JP2902593B2 - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JP2902593B2
JP2902593B2 JP8132018A JP13201896A JP2902593B2 JP 2902593 B2 JP2902593 B2 JP 2902593B2 JP 8132018 A JP8132018 A JP 8132018A JP 13201896 A JP13201896 A JP 13201896A JP 2902593 B2 JP2902593 B2 JP 2902593B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体メモリ装置に
関し、特に、そのパッド構造に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体技術を使用してデバイス
を製造する場合、ウェーハに必要なパターンを形成した
後、チップ単位にダイシングを行い、そしてボンディン
グ等の後にチップを保護して適正動作が行えるようにパ
ッケージングする。このとき、リードフレームによるリ
ード端子(外部端子)とチップに位置したパッドとの間
をワイヤボンディングで接続し、チップ外部との連絡を
とる。このように、半導体メモリ装置におけるパッド
は、外部入力信号を受け入れてチップ内部に伝送し、ま
たチップ内部で発生した信号をチップ外部へ伝達するた
めに必須である。
【0003】通常、多数設けられるパッド中には、半導
体装置の開発段階及びパッケージ前特性検査や不良解析
を容易にするための専用パッドが形成される。このよう
なパッド(モニタリングパッド)としては、感知動作を
検証するためのビットラインプリチャージ電圧関連パッ
ド、内部電圧を使用するデバイスにおける該電圧のモニ
タリング用パッド等、用途に応じる多様な種類がある。
このモニタリングパッドにより、テスト装備を使用して
多様な電圧、電流等を加えてチップ動作をテストするこ
とができ、設計値と実測値との比較から工程情報が容易
に得られる。従って、モニタリングパッドが多いほどチ
ップの特性分析が容易になって問題点を迅速にフィード
バックできるので、そのパッド数は増加していく傾向に
ある。しかしながらモニタリングパッドは、パッケージ
後には外部との接続が行われない余分のパッドである。
【0004】また、その他にも一般的なパッド数増加要
因として、半導体メモリ装置の大容量・高集積化に伴う
データ入出力に必要なアドレス数の増加、一度にアクセ
スできるビット数の増加、パワーを補強するための電力
端子数の増加等があげられる。
【0005】このようにパッド数は増加傾向にあるが、
パッケージサイズはそのままか、或いは減少傾向にあ
る。例えば16メガDRAMの場合、400milパッ
ケージが主流であったが、現在では300milパッケ
ージが登場している。この場合、400milサイズに
適合したチップを300milパッケージに合うように
するためにはチップサイズを縮小させなければならない
が、パッドピッチは、チップサイズと共に縮小すること
ができない。なぜならば、信頼性確保のためには、ワイ
ヤボンディングにおけるワイヤ間マージンを十分にとら
なければならず、400milパッケージ用チップでも
300milパッケージ用チップでも、ほぼ同じパッド
ピッチを維持する必要があるからである。このパッドピ
ッチは、パッドのレイアウトや数に強く影響している。
【0006】一方、近年ではLOC(Lead On Chip)の技
術がパッケージに適用されてきており、これによりパッ
ド配置の自由度を増すことができるようになって、チッ
プサイズの縮小に一役買っている。このLOC技術の採
用により、パッドをチップの特定位置に一列配置するこ
とが可能で、従来のチップ端部二列構造のパッドに比べ
チップサイズを縮小させていはいるが、2列構造のパッ
ドを1列とすれば、パッド数の多くなるメモリではモニ
タリングパッド数を減らさなければならないという不具
合が生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図1に、従来における
伝送ラインとパッドとの接続関係を説明する概略回路図
を示す。所定数設けられた各パッドは、それぞれ1本の
伝送ラインに対応して信号をやりとりするように配置さ
れている。即ち、パッド10,20,30は、対応する
伝送ラインA0,B0,C0とそれぞれ1対1接続さ
れ、各伝送ラインA0,B0,C0から信号を受けた
り、或いは伝送ラインA0,B0,C0へ信号を伝達す
るようにしてある。これにより、要求される動作や特性
分析が行われる。このように、各パッドは設定された1
信号を受け出しする専用とされており、従って、外部と
やりとりする信号数が増えたり、テスト等の種類が増え
るにつれてパッド数も増加することになり、チップサイ
