同様に、シリアルデータとして入力される。その後、シリアルパラレル変換回路85により、パラレルデータとしてリードデータ比較回路87に供給される。また、リードデータラッチ回路81が出力する信号(パラレル/シリアル変換前の信号)もリードデータ比較回路87に供給される。リードデータ比較回路87では、パラレルに展開された期待値データと、シリアルに変換される前のリードデータと、を用いてリードデータの検証を行う。
As described above, the expected value data used for the read data verification test is input as serial data from the data input /
このように、リードデータ比較回路87は、パラレルデータのそれぞれのビットを比較するため、低速での動作が許容される。即ち、リードデータ検証テストにおける動作マージンが拡大する。即ち、半導体装置2におけるリードデータ検証テストの実施が容易になる。
Thus, since the read
また、複数の半導体装置2が同一のパッケージに収められ、データ入出力端子がパッケージ上で共通(又は、テストボード上で共通)している場合において、複数の半導体装置2に対して、リードデータ検証テストを並列に実行することができる。即ち、複数の半導体装置2において、並列してリードデータ検証テストを実行し、検証結果については、それぞれの半導体装置2から独立して読み出し、確認する。その結果、複数の半導体装置2に対して個別に期待値データを設定する必要がなくなり、テスト時間の短縮を行うことができる。なお、このテスト時間の短縮に係る効果は、半導体装置1におけるリードデータ検証テストでも同様に期待できる。 Further, when a plurality of semiconductor devices 2 are housed in the same package and the data input / output terminals are common on the package (or common on the test board), read data is supplied to the plurality of semiconductor devices 2. Verification tests can be performed in parallel. That is, the read data verification test is executed in parallel in the plurality of semiconductor devices 2, and the verification result is read and confirmed independently from each semiconductor device 2. As a result, it is not necessary to individually set expected value data for a plurality of semiconductor devices 2, and the test time can be shortened. The effect related to the reduction in the test time can be similarly expected in the read data verification test in the semiconductor device 1.
なお、半導体装置の製造工程には、複数のテスト工程が含まれており、第1の実施形態において説明したリードデータ検証テストを含めて半導体装置の製造工程を構成することができる。 The semiconductor device manufacturing process includes a plurality of test processes, and the semiconductor device manufacturing process can be configured including the read data verification test described in the first embodiment.
なお、引用した上記の特許文献等の各開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。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(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)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。 Each disclosure of the cited patent documents and the like cited above is incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, etc.) within the scope of the claims of the present invention, Selection is possible. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
1、2、100 半導体装置
11 クロック端子
12 コマンド端子
13 アドレス端子
14 データ入出力端子
15 データストローブ端子
21 内部クロック生成回路
22 DLL回路
31 コマンドデコーダ
41 アドレスラッチ回路
51 ロウデコーダ
52 カラムデコーダ
53 センスアンプ列
60 メモリセルアレイ
70 メインアンプ
80、80a 入出力回路
81 リードデータラッチ回路
82 パラレルシリアル変換回路
83 データ出力回路
84 データ入力回路
85、101 シリアルパラレル変換回路
86 ライトデータラッチ回路
87、102 リードデータ比較回路
1, 2, 100 Semiconductor device 11
Claims (10)
メモリセルから読み出した並列な複数ビットであるパラレルリードデータと前記パラレルライトデータのそれぞれのビットについて比較することで、前記パラレルリードデータに対する検証結果信号を生成するリードデータ比較回路と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 A serial-parallel conversion circuit for converting serial write data, which is a plurality of serial bits input from a data input / output terminal, into parallel write data, which is a plurality of parallel bits;
A read data comparison circuit that generates a verification result signal for the parallel read data by comparing parallel read data that is a plurality of parallel bits read from the memory cell and each bit of the parallel write data;
A semiconductor device comprising:
前記制御回路は、前記テストコマンドを受け付けた場合に、第1の制御信号を活性化し、
前記リードデータ比較回路は、前記第1の制御信号が活性化している場合に、前記パラレルリードデータと前記パラレルライトデータの比較を行う請求項1の半導体装置。 A control circuit that accepts a test command for transitioning to a read data verification test for verifying read data read from a memory cell,
The control circuit activates the first control signal when the test command is received,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the read data comparison circuit compares the parallel read data and the parallel write data when the first control signal is activated.
