JP2015158957A - semiconductor device - Google Patents

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Kazuhiro Kurihara
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To test whether or not an input buffer and output buffer operate normally.SOLUTION: A semiconductor device includes: a data input/output terminal DQa; a data output circuit 63 whose output node is connected to the data input/output terminal DQa; a data input circuit 64 whose input node is connected to the data input/output terminal DQa ; a read/write bus RWBUS that supplies an input node of the data output circuit 63 with test read data tRD which is read from a memory cell array 60; and a data comparison circuit 65a that compares test write data tWD and test read data tRD which is output from an output node of the data input circuit 64, to generate a determination signal TCMP0. The data input circuit 64 transfers the test read data tRD to the data comparison circuit 65a in response to a test clock signal SCLK, and the data comparison circuit 65a outputs a determination signal TCMP0 in response to the test clock signal SCLK.

Description

本発明は半導体装置に関し、特に、入力バッファ及び出力バッファの動作テストが可能な半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device capable of performing an operation test on an input buffer and an output buffer.

近年、半導体メモリとコントローラチップとの間のデータ転送レートのさらなる高速化が望まれている。これを達成するために、データ入出力のビット幅、即ち、入出力端子の数を従来の半導体メモリに比べ増加させた種々の半導体メモリが考案されている。このような半導体メモリの例として、ハイバンドウィドゥスメモリ(High Band−width Memory,HBM)、ハイブリッドメモリキューブ(Hybrid Memory Cube,HMC)、及び、ワイドI/O型DRAM(Wide−IO DRAM)(特許文献1参照)などが知られている。   In recent years, it has been desired to further increase the data transfer rate between the semiconductor memory and the controller chip. In order to achieve this, various semiconductor memories have been devised in which the bit width of data input / output, that is, the number of input / output terminals is increased as compared with a conventional semiconductor memory. Examples of such a semiconductor memory include a high-bandwidth memory (High Band-width Memory, HBM), a hybrid memory cube (Hybrid Memory Cube, HMC), and a wide I / O type DRAM (Wide-IO DRAM) ( Patent Document 1) is known.

このような半導体メモリでは、データ入出力端子を含む外部端子の数が通常のDRAMに比べて極めて多いため、各端子はマイクロバンプと呼ばれる微小電極によって構成される。マイクロバンプは非常に狭ピッチで多数配置されることから、テスト動作時においてテスタのプローブをマイクロバンプに直接接触させることは困難である。このため、このような半導体メモリにおいては、テスト用のパッド電極がマイクロバンプとは別に設けられており、テスト動作時においては、テスタのプローブをテスト用のパッド電極に接触させることによって信号の入出力を行う。   In such a semiconductor memory, since the number of external terminals including data input / output terminals is extremely larger than that of a normal DRAM, each terminal is constituted by microelectrodes called microbumps. Since a large number of micro bumps are arranged at a very narrow pitch, it is difficult to bring the tester probe into direct contact with the micro bumps during a test operation. For this reason, in such a semiconductor memory, a test pad electrode is provided separately from the microbump. During a test operation, a tester probe is brought into contact with the test pad electrode to input a signal. Output.

特開2012−243251号公報JP2012-243251A

テスト用のパッド電極を用いた動作テストにおいては、通常、アドレス入力用のパッド電極を介してテストデータを入力し、データ出力用のパッド電極を介してテストデータ又はテスト結果を示す判定信号が出力される。しかしながら、この場合、通常動作モードで使用する入力バッファや出力バッファを使用しないことから、入力バッファや出力バッファが正常に動作するか否かをテストすることができないという問題があった。   In an operation test using a pad electrode for a test, test data is usually input via a pad electrode for address input, and a determination signal indicating the test data or a test result is output via a pad electrode for data output. Is done. However, in this case, since the input buffer and the output buffer used in the normal operation mode are not used, there is a problem that it is impossible to test whether the input buffer and the output buffer operate normally.

尚、上記の問題は上述した特定の半導体メモリに限らず、通常動作モードで使用する入力バッファや出力バッファを動作テスト時に使用しない全ての半導体装置に対して生じる問題である。   The above problem is not limited to the specific semiconductor memory described above, and is a problem that occurs in all semiconductor devices that do not use the input buffer and output buffer used in the normal operation mode during the operation test.

本発明の一側面による半導体装置は、メモリセルアレイと、第1のデータ出力端子と、出力ノードが前記第1のデータ入出力端子に接続された第1の出力回路と、入力ノードが前記第1のデータ入出力端子に接続された入力回路と、前記メモリセルアレイから読み出された第1のデータを前記第1の出力回路の入力ノードに供給するデータ配線と、第2のデータと、前記入力回路の出力ノードから出力される前記第1のデータとを比較することにより、判定信号を生成するデータ比較回路と、を備え、前記入力回路は、第1のクロック信号に応答して、前記第1の出力回路から出力される前記第1のデータを前記データ比較回路に転送し、前記データ比較回路は、前記第1のクロック信号に応答して、前記判定信号を出力することを特徴とする。   A semiconductor device according to an aspect of the present invention includes a memory cell array, a first data output terminal, a first output circuit whose output node is connected to the first data input / output terminal, and an input node that is the first data output terminal. An input circuit connected to the data input / output terminal, a data wiring for supplying first data read from the memory cell array to an input node of the first output circuit, second data, and the input A data comparison circuit that generates a determination signal by comparing the first data output from an output node of the circuit, wherein the input circuit is responsive to a first clock signal, The first data output from one output circuit is transferred to the data comparison circuit, and the data comparison circuit outputs the determination signal in response to the first clock signal. .

本発明の他の側面による半導体装置は、第1及び第2の端子と、メモリセルアレイと、第1の端子とメモリセルアレイとの間に接続された第1の出力回路と、第1の入力ノードで第1の端子及び出力回路に共通に接続され、第1の出力ノードでメモリセルアレイに接続され、第2の出力ノードを含む、入力回路と、入力回路の前記第2の出力ノードに接続された比較回路と、比較回路と前記第2の端子との間に接続された第2の出力回路と、を備え、第1の入力回路、比較回路、及び、第2の出力回路が、第1のクロック信号に応じて、パイプライン動作を実行することを特徴とする。   A semiconductor device according to another aspect of the present invention includes first and second terminals, a memory cell array, a first output circuit connected between the first terminal and the memory cell array, and a first input node. Connected in common to the first terminal and the output circuit, connected to the memory cell array at the first output node, connected to the input circuit including the second output node, and the second output node of the input circuit. And a second output circuit connected between the comparison circuit and the second terminal, wherein the first input circuit, the comparison circuit, and the second output circuit are the first A pipeline operation is executed in accordance with the clock signal.

本発明によれば、メモリセルアレイから読み出されたテストリードデータを出力回路及び入力回路を介してデータ比較回路に供給することができることから、出力回路に含まれる出力バッファ及び入力回路に含まれる入力バッファが正常に動作しているか否かを動作テストによって判定することが可能となる。しかも、入力回路及びデータ比較回路がいずれもテストクロック信号に応答した動作を行うことから、テストリードデータが連続的に読み出される場合であっても、これらテストリードデータを順次処理することが可能となる。   According to the present invention, since the test read data read from the memory cell array can be supplied to the data comparison circuit via the output circuit and the input circuit, the output buffer included in the output circuit and the input included in the input circuit. It is possible to determine whether or not the buffer is operating normally by an operation test. In addition, since both the input circuit and the data comparison circuit perform an operation in response to the test clock signal, it is possible to sequentially process the test read data even when the test read data is continuously read. Become.

本発明の好ましい第1の実施形態による半導体装置10の構造を説明するための模式的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 10 according to a preferred first embodiment of the present invention. 半製品10Aの構造を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the structure of 10 A of semi-finished products. メモリチップ20の主面20Fの平面図である。3 is a plan view of a main surface 20F of the memory chip 20. FIG. メモリチップ20の回路構成を説明するためのブロック図である。4 is a block diagram for explaining a circuit configuration of a memory chip 20. FIG. チャネルChAの回路構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the circuit structure of channel ChA. テストリード制御回路70の回路図である。3 is a circuit diagram of a test lead control circuit 70. FIG. データ出力回路63及びデータ入力回路64の回路図である。3 is a circuit diagram of a data output circuit 63 and a data input circuit 64. FIG. 3入力セレクタ110の回路図である。3 is a circuit diagram of a three-input selector 110. FIG. 各動作モードにおける各種制御信号の論理レベルを示す真理値表である。It is a truth table which shows the logic level of the various control signals in each operation mode. 出力回路120の回路図である。2 is a circuit diagram of an output circuit 120. FIG. データ比較回路65aの主要部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the principal part of the data comparison circuit 65a. データ比較回路65bの主要部の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the principal part of the data comparison circuit 65b. データ出力回路69の回路図である。3 is a circuit diagram of a data output circuit 69. FIG. 半導体装置10のLoop Back Write動作を説明するためのタイミング図である。4 is a timing chart for explaining a Loop Back Write operation of the semiconductor device 10. FIG. 半導体装置10のLoop Back Read動作を説明するためのタイミング図である。4 is a timing chart for explaining a Loop Back Read operation of the semiconductor device 10. FIG. テストクロック信号SCLKに同期したLoop Back Read動作を説明するためのタイミング図である。FIG. 5 is a timing diagram for explaining a Loop Back Read operation in synchronization with a test clock signal SCLK. 本発明の第2の実施形態による半導体装置100の構造を説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining structure of semiconductor device 100 by a 2nd embodiment of the present invention. 半製品100Aの構造を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the structure of 100 A of semi-finished products. 貫通電極TSV1,TSV2の接続状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the connection state of penetration electrode TSV1, TSV2. 貫通電極TSV1の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of penetration electrode TSV1. 本発明の第3の実施形態による半導体装置200の構造を説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining the structure of semiconductor device 200 by a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態による半導体装置300の構造を説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining structure of semiconductor device 300 by a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施形態による半導体装置400の構造を説明するための略平面図である。It is a schematic plan view for explaining the structure of a semiconductor device 400 according to a fifth embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の好ましい第1の実施形態による半導体装置10の構造を説明するための模式的な断面図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 10 according to a preferred first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本実施形態による半導体装置10は、メモリチップ20とコントロールチップ30が積層された構成を有している。メモリチップ20はいわゆるワイドIO型のDRAMであり、その主面20Fには複数の表面マイクロバンプMFB(バンプ電極)及び複数のテストパッドTP(パッド電極)が設けられている。主面20Fとは、トランジスタなどの回路素子が形成されている側の面であり、図1に示す例ではメモリチップ20の主面20Fは下側を向いている。つまり、本実施形態ではメモリチップ20がコントロールチップ30上にフェイスダウン方式で積層されている。   As shown in FIG. 1, the semiconductor device 10 according to the present embodiment has a configuration in which a memory chip 20 and a control chip 30 are stacked. The memory chip 20 is a so-called wide IO type DRAM, and a main surface 20F is provided with a plurality of surface micro bumps MFB (bump electrodes) and a plurality of test pads TP (pad electrodes). The main surface 20F is the surface on which circuit elements such as transistors are formed. In the example shown in FIG. 1, the main surface 20F of the memory chip 20 faces downward. That is, in the present embodiment, the memory chip 20 is stacked on the control chip 30 in a face-down manner.

コントロールチップ30は、メモリチップ20の動作を制御する半導体チップ(SOC;System on Chip)であり、回路基板40上にフェイスダウン方式で搭載されている。つまり、コントロールチップ30は、主面30Fが回路基板40側を向き、裏面30Bがメモリチップ20側を向くように搭載されている。コントロールチップ30の主面30Fには複数の表面マイクロバンプCFBが形成され、コントロールチップ30の裏面30Bには複数の裏面マイクロバンプCBBが形成されている。表面マイクロバンプCFBは回路基板40に設けられた基板電極41に接合され、裏面マイクロバンプCBBはメモリチップ20に設けられた表面マイクロバンプMFBに接合されている。そして、コントロールチップ30に設けられた内部回路は、表面マイクロバンプCFBに接続されるとともに、コントロールチップ30を貫通して設けられた貫通電極TSV(Through Substrate Via)を介して裏面マイクロバンプCBBに接続されている。   The control chip 30 is a semiconductor chip (SOC) that controls the operation of the memory chip 20, and is mounted on the circuit board 40 in a face-down manner. That is, the control chip 30 is mounted such that the main surface 30F faces the circuit board 40 side and the back surface 30B faces the memory chip 20 side. A plurality of front surface micro bumps CFB are formed on the main surface 30F of the control chip 30, and a plurality of back surface micro bumps CBB are formed on the back surface 30B of the control chip 30. The front surface microbump CFB is bonded to the substrate electrode 41 provided on the circuit board 40, and the back surface microbump CBB is bonded to the front surface microbump MFB provided on the memory chip 20. The internal circuit provided in the control chip 30 is connected to the front surface micro bump CFB and also connected to the back surface micro bump CBB through a through electrode TSV (Through Substrate Via) provided through the control chip 30. Has been.

回路基板40は、メモリチップ20及びコントロールチップ30が搭載された上面側に基板電極41が設けられ、下面側に外部端子42が設けられた構造を有している。基板電極41と外部端子42は、回路基板40を貫通して設けられた図示しないスルーホール導体を介して相互に接続されている。また、基板電極41の上面には、メモリチップ20及びコントロールチップ30を覆うように封止樹脂50が設けられ、これにより1パッケージの半導体装置10として提供される。   The circuit board 40 has a structure in which a substrate electrode 41 is provided on the upper surface side on which the memory chip 20 and the control chip 30 are mounted, and an external terminal 42 is provided on the lower surface side. The substrate electrode 41 and the external terminal 42 are connected to each other via a through-hole conductor (not shown) provided through the circuit substrate 40. Further, a sealing resin 50 is provided on the upper surface of the substrate electrode 41 so as to cover the memory chip 20 and the control chip 30, thereby providing the semiconductor device 10 as one package.

かかる構成により、外部端子42を介して入力される信号(アドレス信号、コマンド信号、クロック信号、ライトデータなど)は、まずコントロールチップ30に入力され、コントロールチップ30による必要な信号処理を経て、メモリチップ20に供給される。一方、メモリチップ20から出力される信号(リードデータなど)は、コントロールチップ30に入力され、コントロールチップ30による必要な信号処理を経て、外部端子42から外部に出力される。   With this configuration, a signal (address signal, command signal, clock signal, write data, etc.) input via the external terminal 42 is first input to the control chip 30, and after undergoing necessary signal processing by the control chip 30, the memory It is supplied to the chip 20. On the other hand, a signal (such as read data) output from the memory chip 20 is input to the control chip 30 and is output to the outside from the external terminal 42 through necessary signal processing by the control chip 30.

半導体装置10の製造工程においては、回路基板40上にコントロールチップ30及びメモリチップ20を搭載した後、封止樹脂50によってこれらのチップ20,30を封止しても構わないし、図2に示す半製品10Aを用意し、これをコントロールチップ30及び回路基板40に接続しても構わない。図2に示す半製品10Aは、メモリチップ20とその主面20Fを除く各面を覆う封止樹脂50からなる。このような半製品10Aを用いれば、仕様や用途によって異なるコントロールチップ30を適宜接続することができるため、汎用性を高めることが可能となる。   In the manufacturing process of the semiconductor device 10, after mounting the control chip 30 and the memory chip 20 on the circuit board 40, these chips 20 and 30 may be sealed with a sealing resin 50, as shown in FIG. The semi-finished product 10A may be prepared and connected to the control chip 30 and the circuit board 40. The semi-finished product 10A shown in FIG. 2 includes a sealing resin 50 that covers each surface except the memory chip 20 and its main surface 20F. If such a semi-finished product 10A is used, it is possible to appropriately connect the control chips 30 that differ depending on the specifications and applications, so that versatility can be improved.

図3は、メモリチップ20の主面20Fの平面図である。   FIG. 3 is a plan view of the main surface 20F of the memory chip 20.

図3に示すように、メモリチップ20の主面20Fには、X方向およびY方向にマトリクス状に配置された4つのチャネルChA〜ChDが設けられる。各チャネルChA〜ChDは、それぞれが単独のDRAMとして動作可能な回路ブロックであり、したがって、メモリチップ20は4つの独立したDRAMが1チップ化された構成を有している。   As shown in FIG. 3, the main surface 20F of the memory chip 20 is provided with four channels ChA to ChD arranged in a matrix in the X direction and the Y direction. Each of the channels ChA to ChD is a circuit block that can operate as a single DRAM. Therefore, the memory chip 20 has a configuration in which four independent DRAMs are integrated into one chip.