ズ縮小における解決課題となっている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、パッドごとに複数のスイッチ手段を設
け、このスイッチ手段を介して1パッドと複数の伝送ラ
インとを接続することにより、1パッドで複数の信号を
アクセスできるようにし、より少数のパッドで多様なモ
ードに対応可能とする。
【0009】この場合、外部制御信号に基づいて制御信
号を発生する制御信号発生器を設け、その制御信号によ
り各スイッチ手段のオンオフを制御するようにすること
ができる。また、スイッチ制御パッドを設け、該スイッ
チ制御パッドに印加する電圧に従って各スイッチ手段の
オンオフを制御することができる。或いは、これらを組
み合わせて用い、即ち、外部制御信号に基づいて制御信
号を発生する制御信号発生器を設けると共にスイッチ制
御パッドを設けるようにし、所定のスイッチ手段を前記
制御信号発生器による制御信号で制御し、残りのスイッ
チ手段を前記スイッチ制御パッドに印加する電圧により
制御するともできる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき添
付図面を参照して詳細に説明する。
【0011】図2に、本発明の1実施形態を示す。この
図2に示すのは、制御信号発生器40により選択的にス
イッチ制御される多数のスイッチ手段2,4,6,8,
12,14,16を備えた多用途パッド10,20,3
0である。
【0012】パッド10は、伝送ラインA3,B3,F
3のそれぞれと、NMOSトランジスタで構成したスイ
ッチ手段2,8,14を介して接続されている。また、
パッド20は、伝送ラインC3,D3のそれぞれと、N
MOSトランジスタで構成したスイッチ手段4,12を
介して接続されている。更に、パッド30は、伝送ライ
ンE3,G3のそれぞれと、NMOSトランジスタで構
成したスイッチ手段6,16を介して接続されている。
【0013】各スイッチ手段2〜16は制御信号発生器
40により制御される。この制御信号発生器40は、外
部からタイミング入力される外部制御信号φPT,A
0,A1,A2に従い、スイッチ手段2〜16を制御す
る制御信号α,β,γを発生する。即ち、制御信号αは
スイッチ手段2,4,6の各ゲート電極、制御信号βは
スイッチ手段8,12の各ゲート電極、制御信号γはス
イッチ手段14,16の各ゲート電極にそれぞれ入力さ
れる。
【0014】制御信号発生器40は、外部制御信号φP
T,A0,A1,A2の論理組合せから制御信号α,
β,γを発生する。例えば、外部制御信号φPT,A0
の論理組合せから制御信号αを発生し、これが論理“ハ
イ”になるとスイッチ手段2,4,6がオンすることに
より、パッド10,20,30と伝送ラインA3,C
3,E3とが接続されて信号が伝送される。また、外部
制御信号φPT,A1の論理組合せから制御信号βを発
生し、これが論理“ハイ”になるとスイッチ手段8,1
2がオンすることにより、パッド10,20と伝送ライ
ンB3,D3とが接続されて信号が伝送される。更に、
外部制御信号φPT,A2の論理組合せから制御信号γ
を発生し、これが論理“ハイ”になるとスイッチ手段1
4,16がオンすることにより、パッド10,30と伝
送ラインF3,G3とが接続されて信号が伝送される。
【0015】本例の場合、制御信号α,β,γが同時に
論理“ハイ”出力されることはない。即ち、各パッド1
0,20,30ごとにいずれか1つのスイッチ手段2〜
16を1動作で選択し、1パッドで1信号の伝送を行う
ようにするためである。
【0016】図2に示す実施形態によれば、1パッドご
とに複数の伝送ラインがスイッチ手段を介して選択的に
接続されるため、伝送ライン数分のパッドを備えずとも
多種類の信号をやりとりでき、従ってパッド数を減らす
ことができる。
【0017】図3に、制御信号発生器40の具体的回路
例を示す。この制御信号発生器40は、第1パルス発生
回路41と、第2パルス発生回路43と、複数の制御信
号発生回路45と、から主に構成されている。
【0018】第1パルス発生回路41は、インバータ3
を介し入力される外部制御信号φPTを遅延させるイン
バータチェーン5,7,9と、インバータ3及びインバ
ータ9の出力信号を演算するNORゲート32と、から
構成される。この第1パルス発生回路41の出力信号
は、NORゲート34において内部回路からの電圧感知
信号VCCHBと演算され、これに従って各制御信号発
生回路45の初期値が設定される。電圧感知信号VCC
HBは、電源電圧VCCが設定レベルへ到達すると論理
“ロウ”になる信号である。
【0019】第2パルス発生回路43は、インバータ1
1を介し入力されるインバータ9の出力信号を遅延させ
るインバータチェーン13,15,17と、インバータ
11及びインバータ17の出力信号を演算するNORゲ
