JP3022792B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP3022792B2
JP3022792B2 JP8344723A JP34472396A JP3022792B2 JP 3022792 B2 JP3022792 B2 JP 3022792B2 JP 8344723 A JP8344723 A JP 8344723A JP 34472396 A JP34472396 A JP 34472396A JP 3022792 B2 JP3022792 B2 JP 3022792B2
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泰正 山田
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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、半導体集積回路装
置に関し、特に半導体メモリあるいは半導体メモリを搭
載したマイクロコンピュータなどの半導体集積回路装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の半導体集積回路装置の1つであ
る半導体メモリは、外部から与えられるアドレス信号に
応じてメモリセルが選択され、メモリセルにデータを書
き込み、メモリセルに記憶されたデータを読み出す。
【0003】通常、半導体メモリには、外部より基準ク
ロック信号を受け、この基準クロック信号に同期して動
作する同期式半導体メモリと基準クロック信号を受けず
に動作する非同期式半導体メモリがある。この2種類の
半導体メモリは、消費電流を削減する目的で、メモリセ
ルの選択時間をパルス的に制御し、メモリセルへのデー
タの書込みおよび読出しが終了したならば、メモリセル
の選択を停止する新たな半導体メモリが開発されてい
る。
【0004】一方、半導体メモリを製造出荷する場合、
その信頼性を確保するために、出荷後、良品を劣化させ
たり、不良品としないように半導体メモリの潜在的不良
を露呈させ、欠陥半導体メモリを除去するスクリーニン
グ試験が行われている。このスクリーニング試験の方法
として、電界加速と温度加速を同時に実現出来るバーン
イン法が多用されている。このバーンイン法は、電源電
圧を実使用電圧より高く、温度を実使用温度より高くし
て半導体メモリを動作させることにより、実使用条件で
の初期故障期間以上のストレスを短時間で半導体メモリ
に経験させてしまい、初期動作不良を起こす恐れのある
半導体メモリを出荷前に予め選別してスクリーニングす
るものである。
【0005】このスクリーニングにより、初期動作不良
を起こす恐れがある半導体メモリが効果的に取り除か
れ、半導体メモリの信頼性を高めることが出来る。
【0006】更に、半導体メモリの分野では、メモリセ
ルが最も微細加工がされ、半導体メモリ回路の大部分の
素子数を占めている。このため、不良発生率が最も高い
のがメモリセルであり、バーンイン試験時に所定の期間
だけメモリセルを選択し、電圧ストレスを印加する必要
がある。しかし、従来の半導体メモリは、消費電力削減
の目的で、メモリセル選択がパルス制御されているた
め、1度の読出し、または書込み動作では極くわずかな
電圧ストレスしか印加することが出来ず、長時間のスク
リーニングが必要になるという問題がある。また、今後
半導体メモリのビット容量の増大に伴い、単位時間内の
メモリセル選択数が減少するため、更なるストレス時間
の長時間化が必要となる問題が予測できる。
【0007】上記問題点の解決策として、たとえば、特
開平5−41097号公報記載の発明がある。その内容
は、バーンイン試験時に外部制御信号によってメモリセ
ル選択期間を設定することができ、1回の動作に対して
電圧ストレスを必要な期間印加し、スクリーニング時間
を短縮するものである。以下、この従来の半導体集積回
路装置について、詳細な内容を説明する。
【0008】図8は、この特開平5−41097号公報
記載の半導体メモリ全体の概略的構成を示すブロック図
である。図8を参照すると、この半導体メモリにおい
て、ロウアドレスバッファ29は外部ロウアドレス信号
を受け、この外部ロウアドレス信号から各ビット毎にそ
れぞれ相補なレベルを持つ内部ロウアドレス信号を発生
する。この内部ロウアドレス信号は、ロウデコーダ30
に供給される。ロウデコーダ30の出力は、メモリセル
アレイ31に供給される。このメモリセルアレイ31で
は、メモリセルが行方向および列方向に配置されてお
り、各行に配置されたメモリセルは各ワード線に接続さ
れ、各列に配置されたメモリセルは各ビット線対に接続
されている。
【0009】一方、カラムアドレスバッファ32は、外
部カラムアドレス信号を受け、この外部カラムアドレス
信号から各ビット毎にそれぞれ相補なレベルを持つ内部
カラムアドレス信号を発生する。この内部カラムアドレ
ス信号は、カラムデコーダ33に供給される。カラムデ
コーダ33の出力は、カラムセレクトゲート34に供給
される。このカラムセレクトゲート34は、上記カラム
デコーダ33の出力に基づき、上記メモリセルアレイ3
1の複数のビット線対の中から1つを選択する。
【0010】センスアンプ35は、データ読出し時は、
上記カラムセレクトゲート34によって選択される1つ
のビット線対に接続されたメモリセルからの読出し電位
を増幅して外部データとして出力し、データ書込み時
は、上記カラムセレクトゲート34によって選択される
1つのビット線対に接続されたメモリセルに対し書込み
データに応じた電位を供給する。
【0011】制御回路28は、外部から供給される書込
