JP2565082B2 - Eclゲートアレイ - Google Patents

Eclゲートアレイ

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JP2565082B2
JP2565082B2 JP5139703A JP13970393A JP2565082B2 JP 2565082 B2 JP2565082 B2 JP 2565082B2 JP 5139703 A JP5139703 A JP 5139703A JP 13970393 A JP13970393 A JP 13970393A JP 2565082 B2 JP2565082 B2 JP 2565082B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ECL論理ゲートおよ
びこれを利用したECLゲートアレイに関し、特に回路
の故障検出のために内部ゲートの内容を外部から読み出
す機能を有するECLゲートアレイに関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種のECLゲートアレイでは、
回路の故障検出のために一部の内部ゲートについて観測
用パッドを設けて、これを電子ビームテスタなどにより
観測するという手段がとられていた。例えば、特開平2
−100336には、半導体集積回路上に導体パッドを
形成し、このパッドの電位を電子ビームテスタにより観
測する工程を含む、半導体装置の故障解析方法が記載さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のECL
ゲートアレイでは、故障検出率を上げるためには観測用
パッドを増やす必要があるが、このことは第1にECL
は論理振幅が小さいため回路の特性に影響を与える恐れ
があること、第2に集積度向上のために配線層が増加す
る傾向にあるため電子ビームテスタで観測する際に高度
な技術を要すること、第3にパッドを数多く設けること
はプロセス上制約があること等から、従来技術では故障
検出率を上げていくことが困難である。そのため、パッ
ドの数を増やすことなく、ゲートアレイ内部の任意のゲ
ートの内容を外部から読み出すことが、故障検出率を向
上させるために必要となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために本発明のECLゲートアレイでは、テスト選択
信号端子によって選択されたECL論理ゲートの内部状
態をテスト出力信号端子から出力するECL論理ゲート
を2次元に配列し、ある方向に整列する前記論理ゲート
の前記テスト選択信号端子毎に1つのテスト選択信号線
に接続し、他の方向に整列する前記論理ゲートの前記テ
スト出力信号端子毎に1つのテスト出力信号線に接続す
ることを特徴としている。
【0005】また、本発明のECLゲートアレイでは、
選択アドレスを入力して、テストすべき前記ECLゲー
トアレイが接続している前記テスト選択信号線を選択す
るテスト信号制御回路を備えている。
【0006】また、本発明のECLゲートアレイでは、
テストすべき前記ECL論理ゲートが接続している前記
テスト出力信号線の状態を、出力選択信号によって選択
してテスト出力信号線に出力するテスト出力制御回路を
備えている。
【0007】また、本発明のECLゲートアレイでは、
前記テスト出力信号線の各々に信号観測パッドを設けて
いる。
【0008】
【実施例】次に本発明のECLゲートアレイの一実施例
について図面を参照して詳細に説明する。
【0009】図1を参照すると、図1(a)は本発明の
ECL論理ゲートの一実施例の回路図であり、図1
(b)はそのゲートレベルの記号表示である。本実施例
におけるECL論理ゲート20は、グランド電位(GN
D)9と、第1の電源電圧(VEE)7と、第2の電源
電圧(VT)8と、ECL論理ゲートの動作の基準電圧
(Vref)5と、電流源の電流を決める固定バイアス
電圧(VCS)6と、抵抗11,12,17および19
と、トランジスタ13〜16,および18と、入力論理
信号を入力するための入力端子1と、テスト信号を読み
出すためのテスト選択信号端子2と、出力論理信号を出
力するための出力端子4と、テスト信号を出力するため
のテスト出力信号端子3とから構成される。抵抗11は
GND9とトランジスタ13のコレクタとを接続してお
り、抵抗12はGND9とトランジスタ14のコレクタ
とを接続している。このトランジスタ14のコレクタは
トランジスタ16のベースおよびトランジスタ18のエ
ミッタに接続している。また、トランジスタ13および
14のエミッタは共にトランジスタ15のコレクタに接
続している。このトランジスタ15のベースはVCS6
に接続し、エミッタはVEE7に接続している。また、
トランジスタ16のコレクタはGND9に接続し、エミ
ッタは出力端子4および抵抗17に接続している。この
抵抗17のもう片方はVT8に接続している。
【0010】入力信号は、トランジスタ13に接続して
いる入力端子1に入力される。この入力信号がハイレベ
ルのときは、Vref5より高くなるため、トランジス
タ13がオン状態でトランジスタ14がオフ状態にな
り、電流は抵抗11を流れる。この時、抵抗12にはほ
とんど電流は流れないため、トランジスタ16のベース
電位が上がり、出力端子4はハイレベルになる。一方、