メモリチップ20の主面20Fには、各チャネルChA〜ChDに対応する複数のマイクロバンプMFBa〜MFBdが設けられている。各チャネルChA〜ChDに割り当てられるデータ用のマイクロバンプMFBa〜MFBd、すなわちデータ入出力端子の数は、それぞれ例えば128個と非常に多く、また、電源用のマイクロバンプMFBa〜MFBdなども多数必要であることから、チャネルChA〜ChDごとに例えば300個程度のマイクロバンプMFBa〜MFBdが設けられる。このため、チップ全体で1000個を超えるマイクロバンプMFBが用いられることになる。   The main surface 20F of the memory chip 20 is provided with a plurality of micro bumps MFBa to MFBd corresponding to the channels ChA to ChD. The number of data micro-bumps MFBa to MFBd assigned to each channel ChA to ChD, that is, the number of data input / output terminals is as large as 128, for example, and a large number of micro-bumps MFBa to MFBd for power supply are necessary. Therefore, for example, about 300 micro bumps MFBa to MFBd are provided for each of the channels ChA to ChD. For this reason, more than 1000 micro bumps MFB are used in the entire chip.

これらマイクロバンプMFBの中には、ダイレクトアクセス端子と呼ばれるテスト用の端子が含まれる。但し、マイクロバンプMFBのサイズは非常に微小であることから、テスタのプローブをダイレクトアクセス端子に接触させることは困難である。このため、各ダイレクトアクセス端子には、テスタのプローブを接触させるためのテストパッドTPがそれぞれ割り当てられている。テストパッドTPは、テスタのプローブを容易に接触させられるよう、マイクロバンプMFBよりも大きな平面サイズを有している。かかる構成により、積層前、例えばウェハ状態のメモリチップ20に対しては、テストパッドTPを用いて動作テストを行うことができ、コントロールチップ30に積層した後は、コントロールチップ30を介して外部からダイレクトアクセス用のマイクロバンプMFBにアクセスすることで、メモリチップ20の動作テストを行うことができる。   These micro bumps MFB include test terminals called direct access terminals. However, since the size of the micro bump MFB is very small, it is difficult to bring the tester probe into contact with the direct access terminal. For this reason, each direct access terminal is assigned a test pad TP for contacting a tester probe. The test pad TP has a larger plane size than the micro bump MFB so that the tester probe can be easily brought into contact with the test pad TP. With this configuration, an operation test can be performed using the test pad TP on the memory chip 20 in a wafer state before stacking, for example, and after stacking on the control chip 30, the control chip 30 can be externally connected. The operation test of the memory chip 20 can be performed by accessing the micro bump MFB for direct access.

図4は、メモリチップ20の回路構成を説明するためのブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram for explaining a circuit configuration of the memory chip 20.

図4において二重丸で示しているのはマイクロバンプMFB(バンプ電極)であり、二重四角で示しているのはテストパッドTP(パッド電極)である。また、信号名の先頭に「DA」が付されている信号及びテスト信号TESTは、ダイレクトアクセス端子を介して入力(又は出力)される信号である。図4に示すように、ダイレクトアクセス端子には、それぞれ対応するテストパッドTPが設けられている。また、信号名の末尾に「a」〜「d」が付されている信号は、それぞれチャネルChA〜ChDに対応する信号である。   In FIG. 4, a double circle indicates a micro bump MFB (bump electrode), and a double square indicates a test pad TP (pad electrode). The signal having “DA” at the head of the signal name and the test signal TEST are signals that are input (or output) through the direct access terminal. As shown in FIG. 4, each direct access terminal is provided with a corresponding test pad TP. In addition, signals having “a” to “d” at the end of the signal names are signals corresponding to the channels ChA to ChD, respectively.

例えば、図4に示す信号SIGaは、チャネルChAに供給される入力信号であり、アドレス信号ADDa、コマンド信号CMDa、チップセレクト信号CS0a、クロック信号CLKa、クロックイネーブル信号CKE0aなどからなる。チャネルChAは、これらの入力信号SIGaを受け、リード動作やライト動作などを行う。チャネルChAがリード動作を行った場合、読み出されたリードデータDQaがマイクロバンプMFBa(第1の端子)を介して出力される。一方、チャネルChAがライト動作を行う場合、マイクロバンプMFBaを介して入力されたライトデータDQaがチャネルChAに供給される。   For example, the signal SIGa shown in FIG. 4 is an input signal supplied to the channel ChA and includes an address signal ADDa, a command signal CMDa, a chip select signal CS0a, a clock signal CLKa, a clock enable signal CKE0a, and the like. The channel ChA receives these input signals SIGa and performs a read operation, a write operation, and the like. When the channel ChA performs a read operation, the read data DQa that has been read is output via the micro bump MFBa (first terminal). On the other hand, when the channel ChA performs a write operation, the write data DQa input via the micro bump MFBa is supplied to the channel ChA.

他のチャネルChB〜ChDも同様であり、それぞれ対応する入力信号SIGb〜SIGdを受け、リードデータDQb〜DQdの出力又はライトデータDQb〜DQdの入力を行う。   The same applies to the other channels ChB to ChD, which respectively receive corresponding input signals SIGb to SIGd, and output read data DQb to DQd or input write data DQb to DQd.

一方、ダイレクトアクセス端子を介して入力される信号は、各チャネルChA〜ChDに対して共通に入力される。ダイレクトアクセス端子を介して入力される信号としては、アドレス信号DA_ADD、コマンド信号DA_CMD、チップセレクト信号DA_CS0、クロック信号DA_CLK、クロックイネーブル信号DA_CKE0、テスト信号TESTなどがある。これらの信号はチャネルChA〜ChDに対して共通に割り当てられているため、テスト動作時においてはチャネルChA〜ChDが並列に動作を行い、テスト結果である判定信号DA_DQa〜DA_DQdをそれぞれ対応するダイレクトアクセス用のマイクロバンプMFB又はテストパッドTP(第2の端子)に出力する。   On the other hand, a signal input through the direct access terminal is input in common to the channels ChA to ChD. Signals input via the direct access terminal include an address signal DA_ADD, a command signal DA_CMD, a chip select signal DA_CS0, a clock signal DA_CLK, a clock enable signal DA_CKE0, a test signal TEST, and the like. Since these signals are commonly assigned to the channels ChA to ChD, the channels ChA to ChD operate in parallel during the test operation, and the determination signals DA_DQa to DA_DQd, which are test results, are respectively associated with the corresponding direct access. To the micro bump MFB or the test pad TP (second terminal).

尚、図4では、バウンダリスキャン信号BSCTL1〜3のそれぞれが、対応するマイクロバンプMFBから供給される例を示した。ただし、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、バウンダリスキャン信号BSCTL1〜3をマイクロバンプを介してメモリリップ20の外部から供給する構成に変えて、バウンダリスキャン信号BSCTL1〜3を内部で発生するバウンダリスキャン信号発生回路をメモリチップ20に搭載することもできる。この場合、バウンダリスキャン信号発生回路は、例えば、ダイレクトアクセス端子を介して入力される信号の少なくとも一部に応じてバウンダリスキャン信号を発生する。   FIG. 4 shows an example in which each of the boundary scan signals BSCTL1 to BSCTL1 to 3 is supplied from the corresponding microbump MFB. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the boundary scan signals BSCTL1 to 3 are supplied from the outside of the memory lip 20 via the micro bumps, and the boundary scan signal generation circuit for generating the boundary scan signals BSCTL1 to 3 is mounted on the memory chip 20. You can also. In this case, the boundary scan signal generation circuit generates a boundary scan signal in accordance with at least a part of the signal input via the direct access terminal, for example.

図5は、チャネルChAの回路構成を説明するためのブロック図である。他のチャネルChB〜ChDも基本的にチャネルChAと同じ回路構成を有していることから、重複する説明は省略する。   FIG. 5 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the channel ChA. The other channels ChB to ChD also basically have the same circuit configuration as that of the channel ChA, and therefore redundant description is omitted.

図5に示すように、チャネルChAは、メモリセルアレイ60と、メモリセルアレイ60に対するアクセス動作を行うアクセス制御回路61を備えている。アクセス制御回路61は、アドレス信号ADD、コマンド信号CMD、チップセレクト信号CS、クロック信号CLK及びクロックイネーブル信号CKEからなる入力信号SIGに基づいてメモリセルアレイ60に対するアクセス動作を実行する。入力信号SIGは入力切替回路62から供給される。入力切替回路62は、通常動作用の入力信号SIGa及びテスト動作用の入力信号DA_SIGを受け、テスト信号TESTに基づいて選択した一方を入力信号SIGとしてアクセス制御回路61に出力する。これにより、通常動作時においては通常動作用の入力信号SIGaがアクセス制御回路61に供給され、テスト動作時においてはテスト動作用の入力信号DA_SIGがアクセス制御回路61に供給される。   As shown in FIG. 5, the channel ChA includes a memory cell array 60 and an access control circuit 61 that performs an access operation to the memory cell array 60. The access control circuit 61 performs an access operation to the memory cell array 60 based on an input signal SIG including an address signal ADD, a command signal CMD, a chip select signal CS, a clock signal CLK, and a clock enable signal CKE. The input signal SIG is supplied from the input switching circuit 62. The input switching circuit 62 receives the input signal SIGa for normal operation and the input signal DA_SIG for test operation, and outputs one selected based on the test signal TEST to the access control circuit 61 as the input signal SIG. Thus, the normal operation input signal SIGa is supplied to the access control circuit 61 during the normal operation, and the test operation input signal DA_SIG is supplied to the access control circuit 61 during the test operation.

通常動作時においてライト動作が実行されると、外部からn+1個のマイクロバンプMFBaを介して入力されたライトデータDQaは、データ入力回路64及びリードライトバスRWBUS(データ配線)を介してメモリセルアレイ60に供給される。一方、ループバックテスト動作(第1のテスト動作)時においてライト動作が実行されると、テストデータレジスタ66に保持されているテストライトデータtWD0が反転回路67、データ出力回路63(第1の出力回路)を介して、テストライトデータtWDとして、データ入力回路64に転送(ループバック)される。データ入力回路64は、テストライトデータtWD(第2のデータ)を、メモリセルアレイ60に供給する。テストライトデータtWDは、テストライトデータtWD0と同一又は少なくとも1つのビットが反転されたものであり、W0〜Wnからなるn+1ビット構成である。テストデータレジスタ66は、イネーブル信号TPenによって活性化され、アドレス用のダイレクトアクセス端子を介して入力されたテストライトデータtWD0を一時的に保持する役割を果たす。   When the write operation is executed during the normal operation, the write data DQa input from the outside via n + 1 micro bumps MFBa is transferred to the memory cell array 60 via the data input circuit 64 and the read / write bus RWBUS (data wiring). To be supplied. On the other hand, when the write operation is executed during the loopback test operation (first test operation), the test write data tWD0 held in the test data register 66 is inverted by the inversion circuit 67 and the data output circuit 63 (first output). Circuit) is transferred (looped back) to the data input circuit 64 as test write data tWD. The data input circuit 64 supplies test write data tWD (second data) to the memory cell array 60. The test write data tWD is the same as or at least one bit inverted from the test write data tWD0, and has an n + 1 bit configuration composed of W0 to Wn. The test data register 66 is activated by the enable signal TPen and plays a role of temporarily holding the test write data tWD0 input via the address direct access terminal.

また、通常動作時及びテスト動作時のいずれにおいても、リード動作が実行されると、メモリセルアレイ60から読み出されたリードデータDQaがリードライトバスRWBUSを介してデータ出力回路63に供給される。リードデータDQaは、DQa0〜DQanからなるn+1ビット構成である。   Further, in both the normal operation and the test operation, when the read operation is executed, the read data DQa read from the memory cell array 60 is supplied to the data output circuit 63 via the read / write bus RWBUS. The read data DQa has an n + 1 bit configuration including DQa0 to DQan.

そして、通常動作時において読み出されたリードデータDQaは、n+1個のマイクロバンプMFBaから外部に出力される。一方、ループバックテスト動作(第1のテスト)時においては、リードデータDQa(第1のデータ)がデータ出力回路63を介してデータ入力回路64に転送(ループバック)される。データ入力回路64は、リードデータDQaを、テストリードデータtRDとしてデータ比較回路65aに転送する。テストリードデータtRDは、リードデータDQaと同様、R0〜Rnからなるn+1ビット構成である。ループバックテスト動作の詳細については追って説明する。   Then, the read data DQa read in the normal operation is output to the outside from the n + 1 micro bumps MFBa. On the other hand, in the loopback test operation (first test), the read data DQa (first data) is transferred (loopback) to the data input circuit 64 via the data output circuit 63. The data input circuit 64 transfers the read data DQa as test read data tRD to the data comparison circuit 65a. Similarly to the read data DQa, the test read data tRD has an n + 1 bit configuration including R0 to Rn. Details of the loopback test operation will be described later.

ループバックテスト動作時においては、テストライトデータtWDがデータ比較回路65に供給される。そして、データ比較回路65aは、テストリードデータtRDをテストライトデータtWDと比較する。データ比較回路65aは、イネーブル信号CMPen0に応答してこれらを比較し、その結果に応じて生成した判定信号TCMP0をデータ出力回路69に出力する。   During the loopback test operation, test write data tWD is supplied to the data comparison circuit 65. Then, the data comparison circuit 65a compares the test read data tRD with the test write data tWD. The data comparison circuit 65a compares them in response to the enable signal CMPen0, and outputs a determination signal TCMP0 generated according to the result to the data output circuit 69.

テストライトデータtWDは、さらにデータ比較回路65bにも供給される。データ比較回路65bは、データ出力回路63から出力されるバイパス信号tOとテストライトデータtWDを比較する回路である。バイパス信号tOは、O0〜Onからなるn+1ビット構成であり、データ出力回路63に含まれる出力バッファをバイパスしたデータである。データ比較回路65bは、イネーブル信号CMPen1に応答してこれらを比較し、その結果に応じて生成した判定信号TCMP1をデータ出力回路69に出力する。   The test write data tWD is also supplied to the data comparison circuit 65b. The data comparison circuit 65b is a circuit that compares the bypass signal tO output from the data output circuit 63 with the test write data tWD. The bypass signal tO has an n + 1 bit configuration including O0 to On, and is data that bypasses the output buffer included in the data output circuit 63. The data comparison circuit 65b compares these signals in response to the enable signal CMPen1, and outputs a determination signal TCMP1 generated according to the result to the data output circuit 69.

イネーブル信号TPen,CMPen0,CMPen1は、テストモード制御回路68によって生成される。テストモード制御回路68は、テスト動作時においてアドレス信号ADD及びコマンド信号CMDに基づいてイネーブル信号TPen,CMPen0,CMPen1を生成するとともに、選択信号SWC、イネーブル信号DAOBUFen、テストモード信号TESTLなどを生成する。   The enable signals TPen, CMPen0, and CMPen1 are generated by the test mode control circuit 68. The test mode control circuit 68 generates enable signals TPen, CMPen0, and CMPen1 based on the address signal ADD and the command signal CMD during a test operation, and also generates a selection signal SWC, an enable signal DAOBUFen, a test mode signal TESTL, and the like.

テストモード信号TESTLは、テストリード制御回路70及びテストクロック生成回路71に供給される。テストリード制御回路70は、テストモード信号TESTLの他、アクセス制御回路61から供給されるリード信号RCOM及びイネーブル信号OBUFenを受け、これらに基づいてループバック信号TLOOP_RD0,TLOOP_RD1,TLOOP_WRを生成する。リード信号RCOMは、コマンド信号CMDがリードコマンドを示している場合に活性化する信号である。また、イネーブル信号OBUFenは、コマンド信号CMDがリードコマンドを示している場合、一定期間が経過した後に活性化する信号である。   The test mode signal TESTL is supplied to the test read control circuit 70 and the test clock generation circuit 71. The test read control circuit 70 receives the read signal RCOM and the enable signal OBUFen supplied from the access control circuit 61 in addition to the test mode signal TESTL, and generates loopback signals TLOOP_RD0, TLOOP_RD1, and TLOOP_WR based on them. The read signal RCOM is a signal that is activated when the command signal CMD indicates a read command. The enable signal OBUFen is a signal that is activated after a predetermined period of time has elapsed when the command signal CMD indicates a read command.