み読出し外部制御信号および2種類のチップ選択信号/
CE1、CE2に基づいて、各種制御信号を発生する。
そして、ここで発生される1つの内部信号である内部パ
ルス信号PWは、上記ロウデコーダ30に供給される。
【0012】図9は、図8において内部パルス信号PW
を発生する制御回路28の詳細構成例を示す回路図であ
る。書込み・読出し制御信号/WEは、インバータIN
9を介して、2入力ANDゲートAN4の一方入力端に
供給される。一方のチップ選択信号/CE1は、インバ
ータIN8を介して2入力ANDゲートAN3の一方入
力端に供給される。また、他方のチップ選択信号CE2
は、2入力ANDゲートAN3の他方端に供給される。
【0013】このANDゲートAN3の出力は、AND
ゲートAN4の他方端に供給される。また、ANDゲー
トAN4の出力は、パルス発生回路25に供給されると
共にD型フリップフロップ27のデータ入力端Dに供給
される。パルス発生回路25は、ANDゲートAN4の
出力の立ち上がり時に所定のパルス幅の内部パルス信号
を発生する。このパルス発生回路25で発生された内部
パルス信号は、2入力ORゲートOR2の一方端に供給
される。
【0014】一方、チップ選択信号CE2は、立下り検
出回路26に供給される。この立下り検出回路26は、
信号CE2の出力レベルが“H”レベルから“L”レベ
ルに変化する毎に、すなわち、信号CE2の立下り時
に、所定のパルス幅の内部パルス信号を発生する。この
立下り検出回路26で発生された内部パルス信号は、D
型フリップフロップ27のリセット入力端Rに供給され
る。このチップ選択信号CE2は、更に、遅延回路24
を介して、D型フリップフロップ27のクロック入力端
CKに供給される。D型フリップフロップ27の出力Q
は、ORゲートOR2の他方端に供給され、このORゲ
ートOR2の出力が、内部パルス信号PWとしてロウデ
コーダに供給される。
【0015】ここで、上記3種類の外部制御信号につい
て説明すると、書込み・読出し制御信号/WEは、この
半導体メモリが書込み状態である時に“L”レベルに設
定される信号であり、2種類のチップ選択信号/CE1
およびCE2は、書込み・読出し動作と待機状態との選
択を行う信号である。そして、この従来の半導体メモリ
では、一方のチップ選択信号CE2を用いてバーンイン
試験を行う期間の設定を行うようにしている。
【0016】図10は、図8におけるロウデコーダ30
の詳細構成例を示す回路図である。このロウデコーダ3
0には、複数入力のANDゲートAN5,AN6,AN
7が設けられている。これらANDゲートAN5,AN
6,AN7の各1つの入力端には、図8に示す制御回路
28から出力される内部パルス信号PWが並列に供給さ
れており、残りの入力端には、ロウアドレスバッファ2
9から出力されるロウアドレスRA0,RA1,RA
n,/RA0,/RA1,/RAnが供給される。そし
て、これらANDゲートAN5,AN6,AN7の出力
によって、複数のワード線WLの内のいずれか1つが選
択される。
【0017】次に、上記構成でなる半導体メモリのデー
タ書込み動作を示すタイミングチャートである図11お
よび図9を参照して説明する。この半導体メモリの書込
み動作は、書込み・読出し制御信号/WEによる書込み
動作,チップ選択信号/CE1による書込み動作,チッ
プ選択信号CE2による書込み動作の3種類がある。
【0018】まず、書込み・読出し制御信号/WEによ
る書込み動作は、チップ選択信号CE2,チップ選択信
号/CE1が“H”レベル,“L”レベルにそれぞれ固
定されている状態で行われる。この状態で、書込み・読
出し制御信号/WEが“H”レベルから“L”レベルに
変化すると、図9に示す回路において、インバータIN
9の出力が“L”から“H”レベルに立ち上がる。この
とき、チップ選択信号/CE1が入力されるインバータ
IN8の出力およびチップ選択信号CE2は“H”レベ
ルになっており、両信号が入力されるANDゲートAN
3の出力は“H”レベルになる。従って、書込み・読出
し制御信号/WEが“H”レベルから“L”レベルに変
化すると、ANDゲートAN4の出力は“L”レベルか
ら“H”レベルに変化する。
【0019】そして、このANDゲートAN4の出力の
レベル変化がパルス発生回路25で検出され、このパル
ス発生回路25で、所定パルス幅の内部パルス信号PW
が発生する。この内部パルス信号幅は、各メモリセルで
データの書込みが十分に行えるに足りる短い期間に設定
されている。この内部パルス信号PWは、ORゲートO
R2を介してロウデコーダ30に供給される。ロウデコ
ーダ30では、複数のANDゲートAN5からAN7の
内、外部ロウアドレスに応じた1つから前記内部パルス
信号PWが出力される。この結果、この内部パルス信号
PWが供給される1つのワード線WLが内部パルス信号
PWの期間だけ選択され、このワード線WLに接続され
ているメモリセルが選択される。なお、この時、センス
アンプ35から書込み電位が、カラムセレクトゲート3
4を介してメモリセルアレイ31に供給されており、ワ
ード線WLによって選択されたメモリセルに対するデー
タの書込みが行われる。
【0020】チップ選択信号/CE1による書込み動作
は、チップ選択信号CE2,書込み・読出し制御信号/
WEが“H”レベル,“L”レベルにそれぞれ固定され
ている状態で行われる。この状態で、チップ選択信号/
CE1が“H”レベルから“L”レベルに変化すると、
図9に示す回路において、インバータIN8の出力が
“L”レベルから“H”レベルに立ち上がる。このと
き、チップ選択信号CE2は“H”レベルなので、チッ
プ選択信号/CE1が“H”レベルから“L”レベルに
