JP3307344B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Description
に同期型半導体記憶装置の読み出しマージン改善とテス
ト時のタイミング制御に関する。
の制御回路構成図を図6に、そのタイミングチャートを
図7に示す。
モリ制御部101と、データアンプ制御部602と、セ
ルアレイ部103とデータアンプ部141〜14nで構
成されている。メモリ制御部はtestCAS信号te
stCASとpreCAS信号preCASとクロック
信号CLKが入力されCAS信号CAS(カラムアドレ
スストローブ信号)が出力されている。尚、preCA
S信号preCASはCAS信号CASの前段の信号で
あり、高周波動作時(実使用時;数ns〜数10nsオ
ーダー)にCAS信号CASとして使用する。test
CAS信号testCASは、低周波動作時(テストモ
ード時;数10ns〜数100nsオーダー)にCAS
信号CASとして使用する。このCAS信号CASはメ
モリセル前段のNANDゲート104とデータアンプ制
御部602に供給されている。更にデータアンプ制御部
602はデータアンプ活性化信号DAEを生成出力して
データアンプに供給する、一方NANDゲート104に
供給されたCAS信号CASはアドレス信号ADRと論
理をとってインバータ104aを介してカラム選択信号
YSWをメモリセル部に供給する。データアンプDAは
メモリセル部103からのデータRT/Nとデータアン
プ活性化信号DAEとの論理で出力信号Doutを出力
する。また、また、図6(b)に示すように、データア
ンプ制御部602は、遅延素子108、インバータ60
9,610で構成され、遅延素子108にCAS信号C
ASを入力しインバータ2段を介してデータアンプ活性
化信号DAEを出力している。さらに、図6(c)に示
すように、メモリ制御部101は、フリップフロップ1
05、セレクタ106、クロック周波数判定回路107
で構成され、フリップフロップ105にはpreCAS
信号preCASとクロック信号CLKが入力され、そ
の出力はセレクタ106に供給されている、またセレク
タに106にはpreCAS信号preCASも供給さ
れている、クロック周波数判定回路107にはクロック
信号CLKが供給される。セレクタ106はクロック信
号CLKの周波数に応じてセレクタ106により選択さ
れたCAS信号CASを出力する。
号CASの前段の信号であり、高周波動作時(実使用
時)に使用する。testCAS信号testCAS
は、低周波作時(テストモード時)にCAS信号CAS
として使用する。カラム選択信号YSWは、アドレス信
号ADRにより選ばれ、CAS信号CASのタイミング
によりアクティブになる。
定回路107はクロック信号CLKが高周波数の場合に
出力信号がHighとなり、低周波数の場合に出力信号
がLowとなる。セレクタ106は出力信号がHigh
の場合フリップフロップの出力を、出力信号がLowの
場合testCAS信号testCASを選択する。p
reCAS信号preCASはCAS信号CASの前段
の信号であり、高周波動作時(実使用時)に使用する。
testCAS信号testCASは、低周波動作時
(テストモード時)にCAS信号CASとして使用す
る。尚、テストモード時に低周波動作が必要な理由は周
辺回路のテストのためテストレートが数100nsオー
ダーのロジックテスタを使用するためである。データア
ンプ制御部102は、CAS信号CASの結果をクロッ
クタイミングで、遅延素子108とインバータ609、
610の2段を通って、データアンプ活性化信号DAE
として出力する。
上がりから出力信号Doutの出力までが、tdacの
規格となり製品ごとに所定の値が決定されている。この
時注目する点は、セルアレイ部103からの出力信号で
あるデータ信号RT/Nが、増幅可能な差電位がついた
後に、データアンプ活性化信号DAEにより、データア
ンプ部141〜14nを活性化する事と、CAS信号C
ASの立上がり〜出力信号Dout出力(tdac)が
規格を満たす必要がある。CAS信号CASの立上がり
〜データ信号RT/N(増幅可能差電位)出力(tRT
/NC)は、回路素子、半導体装置の使用状態により内
部クロックが高速動作する条件(以下fast条件)、
回路素子、半導体装置の使用状態により内部クロックが