ループバック信号TLOOP_RD0は、ORゲート回路72を介してセレクタ73に供給される。また、ループバック信号TLOOP_RD1及びループバック信号TLOOP_WRは、それぞれデータ出力回路69,63に供給される。   The loopback signal TLOOP_RD0 is supplied to the selector 73 via the OR gate circuit 72. The loopback signal TLOOP_RD1 and the loopback signal TLOOP_WR are supplied to the data output circuits 69 and 63, respectively.

テストクロック生成回路71は、テストモード信号TESTLの他、バウンダリスキャンクロック信号SCK及びチップセレクト信号DA_CS0を受け、これらに基づいてテストクロック信号SCLKを生成する。テストクロック生成回路71は、テストモード信号TESTLが活性化されている場合、ループバックテストクロック信号をテストクロック信号(第1のクロック信号)として出力する。ここで、ループバックテストクロック信号は、チップセレクト信号DA_CS0のテストパッドTPを介して外部から入力される信号である。このとき、入力切替回路62から出力されるチップセレクト信号CSは、入力切替回路によって、活性レベルに保持される。一方、テストクロック生成回路71は、テストモード信号TESTLが非活性化されている場合、バウンダリスキャンクロック信号SCKをテストクロック信号SCKとして出力する。テストクロック信号SCLKは、データ比較回路65a及びセレクタ73に供給される。   The test clock generation circuit 71 receives the boundary scan clock signal SCK and the chip select signal DA_CS0 in addition to the test mode signal TESTL, and generates the test clock signal SCLK based on these. When the test mode signal TESTL is activated, the test clock generation circuit 71 outputs the loopback test clock signal as a test clock signal (first clock signal). Here, the loopback test clock signal is a signal input from the outside via the test pad TP of the chip select signal DA_CS0. At this time, the chip select signal CS output from the input switching circuit 62 is held at an active level by the input switching circuit. On the other hand, when the test mode signal TESTL is inactivated, the test clock generation circuit 71 outputs the boundary scan clock signal SCK as the test clock signal SCK. The test clock signal SCLK is supplied to the data comparison circuit 65a and the selector 73.

ORゲート回路72には、上述したループバック信号TLOOP_RD0とバウンダリスキャン信号BSCTL3が入力される。そして、ORゲート回路72の出力信号がセレクタ73に供給され、これに基づいてクロック信号CLK(第2のクロック信号)及びテストクロック信号SCLKのいずれか一方を選択する。具体的には、ORゲート回路72の出力信号がローレベルである場合にはクロック信号CLKが選択され、ORゲート回路72の出力信号がハイレベルである場合にはテストクロック信号SCLKが選択される。選択された信号は、リードクロック信号SCLK1としてデータ入力回路64及びデータ出力回路69に供給される。   The above-described loopback signal TLOOP_RD0 and the boundary scan signal BSCTL3 are input to the OR gate circuit 72. Then, the output signal of the OR gate circuit 72 is supplied to the selector 73, and based on this, one of the clock signal CLK (second clock signal) and the test clock signal SCLK is selected. Specifically, the clock signal CLK is selected when the output signal of the OR gate circuit 72 is at a low level, and the test clock signal SCLK is selected when the output signal of the OR gate circuit 72 is at a high level. . The selected signal is supplied to the data input circuit 64 and the data output circuit 69 as the read clock signal SCLK1.

バウンダリスキャン信号BSCTL1〜3は、バウンダリスキャンテスト動作(第2のテスト動作)時に用いられる内部制御信号である。このうち、バウンダリスキャン信号BSCTL1はデータ入力回路64に供給され、バウンダリスキャン信号BSCTL2はデータ出力回路63に供給される。上述の通り、バウンダリスキャン信号BSCTL3はORゲート回路72に供給される。   The boundary scan signals BSCTL1 to 3 are internal control signals used during the boundary scan test operation (second test operation). Among these, the boundary scan signal BSCTL 1 is supplied to the data input circuit 64, and the boundary scan signal BSCTL 2 is supplied to the data output circuit 63. As described above, the boundary scan signal BSCTL3 is supplied to the OR gate circuit 72.

図6は、テストリード制御回路70の回路図である。   FIG. 6 is a circuit diagram of the test lead control circuit 70.

図6に示すように、テストリード制御回路70は、縦続接続された複数のラッチ回路LT10〜LT1mと、縦続接続された複数のラッチ回路LT20,LT21を備えている。これらラッチ回路LT10〜LT1m,LT20,LT21は、いずれもクロック信号CLKに同期してラッチ動作を行う回路である。   As shown in FIG. 6, the test lead control circuit 70 includes a plurality of cascaded latch circuits LT10 to LT1m and a plurality of cascaded latch circuits LT20 and LT21. These latch circuits LT10 to LT1m, LT20, and LT21 are all circuits that perform a latch operation in synchronization with the clock signal CLK.

縦続接続されたラッチ回路LT10〜LT1mのうち、先頭のラッチ回路LT10には、ANDゲート回路81の出力信号が入力される。ANDゲート回路81には、リード信号RCOM及びテストモード信号TESTLが入力される。上述の通り、リード信号RCOMは、リードコマンドに応答して活性化する信号である。このため、ループバックテスト動作時においてリードコマンドが投入されると、先頭のラッチ回路LT10にはハイレベルの信号がラッチされる。ラッチ回路LT10にラッチされたハイレベルの信号は、クロック信号CLKがクロッキングする度に後段のラッチ回路LT11〜LT1mへとシフトされる。   Among the cascaded latch circuits LT10 to LT1m, the output signal of the AND gate circuit 81 is input to the leading latch circuit LT10. A read signal RCOM and a test mode signal TESTL are input to the AND gate circuit 81. As described above, the read signal RCOM is a signal that is activated in response to a read command. Therefore, when a read command is input during the loopback test operation, a high level signal is latched in the leading latch circuit LT10. The high level signal latched in the latch circuit LT10 is shifted to the latch circuits LT11 to LT1m in the subsequent stage every time the clock signal CLK is clocked.

図6に示すように、ANDゲート回路81及びラッチ回路LT10〜LT1mの出力信号は、全てORゲート回路83に入力されている。このため、ANDゲート回路81の出力信号がハイレベルに変化した後、これが最終段のラッチ回路LT1mを抜けるまでの期間に亘って、ORゲート回路83の出力信号はハイレベルとなる。ORゲート回路83の出力信号は、NORゲート回路84の一方の入力ノード及びANDゲート回路85の一方の入力ノードに入力される。   As shown in FIG. 6, the output signals of the AND gate circuit 81 and the latch circuits LT <b> 10 to LT <b> 1 m are all input to the OR gate circuit 83. For this reason, after the output signal of the AND gate circuit 81 changes to a high level, the output signal of the OR gate circuit 83 becomes a high level for a period until it passes through the final stage latch circuit LT1m. The output signal of the OR gate circuit 83 is input to one input node of the NOR gate circuit 84 and one input node of the AND gate circuit 85.

NORゲート回路84の他方の入力ノードには、インバータ86によって反転されたテストモード信号TESTLが入力される。また、ANDゲート回路85の他方の入力ノードには、テストモード信号TESTLが入力される。ループバックテスト動作時においては、テストモード信号TESTLが活性レベルのハイレベルとなる。これにより、リードコマンドが発行されると、ラッチ回路LT10〜LT1mの段数によって定義される一定期間に亘り、ループバック信号TLOOP_RD0がハイレベルに活性化することになる。この間、ループバック信号TLOOP_WRはローレベルとなる。一方、ループバックテスト動作時以外、例えば、通常動作時やバウンダリスキャンテスト動作時には、テストモード信号TESTLが非活性レベルのローレベルとなる。これにより、ループバック信号TLOOP_RD0及びループバック信号TLOOP_WRは、非活性レベルのローレベルに固定される。   The test mode signal TESTL inverted by the inverter 86 is input to the other input node of the NOR gate circuit 84. The test mode signal TESTL is input to the other input node of the AND gate circuit 85. During the loopback test operation, the test mode signal TESTL becomes the active high level. Thus, when a read command is issued, the loopback signal TLOOP_RD0 is activated to a high level for a certain period defined by the number of stages of the latch circuits LT10 to LT1m. During this time, the loopback signal TLOOP_WR is at a low level. On the other hand, other than during the loopback test operation, for example, during the normal operation or the boundary scan test operation, the test mode signal TESTL becomes an inactive low level. As a result, the loopback signal TLOOP_RD0 and the loopback signal TLOOP_WR are fixed to the low level of the inactive level.

一方、縦続接続されたラッチ回路LT20,LT21のうち、先頭のラッチ回路LT20には、ANDゲート回路82の出力信号が入力される。ANDゲート回路82には、イネーブル信号OBUFen及びテストモード信号TESTLが入力される。上述の通り、イネーブル信号OBUFenは、リードコマンドが投入された後、一定期間が経過してから活性化する信号である。このため、ループバックテスト動作時においてリードコマンドが投入されると、一定期間が経過した後、クロック信号CLKに応答してハイレベルの信号がラッチ回路LT20,LT21をシフトし、ループバック信号TLOOP_RD1として出力される。一方、ループバックテスト動作時以外、例えば、通常動作時やバウンダリスキャンテスト動作時には、テストモード信号TESTLが非活性レベルのローレベルとなる。これにより、ループバック信号ループバック信号TLOOP_RD1は、非活性レベルのローレベルに固定される。   On the other hand, the output signal of the AND gate circuit 82 is input to the first latch circuit LT20 among the cascaded latch circuits LT20 and LT21. An enable signal OBUFen and a test mode signal TESTL are input to the AND gate circuit 82. As described above, the enable signal OBUFen is a signal that is activated after a certain period of time has elapsed after the read command is input. For this reason, when a read command is input during the loopback test operation, a high level signal shifts the latch circuits LT20 and LT21 in response to the clock signal CLK after a certain period of time has passed, and is used as the loopback signal TLOOP_RD1. Is output. On the other hand, other than during the loopback test operation, for example, during the normal operation or the boundary scan test operation, the test mode signal TESTL becomes an inactive low level. As a result, the loopback signal loopback signal TLOOP_RD1 is fixed to the low level of the inactive level.

これにより、ループバックテスト動作時においてリードコマンドが発行されると、一定期間が経過した後、ループバック信号TLOOP_RD1がハイレベルに活性化することになる。   Thus, when a read command is issued during the loopback test operation, the loopback signal TLOOP_RD1 is activated to a high level after a certain period of time has elapsed.

このように、テストリード制御回路70は、ループバック動作時のリード動作を制御する信号を発生する回路である。テストリード制御回路70が発生する信号は、ループバックテスト動作以外の動作時には、非活性化される。   Thus, the test read control circuit 70 is a circuit that generates a signal for controlling the read operation during the loopback operation. The signal generated by the test read control circuit 70 is deactivated during an operation other than the loopback test operation.

図7は、データ出力回路63及びデータ入力回路64の回路図である。   FIG. 7 is a circuit diagram of the data output circuit 63 and the data input circuit 64.

図7に示すように、データ出力回路63はn+1個の単位出力回路OBUからなり、データ入力回路64はn+1個の単位入力回路IBUからなる。単位出力回路OBU及び単位入力回路IBUは、入出力データDQaのそれぞれ対応するビットに割り当てられている。即ち、複数の単位出力回路OBUは、リードライトバスRWBUSを構成する複数のリードライト配線のそれぞれに対応して接続されている。同様に、複数の単位入力回路IBUも、複数のリードライト配線のそれぞれに対応して接続されている。   As shown in FIG. 7, the data output circuit 63 includes n + 1 unit output circuits OBU, and the data input circuit 64 includes n + 1 unit input circuits IBU. The unit output circuit OBU and the unit input circuit IBU are assigned to the corresponding bits of the input / output data DQa. That is, the plurality of unit output circuits OBU are connected corresponding to each of the plurality of read / write wirings constituting the read / write bus RWBUS. Similarly, the plurality of unit input circuits IBU are connected corresponding to each of the plurality of read / write wirings.

より具体的に説明すると、単位出力回路OBUは、3入力セレクタ110及び出力回路120によって構成されている。3入力セレクタ110は、3つのデータ入力ノードI1〜I3、2つの選択ノードS2,S3及びデータ出力ノードOを有し、選択ノードS2,S3に入力される信号の論理レベルに基づいて、データ入力ノードI1〜I3のいずれか一つをデータ出力ノードOに接続する。3入力セレクタ110の選択ノードS2,S3には、ループバック信号TLOOP_WR及びバウンダリスキャン信号BSCTL2がそれぞれ入力される。   More specifically, the unit output circuit OBU includes a three-input selector 110 and an output circuit 120. The three-input selector 110 has three data input nodes I1 to I3, two selection nodes S2 and S3, and a data output node O. Based on the logic level of the signals input to the selection nodes S2 and S3, the data input Any one of the nodes I1 to I3 is connected to the data output node O. The loopback signal TLOOP_WR and the boundary scan signal BSCTL2 are input to the selection nodes S2 and S3 of the 3-input selector 110, respectively.

また、出力回路120は、イネーブルノードEN、データ入力ノードD、制御ノードI1、クロックノードC、データ出力ノードDQ及びバイパス出力ノードOを有する。後述するように、出力回路120には出力バッファOBが含まれており、出力バッファOBによって駆動されるリードデータは、データ出力ノードDQから出力される。出力回路120のイネーブルノードENには、イネーブル信号OBUFenが供給される。また、制御ノードI1には、ループバック信号TLOOP_WR及びバウンダリスキャン信号BSCTL2を受けるORゲート回路75の出力信号が供給される。   The output circuit 120 includes an enable node EN, a data input node D, a control node I1, a clock node C, a data output node DQ, and a bypass output node O. As will be described later, the output circuit 120 includes an output buffer OB, and read data driven by the output buffer OB is output from the data output node DQ. An enable signal OBUFen is supplied to the enable node EN of the output circuit 120. The control node I1 is supplied with an output signal of an OR gate circuit 75 that receives the loopback signal TLOOP_WR and the boundary scan signal BSCTL2.

単位入力回路IBUは、入力バッファIB、3入力セレクタ210、ラッチ回路220及びトライステートバッファ230によって構成されている。入力バッファIBの入力ノードには、マイクロバンプMFBaを介して外部から入力されるライトデータDQa、或いは、単位出力回路OBUから転送(ループバック)されるテストライトデータtWD及びテストリードデータtRDが供給される。   The unit input circuit IBU includes an input buffer IB, a three-input selector 210, a latch circuit 220, and a tristate buffer 230. The input data of the input buffer IB is supplied with write data DQa input from the outside via the micro bump MFBa or test write data tWD and test read data tRD transferred (looped back) from the unit output circuit OBU. The

3入力セレクタ210は、3つのデータ入力ノードI1〜I3、2つの選択ノードS2,S3及びデータ出力ノードOを有し、選択ノードS2,S3に入力される信号の論理レベルに基づいて、データ入力ノードI1〜I3のいずれか一つをデータ出力ノードOに接続する。3入力セレクタ210のデータ入力ノードI1は、入力バッファIBの出力ノードに接続されている。また、3入力セレクタ210の選択ノードS2,S3には、バウンダリスキャン信号BSCTL1及び選択信号SWCがそれぞれ入力される。   The three-input selector 210 has three data input nodes I1 to I3, two selection nodes S2 and S3, and a data output node O. Based on the logic level of the signal input to the selection nodes S2 and S3, the data input node Any one of the nodes I1 to I3 is connected to the data output node O. The data input node I1 of the 3-input selector 210 is connected to the output node of the input buffer IB. Boundary scan signal BSCTL1 and selection signal SWC are input to selection nodes S2 and S3 of 3-input selector 210, respectively.

ラッチ回路220(第1のラッチ回路)は、データ入力ノードD、クロックノードC及びデータ出力ノードQを有し、クロックノードCに供給されるリードクロック信号SCLK1に同期して、データ入力ノードDに供給されるデータをラッチし、データ出力ノードQから出力する。ラッチ回路220のデータ入力ノードDは、3入力セレクタ210のデータ出力ノードOに接続されている。ラッチ回路220のデータ出力ノードQから出力される信号は、トライステートバッファ230を介してリードライトバスRWBUSに出力されるとともに、テストリードデータtRDとしても用いられる。トライステートバッファ230は、アクセス制御回路61から供給されるライト信号WCTLがハイレベルである場合に活性化し、その他の場合にはハイインピーダンス状態となる。ライト信号WCTLは、ライトコマンドが発行された場合にハイレベルに活性化する信号である。   The latch circuit 220 (first latch circuit) has a data input node D, a clock node C, and a data output node Q, and is synchronized with the read clock signal SCLK1 supplied to the clock node C to the data input node D. The supplied data is latched and output from the data output node Q. The data input node D of the latch circuit 220 is connected to the data output node O of the 3-input selector 210. A signal output from the data output node Q of the latch circuit 220 is output to the read / write bus RWBUS via the tristate buffer 230 and is also used as test read data tRD. The tristate buffer 230 is activated when the write signal WCTL supplied from the access control circuit 61 is at a high level, and is in a high impedance state in other cases. The write signal WCTL is a signal that is activated to a high level when a write command is issued.