変化すると、ANDゲートAN3の出力は“L”レベル
から“H”レベルに変化する。一方、書込み・読出し制
御信号/WEが入力されるインバータIN9の出力は
“H”レベルになっているので、チップ選択信号/CE
1が“H”レベルから“L”レベルに変化すると、AN
DゲートAN4の出力は“L”レベルから“H”レベル
に変化する。そして、このANDゲートAN4の出力の
レベル変化がパルス発生回路25で検出され、書込み・
読出し制御信号/WEのレベル変化の場合と同様のパル
ス幅の内部パルス信号PWが発生し、データの書込みが
行われる。
【0021】チップ選択信号CE2による書込み動作
は、チップ選択信号/CE1,書込み・読出し制御信号
/WEが“L”レベルにそれぞれ固定されている状態
で、行われる。この状態で、チップ選択信号CE2が
“L”レベルから“H”レベルに変化すると、図9に示
す回路において、ANDゲートAN4の出力が“L”レ
ベルから“H”レベルに立ち上がる。また、チップ選択
信号CE2は遅延回路24を介してD型フリップフロッ
プ27にクロック信号として供給されているので、チッ
プ選択信号CE2が“H”レベルに変わることにより、
D型フリップフロップ27の出力Qは“H”レベルに立
ち上がる。従って、ORゲートOR2から出力される内
部パルス信号PWは、チップ選択信号CE2が“H”レ
ベルに変わった後に、“H”レベルに立ち上がる。
【0022】次に、チップ選択信号CE2が“H”レベ
ルから“L”レベルに変化すると、ANDゲートAN3
およびAN4の出力も、順次“H”レベルから“L”レ
ベルに立ち下がる。また、チップ選択信号CE2の
“L”レベル立下りが、立下り検出回路26により検出
され、立下り検出回路26から、所定のパルス幅の信号
が出力される。そして、この信号がD型フリップフロッ
プ27のリセット入力端Rに入力した後、このD型フリ
ップフロップ27がリセットされ、その出力Qは“l”
レベルに立ち下がる。
【0023】すなわち、チップ選択信号CE2による書
込み動作の場合には、図11に示すように、内部パルス
信号PWのパルス幅は、チップ選択信号CE2のパルス
幅に応じて設定され、この内部パルス信号PWのパルス
幅の期間だけ、ワード線WLが選択されることになる。
このため、バーンイン試験時にワード線に電圧ストレス
を任意の期間だけ印加することができ、スクリーニング
に要する時間の短縮を図ることができる。しかも、通常
動作では、ワード線をパルス的に選択するため、消費電
流が増大する恐れは生じない。
【0024】なお、以上の説明はデータの書込み動作の
みを説明したが、データの読出し動作についても同様に
動作できる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】図8に示す従来の半導
体メモリは、電気的試験時にテスタにより半導体メモリ
をテストするテスタ用パターンの他に、バーンイン試験
時に各半導体メモリを駆動するバーンイン試験用パター
ンを必要とする。このため、これらテスタ用パターンお
よびバーンイン試験用パターンを開発時に作成するため
開発工数が大きく、また、開発後の変更管理などのメン
テナンス工数が大きいなどの問題がある。
【0026】その理由は、従来の半導体メモリは、通常
動作時に用いられない各外部制御信号の特定組み合わせ
後のみ内部パルス信号のパルス幅を制御でき、各ワード
線および各セルへの電圧ストレスを増大させスクリーニ
ング時間を短縮するためには、テスタ用パターンをバー
ンイン試験用パターンとして流用できないためである。
【0027】また、この問題は、外部からの基準クロッ
ク信号に同期して動作する同期式半導体メモリにおいて
も同様に発生する。
【0028】したがって、本発明の目的は、半導体メモ
リ内蔵の半導体集積回路装置において、バーンイン試験
用パターンの開発工数およびメンテナンス工数を削減す
ることにある。
【0029】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、ワ
ード線およびビット線に接続されたメモリセルを配列す
るメモリセルアレイ部と、内部パルス信号を発生するパ
ルス発生手段とを有し、前記内部パルス信号に同期して
前記ワード線およびビット線を選択制御する半導体メモ
リ内蔵の半導体集積回路装置において、外部から入力さ
れた信号の入力電圧または電源電圧と予め内部設定され
た基準電位とを比較しこの基準電位以上の入力電圧また
は電源電圧を検知し、その検知結果に対応して前記内部
パルス信号のパルス幅を一定のパルス幅から外部制御信
号のパルス幅に切り換えている。
【0030】また、前記入力電圧と前記基準電位とを比
較しこの基準電位以上の入力電圧を検知しその検知結果
を出力する入力電圧検知手段を備え、前記パルス発生手
段が、前記検知結果に対応して前記外部制御信号を前記
内部パルス信号として出力している。
【0031】または、前記電源電圧と前記基準電位とを
比較し前記基準電位以上の電源電圧を検知しその検知結
果を出力する電源電圧検知手段を備え、前記パルス発生
手段が、前記検知結果に対応して前記外部制御信号を前
記内部パルス信号として出力している。
【0032】また、前記パルス発生手段が、前記外部制
御信号が遅延されその遅延信号が前記検知結果に対応し
て制御される遅延回路を備えている。
【0033】さらに、前記パルス発生手段が、前記外部
制御信号として外部基準クロック信号を入力しこの外部
基準クロック信号に同期して前記内部パルス信号を発生
している。
【0034】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図1は、本発明の半導体集積回路装置の