低速動作する条件(以下slow条件)がそれぞれで決
まっているので、そのタイミングに合わせて、データア
ンプ活性化信号DAEの立上がりのタイミングを生成す
る。クロック同期の場合、fast条件、slow条件
でCAS信号CASの立上がり〜データ信号RT/N出
力のタイミング差よりもCAS信号CASの立上がり〜
データアンプ活性化信号DAEの立上がり(tDC)の
タイミング差が大きいため、fast条件時にデータ信
号RT/Nが、増幅可能な差電位がついた後に、データ
アンプ活性化信号DAEの立上がりにより、データアン
プ部141〜14nを活性化する事と、slow条件時
にCAS信号CASの立上がり〜出力信号Dout出力
のアクセスタイムtdacが規格内になる事を満たさな
ければならない。
記憶装置においては、大容量化に伴い、メモリセルアレ
イの規模が大きくなり、メモリセルアレイ上を走るリー
ドバスが長くなってきている。リードバスが長くなると
CASの入力からデータアンプDAにデータが出力する
まで時間がかかる。そのタイミングに合わせて遅延素子
によりデータアンプ活性化信号DAEを生成した場合、
CAS〜データアンプ活性化信号DAE間の遅延が多く
必要となり、その分プロセス、温度、電圧変化によるデ
ータアンプ活性化タイミングのばらつきが大きくなり、
場合によりtdacが規格を外れる可能性が大きくな
る。
データアンプ活性化信号DAEの立上がりを調整した場
合、slow条件時にCAS信号CASの立上がり〜デ
ータアンプ活性化信号DAEの立上がり(tDC)が長
くなりtdacが規格を外れる。また、slow条件に
合わせtdacが規格内に収まるようにデータアンプ活
性化信号DAEの立上がりを調整した場合にはfast
条件時に、データ信号RT/Nが増幅可能な差電位がつ
く前に、データアンプ活性化信号DAEの立上がりによ
り、データアンプ141〜14nを活性化してしまいセ
ンスミスをする、という問題が発生する。
同期してデータアンプ活性化信号DAEを発生させる手
段を設け、遅延素子のプロセス、温度、電圧依存の影響
の少ないデータアンプ活性化信号DAEを得ることにあ
る。
憶装置は、テストモード信号が非活性の場合CAS信号
を、テストモード信号が活性の場合テスト用CAS信号
を選択するセレクタを有するメモリ制御部と、前記テス
トモード信号が非活性の場合、CAS信号をクロックタ
イミングでデータアンプ活性化信号として出力し、前記
テストモード信号が活性の場合、CAS信号を遅延素子
を通して、データアンプ活性化信号として出力するデー
タアンプ制御部と、カラム選択信号の入力に対しメモリ
セルのデータをデータアンプに出力し、この出力をデー
タアンプ活性化信号のタイミングで増幅し出力信号を出
力するデータアンプを有したセルアレイ部とを備えたこ
とを特徴とする。また、前記データアンプ制御回路が、
前記データアンプ活性化信号のタイミングをCAS信号
からの遅延、または外部クロック同期で制御する手段を
有することを特徴とする。また、前記データアンプ制御
部は、遅延素子とフリップフロップにCAS信号を入力
し、前記遅延素子の出力は第1のNANDゲート供給さ
れ、前記フリップフロップの出力は第2のNANDゲー
トに供給される、また前記メモリ制御部の出力が第2の
NANDゲートに供給され、また、前記メモリ制御部の
出力がインバータを介して前記第1のNANDゲートに
供給され、さらにクロック信号が前記フリップフロップ
に入力される、前記第1のNANDゲートと前記第2の
NANDゲートとの出力は第3のNANDゲートで論理
をとり前記データアンプ活性化信号を出力していること
を特徴とする。また、フリップフロップにCAS信号と
クロックが入力され、クロックが高周波数場合に出力信
号が非活性となり、低周波数場合に前記出力信号が活性
となるクロック周波数判定回路と、前記出力信号が非活
性の場合に前記フリップフロップの出力を、前記出力信
号が活性の場合テスト用CAS信号を選択するセレクタ
とを有するメモリ制御部を備えたことを特徴とする。
して説明する。図1は本発明の第1の実施形態を示す構
成図である。図1(a)に示すように、本実施形態は、
メモリ制御部101と、データアンプ制御部102と、
セルアレイ部103とデータアンプ部141〜14nで
構成されている。メモリ制御部はtestCAS信号t