リードライトバスRWBUSは、単位出力回路OBUに含まれる3入力セレクタ210の入力ノードI1にも接続されている。また、3入力セレクタ210の入力ノードI2は、単位入力回路IBUに含まれるラッチ回路220のデータ出力ノードQに接続されている。さらに、3入力セレクタ210の入力ノードI3にはテストライトデータtWDが供給される。   The read / write bus RWBUS is also connected to the input node I1 of the three-input selector 210 included in the unit output circuit OBU. The input node I2 of the three-input selector 210 is connected to the data output node Q of the latch circuit 220 included in the unit input circuit IBU. Further, test write data tWD is supplied to the input node I3 of the three-input selector 210.

図8は、3入力セレクタ110の回路図である。尚、3入力セレクタ210についても同じ回路構成を有している。   FIG. 8 is a circuit diagram of the 3-input selector 110. The three-input selector 210 has the same circuit configuration.

図8に示すように、3入力セレクタ110は、2入力セレクタ111,112とORゲート回路113によって構成されている。ORゲート回路113は、選択ノードS2,S3に供給される信号を受け、出力信号を2入力セレクタ112に供給する。2入力セレクタ111は、データ入力ノードI2,I3に供給される信号を、選択ノードS3に供給される信号に基づいて選択し、選択した信号を2入力セレクタ112に出力する。2入力セレクタ112は、データ入力ノードI1に供給される信号又は2入力セレクタ111から出力される信号を、ORゲート回路113の出力信号に基づいて選択し、選択した信号をデータ出力ノードOに供給する。   As shown in FIG. 8, the 3-input selector 110 includes 2-input selectors 111 and 112 and an OR gate circuit 113. The OR gate circuit 113 receives signals supplied to the selection nodes S2 and S3 and supplies an output signal to the 2-input selector 112. The 2-input selector 111 selects a signal supplied to the data input nodes I2 and I3 based on the signal supplied to the selection node S3, and outputs the selected signal to the 2-input selector 112. The 2-input selector 112 selects a signal supplied to the data input node I1 or a signal output from the 2-input selector 111 based on the output signal of the OR gate circuit 113, and supplies the selected signal to the data output node O. To do.

図9は、各動作モードにおける各種制御信号の論理レベルを示す真理値表である。   FIG. 9 is a truth table showing the logic levels of various control signals in each operation mode.

図9に示すNormal Read及びNormal Writeは、通常動作モードにおけるリード動作及びライト動作をそれぞれ示している。通常動作モードにおいては、バウンダリスキャン信号BSCTL3及びループバック信号TLOOP_RD0がいずれもローレベルであることから、通常のクロック信号CLKがリードクロック信号SCLK1として用いられる。また、バウンダリスキャン信号BSCTL1,BSCTL2、選択信号SWC及びループバック信号TLOOP_WRもローレベルとなることから、3入力セレクタ110,210のデータ出力ノードOはデータ入力ノードI1に接続される。これにより、リード動作時においてはリードライトバスRWBUSを介して読み出されたリードデータがデータ出力回路63に取り込まれ、ライト動作時においては外部から入力されたライトデータがリードライトバスRWBUSに転送される。   Normal Read and Normal Write shown in FIG. 9 indicate a read operation and a write operation in the normal operation mode, respectively. In the normal operation mode, since the boundary scan signal BSCTL3 and the loopback signal TLOOP_RD0 are both at the low level, the normal clock signal CLK is used as the read clock signal SCLK1. Since the boundary scan signals BSCTL1 and BSCTL2, the selection signal SWC, and the loopback signal TLOOP_WR are also at a low level, the data output node O of the three-input selectors 110 and 210 is connected to the data input node I1. As a result, read data read via the read / write bus RWBUS is taken into the data output circuit 63 during the read operation, and externally input write data is transferred to the read / write bus RWBUS during the write operation. The

図9に示す他の動作は全てテストモードにおける動作である。このうち、Loop Back Writeは、ループバックテスト動作時のライト動作を示す。具体的には、テストライトデータtWDをデータ出力回路63からデータ入力回路64に転送(ループバック)して、メモリセルアレイ60に書き込む動作である。Loop Back Write動作においては、ループバック信号TLOOP_WRがハイレベルとなることから、単位出力回路OBUに含まれる3入力セレクタ110の出力ノードOは、データ入力ノードI3に接続される。これにより、テストライトデータtWDがデータ出力回路63を介してデータ入力回路64に転送されることになる。   All other operations shown in FIG. 9 are operations in the test mode. Among these, Loop Back Write indicates a write operation during a loop back test operation. Specifically, the test write data tWD is transferred (looped back) from the data output circuit 63 to the data input circuit 64 and written to the memory cell array 60. In the Loop Back Write operation, since the loop back signal TLOOP_WR becomes high level, the output node O of the 3-input selector 110 included in the unit output circuit OBU is connected to the data input node I3. As a result, the test write data tWD is transferred to the data input circuit 64 via the data output circuit 63.

また、Loop Back Readは、ループバックテスト動作時のリード動作を示す。具体的には、メモリセルアレイ60から読み出したリードデータDQaをデータ出力回路63からデータ入力回路64に転送(ループバック)して、データ入出力回路64がラッチしたテストリードデータtRDを、データ比較回路65に供給する動作である。Loop Back Read動作においては、ループバック信号TLOOP_RD0がハイレベルとなるため、テストクロック信号SCLKがリードクロック信号SCLK1として選択される。   Loop Back Read indicates a read operation during a loop back test operation. Specifically, the read data DQa read from the memory cell array 60 is transferred (looped back) from the data output circuit 63 to the data input circuit 64, and the test read data tRD latched by the data input / output circuit 64 is transferred to the data comparison circuit. 65 is an operation to supply to 65. In the Loop Back Read operation, since the loop back signal TLOOP_RD0 is at a high level, the test clock signal SCLK is selected as the read clock signal SCLK1.

図9に示すTest Writeは、ループバックテスト動作及び後述のバウンダリスキャンテスト動作以外のテスト動作(第3のテスト動作)時におけるライト動作を示す。具体的には、出力バッファOB及び入力バッファIBを経由するループバック経路を介することなく、テストライトデータtWDをメモリセルアレイ60に書き込む動作である。Test Write動作においては、選択信号SWCがハイレベルとなることから、単位入力回路IBUに含まれる3入力セレクタ210の出力ノードOは、データ入力ノードI3に接続される。これにより、出力バッファOB及び入力バッファIBを経由することなく、テストライトデータtWDが直接データ入力回路64に供給されることになる。   Test Write shown in FIG. 9 indicates a write operation during a test operation (third test operation) other than the loopback test operation and the boundary scan test operation described later. Specifically, this is an operation of writing the test write data tWD into the memory cell array 60 without going through a loopback path passing through the output buffer OB and the input buffer IB. In the Test Write operation, since the selection signal SWC is at a high level, the output node O of the 3-input selector 210 included in the unit input circuit IBU is connected to the data input node I3. As a result, the test write data tWD is directly supplied to the data input circuit 64 without going through the output buffer OB and the input buffer IB.

また、Test Readは、同様に、ループバックテスト動作及び後述のバウンダリスキャンテスト動作以外のテスト動作時におけるリード動作を示す。具体的には、メモリセルアレイ60からデータ出力回路63に読み出したリードデータDQaを、テストリードデータtOとして、データ比較回路65bに供給する動作である。Test Read動作は、通常動作モードにおけるリード動作と同じであり、通常のクロック信号CLKがリードクロック信号SCLK1として選択される。   Similarly, Test Read indicates a read operation during a test operation other than a loopback test operation and a boundary scan test operation described later. Specifically, the read data DQa read from the memory cell array 60 to the data output circuit 63 is supplied to the data comparison circuit 65b as test read data tO. The Test Read operation is the same as the read operation in the normal operation mode, and the normal clock signal CLK is selected as the read clock signal SCLK1.

図9に示すBoundary Scan Serial Inは、バウンダリスキャンテストにおいてテストデータをシリアルに入力する動作である。Boundary Scan Serial In動作においては、バウンダリスキャン信号BSCTL1がハイレベルとなることから、単位入力回路IBUに含まれる3入力セレクタ210の出力ノードOは、データ入力ノードI2に接続される。これにより、前段の単位入力回路IBUから出力されるテストデータは、次段の単位入力回路IBUに転送されることから、テストクロック信号SCLKに同期して初段の単位入力回路IBUにテストデータをシリアルに入力すれば、n+1ビットのテストデータをラッチ回路220にセットすることが可能となる。   Boundary Scan Serial In shown in FIG. 9 is an operation for inputting test data serially in the boundary scan test. In the Boundary Scan Serial In operation, since the boundary scan signal BSCTL1 becomes high level, the output node O of the three-input selector 210 included in the unit input circuit IBU is connected to the data input node I2. As a result, the test data output from the unit input circuit IBU at the previous stage is transferred to the unit input circuit IBU at the next stage. Therefore, the test data is serialized to the unit input circuit IBU at the first stage in synchronization with the test clock signal SCLK. N + 1 bit test data can be set in the latch circuit 220.

Boundary Scan Parallel Inは、マイクロバンプMFBaから入力されたテストライトデータDQaを、ラッチ回路220にセットする動作である。Boundary Scan Parallel In動作は、リードクロック信号SCLK1としてテストクロック信号SCLKが用いられる他は、通常動作モードにおけるライト動作と同じである。   Boundary Scan Parallel In is an operation of setting the test write data DQa input from the micro bump MFBa in the latch circuit 220. The Boundary Scan Parallel In operation is the same as the write operation in the normal operation mode except that the test clock signal SCLK is used as the read clock signal SCLK1.

Boundary Scan Parallel Outは、Boundary Scan Serial InまたはBoundary Scan Parallel In動作においてラッチ回路220にセットされたn+1ビットのテストデータを出力回路63より出力する動作である。Boundary Scan Parallel Out動作においては、バウンダリスキャン信号BSCTL2がハイレベルとなることから、単位出力回路OBUに含まれる3入力セレクタ110の出力ノードOは、データ入力ノードI2に接続される。これにより、データ入力回路64から出力されるテストデータは、データ出力回路63にそのまま転送される。   Boundary Scan Parallel Out is an operation for outputting n + 1-bit test data set in the latch circuit 220 from the output circuit 63 in the Boundary Scan Serial In or Boundary Scan Parallel In operation. In the Boundary Scan Parallel Out operation, since the boundary scan signal BSCTL2 becomes high level, the output node O of the three-input selector 110 included in the unit output circuit OBU is connected to the data input node I2. As a result, the test data output from the data input circuit 64 is transferred to the data output circuit 63 as it is.

図10は、出力回路120の回路図である。   FIG. 10 is a circuit diagram of the output circuit 120.

図10に示すように、出力回路120は、データ出力ノードDQをプルアップするプルアップトランジスタPUと、データ出力ノードDQをプルダウンするプルダウントランジスタPDと、プルアップトランジスタPUを制御するNANDゲート回路121と、プルダウントランジスタPDを制御するNORゲート回路122とを備えている。プルアップトランジスタPUはPチャンネル型のMOSトランジスタからなり、プルダウントランジスタPDはNチャンネル型のMOSトランジスタからなる。プルアップトランジスタPU及びプルダウントランジスタPDは出力バッファOBを構成し、マイクロバンプMFBを介して外部にリードデータを出力するのに十分な駆動能力を有している。   As shown in FIG. 10, the output circuit 120 includes a pull-up transistor PU that pulls up the data output node DQ, a pull-down transistor PD that pulls down the data output node DQ, and a NAND gate circuit 121 that controls the pull-up transistor PU. And a NOR gate circuit 122 for controlling the pull-down transistor PD. The pull-up transistor PU is a P-channel MOS transistor, and the pull-down transistor PD is an N-channel MOS transistor. The pull-up transistor PU and the pull-down transistor PD constitute an output buffer OB and have a driving capability sufficient to output read data to the outside via the micro bump MFB.

NANDゲート回路121には、データ入力ノードD及びイネーブルノードENに供給される信号が入力される。図7に示すように、データ入力ノードDには3入力セレクタ110からの出力信号が供給され、イネーブルノードENにはイネーブル信号OBUFenが供給される。これにより、3入力セレクタ110からの出力信号及びイネーブル信号OBUFenがいずれもハイレベルになると、NANDゲート回路121の出力信号はローレベルとなる。   The NAND gate circuit 121 receives signals supplied to the data input node D and the enable node EN. As shown in FIG. 7, the output signal from the three-input selector 110 is supplied to the data input node D, and the enable signal OBUFen is supplied to the enable node EN. As a result, when the output signal from the 3-input selector 110 and the enable signal OBUFen both become high level, the output signal of the NAND gate circuit 121 becomes low level.

NANDゲート回路121の出力信号は、トランスファゲートTGP1、ラッチ回路LTP1、トランスファゲートTGP2及びラッチ回路LTP2を経由して、プルアップトランジスタPUのゲート電極に供給される。トランスファゲートTGP1は、クロック生成回路123によって生成されるクロック信号CLK1_T,CLK1_Bによって制御される。また、トランスファゲートTGP2は、クロック生成回路124によって生成されるクロック信号CLK2_T,CLK2_Bによって制御される。   The output signal of the NAND gate circuit 121 is supplied to the gate electrode of the pull-up transistor PU via the transfer gate TGP1, the latch circuit LTP1, the transfer gate TGP2, and the latch circuit LTP2. The transfer gate TGP1 is controlled by clock signals CLK1_T and CLK1_B generated by the clock generation circuit 123. The transfer gate TGP2 is controlled by clock signals CLK2_T and CLK2_B generated by the clock generation circuit 124.

クロック生成回路123,124は、制御ノードI1に入力される信号がローレベルである場合に活性化され、クロックノードCに入力される信号(クロック信号CLK)に基づいてクロック信号CLK1_T,CLK1_B及びクロック信号CLK2_T,CLK2_Bを生成する。制御ノードI1に入力される信号がハイレベルである場合には、クロック信号CLK1_T,CLK1_Bはそれぞれローレベル及びハイレベルに固定され、クロック信号CLK2_T,CLK2_Bはそれぞれハイレベル及びローレベルに固定される。制御ノードI1に入力される信号は、図7に示すORゲート回路75の出力信号である。   The clock generation circuits 123 and 124 are activated when the signal input to the control node I1 is at a low level, and the clock signals CLK1_T and CLK1_B and the clock are based on the signal (clock signal CLK) input to the clock node C. Signals CLK2_T and CLK2_B are generated. When the signal input to the control node I1 is at a high level, the clock signals CLK1_T and CLK1_B are fixed at a low level and a high level, respectively, and the clock signals CLK2_T and CLK2_B are fixed at a high level and a low level, respectively. A signal input to the control node I1 is an output signal of the OR gate circuit 75 shown in FIG.

一方、NORゲート回路122には、データ入力ノードDに供給される信号及びイネーブルノードENに供給される信号の反転信号が入力される。これにより、3入力セレクタ110からの出力信号がローレベルであり、且つ、イネーブル信号OBUFenがハイレベルになると、NORゲート回路122の出力信号はハイレベルとなる。   On the other hand, the NOR gate circuit 122 receives a signal supplied to the data input node D and an inverted signal of the signal supplied to the enable node EN. Thus, when the output signal from the three-input selector 110 is at a low level and the enable signal OBUFen is at a high level, the output signal of the NOR gate circuit 122 is at a high level.

NORゲート回路122の出力信号は、トランスファゲートTGN1、ラッチ回路LTN1、トランスファゲートTGN2及びラッチ回路LTN2を経由して、プルダウントランジスタPDのゲート電極に供給される。トランスファゲートTGN1はクロック信号CLK1_T,CLK1_Bによって制御され、トランスファゲートTGP2はクロック信号CLK2_T,CLK2_Bによって制御される。   The output signal of the NOR gate circuit 122 is supplied to the gate electrode of the pull-down transistor PD via the transfer gate TGN1, the latch circuit LTN1, the transfer gate TGN2, and the latch circuit LTN2. The transfer gate TGN1 is controlled by clock signals CLK1_T and CLK1_B, and the transfer gate TGP2 is controlled by clock signals CLK2_T and CLK2_B.