入力信号がローレベルの場合は、Vref5より低くな
るため、トランジスタ14がオン状態でトランジスタ1
3がオフ状態になり、電流は抵抗12を流れる。この
時、抵抗12に電流が流れることにより、トランジスタ
16のベース電位が下がり、出力端子4はローレベルに
なる。なお、ここでいうハイレベル、ローレベルは、E
CLインタフェースによるもので、通常、ハイレベルは
−1.4V程度、ローレベルは−2V程度となる。
【0011】ここで、テスト選択信号端子2に着目する
と、このテスト選択信号端子2が抵抗19を介して接続
するトランジスタ18は、さらにトランジスタ16のベ
ースに接続しているため、前述のECLインタフェース
のレベルに適合させるためには、テスト選択信号端子2
の動作レベルとしては、ハイレベルとして1V、ローレ
ベルとして−2V程度を選択する。テスト選択信号端子
2に、テスト選択信号端子2にとってのローレベル信号
(つまり、−2V程度)が入力されると、トランジスタ
18がオフ状態となるので、テスト出力信号端子3は開
放状態になる。一方、テスト選択信号端子2にとっての
ハイレベル信号(つまり、1V)を入力すると、トラン
ジスタ18がオン状態になり、トランジスタ16のベー
ス電位がテスト出力信号端子3に出力させる。すなわ
ち、テスト選択信号端子2にとってのハイレベル状態に
することによりテストモードで動作させることができ
る。このように、トランジスタ18を付加することによ
り、このECL論理ゲート20の通常の論理動作に影響
を与えることなく、内部状態を検出することができる。
なお、ここでは1入力の論理ゲートを用いて説明した
が、同様にして他の論理のECL論理ゲートに適用でき
るということはいうまでもない。
【0012】図2を参照すると本発明のECLゲートア
レイ230は、前記ECL論理ゲート200〜203を
アレイ上に配列して、各テスト選択信号端子をテスト信
号制御回路204からのテスト選択信号線210,およ
び211に接続し、各テスト出力信号端子をテスト出力
制御回路205へのテスト出力信号線212,および2
13に接続している。図2にはECL論理ゲートを2行
2列分しか図示していないが、必要に応じて配列するこ
とが可能である。これに伴い、テスト選択信号線やテス
ト出力信号線も必要数を配置することになる。なお、図
2では論理ゲートの論理信号線については省略してい
る。
【0013】図2において、例えば論理ゲート200を
テストする際には、テスト選択信号線210を選択する
ことにより、論理ゲート200の内部状態がテスト出力
信号線212に出力される。この時、テスト選択信号線
210に接続している他の論理ゲート、例えば図2の2
01の内部状態も他のテスト出力信号線に出力される。
このように、所望のテスト選択信号線を選択することに
より、任意の行のECL論理ゲートの内部状態を読み出
すことができる。
【0014】図3を参照すると、テスト信号制御回路2
04はラッチ301とデコーダ302とから構成され
る。ラッチ301はクロック信号線303によるクロッ
クのタイミングで選択アドレス入力線206の選択アド
レスをラッチして、選択アドレス線305にこの選択ア
ドレスを出力する。デコーダ302はこの選択アドレス
線305の選択アドレスをデコードする。この際、デコ
ーダ302に入力されるテストモード信号線304のテ
ストモード信号がハイレベル、すなわちテストを行うモ
ードにあれば、いずれかのテスト選択信号線のみをハイ
レベル(前述のように、この場合は1V)にして他をロ
ーレベル(前述のように、この場合は−2V)にする。
もしテストモード信号線304のテストモード信号がロ
ーレベル、すなわちテストを行わないモードにあれば、
全てのテスト選択信号線をローレベル(−2V)にす
る。なお、ここでは選択アドレス入力線206をラッチ
301で受けるようにしたが、このラッチ301をシフ
トレジスタに置き換えることにより、選択アドレス入力
線206のビット幅を狭めて外部からの信号線を極力少
なくするように構成することも可能である。
【0015】図4を参照すると、テスト出力制御回路2
05はテスト信号制御回路204と同様にラッチ481
とデコーダ482を含んでおり、ラッチ481でクロッ
ク信号線303によるクロックのタイミングにあわせて
出力選択信号入力線208の出力選択信号をラッチし
て、その出力である出力選択線号線470の出力選択信
号をデコーダ482でデコードして、テストモード信号
線304がテストモードを示していれば、テスト出力選
択信号線のいずれか一つを選択する。また、このテスト
出力制御回路205は、トランジスタと抵抗とから構成
されるエミッタフォロア回路を複数個備えている。すな
わち、例えばトランジスタ401と抵抗402とで一つ
のエミッタフォロア回路を構成し、トランジスタ411
と抵抗412とで他の一つのエミッタフォロア回路を構
成する。図4にはエミッタフォロア回路を2つしか図示
していないが、テスト出力信号の数に応じて、対応する
テスト出力信号毎にこのエミッタフォロア回路を設ける
必要がある。これらのエミッタフォロア回路は、図4の
ようにGND9およびVT8を共有する。なお、ここで
は出力選択信号入力線208をラッチ481で受けるよ
うにしたが、このラッチ481をシフトレジスタに置き
換えることにより、出力選択信号入力線208のビット
幅を狭めて外部からの信号線を極力少なくするように構