estCASとpreCAS信号preCASとクロッ
ク信号CLKが入力されCAS信号CASが出力されて
いる。このCAS信号CASはメモリセル前段のNAN
Dゲートとデータアンプ制御部102に供給されてい
る。更にデータアンプ制御部はデータアンプ活性化信号
DAEを生成出力してデータアンプに供給する、一方N
ANDゲート104に供給されたCAS信号CASはア
ドレス信号ADRと論理をとってインバータ104aを
介してカラム選択信号YSWをメモリセル部に供給す
る。データアンプDAはメモリセル部103からのデー
タRT/Nとデータアンプ活性化信号DAEとの論理で
出力信号Doutを出力する。また、図1(b)に示す
ように、メモリ制御部101は、フリップフロップ10
5、セレクタ106、クロック周波数判定回路107で
構成され、フリップフロップ105にはpreCAS信
号preCASとクロック信号CLKが入力され、その
出力はセレクタ106に供給されている、またセレクタ
に106にはpreCAS信号preCASも供給され
ている、クロック周波数判定回路107にはクロック信
号CLKが供給される。セレクタ106はクロック信号
CLKの周波数に応じてセレクタ106により選択され
たCAS信号CASが出力する。さらに、図1(c)に
示すように、データアンプ制御部102は、遅延素子1
08、NANDゲート110,111,112の3個、
インバータ113で構成され、遅延素子108とフリッ
プフロップ109にCAS信号CASを入力し、遅延素
子108の出力はNANDゲート112供給され、フリ
ップフロップ109の出力はNANDゲート110に供
給される、またCKfast信号CKfastはNAN
Dゲート110に供給され、またインバータ113を介
してNANDゲート112に供給される、さらにクロッ
ク信号CLKがフリップフロップ109入力される、N
ANDゲート112と110の出力はNANDゲート1
11で論理をとりデータアンプ活性化信号DAEを出力
している。
号CASの前段の信号であり、高周波動作時(実使用
時)にCAS信号CASとして使用する。testCA
S信号testCASは、低周波動作時(テストモード
時)にCAS信号CASとして使用する。カラム選択信
号YSWは、アドレス信号ADRにより選ばれ、CAS
信号CASのタイミングを使用しアクティブになる。
定回路の出力であるCKfast信号CKfastはク
ロック信号CLKが高周波数の場合にHighとなり、
低周波数の場合にはLowとなる。セレクタ106はC
Kfast信号CKfastがHighの場合フリップ
フロップの出力を、CKfast信号CKfastがL
owの場合testCAS信号testCASを選択す
る。
t信号CKfastがHighの場合、CAS信号CA
Sの結果をクロックタイミングで、フリップフロップ1
09の出力信号として出力し、NAND110,111
の2段を通って、データアンプ活性化信号DAEとして
出力する。CKfast信号CKfastがLowの場
合、CAS信号CASを遅延素子108、NAND11
2,111の2段を通して、データアンプ活性化信号D
AEとして出力する。
SWの入力に対しn個のデータをデータアンプ部にデー
タ信号RT/Nとして出力する。データアンプ部141
〜14nは、セルアレイ部103からの出力信号である
データ信号RT/Nをデータアンプ活性化信号DAEの
タイミングで増幅し出力信号Doutを出力する。
が高周波数(実使用時)の場合を説明する。図4
(a)、(b)に高周波動作時のタイミングパスを示
す。高周波動作時は、CKfast信号CKfastが
Highとなっているので、preCAS信号preC
ASを、クロックタイミングによりフリップフロップ1
05より出力し、セレクタ106によりフリップフロッ
プ出力を選択しCAS信号CASとして出力する。デー
タアンプ制御部102に入力されたCAS信号CASの
結果は、前述したクロックタイミングよりも1サイクル
後のクロックタイミングで、データアンプ活性化信号D
AEとして出力される。そのデータアンプ活性化信号D
AEのタイミングで、セルアレイ103より出力された
データ信号RT/Nをデータアンプで増幅し、出力信号
Doutとして出力する。
が低周波数(テストモード時)の場合を説明する。図4
(c)、(d)に低周波数動作時のタイミングパスを示