実施形態1を示すブロック図である。本実施形態の半導
体集積回路装置は、外部から入力される基準クロック信
号CLKに同期してワード線およびビット線を選択制御
しデータ読出し/書込み動作を行う同期式半導体メモリ
である。この同期式半導体メモリを構成する各ブロック
の中、各ブロック1,5〜22は、従来の同期式半導体
メモリと同等の機能を持つ。さらに、本実施形態の同期
式半導体メモリは、外部から入力される基準クロック信
号CLKの入力電圧と予め内部設定された基準電位とを
比較しこの基準電位以上の入力電圧を検知しその検知結
果を出力する入力電圧検知回路2を備え、パルス発生回
路4が、入力電圧検知回路2の出力により基準クロック
信号CLKを内部パルス信号として出力することを特徴
としている。次に、まず、本実施形態の同期式半導体メ
モリ全体について、図1を参照し説明する。
【0035】アドレス回路5は、外部アドレスを受け、
このアドレスから各ビット毎にそれぞれ相補なレベルを
持つ内部アドレスを発生し、入力レジスター回路6に供
給する。入力レジスター回路6は、外部から受ける基準
クロック信号により内部アドレスを保持する回路であ
り、この出力をデコーダ回路7に供給する。デコーダ回
路7は、アドレス信号をデコードし、そのデコード出力
をメモリセルアレイ8に供給する。
【0036】メモリセルアレイ8では、メモリセルが行
方向および列方向に配列されており、各行に配列された
メモリセルにはデコーダ回路7から出力される各ワード
線が接続され、各列に配列されたメモリセルには各ビッ
ト線対が接続されている。そして、デコーダ回路7の出
力に基づき、メモリセルアレイ8の1つのワード線が選
択される。一方、複数のビット線対は、デコーダ回路7
から出力される複数の列選択信号に接続され、その中の
1つのビット線対が、デコーダ回路7の出力に基づき選
択される。
【0037】データの読出し時には、増幅回路12は、
上記デコーダ回路7によって選択される1つのビット線
対に接続されたメモリセルからの読出し電位を増幅して
出力レジスター14に出力する。出力レジスター14
は、外部から受ける基準クロック信号により増幅回路1
2からのデータを保持する回路である。更に、出力レジ
スター14の出力は、出力回路21を介し、外部データ
として出力される。
【0038】また、データ書込み時には、データ入力回
路22が、外部書込みデータを受け、書込みデータを入
力レジスター回路15に供給する。入力レジスター回路
15の出力は、書込み回路13を介し、デコーダ回路7
によって選択される1つのビット線対に接続されたメモ
リセルに対し、書込みデータに応じた電位を供給する。
【0039】読出し・書込み制御信号入力回路9は、外
部から読出し・書込み制御信号/WEを受け、入力レジ
スター回路10を介し、読出し・書込み制御回路11に
供給する。この読出し・書込み制御回路11の出力は、
増幅回路12および書込み回路13を制御し、読出し動
作か書込み動作かの制御を行う。
【0040】チップ選択信号入力回路16は、外部から
チップ選択信号/CSを受け、入力レジスター回路17
を介し、チップ選択制御回路18に供給する。このチッ
プ選択制御回路18からの出力は、デコーダ回路7,読
出し・書込み制御回路11,出力データ制御回路20を
制御し、動作の許可および禁止の制御を行う。
【0041】出力データ制御信号入力回路19は、外部
から出力データ制御信号/OEを受け、出力データ制御
回路20に出力する。この出力データ制御回路20の出
力は、出力回路20を制御し、外部へのデータ出力許可
および禁止の制御を行う。
【0042】基準クロック入力回路1は、外部からの信
号である基準クロック信号CLKを入力し、その出力A
は、パルス発生回路4に供給される。入力電圧検知回路
2は、基準クロック信号CLKを受け、基準クロック信
号CLKの入力電圧と予め内部設定された基準電位とを
比較し、この基準電位以上の入力電圧を検知し、その検
知結果の出力Eをパルス発生回路4に供給する。パルス
発生回路4は、入力電圧検知回路2の出力Eが不活性の
場合、基準クロック信号CLKの立上りに同期して、内
部回路が問題無く動作するに足りる短い一定のパルス幅
をもつ内部パルス信号PWを発生し、入力電圧検知回路
2の出力Eが活性の場合、基準クロック入力回路1の出
力Aを内部パルス信号PWとして出力する。この内部パ
ルス信号PWは、内部回路である入力レジスター回路
6,10,17,15と共に、出力レジスター回路1
4,デコーダ回路7,読出し・書込み回路11,チップ
選択制御回路18とを制御し、各内部回路の動作期間を
決定する構成となっている。
【0043】図2は、図1の同期式半導体メモリの動作
例を示す波形図である。図1,2を参照し、本実施形態
の半導体集積回路装置の動作について説明する。
【0044】まず、基準クロック信号CLKは、入力電
圧検知回路2により、基準電位と比較される。
【0045】基準クロック信号CLKの“H”レベルの
入力電圧が基準電位より低い場合、入力電圧検知回路2
は、“L”レベルの出力Eをパルス発生回路4に供給す
る。“L”レベルの出力Eを供給されると、パルス発生
回路4は、基準クロック信号CLKの立上りに同期し
て、内部回路が問題無く動作するに足りる短い一定のパ
ルス幅をもつ内部パルス信号PWを発生する。この内部
パルス信号PWに同期して、同期式半導体メモリは、通
常動作を実行する。
【0046】すなわち、入力レジスター回路6,10,
17,15は、内部パルス信号PWの立上り信号を受
け、外部からの信号であるアドレスADD、書込み・読
出し制御信号/WE、チップ選択信号/CSを各入力レ
ジスター回路内に取り込み、信号の電位を保持する。こ