前記パラレルシリアル変換回路は、前記第1の制御信号が活性化レベルの場合には、前記シリアルリードデータへの変換を行わない請求項2の半導体装置。 A parallel-serial conversion circuit that converts the parallel read data into serial read data that is a plurality of serial bits,
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the parallel-serial conversion circuit does not perform conversion into the serial read data when the first control signal is at an activation level.
前記リードデータ比較回路は、前記第2の制御信号の活性化に応じて、前記検証結果信号をラッチすることで検証結果出力信号として出力する請求項2又は3の半導体装置。 The control circuit activates a second control signal after a predetermined period of time has elapsed since the reception of the read command when the first control signal is at an activation level and receives a read command from the outside.
4. The semiconductor device according to claim 2, wherein the read data comparison circuit latches the verification result signal and outputs it as a verification result output signal in response to the activation of the second control signal.
前記パラレルシリアル変換回路は、前記第3の制御信号が活性化レベルの場合に、前記検証結果出力信号を、前記データ入出力端子を介して外部に出力する請求項4の半導体装置。 The control circuit activates a third control signal when receiving a command to output the verification result signal from the outside when the first control signal is at an inactivation level,
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the parallel-serial conversion circuit outputs the verification result output signal to the outside via the data input / output terminal when the third control signal is at an activation level.
前記パラレルリードデータを、第5の制御信号に従ってラッチし、ラッチした前記パラレルリードデータを前記リードデータ比較回路に出力するリードデータラッチ回路と、
を備える請求項1乃至5のいずれか一に記載の半導体装置。 A write data latch circuit that latches the parallel write data according to a fourth control signal and outputs the latched parallel write data to the read data comparison circuit;
A read data latch circuit that latches the parallel read data in accordance with a fifth control signal and outputs the latched parallel read data to the read data comparison circuit;
The semiconductor device as described in any one of Claims 1 thru | or 5 provided with these.
前記パラレルリードデータ及び前記パラレルライトデータのそれぞれのビットについての比較結果に対し論理積演算を実行した結果を前記検証結果信号として生成する請求項1乃至7のいずれか一に記載の半導体装置。 The read data comparison circuit includes:
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein a result obtained by performing an AND operation on a comparison result for each bit of the parallel read data and the parallel write data is generated as the verification result signal. 9.
前記リードコマンドの発行から所定の時間経過後に、前記メモリセルから出力されるリードデータに対する期待値データであって、直列な複数ビットであるシリアルライトデータを入力する第2の工程と、
前記シリアルライトデータを並列な複数ビットであるパラレルライトデータに変換する第3の工程と、
前記リードコマンドに応じたリードデータであって、並列な複数ビットであるパラレルリードデータと前記パラレルライトデータのそれぞれのビットについて比較する第4の工程と、
前記第4の工程における比較結果を、前記パラレルリードデータの検証結果として出力する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置のテスト方法。 A first step of issuing a read command accompanied by an address signal of a memory cell for which verification of read data is desired;
A second step of inputting serial write data, which is expected value data for read data output from the memory cell after a predetermined time has elapsed from the issue of the read command, and is a plurality of serial bits;
A third step of converting the serial write data into parallel multi-bit parallel write data;
A fourth step of comparing the read data corresponding to the read command, each of the parallel read data and the parallel write data being a plurality of parallel bits;
Outputting a comparison result in the fourth step as a verification result of the parallel read data;
A method for testing a semiconductor device, comprising:
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JP2012141798A JP2014006949A (en) | 2012-06-25 | 2012-06-25 | Semiconductor device, method of testing semiconductor device, method of manufacturing semiconductor device including test method thereof |
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