す。低周波動作時は、CKfast信号CKfastが
Lowとなっているので、TestCAS信号Test
CASをセレクタ106により選択し、CAS信号CA
Sとして出力する。データアンプ制御部102に入力さ
れたCAS信号CASの結果は、遅延素子108によ
り、生成されたタイミングによりデータアンプ活性化信
号DAEとして出力される。そのデータアンプ活性化信
号DAEのタイミングで、セルアレイ103より出力さ
れたデータ信号RT/NをデータアンプDAで増幅し、
出力信号Doutとして出力する。
イミングタイミングチャートを示す。ここでは、CAS
信号CASの立上がりから出力信号Dout出力まで
が、tdacの規格(クロックサイクル数で決まる)と
なる。この時注目する点は、データ信号RT/Nが、増
幅可能な差電位がついた後に、データアンプ活性化信号
DAEの立上がりにより、データアンプを活性化する事
と、CAS信号CASの立上がり〜出力信号Dout出
力が規格を満たす事である。CAS信号CASの立上が
り〜データ信号RT/N(増幅可能差電位)出力は、f
ast条件、slow条件それぞれで決まっているの
で、そのタイミングに合わせて、データアンプ活性化信
号DAEの立上がりのタイミングを生成する。クロック
同期の場合、fast条件、slow条件でCAS信号
CASの立上がり〜データ信号RT/N出力のタイミン
グ差よりもCAS信号CASの立上がり〜データアンプ
活性化信号DAEの立上がりのタイミング差が小さいた
め、slow条件時にデータ信号RT/Nが、増幅可能
な差電位がついた後に、データアンプ活性化信号DAE
の立上がりにより、データアンプを活性化する事と、C
AS信号CASの立上がり〜出力信号Dout出力が規
格内になる。
を感知し遅延素子108に切り替える構成にし、図3
(a)、(b)のタイミングチャートに示すように正常
動作を行うことが出来る様にした。この場合、クロック
信号CLKのサイクルが長いので、tdacの規格に対
しては十分マージンがある。
図である。本実施形態は、前記第1の実施形態より動作
マージンが広がることを特徴としている。図5(a)に
示されるように、本実施形態は、メモリ制御部501
と、データアンプ制御部102と、セルアレイ部103
とデータアンプ部141〜14nで構成されている。本
実施形態が前述の第1の実施形態と異なるところは、図
5(a)に示すように、テストモード信号TestMo
deBがメモリ制御部501とデータアンプ制御部10
2入力され、また図5(b)に示すようにメモリ制御部
がフリップフロップ105とセレクタ106で構成さ
れ、testCAS信号testCASとテストモード
信号TestModeBがセレクタ106に入力され、
preCAS信号preCASとクロック信号CLKが
フリップフロップ105に入力され、その出力はセレク
タ106に供給されている。メモリ制御部501のセレ
クタ106は、テストモード信号TestModeBが
Highの場合フリップフロップ105の出力を、テス
トモード信号TestModeBがLowの場合tes
tCAS信号testCASを選択する。
ド信号TestModeBがHighの場合、CAS信
号CASの結果をクロックタイミングで、フリップフロ
ップの出力信号として出力し、NAND2段を通って、
データアンプ活性化信号DAEとして出力する。テスト
モード信号TestModeBがLowの場合、CAS
信号CASを遅延素子108、NAND111,112
の2段を通して、データアンプ活性化信号DAEとして
出力する。
SWの入力に対しn個のデータをデータアンプ部に出力
する。データアンプ部141〜14nは、セルアレイ部
103からの出力をデータアンプ活性化信号DAEのタ
イミングで増幅し出力信号Doutを出力する。
データアンプ制御部に入力されるCKfastの代わり
に、テストモード信号TestModeBを入力してい
て、通常動作時にはテストモード信号TestMode
BをHighとし、前記実施形態の高周波動作時と同様
に、クロック信号CLKからデータアンプ活性化信号D
AEのタイミングを生成する。これにより、前記実施形
態と同様にクロック同期にすることにより、前記第1の
実施形態のように遅延素子から、データアンプ活性化信
号DAEを生成するよりも動作マージンが広がる。ま