のとき、書込み・読出し制御信号/WEが“H”レベル
の場合は読出し状態となり、“L”レベルの場合は書込
み状態となる。また、チップ選択信号/CSが“L”レ
ベルの場合は、動作状態となり、“H”レベルの場合
は、待機状態となる。更に、デコーダ回路7は、入力レ
ジスター回路6の保持電位と内部パルス信号PWを受
け、各1つのワード線とビット線対を選択する。この選
択期間は、内部パルス信号PWの立上りから立下りまで
の期間となる。
【0047】また、読出し・書込み回路11,チップ選
択制御回路18も、内部パルス信号PWにて制御される
ため、各回路の動作期間も内部パルス信号PWの立上り
から立下りまでの期間にて決定される。更に、メモリセ
ルは、ワード線とビット線対の選択期間に、データ読出
しおよび書込みが行われる。書込みの場合は、I/O端
子からの信号である書込みデータを内部パルス信号PW
の立ち上がりを受けて入力レジスター回路15内に取り
込み保持し、書込み回路13に出力する。書込み回路1
3は、ワード線およびビット線対の選択期間にメモリセ
ルに電位の書込みを行う。一方、読出しの場合は、ワー
ド線およびビット線対の選択期間にメモリセルのデータ
電位を増幅回路12により増幅し、出力レジスター回路
14に出力する。出力レジスター回路14は、次の内部
パルス信号PWの立上りを受け、増幅回路12の出力を
取り込み保持し、出力回路21に出力する。出力回路2
1は、出力レジスター回路14から出力されたデータを
I/O端子に出力する。
【0048】基準クロック信号CLKの“H”レベルの
入力電圧が基準電位より高い場合、入力電圧検知回路2
は、基準クロック信号CLKを受け、その入力電位の
“H”レベルの電位と入力電圧検知回路2の内部に持つ
基準電位とを比較し、基準クロック信号CLKの“H”
レベルに対応した“H”レベルのパルス幅をもつ出力E
をパルス発生回路4に供給する。このとき、パルス発生
回路4は、入力電圧検知回路2の出力Eの制御により、
基準クロック信号CLKの立上りから立下りまで“H”
レベルのパルス幅を持つ内部パルス信号PWを出力す
る。入力レジスター回路6,10,17,15は、内部
パルス信号PWの立上り信号を受け、外部からの信号で
あるアドレスADD、書込み・読出し制御信号/WE、
チップ選択信号/CSを各入力レジスター回路内に取り
込み、信号の電位を保持する。このとき、書込み・読出
し制御信号/WEが“H”レベルの場合は読出し状態と
なり、“L”レベルの場合は書込み状態となる。また、
チップ選択信号/CSが“L”レベルの場合は動作状態
となり、“H”レベルの場合は、待機状態となる。
【0049】さらに、デコーダ回路7は、入力レジスタ
ー回路6の保持電位と内部パルス信号PWを受け、各1
つのワード線とビット線対とを選択する。この選択期間
は、内部パルス信号PWの立上りから立下りまでの期間
となる。また、読出し・書込み回路11およびチップ選
択制御回路18も、内部パルス信号PWにて制御され、
各回路の動作期間も、内部パルス信号PWの立上りから
立下りまでの期間となる。更に、メモリセルにおいて、
ワード線およびビット線対の選択期間に電位の読出しお
よび書込みが行われる。書込みの場合は、外部のI/O
端子からの信号である書込みデータを内部パルス信号P
Wの立上りを受けて入力レジスター回路15内に取り込
み保持し、書込み回路13に出力する。書込み回路13
は、ワード線およびビット線対の選択期間にメモリセル
に電位の書込みを行う。読出しの場合は、ワード線およ
びビット線対の選択期間にメモリセルの電位が増幅回路
12により増幅され、出力レジスター回路14に出力さ
れる。出力レジスター回路14は、次の内部パルス信号
PWの立上りを受け増幅回路12より出力された電位を
取り込み保持し、出力回路21を介し外部のI/O端子
に出力する。
【0050】以上のように、基準クロック信号CLKの
入力電位が入力電圧検知回路2にて発生する基準電位よ
り低い場合は、内部回路が動作するに足りる短い内部パ
ルス信号PWをパルス発生回路4で自動発生し、消費電
流の削減を行う。また、基準クロック信号CLKの入力
電位が入力電圧検知回路2にて発生する基準電位より高
い場合は、基準クロック信号CLKの立上りから立下り
までの期間分のパルス幅をもつ内部パルス信号PWがパ
ルス発生回路4で出力される。すなわち、基準クロック
信号CLKのパルス幅を任意に設定することで、内部パ
ルス信号PWの幅を自由に変えることが出来る。
【0051】次に、本実施形態の同期式半導体メモリの
特徴部の構成および動作について、さらに詳細に説明す
る。
【0052】図3は、図1の同期式半導体メモリにおけ
る入力電圧検知回路2,パルス発生回路4の詳細構成を
示す回路図である。
【0053】入力電圧検知回路2は、電源とGNDとの
間に接点RVを介して直列接続された抵抗R1,R2か
らなる基準電位発生部と、P型トランジスタP1〜P
2,N型トランジスタN1〜N3からなる比較部と、イ
ンバータIN1と、を有し、基準クロック信号CLKを
受け、基準クロック信号CLKの入力電圧と予め内部設
定された基準電位とを比較し、この基準電位以上の入力
電圧を検知し、その検知結果の出力Eを出力する。
【0054】P型トランジスタP1〜P2,N型トラン
ジスタN1〜N3からなる比較部において、P型トラン
ジスタP1,P2は、ソース電極を電源と接続し、ゲー
ト電極をP型トランジスタP1のドレイン電極,N型ト
ランジスタN1のドレイン電極に接続する。N型トラン
ジスタN1は、ゲート電極を抵抗R1,R2の接点RV
に接続し基準電位を入力し、N型トランジスタN2は、
ゲート電極に基準クロック信号CLKを入力し、ドレイ
ン電極をP型トランジスタP1のドレイン電極に接続し