ート36と、から構成される。この第2パルス発生回路
43の出力信号は、各制御信号発生回路45へ入力され
て外部制御信号A0,A1,A2と演算される。
【0020】各制御信号発生回路45は同様の構成とさ
れ、即ち、NORゲート36の出力信号及び外部制御信
号A0,A1,A2を演算するNANDゲート38と、
NORゲート36の出力信号及びこれを反転するインバ
ータ19の出力信号で制御されてNANDゲート38の
出力信号をノードN2へ伝送するCMOS伝送ゲート4
2と、NORゲート34の出力信号をゲート電極に受け
て制御され、ノードN2へ電源電圧VCCを提供する初
期値設定手段のPMOSトランジスタ44と、ノードN
2の信号をラッチする対向接続のインバータ21,23
と、インバータ21の出力信号を駆動して制御信号αを
出力する直列接続のインバータ24,26と、から構成
されている。
【0021】この制御信号発生器40の動作は次のよう
なものである。外部タイミングにより発生した外部制御
信号φPTが論理“ハイ”になれば、まず第1パルス発
生回路41から、インバータチェーン5〜9の遅延時間
で決定される論理“ハイ”パルスが発生され、これに応
じてNORゲート34から論理“ロウ”信号が出力され
る。これにより、PMOSトランジスタ44がオンして
電源電圧VCCがノードN2へ提供され、論理“ハイ”
の初期値が設定されラッチされる。即ち、最初にノード
N2がプリチャージされ、これに従って各制御信号発生
回路45による制御信号α,β,γは論理“ロウ”にな
る。
【0022】続いて第2パルス発生回路43により、イ
ンバータチェーン13〜17の遅延時間で決定される論
理“ハイ”パルスが出力され、これに従って伝送ゲート
42がオンになる。このときに、第2パルス発生回路4
3の出力信号と各外部制御信号A0,A1,A2とがそ
れぞれNANDゲート38で演算され、その結果が伝送
ゲート42を介してノードN2へ伝えられてインバータ
21,23でラッチされる。このラッチ信号は伝送ゲー
ト42のオフ後も維持され、これに従って制御信号α,
β,γが出力される。
【0023】図3の場合、外部制御信号A0が論理“ハ
イ”入力されれば、NANDゲート38が論理“ロウ”
出力となるので、制御信号αが論理“ハイ”で出力され
る。また、外部制御信号A1の論理“ハイ”で制御信号
βが論理“ハイ”、外部制御信号A2の論理“ハイ”で
制御信号γが論理“ハイ”で出力される。外部制御信号
A0,A1,A2を適切な論理状態で入力することによ
り、1動作で制御信号α,β,γのいずれか1つを論理
“ハイ”とする。
【0024】図4に、図3の制御信号発生器40を用い
た場合の各信号の波形図を示す。即ち、外部制御信号φ
PTを論理“ハイ”に遷移させてから所定時間後に外部
制御信号A0のみを論理“ハイ”遷移させれば、制御信
号αが論理“ハイ”出力され、この場合スイッチ手段
2,4,6がスイッチオンとなる。続いて外部制御信号
φPTを一旦論理“ロウ”へ落としてから再び論理“ハ
イ”遷移させ、そして所定時間後に今度は外部制御信号
A1を論理“ハイ”遷移させれば、このときには制御信
号βが論理“ハイ”出力され、スイッチ手段8,12が
スイッチオンとなる。同様にして制御信号γも論理“ハ
イ”出力することができ、このときにはスイッチ手段1
4,16がスイッチオンとなる。
【0025】図5には、スイッチ手段付多用途パッドの
別の実施形態を示す。この例は、スイッチ手段にCMO
S伝送ゲートを用いて各パッドごとに2種類の伝送ライ
ンとの接続を可能とした例である。また、この例では、
スイッチ制御パッド40を用いて各スイッチ手段のオン
オフを制御している。
【0026】図示のように、パッド10は、2つのスイ
ッチ手段5,15を介して2種類の伝送ラインA2,D
2に接続される。また、パッド20は、2つのスイッチ
手段25,35を介して2種類の伝送ラインB2,E2
に接続される。更に、パッド30は、2つのスイッチ手
段45,55を介して2種類の伝送ラインC2,F2に
接続される。
【0027】スイッチ手段5,25,45は、そのNM
OSゲートがスイッチ制御パッド40に印加される電圧
により制御され、またPMOSゲートが、スイッチ制御
パッド40の印加電圧を反転出力するインバータ50の
出力により制御される。そしてスイッチ手段15,3
5,55は、そのPMOSゲートがスイッチ制御パッド
40に印加される電圧により制御され、またNMOSゲ
ートが、スイッチ制御パッド40の印加電圧を反転出力
するインバータ50の出力により制御される。従って、
スイッチ制御パッド40へ印加する電圧に従ってスイッ
チ手段5〜55のオンオフを制御できる。
【0028】即ち、スイッチ制御パッド40へ電源電圧
VCCを印加すると、これに応じてスイッチ手段5,2
5,45がオンし、一方、スイッチ手段15,35,5