かかる構成により、イネーブル信号OBUFenがハイレベルであり、且つ、制御ノードI1に入力される信号がローレベルであることを条件として、データ入力ノードDに供給される信号の論理レベルに基づき、プルアップトランジスタPU及びプルダウントランジスタPDのいずれか一方がオンする。具体的には、データ入力ノードDに供給される信号がハイレベルであればプルアップトランジスタPUがオンし、データ出力ノードDQがハイレベルに駆動される。一方、データ入力ノードDに供給される信号がローレベルであればプルダウントランジスタPDがオンし、データ出力ノードDQがローレベルに駆動される。データ出力ノードDQが切り替わるタイミングは、クロック信号CLKがハイレベルとなるタイミングに同期する。イネーブル信号OBUFenと制御ノードI1に入力される信号がともにハイレベルである場合は、クロック信号CLKによらず、データ入力ノードDに供給される信号の論理レベルが、データ出力ノードDQに出力される。イネーブル信号OBUFenがローレベルの場合は、プルアップトランジスタPU/プルダウントランジスタPDともオフとなり、出力ノードDQはHi−Zとなる。   With this configuration, pull-up is performed based on the logic level of the signal supplied to the data input node D on condition that the enable signal OBUFen is at high level and the signal input to the control node I1 is at low level. Either the transistor PU or the pull-down transistor PD is turned on. Specifically, if the signal supplied to the data input node D is at a high level, the pull-up transistor PU is turned on and the data output node DQ is driven to a high level. On the other hand, if the signal supplied to the data input node D is at a low level, the pull-down transistor PD is turned on, and the data output node DQ is driven to a low level. The timing at which the data output node DQ is switched is synchronized with the timing at which the clock signal CLK becomes high level. When both the enable signal OBUFen and the signal input to the control node I1 are at the high level, the logic level of the signal supplied to the data input node D is output to the data output node DQ regardless of the clock signal CLK. . When the enable signal OBUFen is at a low level, both the pull-up transistor PU / pull-down transistor PD are turned off, and the output node DQ becomes Hi-Z.

さらに、ラッチ回路LTN2にラッチされた信号は、バッファ回路125を介してバイパス出力ノードOに出力される。バイパス出力ノードOから出力される信号の論理レベルは、データ出力ノードDQから出力される信号の論理レベルと同じである。バッファ回路125の駆動能力は、出力バッファOBの駆動能力よりも大幅に小さい。   Further, the signal latched by the latch circuit LTN 2 is output to the bypass output node O via the buffer circuit 125. The logic level of the signal output from bypass output node O is the same as the logic level of the signal output from data output node DQ. The drive capability of the buffer circuit 125 is significantly smaller than the drive capability of the output buffer OB.

図11は、データ比較回路65aの主要部の構成を示す回路図である。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of the data comparison circuit 65a.

図11に示すように、データ比較回路65aは、複数のビットW0〜WnからなるテストライトデータtWDの各ビットと、複数のビットR0〜RnからなるテストリードデータtRDの各ビットを比較する排他的否論理和回路ENOR0〜ENORnを備えている。これら排他的否論理和回路ENOR0〜ENORnの出力信号は、ANDゲート回路76に入力され、その出力信号はラッチ回路77(第2のラッチ回路)にラッチされる。ラッチ回路77は、テストクロック信号SCLKに基づいてラッチ動作を行い、その出力信号は判定信号TCMP0として用いられる。かかる構成により、テストライトデータtWDとテストリードデータtRDの全ビットが一致した場合には、判定信号TCMP0がハイレベル(パス)となり、テストライトデータtWDとテストリードデータtRDが1ビットでも不一致である場合には、判定信号TCMP0がローレベル(フェイル)となる。判定信号TCMP0は、図5に示したデータ出力回路69に供給される。   As shown in FIG. 11, the data comparison circuit 65a exclusively compares each bit of the test write data tWD consisting of a plurality of bits W0 to Wn and each bit of the test read data tRD consisting of a plurality of bits R0 to Rn. Non-OR circuits ENOR0 to ENORn are provided. The output signals of these exclusive OR circuits ENOR0 to ENORn are input to an AND gate circuit 76, and the output signal is latched in a latch circuit 77 (second latch circuit). The latch circuit 77 performs a latch operation based on the test clock signal SCLK, and its output signal is used as the determination signal TCMP0. With this configuration, when all the bits of the test write data tWD and the test read data tRD match, the determination signal TCMP0 becomes high level (pass), and even if the test write data tWD and the test read data tRD do not match even one bit. In this case, the determination signal TCMP0 becomes low level (fail). The determination signal TCMP0 is supplied to the data output circuit 69 shown in FIG.

図12は、データ比較回路65bの主要部の構成を示す回路図である。   FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of the data comparison circuit 65b.

図12に示すように、データ比較回路65bは、複数のビットW0〜WnからなるテストライトデータtWDの各ビットと、複数のビットO0〜Onからなるバイパス信号tOの各ビットを比較する排他的否論理和回路ENOR0〜ENORnを備えている。これら排他的否論理和回路ENOR0〜ENORnの出力信号は、ANDゲート回路78に入力され、その出力信号が判定信号TCMP1として用いられる。かかる構成により、テストライトデータtWDとバイパス信号tOの全ビットが一致した場合には、判定信号TCMP1がハイレベル(パス)となり、テストライトデータtWDとバイパス信号tOが1ビットでも不一致である場合には、判定信号TCMP1がローレベル(フェイル)となる。判定信号TCMP1は、図5に示したデータ出力回路69に供給される。   As shown in FIG. 12, the data comparison circuit 65b compares each bit of the test write data tWD consisting of a plurality of bits W0 to Wn with each bit of the bypass signal tO consisting of a plurality of bits O0 to On. OR circuits ENOR0 to ENORn are provided. The output signals of these exclusive OR circuits ENOR0 to ENORn are input to the AND gate circuit 78, and the output signal is used as the determination signal TCMP1. With this configuration, when all the bits of the test write data tWD and the bypass signal tO match, the determination signal TCMP1 becomes high level (pass), and even when the test write data tWD and the bypass signal tO do not match even one bit. The determination signal TCMP1 becomes a low level (fail). The determination signal TCMP1 is supplied to the data output circuit 69 shown in FIG.

図13は、データ出力回路69の回路図である。   FIG. 13 is a circuit diagram of the data output circuit 69.

図13に示すように、データ出力回路69は、イネーブル信号DAOBUFen、ループバック信号TLOOP_RD1及び判定信号TCMP0,TCMP1を受ける論理回路51,52を備えている。   As shown in FIG. 13, the data output circuit 69 includes logic circuits 51 and 52 that receive an enable signal DAOBUFen, a loopback signal TLOOP_RD1, and determination signals TCMP0 and TCMP1.

論理回路51は、ループバック信号TLOOP_RD1と判定信号TCMP0がいずれもハイレベルである場合、又は、イネーブル信号DAOBUFenと判定信号TCMP1がいずれもハイレベルである場合に、その出力信号をローレベルとする。論理回路51の出力信号は、リードクロック信号SCLK1に同期してラッチ回路53(第3のラッチ回路)にラッチされた後、プルアップトランジスタPU_DAのゲート電極に供給される。   The logic circuit 51 sets the output signal to a low level when both the loopback signal TLOOP_RD1 and the determination signal TCMP0 are at a high level, or when both the enable signal DAOBUFen and the determination signal TCMP1 are at a high level. The output signal of the logic circuit 51 is latched by the latch circuit 53 (third latch circuit) in synchronization with the read clock signal SCLK1, and then supplied to the gate electrode of the pull-up transistor PU_DA.

論理回路52は、ループバック信号TLOOP_RD1がハイレベルであり、且つ、判定信号TCMP0がローレベルである場合、又は、イネーブル信号DAOBUFenがハイレベルであり、且つ、判定信号TCMP1がローレベルである場合に、その出力信号をハイレベルとする。論理回路52の出力信号は、リードクロック信号SCLK1に同期してラッチ回路54にラッチされた後、プルダウントランジスタPD_DAのゲート電極に供給される。   When the loopback signal TLOOP_RD1 is at a high level and the determination signal TCMP0 is at a low level, or the enable signal DAOBUFen is at a high level and the determination signal TCMP1 is at a low level, the logic circuit 52 The output signal is set to high level. The output signal of the logic circuit 52 is latched by the latch circuit 54 in synchronization with the read clock signal SCLK1, and then supplied to the gate electrode of the pull-down transistor PD_DA.

プルアップトランジスタPU_DAはPチャンネル型のMOSトランジスタからなり、プルダウントランジスタPD_DAはNチャンネル型のMOSトランジスタからなる。プルアップトランジスタPU_DA及びプルダウントランジスタPD_DAは出力バッファOB_DAを構成し、マイクロバンプMFB及びテストパッドTPを介して外部に判定信号DA_DQaを出力するのに十分な駆動能力を有している。   The pull-up transistor PU_DA is a P-channel type MOS transistor, and the pull-down transistor PD_DA is an N-channel type MOS transistor. The pull-up transistor PU_DA and the pull-down transistor PD_DA constitute an output buffer OB_DA, and have sufficient drive capability to output the determination signal DA_DQa to the outside through the micro bump MFB and the test pad TP.

次に、本実施形態による半導体装置10のテスト動作について説明する。   Next, the test operation of the semiconductor device 10 according to the present embodiment will be explained.

図14は、本実施形態による半導体装置10のLoop Back Write動作を説明するためのタイミング図である。尚、図14及び図15においてグレーで示した部分はドントケアである。   FIG. 14 is a timing chart for explaining the Loop Back Write operation of the semiconductor device 10 according to the present embodiment. In FIGS. 14 and 15, the portion shown in gray is don't care.

図14に示すように、Loop Back Write動作においては、テストパッドTPを介してクロック信号DA_CLKが入力されるとともに、これに同期してアクティブコマンドACT、ライトレジスタライトコマンドWRW及びライトコマンドWRTがテストパッドTPを介してこの順に投入される。図示しないが、アクティブコマンドACTが投入される際には、テストパッドTPを介してアドレス信号DA_ADD(ロウアドレス)が入力される。これにより、メモリセルアレイ60においては所定のロウアドレスが選択される。   As shown in FIG. 14, in the Loop Back Write operation, the clock signal DA_CLK is input via the test pad TP, and the active command ACT, the write register write command WRW, and the write command WRT are synchronized with the test signal TP. It inputs in this order via TP. Although not shown, when an active command ACT is input, an address signal DA_ADD (row address) is input via the test pad TP. As a result, a predetermined row address is selected in the memory cell array 60.

ライトレジスタライトコマンドWRWは、テストデータレジスタ66にテストライトデータtWDを書き込むためのコマンドである。図示しないが、ライトレジスタライトコマンドWRWが投入される際には、テストパッドTPを介してテストライトデータtWDが入力される。これにより、テストデータレジスタ66にはテストライトデータtWDが格納される。   The write register write command WRW is a command for writing the test write data tWD to the test data register 66. Although not shown, when a write register write command WRW is input, test write data tWD is input via the test pad TP. As a result, test write data tWD is stored in the test data register 66.

この状態でライトコマンドWRTを投入するとともにアドレス信号DA_ADD(カラムアドレス)を入力すると、メモリセルアレイ60内の選択されたメモリセルに対してライト動作が実行される。   In this state, when a write command WRT is input and an address signal DA_ADD (column address) is input, a write operation is performed on a selected memory cell in the memory cell array 60.

図9を用いて説明したように、Loop Back Write動作においてはループバック信号TLOOP_WRがハイレベルであることから、単位出力回路OBUに含まれる3入力セレクタ110の出力ノードOは、データ入力ノードI3に接続されている。これにより、テストデータレジスタ66から読み出されたテストライトデータtWDは、データ出力回路63を介してデータ入力回路64にループバックされる。つまり、テストデータレジスタ66内のテストライトデータtWDは、データ出力回路63内の出力バッファOB、データ入力回路64内の入力バッファIB及びリードライトバスRWBUSを経由してメモリセルアレイ60に供給され、所定のメモリセルに書き込まれる。このため、データ入出力端子であるデータDQa0〜DQan用のマイクロバンプMFBaを実際に使用することなく、出力バッファOB及び入力バッファIBを用いたライト動作を行うことができる。   As described with reference to FIG. 9, since the loopback signal TLOOP_WR is at the high level in the Loop Back Write operation, the output node O of the 3-input selector 110 included in the unit output circuit OBU is connected to the data input node I3. It is connected. As a result, the test write data tWD read from the test data register 66 is looped back to the data input circuit 64 via the data output circuit 63. That is, the test write data tWD in the test data register 66 is supplied to the memory cell array 60 via the output buffer OB in the data output circuit 63, the input buffer IB in the data input circuit 64, and the read / write bus RWBUS. Are written into the memory cell. Therefore, the write operation using the output buffer OB and the input buffer IB can be performed without actually using the micro bumps MFBa for the data DQa0 to DQan which are data input / output terminals.

ここで、テストデータレジスタ66から出力されるテストライトデータtWDは、反転回路67によってその論理レベルを反転させることが可能である。図5に示すように、反転回路67には1ビットの反転制御信号TDINV(反転制御信号)が供給されており、これが活性化すると、反転回路67はテストライトデータtWDを反転させて出力する。反転制御信号TDINVは、反転制御回路74によって生成される。反転制御回路74は、テスト信号TESTが活性化している場合に、テストパッドTPを介して入力されたクロックイネーブル信号DA_CKE0を反転制御信号TDINVとして出力する。このため、テスト動作時においては、テストパッドTPを介して入力するクロックイネーブル信号DA_CKE0の論理レベルによって、テストライトデータtWDの反転の有無を制御することができる。   Here, the logic level of the test write data tWD output from the test data register 66 can be inverted by the inversion circuit 67. As shown in FIG. 5, a 1-bit inversion control signal TDINV (inversion control signal) is supplied to the inversion circuit 67. When this is activated, the inversion circuit 67 inverts and outputs the test write data tWD. The inversion control signal TDINV is generated by the inversion control circuit 74. The inversion control circuit 74 outputs the clock enable signal DA_CKE0 input through the test pad TP as the inversion control signal TDINV when the test signal TEST is activated. Therefore, during the test operation, whether or not the test write data tWD is inverted can be controlled by the logic level of the clock enable signal DA_CKE0 input via the test pad TP.

図14に示す例では、ライトコマンドWRTに応答して連続4回のライト動作が実行されており、その都度、クロックイネーブル信号DA_CKE0を用いて反転の有無を制御することができる。このため、テストデータレジスタ66に格納された1パターンのテストライトデータtWDだけでなく、これを反転したパターンを任意のアドレスに書き込むことが可能となる。図14においては、1回目〜4回目に書き込まれるテストライトデータtWDのパターンをD1〜D4と表記している。   In the example shown in FIG. 14, four consecutive write operations are executed in response to the write command WRT, and the presence or absence of inversion can be controlled using the clock enable signal DA_CKE0 each time. Therefore, it is possible to write not only one pattern of test write data tWD stored in the test data register 66 but also a pattern obtained by inverting this pattern at an arbitrary address. In FIG. 14, patterns of test write data tWD written for the first time to the fourth time are denoted as D1 to D4.

そして、最後にプリチャージコマンドPREを投入すれば、アクティブコマンドACTを投入する前の初期状態に戻る。   When the precharge command PRE is finally input, the initial state before the active command ACT is input is restored.

このように、本実施形態のLoop Back Write動作を用いれば、実際にデータDQa0〜DQan用のマイクロバンプMFBaを使用することなく、出力バッファOB及び入力バッファIBを用いたライト動作を行うことができるため、これら回路が正常に機能するか否かをテストすることができる。しかも、テストデータレジスタ66に格納されたテストライトデータtWDを任意のタイミングで反転させることができるため、2パターンのテストライトデータtWDを任意のアドレスに書き込むことができる。   As described above, when the loop back write operation of the present embodiment is used, the write operation using the output buffer OB and the input buffer IB can be performed without actually using the micro bumps MFBa for the data DQa0 to DQan. Therefore, it is possible to test whether these circuits function normally. In addition, since the test write data tWD stored in the test data register 66 can be inverted at an arbitrary timing, two patterns of test write data tWD can be written at an arbitrary address.