且つインバータIN1を介して出力Eを出力している。
N型トランジスタN3は、ドレイン電極をN型トランジ
スタN1,N2のソース電極に接続し、ゲート電極,ソ
ース電極をそれぞれ電源,GNDと接続する。
【0055】パルス発生回路4は、インバータIN5〜
IN7,2入力ORゲートOR1,2入力ANDゲート
AN2を有し、入力電圧検知回路2の出力Eに対応して
基準クロック信号CLKを内部パルス信号PWとして出
力している。基準クロック信号CLKが基準クロック入
力回路1を介して入力され、さらに、遅延回路であるイ
ンバータIN5,IN6,IN7を介し2入力ORゲー
トOR1の一端に入力する。この2入力ORゲートOR
1は、入力電圧検知回路2の出力Eを他端に入力し内部
パルス信号PWを発生し半導体メモリの内部回路に出力
している。
【0056】図4は、図3の入力電圧検知回路2,パル
ス発生回路4の動作を示す波形図である。図3,4を参
照し動作を説明する。
【0057】まず、入力電圧検知回路2において、抵抗
R1,R2の抵抗比により、接点RVから基準電圧を発
生し、P型トランジスタP1,P2とN型トランジスタ
N1〜N3で構成される比較回路により、基準クロック
信号CLKの入力電位が基準電圧の電位と比較される。
基準クロック信号CLKの入力電位が基準電位より低い
場合は、N型トランジスタN1がON状態、N型トラン
ジスタN2がOFF状態となる。また、P型トランジス
タP1,P2がON状態でありN型トランジスタN3が
ON状態であるために、N型トランジスタN1,N2の
ドレイン電極の電位が“L”レベル,“H”レベルとな
り、インバータN1を介し“L”レベルの出力Eを出力
する。一方、基準クロック信号CLKの入力電位が基準
電位より高い場合は、N型トランジスタN1がOFF状
態、N型トランジスタN2がON状態となる。また、P
型トランジスタP1,P2がOFF状態でありN型トラ
ンジスタN3がON状態であるために、N型トランジス
タN1,N2のドレイン電極の電位が“H”レベル,
“L”レベルとなり、インバータN1を介し“H”レベ
ルの出力Eを出力する。
【0058】次に、パルス発生回路4において、基準ク
ロック入力回路1より“H”レベルの信号を受けると、
インバータIN5,IN6,IN7を介して遅延および
反転され、2入力ORゲートOR1に出力される。この
とき、入力電圧検知回路2の出力Eが“L”レベルの場
合、2入力ORゲートOR1は、基準クロック信号CL
Kから遅れて“H”レベルから“L”レベルになる信号
をANDゲートAN2に出力する。ANDゲートAN2
は、基準クロック入力回路1の出力を入力しているの
で、基準クロック信号CLKに同期して、インバータI
N5,IN6,IN7を介した遅延時間に対応して
“H”レベルのパルス幅を持つ内部パルス信号PWを発
生する。一方、入力電圧検知回路2の出力Eが“H”レ
ベルの場合、2入力ORゲートOR1は“H”レベルを
出力し、ANDゲートAN2は、基準クロック入力回路
1の出力をを入力しているので、基準クロック信号CL
Kの“H”レベルのパルス幅を持つ内部パルス信号PW
を出力する。
【0059】たとえば、基準電位発生部の抵抗R1,R
2の関係を2対4の比率とすると、通常動作において、
電源電圧が5V、入力電位の振幅が0V〜3Vの場合、
抵抗R1,R2の接点RVの電位は3.33Vとなり、
基準クロック信号CLKの入力電位(0V〜3V)は基
準電位より低く、入力電圧検知回路2は常に“L”レベ
ルを出力し、パルス発生回路4は、基準クロック信号C
LKに同期して、インバータIN5,IN6,IN7を
介した遅延時間に対応して“H”レベルのパルス幅を持
つ内部パルス信号PWを発生する。一方、バーンイン試
験において、電源電圧は7V、入力電位の振幅は0V〜
5Vの場合、抵抗R1,R2の接点RVの電位は4.6
6Vとなり、基準クロック信号CLKの入力電位(0V
〜5V)の“H”レベルは基準電位より高くなり、入力
電圧検知回路2は、基準クロック信号CLKの入力電位
の“H”レベルに対応して“H”レベルを出力し、パル
ス発生回路4は、基準クロック信号CLKの“H”レベ
ルのパルス幅を持つ内部パルス信号PWをする。
【0060】図5は、本発明の半導体集積回路装置の実
施形態2を示すブロック図である。本実施形態の半導体
集積回路装置は、外部から入力される基準クロック信号
CLKに同期してワード線およびビット線を選択制御し
データ読出し/書込み動作を行う同期式半導体メモリで
ある。このを構成する各ブロックの中、電源電圧検知回
路3,パルス発生回路4以外の各ブロック1,5〜22
は、図1に示した実施形態1のと同等であり、同期式半
導体メモリ全体について重複説明を省略する。
【0061】図6は、図5の同期式半導体メモリにおけ
る電源電圧検知回路3,パルス発生回路4の詳細構成例
を示す回路図である。
【0062】電源電圧検知回路3は、P型トランジスタ
P5〜P10,抵抗R3からなる基準電位発生部と、P
型トランジスタP11〜P12,N型トランジスタN6
〜N8からなる比較部と、電源とGNDとの間に接点V
Lを介して直列接続された抵抗R4,R5からなる電源
電圧分圧部と、を有し、電源電圧と予め内部設定された
基準電位とを比較し、この基準電位以上の電源電圧を検
知し、その検知結果の出力Bを出力する。
【0063】P型トランジスタP5〜P10,抵抗R3
からなる基準電位発生部において、P型トランジスタP
5は、ソース電極,ゲート電極を電源,GNDに接続
し、ドレイン電極をP型トランジスタP6,P9のソー
ス電極に接続している。P型トランジスタP6は、ゲー
ト電極をドレイン電極に接続し、さらに、P型トランジ