成することも可能である。さらに、選択アドレス入力線
206と出力選択信号入力線208を共有して、前記シ
フトレジスタで切り分けることも可能である。すなわ
ち、本発明を実現するための最小限のインタフェースと
しては、選択アドレス入力線206と出力選択信号入力
線208とを共有した信号1本と、クロック信号線30
3と、テストモード信号線304と、テスト出力線20
7の計4本ということになる。
【0016】デコーダ482の出力であるテスト出力選
択信号線404,および414は、各エミッタフォロア
回路の出力との論理積がアンドゲート403や413に
よりそれぞれ生成され、この各論理積結果の全ての論理
和がオアゲート490により生成されて、テスト出力線
207に出力される。これにより、例えばテスト出力信
号線212のテスト出力信号を外部に出力するために
は、出力選択信号入力線208の出力選択信号でテスト
出力信号線212の位置を指定し、テスト出力選択信号
線404をハイレベルにすれば、テスト出力信号線21
2の状態がオアゲート490を介してテスト出力線20
7に出力される。
【0017】以上の説明では、各テスト出力信号線のテ
スト出力信号は、テスト出力制御回路205を介してテ
スト出力線207に出力されるとしたが、図2に示すよ
うにテスト出力信号線212,および213の各々に観
測用パッド220,および221を設けることにより、
テスト出力線207によらずに直接電子ビームテスタな
どにより読み出すことも可能である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ゲ
ートアレイ内部の任意のゲートの内容を外部から読み出
すことが可能になる。これにより、テストパターンの作
成が容易になり、故障検出率を向上させることができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のECL論理ゲートの回路図およびゲー
ト図である。
【図2】本発明のECLゲートアレイの構成図である。
【図3】本発明のECLゲートアレイにおけるテスト信
号制御回路である。
【図4】本発明のECLゲートアレイにおけるテスト出
力制御回路である。
【符号の説明】
1 入力端子 2 テスト選択信号端子 3 テスト出力信号端子 4 出力端子 5 基準電圧(Vref) 6 固定バイアス電圧(VCS) 7 電源電圧(VEE) 8 電源電圧(VT) 9 グランド電位(GND) 11,12,17,19 抵抗 13〜16,18 トランジスタ 20 ECL論理ゲート 200〜203 ECL論理ゲート 204 テスト信号制御回路 205 テスト出力制御回路 206 選択アドレス入力線 207 テスト出力線 208 出力選択信号入力線 210,211 テスト選択信号線 212,213 テスト出力信号線 220,221 観測用パッド 301 ラッチ 302 デコーダ 303 クロック信号線 304 テストモード信号線 305 選択アドレス線 401,411 トランジスタ 402,412 抵抗 403,413 アンドゲート 404,414 テスト出力選択信号線 470 出力選択線号線 481 ラッチ 482 デコーダ 490 オアゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/177 H01L 21/82 T

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 差動増幅回路とエミッタフォロア回路と
    からなるECL論理ゲートにおいて、 テスト選択信号端子と、 テスト出力信号端子と、 エミッタを前記差動増幅回路から前記エミッタフォロア
    回路への論理信号線に接続して、ベースを前記テスト選
    択信号端子に抵抗を介して接続して、コレクタを前記テ
    スト出力信号端子に接続するトランジスタとを備えるこ
    とを特徴とするECL論理ゲート。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のECL論理ゲートを2
    次元に配列したECL論理ゲート群と、 複数のテスト選択信号線と、 複数のテスト出力信号線とを備え、 ある方向に整列する前記論理ゲートの前記テスト選択信
    号端子同士を1つのテスト選択信号線に接続し、 他の方向に整列する前記論理ゲートの前記テスト出力信
    号端子同士を1つのテスト出力信号線に接続することを
    特徴とするECLゲートアレイ。
  3. 【請求項3】 選択アドレスを入力して、テストすべき
    前記ECL論理ゲートが接続している前記テスト選択信
    号線を選択するテスト信号制御回路を備えることを特徴
    とする請求項2に記載のECLゲートアレイ。
  4. 【請求項4】 テストすべき前記ECL論理ゲートが接
    続している前記テスト出力信号線の状態を、出力選択信
    号によって選択してテスト出力信号線に出力するテスト
    出力制御回路を備えることを特徴とする請求項2に記載
    のECLゲートアレイ。
  5. 【請求項5】 前記テスト出力信号線の各々に信号観測
    パッドを設けることを特徴とする請求項2に記載のEC
    Lゲートアレイ。
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