尚、テストライトデータtWDを反転させるために外部から入力する信号としては、クロックイネーブル信号DA_CKE0に限定されるものではなく、アドレス信号DA_ADDの所定ビットなど、他の信号を用いても構わない。また、テストライトデータtWDの反転は、テストライトデータtWDを構成する128ビット全体で行っても構わないし、2ビット以上の反転制御信号TDINVを用いることによって部分的な反転を可能としても構わない。   The signal input from the outside in order to invert the test write data tWD is not limited to the clock enable signal DA_CKE0, and other signals such as a predetermined bit of the address signal DA_ADD may be used. Further, inversion of the test write data tWD may be performed for the entire 128 bits constituting the test write data tWD, or partial inversion may be enabled by using an inversion control signal TDINV of 2 bits or more.

このようにしてメモリセルアレイ60に書き込まれたテストライトデータtWDは、Loop Back Read動作によりテストリードデータtRDとして読み出され、テストライトデータtWDとの比較が行われる。   The test write data tWD written in the memory cell array 60 in this way is read as test read data tRD by the Loop Back Read operation, and is compared with the test write data tWD.

図15は、本実施形態による半導体装置10のLoop Back Read動作を説明するためのタイミング図である。   FIG. 15 is a timing chart for explaining the Loop Back Read operation of the semiconductor device 10 according to the present embodiment.

図15に示すように、Loop Back Read動作においては、テストパッドTPを介してクロック信号DA_CLKが入力されるとともに、これに同期してアクティブコマンドACT、ライトレジスタライトコマンドWRW及びリードコマンドRDがテストパッドTPを介してこの順に投入される。上述の通り、アクティブコマンドACTが投入される際には、テストパッドTPを介してアドレス信号DA_ADD(ロウアドレス)が入力される。これにより、メモリセルアレイ60においては所定のロウアドレスが選択される。   As shown in FIG. 15, in the Loop Back Read operation, the clock signal DA_CLK is input via the test pad TP, and the active command ACT, the write register write command WRW, and the read command RD are synchronized with the test signal TP. It inputs in this order via TP. As described above, when the active command ACT is input, the address signal DA_ADD (row address) is input via the test pad TP. As a result, a predetermined row address is selected in the memory cell array 60.

次に、ライトレジスタライトコマンドWRWを投入することにより、テストデータレジスタ66に期待値と同じテストライトデータtWDを書き込む。既にテストデータレジスタ66に期待値と同じテストライトデータtWDが格納されている場合には、ライトレジスタライトコマンドWRWの投入は不要である。   Next, when the write register write command WRW is input, the same test write data tWD as the expected value is written in the test data register 66. When the test write data tWD that is the same as the expected value is already stored in the test data register 66, it is not necessary to input the write register write command WRW.

この状態でリードコマンドRDを投入するとともにアドレス信号DA_ADD(カラムアドレス)を入力すると、メモリセルアレイ60内の選択されたメモリセルからテストリードデータtRDが読み出される。   In this state, when a read command RD is input and an address signal DA_ADD (column address) is input, test read data tRD is read from a selected memory cell in the memory cell array 60.

具体的には、リードコマンドRDが投入されると、これに応答してリード信号RCOMが活性化する。リード信号RCOMは、図6に示したテストリード制御回路70に供給されるため、リード信号RCOMが活性化するとループバック信号TLOOP_RD0が一定期間に亘ってハイレベルとなり、ループバック信号TLOOP_WRが一定期間に亘ってローレベルとなる。また、リード信号RCOMの活性化後、所定の時間が経過すると、イネーブル信号OBUFenが活性化する。イネーブル信号OBUFenもテストリード制御回路70に供給され、2クロックサイクル遅れてループバック信号TLOOP_RD1が活性化する。   Specifically, when a read command RD is input, the read signal RCOM is activated in response thereto. Since the read signal RCOM is supplied to the test read control circuit 70 shown in FIG. 6, when the read signal RCOM is activated, the loopback signal TLOOP_RD0 becomes a high level over a certain period, and the loopback signal TLOOP_WR becomes a certain period. It goes low level. Further, when a predetermined time elapses after activation of the read signal RCOM, the enable signal OBUFen is activated. The enable signal OBUFen is also supplied to the test read control circuit 70, and the loopback signal TLOOP_RD1 is activated with a delay of two clock cycles.

このため、メモリセルアレイ60から読み出されたリードデータは、リードライトバスRWBUS及びデータ出力回路63を介して、データ入力回路64に転送され、テストリードデータtRDとなる。   Therefore, the read data read from the memory cell array 60 is transferred to the data input circuit 64 via the read / write bus RWBUS and the data output circuit 63, and becomes the test read data tRD.

図15に示す例では、リードコマンドRDに応答して連続4回のリード動作が実行されており、1回目〜4回目に読み出されたテストリードデータtRDのパターンをD1〜D4と表記している。そして、テストリードデータtRDがデータ入力回路64に転送される度に、テストパッドTPを介してチップセレクト信号DA_CS0をクロッキングさせる。これにより、図5に示したテストクロック生成回路71は、チップセレクト信号DA_CS0と同じ波形を有するテストクロック信号SCLKを生成する。生成されたテストクロック信号SCLKは、セレクタ73を介して或いは直接、データ入力回路64、データ比較回路65a及びデータ出力回路69に供給される。チップセレクト信号DA_CS0(すなわちテストクロック信号SCLK)のクロッキングにおいては、少なくとも立ち上がりエッジを6回(=4回+2回)発生させる必要がある。図15においては、時刻t1〜t6にそれぞれ立ち上がりエッジが現れている。   In the example shown in FIG. 15, four consecutive read operations are executed in response to the read command RD, and the pattern of the test read data tRD read out for the first time to the fourth time is denoted as D1 to D4. Yes. Then, every time the test read data tRD is transferred to the data input circuit 64, the chip select signal DA_CS0 is clocked through the test pad TP. As a result, the test clock generation circuit 71 shown in FIG. 5 generates a test clock signal SCLK having the same waveform as the chip select signal DA_CS0. The generated test clock signal SCLK is supplied to the data input circuit 64, the data comparison circuit 65a, and the data output circuit 69 via the selector 73 or directly. In clocking the chip select signal DA_CS0 (that is, the test clock signal SCLK), it is necessary to generate at least 6 rising edges (= 4 times + 2 times). In FIG. 15, rising edges appear at times t1 to t6.

図16は、テストクロック信号SCLKに同期したLoop Back Read動作を説明するためのタイミング図である。   FIG. 16 is a timing chart for explaining a Loop Back Read operation synchronized with the test clock signal SCLK.

図16に示す符号Aは、データ入力回路64に含まれるラッチ回路220にラッチされたデータパターンD1〜D4を示す。また、符号Bは、データ比較回路65aに含まれるラッチ回路77にラッチされた判定信号TCMP0を示す。さらに、符号Cは、データ出力回路69から出力される判定信号DA_DQaを示す。   A symbol A illustrated in FIG. 16 indicates data patterns D1 to D4 latched by the latch circuit 220 included in the data input circuit 64. Symbol B indicates the determination signal TCMP0 latched in the latch circuit 77 included in the data comparison circuit 65a. Further, the symbol C indicates the determination signal DA_DQa output from the data output circuit 69.

まず、時刻t1においては、最初に読み出されたテストリードデータtRDのデータパターンD1(第1のデータビット)がラッチ回路220にラッチされる。これにより、データパターンD1はデータ比較回路65aに転送される。   First, at time t1, the data pattern D1 (first data bit) of the test read data tRD read first is latched by the latch circuit 220. As a result, the data pattern D1 is transferred to the data comparison circuit 65a.

次に、時刻t2においては、2番目に読み出されたテストリードデータtRDのデータパターンD2(第2のデータビット)がラッチ回路220にラッチされるとともに、データ比較回路65a内においてはデータパターンD1に対応する判定信号TCMP0がラッチ回路77にラッチされる。これにより、データパターンD1に対応する判定信号TCMP0がデータ出力回路69に供給されるとともに、次のデータパターンD2がデータ比較回路65aに転送される。   Next, at time t2, the data pattern D2 (second data bit) of the second read test read data tRD is latched by the latch circuit 220, and the data pattern D1 is stored in the data comparison circuit 65a. The determination signal TCMP0 corresponding to is latched in the latch circuit 77. Thereby, the determination signal TCMP0 corresponding to the data pattern D1 is supplied to the data output circuit 69, and the next data pattern D2 is transferred to the data comparison circuit 65a.

次に、時刻t3においては、3番目に読み出されたテストリードデータtRD(第4のデータビット)のデータパターンD3がラッチ回路220にラッチされるとともに、データ比較回路65a内においてはデータパターンD2に対応する判定信号TCMP0がラッチ回路77にラッチされる。さらに、データパターンD1に対応する判定信号DA_DQaがテストパッドTPを介して外部に出力される。これにより、データパターンD2に対応する判定信号TCMP0がデータ出力回路69に供給されるとともに、次のデータパターンD3がデータ比較回路65aに転送される。   Next, at time t3, the data pattern D3 of the third read test read data tRD (fourth data bit) is latched by the latch circuit 220, and the data pattern D2 is stored in the data comparison circuit 65a. The determination signal TCMP0 corresponding to is latched in the latch circuit 77. Further, the determination signal DA_DQa corresponding to the data pattern D1 is output to the outside via the test pad TP. Thereby, the determination signal TCMP0 corresponding to the data pattern D2 is supplied to the data output circuit 69, and the next data pattern D3 is transferred to the data comparison circuit 65a.

このような動作を順次行うことにより、データパターンD1〜D4が順次データ比較回路65aに転送されるとともに、これらに対応する判定信号TCMP0が生成され、さらにデータ出力回路69によって判定信号DA_DQaが外部に出力される。これにより、複数のデータパターンD1〜D4を連続して読み出す場合であっても、これら全てのデータパターンD1〜D4について判定を行うことが可能となる。   By sequentially performing such an operation, the data patterns D1 to D4 are sequentially transferred to the data comparison circuit 65a, the determination signal TCMP0 corresponding to them is generated, and the determination signal DA_DQa is further sent to the outside by the data output circuit 69. Is output. Thereby, even if it is a case where several data patterns D1-D4 are read continuously, it becomes possible to determine about all these data patterns D1-D4.

上述の通り、テストデータレジスタ66から出力されるテトライトデータtWDは、クロックイネーブル信号DA_CKE0を用いて反転させることが可能である。図15に示す例においても、4回行われるリード動作に同期して、その都度、対応するテストライトデータtWDの反転の有無を指定することができる。   As described above, the tetrate data tWD output from the test data register 66 can be inverted using the clock enable signal DA_CKE0. Also in the example shown in FIG. 15, it is possible to designate whether or not the corresponding test write data tWD is inverted each time in synchronization with the read operation performed four times.

具体的には、反転させずに書き込んだテストライトデータtWDを読み出すことで得られたテストリードデータtRDについては、反転されていないテストライトデータtWDと比較されるよう、クロックイネーブル信号DA_CKE0を用いて非反転とすればよい。逆に、反転させて書き込んだテストライトデータtWDを読み出すことで得られたテストリードデータtRDについては、反転されたテストライトデータtWDと比較されるよう、クロックイネーブル信号DA_CKE0を用いて反転させればよい。   Specifically, for the test read data tRD obtained by reading the test write data tWD written without being inverted, the clock enable signal DA_CKE0 is used for comparison with the test write data tWD that has not been inverted. Non-inversion may be used. Conversely, if the test read data tRD obtained by reading the test write data tWD written in an inverted manner is inverted using the clock enable signal DA_CKE0 so that it is compared with the inverted test write data tWD. Good.

そして、最後にプリチャージコマンドPREを投入すれば、アクティブコマンドACTを投入する前の初期状態に戻る。   When the precharge command PRE is finally input, the initial state before the active command ACT is input is restored.

このように、本実施形態のLoop Back Read動作においては、データ入力回路64におけるラッチ動作、データ比較回路65aにおけるラッチ動作及びデータ出力回路69における出力動作を全て同じテストクロック信号SCLKに同期して行っている。このため、複数のデータパターンをメモリセルアレイ60から連続して読み出す場合であっても、これら全てのデータパターンについて判定を行うことが可能となる。   Thus, in the loop back read operation of this embodiment, the latch operation in the data input circuit 64, the latch operation in the data comparison circuit 65a, and the output operation in the data output circuit 69 are all performed in synchronization with the same test clock signal SCLK. ing. For this reason, even when a plurality of data patterns are continuously read from the memory cell array 60, it is possible to make a determination for all these data patterns.

一方、ループバックを行うことなくテストを行う場合には、Test Write動作によってメモリセルアレイ60にテストライトデータtWDを書き込み、Test Read動作によってメモリセルアレイ60から読み出せばよい。この場合、リードデータは、データ出力回路63からバイパス信号tOとして出力される。バイパス信号tOは、データ比較回路65bにてテストライトデータtWDと比較され、その結果に基づいて判定信号TCMP1が生成される。判定信号TCMP1はデータ出力回路69に供給され、イネーブル信号DAOBUFenに応答して外部に出力される。   On the other hand, when the test is performed without performing the loopback, the test write data tWD may be written to the memory cell array 60 by the Test Write operation and read from the memory cell array 60 by the Test Read operation. In this case, the read data is output from the data output circuit 63 as a bypass signal tO. The bypass signal tO is compared with the test write data tWD by the data comparison circuit 65b, and the determination signal TCMP1 is generated based on the result. The determination signal TCMP1 is supplied to the data output circuit 69 and output to the outside in response to the enable signal DAOBUFen.

以上説明したように、本実施形態においては、データ出力回路63に含まれる出力バッファOBと、データ入力回路64に含まれる入力バッファIBを経由してテストリードデータtRDをデータ比較回路65aに供給するルートを備えていることから、メモリセルアレイ60やアクセス制御回路61のみならず、データ出力回路63及びデータ入力回路64についても正常に動作するか否かを評価することができる。これにより、ダイレクトアクセス用のマイクロバンプMFBまたはテストパッドTPを用いて、これら回路ブロックが正常に動作するか否かをテストすることが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the test read data tRD is supplied to the data comparison circuit 65a via the output buffer OB included in the data output circuit 63 and the input buffer IB included in the data input circuit 64. Since the route is provided, it is possible to evaluate whether not only the memory cell array 60 and the access control circuit 61 but also the data output circuit 63 and the data input circuit 64 operate normally. As a result, it is possible to test whether or not these circuit blocks operate normally using the micro bump MFB or the test pad TP for direct access.

しかも、本実施形態では、バウンダリスキャンテスト用としてあらかじめデータ出力回路63及びデータ入力回路64内に備えられている回路を利用して上記の動作テストを行っていることから、データ出力回路63やデータ入力回路64の回路構成が複雑化することもない。   Moreover, in the present embodiment, since the above-described operation test is performed using the circuits provided in the data output circuit 63 and the data input circuit 64 in advance for the boundary scan test, the data output circuit 63 and the data The circuit configuration of the input circuit 64 is not complicated.

さらに、本実施形態では、反転回路67を用いてテストライトデータtWDの論理レベルを反転可能であることから、テストデータレジスタ66の内容を書き替えることなく、異なるデータパターンを持った複数のテストライトデータtWDをメモリセルアレイ60に書き込むことができる。   Furthermore, in this embodiment, since the logic level of the test write data tWD can be inverted using the inverting circuit 67, a plurality of test write data having different data patterns can be obtained without rewriting the contents of the test data register 66. Data tWD can be written into the memory cell array 60.

さらに、本実施形態のLoop Back Read動作においては、メモリセルアレイ60から連続して読み出される複数のデータパターンをテストクロック信号SCLKに同期してパイプライン的に処理していることから、これら全てのデータパターンについてパス/フェイルの判定を行うことが可能となる。   Further, in the loop back read operation of the present embodiment, a plurality of data patterns continuously read from the memory cell array 60 are processed in a pipeline manner in synchronization with the test clock signal SCLK. It becomes possible to determine pass / fail for the pattern.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

図17は、本発明の第2の実施形態による半導体装置100の構造を説明するための模式的な断面図である。   FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of the semiconductor device 100 according to the second embodiment of the present invention.