た、テストモード時は、テストモード信号TestMo
deBをLowにし、遅延素子108からデータアンプ
活性化信号DAEのタイミングを生成することにより、
動作を行う。
関係なく、CAS信号CASから遅延素子の遅延でデー
タアンプ活性化信号DAEタイミングを生成していたた
め、遅延素子のプロセス、温度、電圧変化に対する遅延
値の変動が大きかった。本発明では、外部クロック信号
CLKに同期してデータアンプ活性化信号DAEを発生
させる手段を設け、クロックタイミングで、データアン
プ活性化信号DAEのタイミングを生成する事により、
プロセス、温度、電圧依存の少ないデータアンプ活性化
信号DAEを生成する事が出来、遅延素子によるタイミ
ング変化分の動作マージンを得ることが出来る。
である。(高周波動作)
である。(低周波動作;テストモード)
パスを示す回路図である。
ングチャート図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 テストモード信号が非活性の場合CAS
信号を、テストモード信号が活性の場合テスト用CAS
信号を選択するセレクタを有するメモリ制御部と、 前記テストモード信号が非活性の場合、CAS信号をク
ロックタイミングでデータアンプ活性化信号として出力
し、前記テストモード信号が活性の場合、CAS信号を
遅延素子を通して、データアンプ活性化信号として出力
するデータアンプ制御部と、 カラム選択信号の入力に対しメモリセルのデータをデー
タアンプに出力し、この出力をデータアンプ活性化信号
のタイミングで増幅し出力信号を出力するデータアンプ
を有したセルアレイ部とを備えたことを特徴とする同期
型半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記データアンプ制御回路が、前記デー
タアンプ活性化信号のタイミングをCAS信号からの遅
延、または外部クロック同期で制御する手段を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の同期型半導体記憶装置。 - 【請求項3】 前記データアンプ制御部は、遅延素子と
フリップフロップにCAS信号を入力し、前記遅延素子
の出力は第1のNANDゲート供給され、前記フリップ
フロップの出力は第2のNANDゲートに供給される、
また前記メモリ制御部の出力が第2のNANDゲートに
供給され、また、前記メモリ制御部の出力がインバータ
を介して前記第1のNANDゲートに供給され、さらに
クロック信号が前記フリップフロップに入力される、前
記第1のNANDゲートと前記第2のNANDゲートと
の出力は第3のNANDゲートで論理をとり前記データ
アンプ活性化信号を出力していることを特徴とする請求
項1、2記載の同期型半導体記憶装置。 - 【請求項4】 フリップフロップにCAS信号とクロッ
クが入力され、クロックが高周波数場合に出力信号が非
活性となり、低周波数場合に前記出力信号が活性となる
クロック周波数判定回路と、前記出力信号が非活性の場
合に前記フリップフロップの出力を、前記出力信号が活
性の場合テスト用CAS信号を選択するセレクタとを有
するメモリ制御部を備えたことを特徴とする請求項1記
載の同期型半導体記憶装置。
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JP30912698A JP3307344B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 半導体記憶装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP30912698A JP3307344B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 半導体記憶装置 |
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JP30912698A Expired - Fee Related JP3307344B2 (ja) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | 半導体記憶装置 |
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