JP2957284B2 - 半導体回路 - Google Patents

半導体回路

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JP2957284B2 JP2413513A JP41351390A JP2957284B2 JP 2957284 B2 JP2957284 B2 JP 2957284B2 JP 2413513 A JP2413513 A JP 2413513A JP 41351390 A JP41351390 A JP 41351390A JP 2957284 B2 JP2957284 B2 JP 2957284B2
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  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体回路、特に複数の
データバスを備えるICメモリのテスト回路に関する。
ICメモリの集積度が上り、メモリ容量が増大するにつ
れてデータバスは1本または1対から複数本または複数
対になり、セルアレイも複数ブロックに分割される等の
ことが行なわれている。本発明はかゝるメモリのセルデ
ータの正常/異常、パス/フェイルのテスト回路に係る
ものである。
【0002】
【従来の技術】図9に従来例を示す。このメモリは4ビ
ット同時出力型で、データバスはDB1 〜DB4 の4対
ある、メモリ読出して出て来たデータはセンスアンプS
1 〜SA4 および出力バッファBUF1 〜BUF4
通してチップ外部へ出力される。これに対してテスト回
路TCが設けられ、これはテスト時に各データバスから
MOSトランジスタMT1 〜MT4 を介してテストデー
タに対する読出しデータを取込み、その正/誤出力をM
OSトランジスタMT6 、バッファBUF4 の経路で外
部へ出力する。このテストモードではテストセレクト信
号TSがHになり、MT1 〜MT4 ,MT6 をオンに
し、MT5 をオフにする。
【0003】図8は16ビット同時テスト型の従来例で
ある。16本のデータバスDB0 〜DB16が全てHなら
(正常なら)ナンドゲートG1 の出力はL、ナンドゲー
トG3 の出力はH、テストモードではパラレルテストイ
ネーブルPTEをHで、ナンドゲートG4 及びノアゲー
トG5 は開いているから、ナンドゲートG4 の出力は
L、ノアゲートG5 の出力もL、従ってCMOSインバータ
a ,Tb のパラレルテスト出力PTOはHである。こ
れに対してDB0 〜DB15の一部がH、残りがLである
と(一部不良であると)、G1 の出力はH、オアゲート
2 の出力もH、従ってG3 の出力はL、G4 の出力は
H、G5 の出力もHになり、CMOSインバータの出力PT
OはLである。またデータバスDB0 〜DB15が全てL
であると(正常であると)、G1 の出力はH、G2 の出
力はL、G3 の出力はHになり、CMOSインバータの出力
PTOはHである。一部がH、残部がLなら(一部が不
良なら)G1 ,G2 の出力はH、G3 の出力はL、CMOS
インバータの出力PTOはLである。こうして16ビッ
ト同時テストを行なう。なおPTE=Hのテストモード
ではアドレスバッファABはディスエーブルにされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図9ではMOSトラン
ジスタMT1 〜MT4 を介してテスト回路へ読出しデー
タを取込んでおり、この部分の配線長は大になるので駆
動能力の点で難があり、高速テストが困難である。また
テスト結果のパス/フェイル出力を取出すのにトランジ
スタMT5 ,MT6 を用い、通常の読出し回路とテスト
回路を切替えるようにしているから、このトランジスタ