図17に示すように、本実施形態による半導体装置100は、コントロールチップ30上に4つのメモリチップ21〜24が積層された構成を有している。メモリチップ21〜24は、上述したメモリチップ20と同じ回路構成を有するチップである。メモリチップ21〜24の主面21F〜24Fには複数の表面マイクロバンプMFB及び複数のテストパッドTPが設けられ、メモリチップ21〜23の裏面21B〜23Bには複数の裏面マイクロバンプMBBが設けられている。最上層に位置するメモリチップ24の裏面24Bには裏面マイクロバンプMBBは設けられていない。   As shown in FIG. 17, the semiconductor device 100 according to the present embodiment has a configuration in which four memory chips 21 to 24 are stacked on a control chip 30. The memory chips 21 to 24 are chips having the same circuit configuration as the memory chip 20 described above. The main surfaces 21F to 24F of the memory chips 21 to 24 are provided with a plurality of front surface micro bumps MFB and a plurality of test pads TP, and the back surfaces 21B to 23B of the memory chips 21 to 23 are provided with a plurality of back surface micro bumps MBB. ing. The back surface micro-bump MBB is not provided on the back surface 24B of the memory chip 24 located in the uppermost layer.

メモリチップ21〜23には、表面マイクロバンプMFBと裏面マイクロバンプMBBとを接続する貫通電極TSVが設けられている。そして、下層に位置するコントロールチップ30又はメモリチップ21〜23の裏面マイクロバンプMBBと、上層に位置するメモリチップ21〜24の表面マイクロバンプMFBが互いに接合された構成を有している。   The memory chips 21 to 23 are provided with through electrodes TSV that connect the front surface micro bumps MFB and the back surface micro bumps MBB. The back surface micro bump MBB of the control chip 30 or the memory chips 21 to 23 located in the lower layer and the front surface micro bump MFB of the memory chips 21 to 24 located in the upper layer are joined to each other.

メモリチップ24に裏面マイクロバンプMBB及び貫通電極TSVを設けないのは、メモリチップ24が半導体装置100の最上段に位置するチップであるため、メモリチップ24に供給された信号をさらに他のチップに転送する必要がないからである。このようにメモリチップ24に貫通電極TSV及び裏面マイクロバンプMBBを形成しない場合、図17に例示するようにメモリチップ24を他のメモリチップ21〜23に比べて厚くすることができる。その結果、半導体装置100の製造の際に、熱応力(メモリチップ21〜24を積層するときに発生する熱応力)によるチップの変形を抑制することが可能になる。ただし、メモリチップ24として、メモリチップ21〜23と同様の構造を有するチップを用いてもよいのは勿論である。   The reason why the back micro bump MBB and the through silicon via TSV are not provided in the memory chip 24 is that the memory chip 24 is a chip located at the uppermost stage of the semiconductor device 100, so that the signal supplied to the memory chip 24 is further transferred to another chip. This is because there is no need to transfer. As described above, when the through silicon via TSV and the back surface micro bump MBB are not formed in the memory chip 24, the memory chip 24 can be made thicker than the other memory chips 21 to 23 as illustrated in FIG. As a result, it is possible to suppress chip deformation due to thermal stress (thermal stress generated when the memory chips 21 to 24 are stacked) when the semiconductor device 100 is manufactured. However, as a matter of course, a chip having the same structure as the memory chips 21 to 23 may be used as the memory chip 24.

半導体装置100の製造工程においては、回路基板40上にコントロールチップ30及びメモリチップ21〜24を搭載した後、封止樹脂50によってこれらのチップ21〜24,30を封止しても構わないし、図18に示す半製品100Aを用意し、これをコントロールチップ30及び回路基板40に接続しても構わない。図18に示す半製品100Aは、メモリチップ21の主面21Fが露出されるよう、メモリチップ21〜24を覆う封止樹脂50を備える。このような半製品100Aを用いれば、仕様や用途によって異なるコントロールチップ30を適宜接続することが可能となる。   In the manufacturing process of the semiconductor device 100, after mounting the control chip 30 and the memory chips 21 to 24 on the circuit board 40, these chips 21 to 24 and 30 may be sealed with a sealing resin 50. A semi-finished product 100A shown in FIG. 18 may be prepared and connected to the control chip 30 and the circuit board 40. The semi-finished product 100A shown in FIG. 18 includes a sealing resin 50 that covers the memory chips 21 to 24 so that the main surface 21F of the memory chip 21 is exposed. If such a semi-finished product 100A is used, it becomes possible to appropriately connect the control chips 30 that differ depending on the specifications and applications.

メモリチップ21〜23に設けられた貫通電極TSVには、第1のタイプの貫通電極TSV1と、第2のタイプの貫通電極TSV2が含まれる。   The through silicon vias TSV provided in the memory chips 21 to 23 include a first type through silicon via TSV1 and a second type through silicon via TSV2.

図19(a),(b)は、それぞれ貫通電極TSV1,TSV2の接続状態を説明するための模式図である。   FIGS. 19A and 19B are schematic views for explaining the connection state of the through silicon vias TSV1 and TSV2, respectively.

図19(a)に示す貫通電極TSV1は、積層方向から見た平面視で、すなわち図17に示す矢印Aから見た場合に、同じ平面位置に設けられた他層の貫通電極TSV1と短絡されている。つまり、図19(a)に示すように、平面視で同じ位置に設けられた上下の貫通電極TSV1が短絡され、これら貫通電極TSV1によって1本の信号パスが構成されている。この信号パスは、各メモリチップ21〜24の内部回路2に接続されている。したがって、この信号パスに対し、メモリチップ21の主面21Fを介してコントロールチップ30から供給される入力信号(コマンド信号、アドレス信号、クロック信号、ライトデータなど)は、各メモリチップ21〜24の内部回路2に共通に入力される。また、各メモリチップ21〜24の内部回路2からこの信号パスに供給される出力信号(リードデータなど)は、ワイヤードオアされてメモリチップ21の主面21Fからコントロールチップ30に出力される。   The through silicon via TSV1 shown in FIG. 19A is short-circuited with the other through silicon via TSV1 provided in the same plane position in a plan view seen from the stacking direction, that is, when seen from the arrow A shown in FIG. ing. That is, as shown in FIG. 19A, the upper and lower through electrodes TSV1 provided at the same position in plan view are short-circuited, and one signal path is configured by these through electrodes TSV1. This signal path is connected to the internal circuit 2 of each of the memory chips 21 to 24. Therefore, input signals (command signal, address signal, clock signal, write data, etc.) supplied from the control chip 30 via the main surface 21F of the memory chip 21 to this signal path are transmitted to the memory chips 21 to 24, respectively. It is input to the internal circuit 2 in common. In addition, an output signal (read data or the like) supplied from the internal circuit 2 of each memory chip 21 to 24 to this signal path is wired-ORed and output from the main surface 21F of the memory chip 21 to the control chip 30.

図20は、貫通電極TSV1の構造を示す断面図である。   FIG. 20 is a cross-sectional view showing the structure of the through silicon via TSV1.

図20に示すように、貫通電極TSV1は半導体基板90及びその表面の層間絶縁膜91を貫通して設けられている。貫通電極TSV1と半導体基板90の間には絶縁膜92が設けられており、これによって、貫通電極TSV1と半導体基板90との絶縁が確保される。   As shown in FIG. 20, the through silicon via TSV1 is provided through the semiconductor substrate 90 and the interlayer insulating film 91 on the surface thereof. An insulating film 92 is provided between the through silicon via TSV1 and the semiconductor substrate 90, thereby ensuring insulation between the through silicon via TSV1 and the semiconductor substrate 90.

貫通電極TSV1の下端は、各配線層L0〜L3に設けられたパッドP0〜P3及びパッド間を接続する複数のスルーホール電極TH1〜TH3を介して、メモリチップ21〜23の主面に設けられた表面マイクロバンプMFBに接続される。一方、貫通電極TSV1の上端は、メモリチップ21〜23の裏面マイクロバンプMBBに接続される。裏面マイクロバンプMBBは、上層のメモリチップ22〜24に設けられた表面マイクロバンプMFBに接続される。これにより、平面視で同じ位置に設けられた2つの貫通電極TSV1は、互いに短絡された状態となる。図19(a)に示した内部回路2との接続は、配線層L0〜L3に設けられたパッドP0〜P3から引き出される内部配線(図示せず)を介して行われる。   The lower end of the through-hole electrode TSV1 is provided on the main surface of the memory chips 21 to 23 via the pads P0 to P3 provided in the wiring layers L0 to L3 and the plurality of through-hole electrodes TH1 to TH3 connecting the pads. Are connected to the surface micro-bump MFB. On the other hand, the upper end of the through silicon via TSV1 is connected to the backside micro bumps MBB of the memory chips 21-23. The back surface micro bumps MBB are connected to the front surface micro bumps MFB provided in the upper memory chips 22 to 24. Thereby, two penetration electrode TSV1 provided in the same position by planar view will be in the state where it mutually short-circuited. Connection to the internal circuit 2 shown in FIG. 19A is performed via internal wiring (not shown) drawn from the pads P0 to P3 provided in the wiring layers L0 to L3.

図19(b)に示す貫通電極TSV2は、平面視で異なる位置に設けられた他のメモリチップの貫通電極TSV2と短絡されている。具体的に説明すると、各メモリチップ21〜23には、平面視で同じ位置にそれぞれ4つの貫通電極TSV2が設けられ、下層のメモリチップに設けられたN(N=1〜3)番目の貫通電極TSV2は、上層のメモリチップに設けられたN+1番目の貫通電極TSV2に接続される。下層のメモリチップに設けられた4番目の貫通電極TSV2(図19(b)では最も右側の貫通電極TSV2)は、上層のメモリチップに設けられた1番目の貫通電極TSV2(図19(b)では最も左側の貫通電極TSV2)に接続される。このような循環的な接続により、4つの独立した信号パスが形成される。   The through silicon via TSV2 shown in FIG. 19B is short-circuited with the through silicon via TSV2 of another memory chip provided at a different position in plan view. Specifically, each of the memory chips 21 to 23 is provided with four through electrodes TSV2 at the same position in plan view, and the N (N = 1 to 3) th through hole provided in the lower memory chip. The electrode TSV2 is connected to the (N + 1) th through electrode TSV2 provided in the upper memory chip. The fourth through electrode TSV2 (the rightmost through electrode TSV2 in FIG. 19B) provided in the lower memory chip is the first through electrode TSV2 (FIG. 19B) provided in the upper memory chip. Then, it is connected to the leftmost through silicon via TSV2). Such a cyclic connection forms four independent signal paths.

そして、これら4つの貫通電極TSV2のうち、平面視で所定の位置に設けられた貫通電極TSV2(図19(b)では最も左側の貫通電極TSV2)は、当該メモリチップ21〜23内の内部回路3に接続される。また、最上層のメモリチップ24に含まれる内部回路3は、メモリチップ23に含まれる最も右側の貫通電極TSV2に接続される。   Of the four through electrodes TSV2, the through electrode TSV2 (the leftmost through electrode TSV2 in FIG. 19B) provided at a predetermined position in plan view is an internal circuit in the memory chips 21 to 23. 3 is connected. The internal circuit 3 included in the uppermost memory chip 24 is connected to the rightmost through silicon via TSV <b> 2 included in the memory chip 23.

かかる構成により、図19(b)に示す信号S1〜S4は、それぞれメモリチップ21〜24の内部回路3に対して選択的に入力されることになる。このような信号としては、チップセレクト信号CSやクロックイネーブル信号CKEなどが挙げられる。   With this configuration, the signals S1 to S4 shown in FIG. 19B are selectively input to the internal circuits 3 of the memory chips 21 to 24, respectively. Examples of such signals include a chip select signal CS and a clock enable signal CKE.

このように、本発明による半導体装置は、複数のメモリチップ21〜24が積層されてなる積層型の半導体装置100に適用することも可能である。   As described above, the semiconductor device according to the present invention can be applied to the stacked semiconductor device 100 in which the plurality of memory chips 21 to 24 are stacked.

尚、複数のメモリチップ21〜24を積層することによって図18に示す半製品100Aとした後は、メモリチップ22〜24のテストパッドTPが封止樹脂50で覆われるため、テスタのプローブを接触させることができないが、最下層のメモリチップ21のテストパッドTPにテスタのプローブを接触させることにより、貫通電極TSVを介して各メモリチップ21〜24に対して動作テストを実行することが可能である。また、図17に示す半導体装置100を構成した後は、コントロールチップ30からダイレクトアクセス用のマイクロバンプMFB,MBB及び貫通電極TSVを介して、各メモリチップ21〜24の動作テストを行うことができる。   After the semi-finished product 100A shown in FIG. 18 is formed by stacking a plurality of memory chips 21 to 24, the test pads TP of the memory chips 22 to 24 are covered with the sealing resin 50. However, it is possible to perform an operation test on each of the memory chips 21 to 24 through the through silicon via TSV by bringing a tester probe into contact with the test pad TP of the memory chip 21 in the lowermost layer. is there. In addition, after the semiconductor device 100 shown in FIG. 17 is configured, the operation test of each of the memory chips 21 to 24 can be performed from the control chip 30 through the direct access micro bumps MFB and MBB and the through silicon via TSV. .

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described.

図21は、本発明の第3の実施形態による半導体装置200の構造を説明するための模式的な断面図である。   FIG. 21 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 200 according to the third embodiment of the present invention.

図21に示すように、本発明の第3の実施形態による半導体装置200は、コントロールチップ30がフェイスアップ方式で回路基板40上に搭載されている点において、図17に示した第2の実施形態による半導体装置100と相違している。メモリチップ21〜24の積層構造については、第2の実施形態による半導体装置100と同じである。本実施形態においては、コントロールチップ30と回路基板40との接続は、ボンディングワイヤBWを用いて行われる。このため、コントロールチップ30に貫通電極TSVを形成する必要が無くなる。   As shown in FIG. 21, the semiconductor device 200 according to the third embodiment of the present invention has the second embodiment shown in FIG. 17 in that the control chip 30 is mounted on the circuit board 40 in a face-up manner. This is different from the semiconductor device 100 according to the form. The stacked structure of the memory chips 21 to 24 is the same as that of the semiconductor device 100 according to the second embodiment. In the present embodiment, the connection between the control chip 30 and the circuit board 40 is performed using the bonding wire BW. For this reason, it is not necessary to form the through silicon via TSV in the control chip 30.

次に、本発明の第4の実施形態について説明する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

図22は、本発明の第4の実施形態による半導体装置300の構造を説明するための模式的な断面図である。   FIG. 22 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 300 according to the fourth embodiment of the present invention.

図22に示すように、本発明の第4の実施形態による半導体装置300は、メモリチップ21〜24とコントロールチップ30がシリコンインターポーザSI上の別平面に搭載されており、かかるシリコンインターポーザSIが回路基板40に搭載されている点において、図17に示した第2の実施形態による半導体装置100と相違している。メモリチップ21〜24の積層構造については、第2の実施形態による半導体装置100と同じである。   As shown in FIG. 22, in the semiconductor device 300 according to the fourth embodiment of the present invention, the memory chips 21 to 24 and the control chip 30 are mounted on different planes on the silicon interposer SI, and the silicon interposer SI is a circuit. The semiconductor device 100 is different from the semiconductor device 100 according to the second embodiment shown in FIG. The stacked structure of the memory chips 21 to 24 is the same as that of the semiconductor device 100 according to the second embodiment.

シリコンインターポーザSIは、表面マイクロバンプSFB、裏面マイクロバンプSBB及びこれらを接続する貫通電極TSVを有している。表面マイクロバンプSFBは、メモリチップ21の表面マイクロバンプMFB及びコントロールチップ30の表面マイクロバンプCFBに接続され、裏面マイクロバンプSBBは回路基板40上に設けられた基板電極41に接続される。かかる構成により、本実施形態においてもコントロールチップ30に貫通電極TSVを形成する必要が無くなる。   The silicon interposer SI has a front surface microbump SFB, a back surface microbump SBB, and a through silicon via TSV connecting them. The front surface microbump SFB is connected to the front surface microbump MFB of the memory chip 21 and the front surface microbump CFB of the control chip 30, and the back surface microbump SBB is connected to the substrate electrode 41 provided on the circuit board 40. With this configuration, it is not necessary to form the through silicon via TSV in the control chip 30 also in the present embodiment.

このように、メモリチップ20(21〜24)とコントロールチップ30の接続方法としては種々の接続方法を用いることができ、本発明においてこれらの接続方法が特定の接続方法に限定されるものではない。   As described above, various connection methods can be used as the connection method between the memory chip 20 (21 to 24) and the control chip 30, and in the present invention, these connection methods are not limited to specific connection methods. .

次に、本発明の第5の実施形態について説明する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

図23は、本発明の第5の実施形態による半導体装置400の構造を説明するための略平面図である。   FIG. 23 is a schematic plan view for explaining the structure of a semiconductor device 400 according to the fifth embodiment of the present invention.