スタP7のソース電極に接続している。このP型トラン
ジスタP7は、ソース電極をドレイン電極に接続し、さ
らに、P型トランジスタP8のソース電極に接続してい
る。このP型トランジスタP8は、ゲート電極,ドレイ
ン電極をGNDに接続する。また、P型トランジスタP
9は、ゲート電極をドレイン電極に接続し、さらに、P
型トランジスタP10のソース電極に接続する。このP
型トランジスタP10は、ゲート電極をドレイン電極に
接続し、さらに、抵抗R3を介してGNDに接続してい
る。このP型トランジスタP10および抵抗R3の接続
点RVSから基準電位を出力している。
【0064】また、P型トランジスタP11〜P12,
N型トランジスタN6〜N8からなる比較部は、N型ト
ランジスタN6,7のゲート電極を接続点RVS,VL
に接続し、基準電位,電源電圧分圧を入力しN型トラン
ジスタN7のドレイン電極から出力Bを出力する。その
他の構成は、図3に示した実施形態1におけるP型トラ
ンジスタP1〜P2,N型トランジスタN1〜N3から
なる比較部と同等であり、重複説明を省略する。
【0065】パルス発生回路4は、2入力ANDゲート
AN1〜AN2,インバータIN5〜IN7を有し、電
源電圧検知回路3の出力Bに対応して基準クロック信号
CLKを内部パルス信号PWとして出力している。基準
クロック信号CLKが基準クロック入力回路1を介して
2入力ANDゲートAN1の一端に入力され、この2入
力ANDゲートAN1は、電源電圧検知回路3の出力B
を他端に入力し、遅延回路であるインバータIN5,I
N6,IN7を介し2入力ANDゲートAN2の一端に
出力する。この2入力ANDゲートAN2は、基準クロ
ック入力回路1の出力を他端に入力し、内部パルス信号
PWを発生し半導体メモリの内部回路に出力している。
【0066】図7は、本実施形態の電源電圧検知回路
3,パルス発生回路4の動作を示す波形図である。図
6,7を参照し動作を説明する。
【0067】まず、電源電圧検知回路3において、3段
縦積みのP型トランジスタP6,P7,P8と2段縦積
みのP型トランジスタP9,P10の差である1段分の
スレッシュホールド電圧(以下、VTと称す。)差を基
準電圧として接点RVSから発生し、抵抗R4,R5の
抵抗比で分圧された接点VLの電源電圧分圧が、P型ト
ランジスタP11〜P12,N型トランジスタN6〜N
8からなる比較部において比較される。基準電位より低
い場合は、N型トランジスタN6,N7がON状態,O
FF状態となる。また、P型トランジスタP11,P1
2がON状態であり、N型トランジスタN8がON状態
であるために、N型トランジスタN6,N7のドレイン
電極の電位が“L”レベル,“H”レベルとなり、
“H”レベルの出力Bが発生する。一方、基準電位より
高い場合は、N型トランジスタN6,N7がOFF状
態,ON状態となる。また、P型トランジスタP11,
P12がOFF状態であり、N型トランジスタN8がO
N状態であるために、N型トランジスタN6,N7のド
レイン電極の電位が“H”レベル,“L”レベルとな
り、“L”レベルの出力Bが発生する。
【0068】次に、パルス発生回路4において、“H”
レベルの出力Bと基準クロック入力回路1より“H”レ
ベルの信号とを受けると、ANDゲートAN1は“H”
レベルを出力する。さらに、ANDゲートAN2は、内
部パルス信号PWとして、ANDゲートAN1の出力が
インバータIN5,IN6,IN7を介し遅延および反
転され“H”レベルを出力するまで“H”レベルを出力
し、その後、“L”レベルを出力する。すなわち、基準
クロック信号CLKが“H”レベルになると、インバー
タIN5,IN6,IN7のディレイ期間のみ、AND
ゲートAN2は、内部パルス信号PWとして、“H”レ
ベルを出力する。一方、“L”レベルの出力Bを受ける
と、基準クロック信号の信号レベルに関係なく、AND
ゲートAN1は“L”レベルを出力し、インバータIN
5,IN6,IN7を介して“H”レベルをANDゲー
トAN2に出力する。ANDゲートAN2は、内部パル
ス信号PWとして、他端に入力する基準クロック入力回
路の出力Hが“H”レベルの期間中、“H”レベルを出
力する。
【0069】たとえば、電源電圧分圧部の抵抗R4,R
5の関係を5対1の比率とし、P型トランジスタP6〜
P10のVTを1Vとすると、通常動作において、電源
電圧が5Vの場合、P型トランジスタP5のドレイン電
極は3Vとなり、接点RVSの電位は1Vとなる。ま
た、接点VLの電位は、抵抗R4,R5の比率が5対1
であるため0.83Vとなり基準電位より低く、電源電
圧検知回路23は常に“H”レベルを出力し、パルス発
生回路4は、基準クロック信号CLKに同期して、イン
バータIN5,IN6,IN7を介した遅延時間に対応
して“H”レベルのパルス幅を持つ内部パルス信号PW
を発生する。一方、バーンイン試験において、電源電圧
が7Vの場合、P型トランジスタP5のドレイン電極は
3Vとなり、接点RVSの電位は1Vとなる。また、接
点VLの電位は、抵抗R4,R5の比率が5対1である
ため1.16Vとなり基準電位より高く、電源電圧検知
回路23は常に“L”レベルを出力し、パルス発生回路
4は、基準クロック信号CLKの“H”レベルのパルス
幅を持つ内部パルス信号PWをする。
【0070】
【発明の効果】第1の効果は、半導体メモリ内蔵の半導
体集積回路装置において、バーンイン試験時の状態を自
動的に判断しスクリーニングに要する時間を短縮でき、
且つ、半導体集積回路装置のバーンイン試験用パターン
作成を不要とし、半導体集積回路装置の開発工数および
メンテナンス工数を削減できることである。
【0071】その理由は、通常動作時に用いられない各