5がオフとなる。従って、パッド10及び伝送ラインA
2、パッド20及び伝送ラインB2、パッド30及び伝
送ラインC2がそれぞれ接続状態となり、信号が伝送さ
れる。また、スイッチ制御パッド40へ接地電圧VSS
を印加すると、これに応じてスイッチ手段15,35,
55がオンし、一方、スイッチ手段5,25,45がオ
フとなる。従ってこの場合には、パッド10及び伝送ラ
インD2、パッド20及び伝送ラインE2、パッド30
及び伝送ラインF2がそれぞれ接続状態となり、信号が
伝送される。
【0029】本発明は、上記実施形態に限られないこと
は勿論で、例えば、図2のスイッチ手段にCMOS伝送
ゲートを用いる、或いは図5のスイッチ手段にPMOS
又はNMOSトランジスタを用いる、或いはまた、通常
動作用のパッドとモニタリングパッドとで区別して図2
の構成と図5の構成とを用いたりする等、この他にも各
種形態が実施可能である。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、スイッチ手段を設けて
複数の伝送ラインと接続するようにしたことで、1パッ
ドに多様な機能をもたせることができ、従来同様の機能
をもちながらもパッド数を少なくする、或いは、従来同
様のパッド数でありながらもより多様なモードを実行で
きるようになる。従って、パッドピッチにとらわれるこ
となくチップサイズを縮小することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来におけるパッド構造を示した回路図。
【図2】本発明によるパッド構造の一例を示した回路
図。
【図3】制御信号発生器の具体例を示す回路図。
【図4】図3の制御信号発生器の動作を説明する信号波
形図。
【図5】本発明によるパッド構造の他の例を示した回路
図。
【符号の説明】
2,4,5,6,8,12,14,15,16,25,
35,45,55 スイッチ手段 10,20,30 パッド 40 制御信号発生器,スイッチ制御パッド φPT,A0,A1,A2 外部制御信号
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−50281(JP,A) 特開 平4−225277(JP,A) 特開 昭62−190714(JP,A) 特開 平2−5458(JP,A) 特開 平4−17356(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/10 481 G11C 11/41

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部接続されない多数のモニタリングパ
    ッドをもつ半導体メモリ装置において、 各モニタリングパッドに設けられた多数のスイッチ手段
    と、これらスイッチ手段を通じてモニタリングパッドに
    複数ずつ接続された伝送ラインと、外部制御信号に応じ
    前記スイッチ手段を制御することにより前記伝送ライン
    を選択して1本ずつモニタリングパッドにつなぐ制御信
    号発生器と、を備えたことを特徴とする半導体メモリ装
    置。
  2. 【請求項2】 外部端子に接続される多数のパッド及び
    モニタリングパッドをもつ半導体メモリ装置において、 パッドごとに複数のスイッチ手段を設けて該スイッチ手
    段を介しチップ内の複数の伝送ラインと1つのパッドと
    を接続してあり、そして、外部制御信号からパルス信号
    を発生する第1パルス発生回路と、該第1パルス発生回
    路よりも遅れて前記外部制御信号からパルス信号を発生
    する第2パルス発生回路と、前記第1パルス発生回路の
    出力信号及び電圧感知信号の演算結果により初期値が設
    定された後に前記第2パルス発生回路の出力信号及び他
    の外部制御信号の演算結果をラッチし、該ラッチ信号を
    前記スイッチ手段の制御信号として出力する制御信号発
    生回路と、からなる制御信号発生器を設けたことを特徴
    とする半導体メモリ装置。
  3. 【請求項3】 スイッチ制御パッドをさらに設け、所定
    のスイッチ手段を制御信号発生器による制御信号で制御
    し、残りのスイッチ手段を前記スイッチ制御パッドに印
    加する電圧により制御するようにした請求項1又は請求
    項2記載の半導体メモリ装置。
  4. 【請求項4】 スイッチ手段がパッドと伝送ラインとの
    間に接続したMOSトランジスタである請求項1〜3の
    いずれか1項に記載の半導体メモリ装置。
  5. 【請求項5】 スイッチ手段がパッドと伝送ラインとの
    間に接続したCMOS伝送ゲートである請求項1〜3の
    いずれか1項に記載の半導体メモリ装置。
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