MT5 挿入による遅延、他のDB1 〜DB3 側回路との
不平衡などの問題がある。また図8では16入力のゲー
トG1 ,G2 が必要で、多入力ゲートは構造が複雑で遅
延が大きく、アクセスタイムが通常読出し時のそれと大
きく異なり、相関がとれない。またテスト結果はPTO
から、即ち通常の読出しデータ端子とは異なる端子から
出しており、使用ピン数の増大の問題がある。本発明は
かゝる点を改善し、高速テスト可能なまた使用端子ピン
数の増加を招かないメモリICテスト回路を提供するこ
とを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】図1に示すように本発明
では半導体メモリチップの複数のデータバスDB1 ,D
2 ,……の各々へマルチエミッタホロアQ11とQ12
21とQ22,……を挿入し、この一方のエミッタをセン
スアンプSA1 ,SA2 ,……へ接続し、他方のエミッ
タをテスト回路TCへ接続する。テスト回路TCはテス
トモード時に、これらのデータバスDB1 ,DB2 ,…
…のテストデータに介する読出し出力を受け、その正/
誤(パス/フェイル)出力T,/Tを生じる。この正/
誤出力T,/Tは、図示のように通常の読出し出力D,
/DよりHレベルである。正/誤出力はエミッタホロア
1 ,Q2 を介してセンス回路の1つ本例ではSA4
入力する。
【0006】
【作用】この構成では、バイポーラトランジスタである
マルチエミッタホロアQ11,Q12,……の駆動能力は大
であるから、テスト回路TCへの配線長が大であっても
充分駆動でき、高速テストが可能である。またテスト結
果の出力は、通常の読出し回路の1つを利用して行なう
ので、端子ピンを増加することはない。
【0007】テストデータの読出しでもマルチエミッタ
ホロアQ41,Q42の一方のエミッタの出力はあるが、こ
の出力D,/DはT,/Tよりレベルが低いので、セン
スアンプSA4 の入力はエミッタホロアQ1 ,Q2 が決
め(Q1 とQ41,Q2 とQ42はワイアードオアになって
いる)、相互干渉を生じることはない。また通常の読出
し時にはテスト回路の出力T,/Tは最も低いレベルN
になり、今度はQ41,Q42がSA4 の入力を決め、テス
ト回路出力がこの邪魔をすることはない。
【0008】
【実施例】図1を詳細に説明すると、本例ではデータバ
スDBは4対あり、その各々にマルチエミッタホロアQ
11とQ12,Q21とQ22,Q31,Q32,Q41とQ42が接続
され、これらの1つのエミッタにセンスアンプSA1
SA2 ,SA3 ,SA4 が接続され、他の1つにテスト
回路TCが接続される。またセンスアンプSA1 〜SA
4 の出力は出力バッファOBを介して1個または複数個
の出力端へ接続される。
【0009】このメモリの通常の読出しは、データバス
DB1 〜DB4 に現われた読出しデータをエミッタホロ
アQ11〜Q41,Q12〜Q42を介してセンスアンプSA1
〜SA4 へ導き、こゝで増幅し、出力バッファOBを介
して外部へ取出すことで行なわれる。
【0010】試験時には予めテストデータを書込んでお
き、それを読出し、データバスDB1 〜DB4 に現われ
た読出しデータを、エミッタホロアQ11〜Q41,Q12
42を介してテスト回路TCへ導き、こゝで一致/不一
致をチェックし、その結果の出力T,/Tをエミッタホ
ロアQ1 ,Q2 へ導く。テストデータとしてオール1ま
たはオール0などの既知データを用いると、EORゲー
トなどで読出しデータが書込みデータと同じか否かを簡
単にチェックすることができる。テスト回路TCはこれ
を行なう。そしてテスト結果の出力T,/Tは図示のよ
うに通常の読出しデータD,/Dよりレベルが高いか
ら、センスアンプSA4 の入力Q,/QはT,/Tで決
まる。数値例を挙げるとT=−0.5V、/T=−0.