外部制御信号の特定組み合わせ制御でなく、予め内部設
定された基準電位以上の外部入力電圧または電源電圧を
検知し、内蔵する半導体メモリのワード線およびビット
線を選択制御しメモリ読出し/書込み動作を行う内部パ
ルス信号のパルス幅を外部制御信号のパルス幅に切り換
えるためである。
【0072】第2の効果は、上記機能強化の半導体集積
回路装置が従来の半導体集積回路装置と同等のコストで
実現できることである。
【0073】その理由は、通常動作時とバーンイン試験
時で内部パルス信号のパルス幅を切り換える制御回路が
従来の制御回路と同等の回路規模で実現できるためであ
る。
【0074】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体集積回路装置の実施形態1を示
すブロック図である。
【図2】図1の半導体集積回路装置の動作例を示す波形
図である。
【図3】図1の半導体集積回路装置における入力電圧検
知回路,パルス発生回路を示す回路図である。
【図4】図3の入力電圧検知回路,パルス発生回路の動
作例を示す波形図である。
【図5】本発明の半導体集積回路装置の実施形態2を示
すブロック図である。
【図6】図5の半導体集積回路装置における電源電圧検
知回路,パルス発生回路を示す回路図である。
【図7】図6の電源電圧検知回路,パルス発生回路の動
作例を示す波形図である。
【図8】従来の半導体集積回路装置の構成例を示すブロ
ック図である。
【図9】図8の半導体集積回路装置の制御回路を示す回
路図である。
【図10】図8の半導体集積回路装置のロウデコーダを
示す回路図である。
【図11】図9の制御回路の動作例を示す波形図であ
る。
【符号の説明】
1 基準クロック入力回路 2 入力電圧検知回路 3 電源電圧検知回路 4 パルス発生回路 5 アドレス回路 6,10,17,15 入力レジスター回路 7 デコーダ回路 9 読出し・書込み制御信号入力回路 11 読出し・書込み制御信号回路 12 増幅回路 13 書込み回路 14 出力レジスター回路 16 チップ選択信号入力回路 18 チップ選択制御回路 19 出力データ制御信号入力回路 20 出力データ制御回路 21 出力回路 22 データ入力回路 24 遅延回路 25 パルス発生回路 26 立下り検出回路 27 D型フリップフロップ 28 制御回路 29 ロウアドレスバッファ 30 ロウデコーダ 8,31 メモリセルアレイ 32 カラムアドレスバッファ 33 カラムデコーダ 34 カラムセレクトゲート 35 センスアンプ P1〜P12 P型トランジスタ N1〜N8 N型トランジスタ R1〜R5 抵抗 IN1〜IN9 インバータ OR1〜OR2 ORゲート AN1〜AN7 ANDゲート A 基準クロック入力回路の出力信号 B 電源電圧検知回路の出力信号 C デコーダ回路の出力信号 D 読出し・書込み制御信号回路出力信号 E 入力電圧検知回路出力信号 PW 内部パルス信号 CLK 基準クロック信号 ADD アドレス信号 /WE 読出し・書込み制御信号 /CS チップ選択信号 /OE 出力データ制御信号 RV,RVS,VL 接点 RA0〜RAn,/RA0〜/RAn ロウアドレス
信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 29/00 G01R 31/28 G11C 11/413

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワード線およびビット線に接続されたメ
    モリセルを配列するメモリセルアレイ部と、内部パルス
    信号を発生するパルス発生手段とを有し、前記内部パル
    ス信号に同期して前記ワード線およびビット線を選択制
    御する半導体メモリ内蔵の半導体集積回路装置におい
    て、 外部から入力された信号の入力電圧または電源電圧と予
    め内部設定された基準電位とを比較しこの基準電位以上
    の入力電圧または電源電圧を検知し、その検知結果に対
    応して前記内部パルス信号のパルス幅を一定のパルス幅
    から外部制御信号のパルス幅に切り換えることを特徴と
    する半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 前記入力電圧と前記基準電位とを比較し
    この基準電位以上の入力電圧を検知しその検知結果を出
    力する入力電圧検知手段を備え、前記パルス発生手段
    が、前記検知結果に対応して前記外部制御信号を前記内
    部パルス信号として出力する、請求項1記載の半導体集
    積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記電源電圧と前記基準電位とを比較し
    前記基準電位以上の電源電圧を検知しその検知結果を出
    力する電源電圧検知手段を備え、前記パルス発生手段
    が、前記検知結果に対応して前記外部制御信号を前記内
    部パルス信号として出力する、請求項1記載の半導体集
    積回路装置。
  4. 【請求項4】 前記パルス発生手段が、前記外部制御信
    号が遅延されその遅延信号が前記検知結果に対応して制
    御される遅延回路を備える、請求項1,2または3記載
    の半導体集積回路装置。
  5. 【請求項5】 前記パルス発生手段が、前記外部制御信
    号として外部基準クロック信号を入力しこの外部基準ク
    ロック信号に同期して前記内部パルス信号を発生する、
    請求項1,2,3または4記載の半導体集積回路装置。
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