図23に示すように、本実施形態による半導体装置400は、メモリマクロ410と、メモリマクロ410とは異なる機能を有する制御回路421〜424が単一の半導体基板に集積されたエンベディッド型チップである。メモリマクロ410は、第1の実施形態におけるメモリチップ20と同じ回路構成及び同じ機能を有している。制御回路421〜424はメモリマクロ410とは異なる機能を有する回路ブロックであり、特に限定されるものではないが、CPU(Central Processing Unit),GPU(Graphics Processing Unit),DSP(Digital Signal Processor)などのロジック系回路や、センサなどのアナログ系回路、DC/DCコンバータなどの電源系回路を任意に選択することができる。   As shown in FIG. 23, the semiconductor device 400 according to the present embodiment is an embedded chip in which a memory macro 410 and control circuits 421 to 424 having different functions from the memory macro 410 are integrated on a single semiconductor substrate. . The memory macro 410 has the same circuit configuration and the same function as the memory chip 20 in the first embodiment. The control circuits 421 to 424 are circuit blocks having functions different from those of the memory macro 410 and are not particularly limited, but include a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and the like. A logic system circuit, an analog system circuit such as a sensor, and a power system circuit such as a DC / DC converter can be arbitrarily selected.

このように、本発明はエンベディッド型の半導体装置に適用することも可能である。   As described above, the present invention can also be applied to an embedded semiconductor device.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.

2,3 内部回路
10 半導体装置
10A 半製品
20〜24 メモリチップ
20F〜24F 主面
21B〜24B 裏面
30 コントロールチップ
30B 裏面
30F 主面
40 回路基板
41 基板電極
42 外部端子
50 封止樹脂
51,52 論理回路
53,54 ラッチ回路
60 メモリセルアレイ
61 アクセス制御回路
62 入力切替回路
63 データ出力回路
64 データ入力回路
65a,65b データ比較回路
66 テストデータレジスタ
67 反転回路
68 テストモード制御回路
69 データ出力回路
70 テストリード制御回路
71 テストクロック生成回路
72 ORゲート回路
73 セレクタ
74 反転制御回路
75 ORゲート回路
76 ANDゲート回路
77 ラッチ回路
78 ANDゲート回路
81,82,85 ANDゲート回路
83 ORゲート回路
84 NORゲート回路
86 インバータ
90 半導体基板
91 層間絶縁膜
92 絶縁膜
100 半導体装置
100A 半製品
110,210 3入力セレクタ
111,112 2入力セレクタ
113 ORゲート回路
120 出力回路
121 NANDゲート回路
122 NORゲート回路
123,124 クロック生成回路
125 バッファ回路
200 半導体装置
220 ラッチ回路
230 トライステートバッファ
300 半導体装置
400 半導体装置
410 メモリマクロ
421〜424 制御回路
BW ボンディングワイヤ
CBB 裏面マイクロバンプ
CFB 表面マイクロバンプ
ChA〜ChD チャネル
DQa データ入出力端子
IB 入力バッファ
IBU 単位入力回路
L0〜L3 配線層
LT10〜LT1m,LT20,LT21 ラッチ回路
LTN1,LTN2,LTP1,LTP2 ラッチ回路
MBB 裏面マイクロバンプ
MFB 表面マイクロバンプ
OB 出力バッファ
OBU 単位出力回路
OB_DA 出力バッファ
P0〜P3 パッド
PD,PD_DA プルダウントランジスタ
PU,PU_DA プルアップトランジスタ
RWBUS リードライトバス
SBB 裏面マイクロバンプ
SI シリコンインターポーザ
SFB 表面マイクロバンプ
TGN1,TGN2,TGP1,TGP2 トランスファゲート
TH1〜TH3 スルーホール電極
TP テストパッド
TSV,TSV1,TSV2 貫通電極
2, 3 Internal circuit 10 Semiconductor device 10A Semi-finished product 20-24 Memory chip 20F-24F Main surface 21B-24B Back surface 30 Control chip 30B Back surface 30F Main surface 40 Circuit board 41 Substrate electrode 42 External terminal 50 Sealing resin 51, 52 Logic Circuits 53 and 54 latch circuit 60 memory cell array 61 access control circuit 62 input switching circuit 63 data output circuit 64 data input circuits 65a and 65b data comparison circuit 66 test data register 67 inversion circuit 68 test mode control circuit 69 data output circuit 70 test read Control circuit 71 Test clock generation circuit 72 OR gate circuit 73 Selector 74 Inversion control circuit 75 OR gate circuit 76 AND gate circuit 77 Latch circuit 78 AND gate circuits 81, 82, 85 AND gate circuit 83 OR gate circuit 4 NOR gate circuit 86 Inverter 90 Semiconductor substrate 91 Interlayer insulating film 92 Insulating film 100 Semiconductor device 100A Semi-finished product 110, 210 3-input selector 111, 112 2-input selector 113 OR gate circuit 120 Output circuit 121 NAND gate circuit 122 NOR gate circuit 123 , 124 Clock generation circuit 125 Buffer circuit 200 Semiconductor device 220 Latch circuit 230 Tristate buffer 300 Semiconductor device 400 Semiconductor device 410 Memory macro 421 to 424 Control circuit BW Bonding wire CBB Back surface micro bump CFB Front surface micro bump ChA to ChD Channel DQa Data input Output terminal IB Input buffer IBU Unit input circuits L0 to L3 Wiring layers LT10 to LT1m, LT20, LT21 Latch circuits LTN1, LTN , LTP1, LTP2 Latch circuit MBB Back surface micro bump MFB Front surface micro bump OB Output buffer OBU Unit output circuit OB_DA Output buffer P0 to P3 Pad PD, PD_DA Pull-down transistor PU, PU_DA Pull-up transistor RWBUS Read / write bus SBB Back surface micro bump SI Silicon interposer SFB Surface micro bump TGN1, TGN2, TGP1, TGP2 Transfer gate TH1-TH3 Through-hole electrode TP Test pad TSV, TSV1, TSV2 Through-electrode

Claims (20)

メモリセルアレイと、
第1のデータ出力端子と、
出力ノードが前記第1のデータ入出力端子に接続された第1の出力回路と、
入力ノードが前記第1のデータ入出力端子に接続された入力回路と、
前記メモリセルアレイから読み出された第1のデータを前記第1の出力回路の入力ノードに供給するデータ配線と、
第2のデータと、前記入力回路の出力ノードから出力される前記第1のデータとを比較することにより、判定信号を生成するデータ比較回路と、を備え、
前記入力回路は、第1のクロック信号に応答して、前記第1の出力回路から出力される前記第1のデータを前記データ比較回路に転送し、
前記データ比較回路は、前記第1のクロック信号に応答して、前記判定信号を出力することを特徴とする半導体装置。
A memory cell array;
A first data output terminal;
A first output circuit having an output node connected to the first data input / output terminal;
An input circuit having an input node connected to the first data input / output terminal;
Data wiring for supplying first data read from the memory cell array to an input node of the first output circuit;
A data comparison circuit that generates a determination signal by comparing the second data and the first data output from the output node of the input circuit;
The input circuit, in response to a first clock signal, transfers the first data output from the first output circuit to the data comparison circuit;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the data comparison circuit outputs the determination signal in response to the first clock signal.
前記入力回路は、前記第1のクロック信号の第1のエッジに応答して、前記第1の出力回路から出力される前記第1のデータを前記データ比較回路に転送し、
前記データ比較回路は、前記第1のクロック信号の前記第1のエッジに続く第2のエッジに応答して、前記判定信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
The input circuit, in response to a first edge of the first clock signal, transfers the first data output from the first output circuit to the data comparison circuit;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the data comparison circuit outputs the determination signal in response to a second edge subsequent to the first edge of the first clock signal.
前記第1のデータは、少なくとも第1及び第2のデータビットを含み、
前記第2のデータは、少なくとも第3のデータビットを含み、
前記入力回路は、前記第1のクロック信号の前記第1のエッジに応答して、前記第1の出力回路から出力される前記第1のデータビットを前記データ比較回路に転送し、前記第1のクロック信号の前記第2のエッジに応答して、前記第1の出力回路から出力される前記第2のデータビットを前記データ比較回路に転送し、
前記データ比較回路は、前記第1のデータビットと前記第3のデータビットとを比較することにより得られた前記判定信号を、前記第1のクロック信号の前記第2のエッジに応答して出力することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
The first data includes at least first and second data bits;
The second data includes at least a third data bit;
The input circuit transfers the first data bit output from the first output circuit to the data comparison circuit in response to the first edge of the first clock signal. In response to the second edge of the clock signal, the second data bit output from the first output circuit is transferred to the data comparison circuit;
The data comparison circuit outputs the determination signal obtained by comparing the first data bit and the third data bit in response to the second edge of the first clock signal. The semiconductor device according to claim 2.
第2のデータ入出力端子と、
前記判定信号を前記第2のデータ入出力端子に出力する第2の出力回路と、をさらに備え、
前記第2の出力回路は、前記第1のクロック信号に応答して、前記判定信号を前記第2のデータ入出力端子に出力することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
A second data input / output terminal;
A second output circuit that outputs the determination signal to the second data input / output terminal;
The semiconductor device according to claim 3, wherein the second output circuit outputs the determination signal to the second data input / output terminal in response to the first clock signal.
前記第1のデータは、第4のデータビットをさらに含み、
前記第2のデータは、第5のデータビットをさらに含み、
前記入力回路は、前記第1のクロック信号の前記第2のエッジに続く第3のエッジに応答して、前記第1の出力回路から出力される前記第4のデータビットを前記データ比較回路に転送し、
前記データ比較回路は、前記第2のデータビットと前記第5のデータビットとを比較することにより得られた前記判定信号を、前記第1のクロック信号の前記第3のエッジに応答して前記第2の出力回路に転送し、
前記第2の出力回路は、前記第1のデータビットと前記第3のデータビットとを比較することにより得られた前記判定信号を、前記第1のクロック信号の前記第3のエッジに応答して前記第2のデータ入出力端子に出力することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
The first data further includes a fourth data bit;
The second data further includes a fifth data bit;
The input circuit outputs the fourth data bit output from the first output circuit to the data comparison circuit in response to the third edge following the second edge of the first clock signal. Forward,
The data comparison circuit receives the determination signal obtained by comparing the second data bit and the fifth data bit in response to the third edge of the first clock signal. Forward to the second output circuit,
The second output circuit responds to the third edge of the first clock signal with the determination signal obtained by comparing the first data bit with the third data bit. 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the data is output to the second data input / output terminal.
前記メモリセルアレイとは独立に設けられ、前記第2のデータを保持するレジスタをさらに備え、
前記データ比較回路は、前記レジスタに保持された前記第2のデータと前記入力回路の出力ノードから出力される前記第1のデータとを比較することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置。
A register that is provided independently of the memory cell array and that holds the second data;
6. The data comparison circuit according to claim 1, wherein the data comparison circuit compares the second data held in the register with the first data output from an output node of the input circuit. The semiconductor device according to one item.
前記レジスタから出力された前記第2のデータの論理レベルを反転させる反転回路をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 6, further comprising an inversion circuit that inverts a logic level of the second data output from the register. 外部から制御信号が入力される信号入力端子をさらに備え、
前記反転回路は、前記制御信号が第1の論理レベルを示していることに応答して、前記第1のライトデータの論理レベルを反転させることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
Further provided with a signal input terminal for inputting a control signal from the outside,
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the inverting circuit inverts the logic level of the first write data in response to the control signal indicating a first logic level.
前記第1の出力回路は、イネーブル信号の活性化に応答して、前記レジスタに保持された前記第2のデータ又は前記反転回路によって反転された前記第2のデータを、前記入力回路に転送することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。   The first output circuit transfers the second data held in the register or the second data inverted by the inversion circuit to the input circuit in response to activation of an enable signal. The semiconductor device according to claim 8. 前記メモリセルアレイに含まれる複数のメモリセルのいずれかを指定する複数のアドレス信号が外部から入力されるアドレス端子をさらに備え、
前記第2のデータは、前記複数のアドレス端子を介して前記レジスタに供給されることを特徴とする請求項8又は9に記載の半導体装置。
An address terminal for inputting a plurality of address signals for designating any of a plurality of memory cells included in the memory cell array;
10. The semiconductor device according to claim 8, wherein the second data is supplied to the register through the plurality of address terminals.
前記信号入力端子は、前記複数のアドレス端子とは異なる端子であることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 10, wherein the signal input terminal is a terminal different from the plurality of address terminals. 前記信号入力端子は、前記複数のアドレス端子のいずれかであることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 10, wherein the signal input terminal is one of the plurality of address terminals. 前記第1のデータ入出力端子は、前記第2のデータ入出力端子よりも平面サイズが小さいことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の半導体装置。   13. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first data input / output terminal has a smaller planar size than the second data input / output terminal. 前記第2のデータ入出力端子に並列接続され、前記第1のデータ入出力端子と同じ平面サイズを有する第3のデータ入出力端子をさらに備えることを特徴とする請求項13に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 13, further comprising a third data input / output terminal connected in parallel to the second data input / output terminal and having the same planar size as the first data input / output terminal. . 第1及び第2の端子と、
メモリセルアレイと、
前記第1の端子と前記メモリセルアレイとの間に接続された第1の出力回路と、
第1の入力ノードで前記第1の端子及び前記出力回路に共通に接続され、第1の出力ノードで前記メモリセルアレイに接続され、第2の出力ノードを含む、入力回路と、
前記入力回路の前記第2の出力ノードに接続された比較回路と、
前記比較回路と前記第2の端子との間に接続された第2の出力回路と、を備え、
前記第1の入力回路、前記比較回路、及び、前記第2の出力回路が、第1のクロック信号に応じて、パイプライン動作を実行することを特徴とする半導体装置。
First and second terminals;
A memory cell array;
A first output circuit connected between the first terminal and the memory cell array;
An input circuit connected in common to the first terminal and the output circuit at a first input node, connected to the memory cell array at a first output node, and including a second output node;
A comparison circuit connected to the second output node of the input circuit;
A second output circuit connected between the comparison circuit and the second terminal;
The semiconductor device, wherein the first input circuit, the comparison circuit, and the second output circuit execute a pipeline operation in accordance with a first clock signal.
前記入力回路は、自身の入力ノードで前記第1の入力ノードに接続され、自身の出力ノードで前記第1及び第2の出力ノードに共通に接続され、前記第1のクロック信号に応じて動作する、第1のラッチ回路を含み、
前記比較回路は、自身の一方の入力ノードで前記入力回路の第2の出力ノードに接続された比較論理回路と、自身の入力端子で前記比較論理回路に接続され、前記第1のクロック信号に応じて動作する、第2のラッチ回路と、を含み、
前記第2の出力回路は、自身の入力ノードで前記第2のラッチ回路に接続され、前記第1のクロック信号に応じて動作する、第3のラッチ回路と、を含むことを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。
The input circuit is connected to the first input node at its own input node, is commonly connected to the first and second output nodes at its own output node, and operates according to the first clock signal Including a first latch circuit;
The comparison circuit is connected to the comparison logic circuit connected to the second output node of the input circuit at one input node of the comparison circuit, and to the comparison logic circuit at the input terminal of the comparison circuit, A second latch circuit that operates in response.
The second output circuit includes a third latch circuit that is connected to the second latch circuit at an input node of the second output circuit and operates in accordance with the first clock signal. Item 16. The semiconductor device according to Item 15.
前記比較論理回路の他方の入力ノードに接続されたレジスタ回路を含むことを特徴とする請求項16に記載の半導体装置。   17. The semiconductor device according to claim 16, further comprising a register circuit connected to the other input node of the comparison logic circuit. 前記比較回路の他方の入力ノードと前記レジスタ回路との間に接続され、第1の制御信号に応じて、前記レジスタの出力の論理レベルを反転する反転回路を含むことを特徴とする請求項17に記載の半導体装置。   18. An inverting circuit connected between the other input node of the comparison circuit and the register circuit and inverting the logic level of the output of the register according to a first control signal. A semiconductor device according to 1. 前記第1の出力回路は、第2のクロック信号に応じて動作することを特徴とする請求項15又は16に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 15, wherein the first output circuit operates in accordance with a second clock signal. 前記第1の端子は、バンプ電極であり、前記第2の端子は、パッド電極であることを特徴とする請求項15乃至19のいずれか一項に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 15, wherein the first terminal is a bump electrode, and the second terminal is a pad electrode.
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