8V,D=−1.0V,/D=−1.2V,ノーマルN
=−1.3Vである。センスアンプSA4 は例えば一致
のときQ=T−VBE,/Q=/T−VBE,不一致のとき
Q=/T−VBE,/Q=T−VBEである入力を受け(V
BEはQ1 ,Q2 のエミッタ、ベース間電圧)、この出力
は出力バッファOBを通して外部へ取出される。
【0011】図2では一致/不一致を2段階に分けて行
なう。TC1 〜TC4 が1段目のテスト回路、TC0
2段目のテスト回路である。図2ではセンスアンプ以後
の回路を省略しているが、これは図1と同様である。一
致/不一致を排他オアで検出すると図1では4入力の排
他オアゲート2個を使用することになるが、多入力ゲー
トは製造に難点がある。図2のように2段に分けて行な
うと各回路は2入力で済み、製造が容易である。図2の
詳細例を図4に示す。
【0012】図4で1段目のテスト回路(本例ではTC
4 を示すが、TC1 〜TC3 も同様構成)は差動対トラ
ンジスタQ43,Q44と、この出力段のエミッタホロアト
ランジスタQ45,Q46および抵抗R1 ,R2 と、定電流
源I1 〜I3 で構成される。2段目のテスト回路TC0
はダイオードD1 ,D2 、差動対を構成するトランジス
タQ53とQ54,Q55とQ56、抵抗R3 〜R5 、トランジ
スタQ64〜Q69、定電流源I4 〜I8 で構成される。
【0013】試験時にテストデータを読出すと、その読
出しデータD,/Dに従ってトランジスタQ41,Q42
エミッタは一方がH,他方がLになり、これを受けて差
動対Q43,Q44従ってエミッタホロアQ45,Q46の出力
は一方がH、他方がLになり、これらはテストバスTB
へ導かれる。テストデータがオール1またはオール0で
あると、テスト回路TC1 〜TC4 の出力の一方は全て
H、他方はLになり、従ってテストバスTBの一方は
H、他方はLになる。これに対してエラーがあるとテス
ト回路TC1 〜TC4 の出力の一方、他方のH,Lは逆
になり、この状態ではテストバスの一方及び他方が共に
Hになる。2段目のテスト回路はこのH/LまたはH/
Hを検出して前者なら正常、後者ならエラーを出力す
る。
【0014】詳述すると、テストモードでは信号TSが
Lになり、トランジスタQ64〜Q68がオン、Q69がオフ
になる。この結果テストバスTBのH/LまたはH/H
がダイオードD1 ,D2 、トランスファゲートを構成す
るトランジスタQ65,Q66を通って、差動対の一方のト
ランジスタQ53,Q55のベースに加わる。差動対の他方
のトランジスタQ54,Q56のベースには基準電圧VR2
加わる。一例を挙げるとVR2=VR1=−2Vである。ま
たR3 =R4 =R5 =1.5、I7 =I8 =0.4m
A,I6 =0.2mAである。テストバスTBの信号の
振幅はトランジスタQ65,Q66を通った後ではHが−
1.6V、Lが−2.4Vであり、VR2=−2Vはこれ
らの中央である。テストバスTBの一方がH、他方がL
であると例えばQ53がオン、Q55がオフ、Q54がオフ、
56がオンになり、トランジスタQ3 のベースがH、ト
ランジスタQ2 のベースがLになる。このHは本例では
−0.2V、Lは−1.4Vである。トランジスタ
2 ,Q3 のエミッタは共に/Q出力線に接続され、従
って/Q出力線はHレベルの−0.2Vになる。
【0015】これに対してテストバスTBの一方および
他方が共にHであると、トランジスタQ53とQ55がオ
ン、Q54とQ56がオフになり、トランジスタQ2 ,Q3
のベースは共にこれらの中間電位−0.8Vを受ける。
トランジスタQ1 は本回路では基準電位をQ出力線に与
える機能を持ち、テストモードではQ64,R3 ,I6
より定められた−0.5VをQ出力線に与える。これは
上記一致値時の出力−0.2Vと不一致時の出力−0.
8Vの中間であり、外部ではこの基準値(−0.5V)
を用いて一致(−0.2V)不一致(−0.8V)を判
断する。
【0016】通常のメモリ読取り/書込みモードでは信
号TSはHであり、従ってトランジスタQ64〜Q68はオ
フ、Q69はオフ、従って定電流源I1 〜I8 はオフで、
テスト回路は動作しない。トランジスタQ2 ,Q3 のベ
ースは、オンになったトランジスタQ67、R4 またはR
5 の経路でVR1=−2.0Vが与えられる。なおI4
5 はテストバスTBの電流源であり、ダイオード
1 ,D2 はレベルシフト用である。
【0017】図3は、図1が4ビット同時テストである
のに対し、8ビット同時テストにしたものである。メモ
リチップのレイアウト上、センスアンプをチップの中央
に持ってくることがあり、この場合セルアレイ及びデー
タバス等がセンスアンプの両側にある。これで配線長を
節減して高速化を図ることができる。このようなメモリ
でデータバスが各4対であれば図3の如くなり、マルチ
エミッタホロアQ11〜Q41,Q12〜Q42,Q51〜Q81
52〜Q82で各データバスのデータをテスト回路TCへ
導いて、8ビット同時テストが可能である。この場合も
テスト回路は、図2の2段型にしてよい。マルチエミッ
タトランジスタは図5(a)に示すようにコレクタ領域
にベース領域を作り、各々にコレクタコンタクトC、ベ
ースコンタクトBをとり、ベース領域に複数のエミッタ
領域を設けてそれらにエミッタコンタクトE1,E2を
とったものであるが、これは同図(b)に示すように2
つのトランジスタを用い、ベースコンタクトを並列にし
て用いてもよい(コレクタコンタクトは共にグラン
ド)。
【0018】テスト回路はデータバスDB1 ,DB2
……が全て正しい出力を出力しているか否かに関する情
報を出力するだけでなく、データバスDB1 ,DB2
……のうち最も遅い応答の信号の応答時間についての情
報を出力することもできる。即ち、データバスDB1
DB2 ,……がLからHへまたはこの逆に変化すると言
っても、データバスDB1 ,DB2 ,……が全て同時に
かゝる変化をするのではなく、図7のL,HまたはH,
L曲線に示すように、変化の開始、終了時間はそれぞれ
異なる。これらのDB1 ,DB2 ,……のうち最も応答
の遅い信号が閾値を越えたとき(図のa点)テスト回路
の出力信号を出力するようにすれば、DB1 ,DB2
……の応答時間を知ることができる。図6および図7に
このための回路を示す。
【0019】図6および図7は基本的には図2、図4と
同じ構成であるが、データバスDB 1 ,DB2 ,……の
正/誤を判断し、その応答時間を計数する回路が付加さ
れている。トランジスタQ71〜Q80、ダイオードD3
抵抗R6 ,R7 がこの付加回路である。信号D−TT
L、/D−TTLはデータバスDB1,DB2 ,……が
LからHへ変化するのを期待しているか、HからLへ変
化するのを期待しているかを切替えるための信号であ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明では高速のメ
モリテストが可能になり、また使用端子ピン数の増加を
もたらすことがなく、甚だ有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の実施例1を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施例2を示す回路図である。
【図4】図2の具体例を示す回路図である。
【図5】マルチエミッタホロアの説明図である。
【図6】本発明の実施例3を示す回路図である。
【図7】図6の続きである。
【図8】従来例を示す回路図である。
【図9】他の従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11,Q12,… マルチエミッタホロア SA1 ,SA2 ,… センスアンプ TC テスト回路 Q1 ,Q2 エミッタホロア

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のデータバス(DB1 ,DB2
    …)の各々にマルチエミッタホロア(Q11,Q12,Q21
    とQ22,…)を挿入し、そのマルチエミッタの一方のエ
    ミッタはそれぞれの読出し回路(SA1 ,SA2 ,…)
    へ接続し、他方のエミッタはテスト回路(TC)へ接続
    し、テスト回路の出力信号は通常の読出し出力(D,/
    D)より高いレベルとし、エミッタホロア(Q1
    2 )を介してテスト回路の出力信号を前記読出し回路
    の1つ(SA4 )へ入力するようにしてなることを特徴
    とする半導体回路。
  2. 【請求項2】 テスト回路は1段目テスト回路(T
    1 ,TC2,…)と2段目テスト回路(TC0 )から
    なり、1段目テスト回路は各データバスのH/Lをテス
    トバス(TB)へ出力して該バスでワイアードオアをと
    る構成とし、2段目テスト回路は、正常ならH/L、誤
    りならH,Hのテストバスの電位を受けて、正常なら
    H、誤りならLの電位を読出し回路の1つ(SA4 )へ
    入力する構成としたことを特徴とする請求項1記載の半
    導体回路。
  3. 【請求項3】 データバスは読出し回路(SA1 ,SA
    2 ,…)の両側にあり、テスト回路(TC)はこれら両
    側のデータバス(DB1 ,DB2 ,…DB5 ,DB6
    …)に挿入したマルチエミッタホロアの他方のエミッタ
    を介して、各データバスのテストデータに対する読出し
    出力を取込むようにしたことを特徴とする請求項1記載
    の半導体回路。
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DE69120921T DE69120921T2 (de) 1990-12-22 1991-12-20 Integrierte Halbleiterschaltung mit Prüfschaltung
EP91311857A EP0493013B1 (en) 1990-12-22 1991-12-20 Semiconductor integrated circuit having test circuit
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KR950014561B1 (ko) 1995-12-05
EP0493013A3 (en) 1993-05-12
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