JP3641517B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置、特に、内部回路の電流消費状態(リーク電流)をモニタする必要のある半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図22は、従来の半導体装置(PLL回路)を示す概略ブロック図である。
【0003】
図22を参照して、従来の半導体装置1は、複数の内部回路a1〜a5、電源電圧VCCを供給するためのVCCピンおよび接地電位GNDを供給するためのGNDピンを含む。内部回路a1〜a5は、VCCピンとGNDピンから動作電圧の供給を受けている。内部回路a1〜a5は、主に、半導体装置1の動作制御を司る回路であり、CMOSで構成されるロジックや、アナログ回路などである。
【0004】
通常、このような半導体装置1の消費電流(リーク電流)、特に、待機時の消費電流(リーク電流)を測定しようとした場合、半導体装置1の外部のテスタ3により、VCCピンとGNDピンとの間に流れる電流を測定することで消費電流(リーク電流)を検出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の半導体装置1では、測定可能な消費電流(リーク電流)は内部回路a1〜a5全体での消費電流(リーク電流)が測定されることであり、内部回路a1〜a5のうちどの部分で電流が消費されているかの検出が困難である。すなわち、チップ内部全体の消費電流(リーク電流)しか測定できないため、電流のリーク箇所の探究が困難であるという問題点があった。
【0006】
さらに、このことに加えて、半導体装置、特に、半導体メモリはその集積度の向上とともにチップ面積が大きくなる傾向にあり、また、動作機能が向上することにより内部回路の規模も大きくなっている。このために、チップが異常な過大電流を示したときに、そのリーク場所を探究する際に時間がかかり、効率が落ちるという問題点があった。
【0007】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、チップを破壊することなく、各内部回路に基づく異常なリーク電流を検出することのできる半導体装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1の発明に係る半導体装置は、情報を記憶するためのメモリセルを複数有するメモリセルアレイを備え、そのメモリセルを指定するためのアドレスが外部から入力される半導体装置であって、アドレスを受ける複数のアドレスピンと、第1のノードと第2のノードとの間に、並列に設けられる複数の内部回路と、複数の内部回路に対応して設けられ、第1のノードと第2のノードとの間の対応する内部回路を介する電流経路を遮断するための複数のスイッチング手段と、複数のアドレスピンのうちの所定数のアドレスピンから入力される所定数のビット数を有するビット信号に基づき複数のスイッチング手段のオン/オフを制御する制御手段とを備えている。
【0009】
この第1の発明に係る半導体装置では、第1のノードと第2のノードとの間の電流経路を遮断することなく、すべての内部回路についてのリーク電流を測定する。次に、複数の内部回路のうち、リーク電流の検出を希望する内部回路の電流経路を、ビット信号に基づき、対応するスイッチング手段により遮断する。そして、電流経路が遮断された内部回路以外の内部回路のリーク電流を測定する。内部回路全体のリーク電流の値から、電流経路が遮断された内部回路以外の内部回路のリーク電流を除いたものが電流経路が遮断された内部回路のリーク電流になる。
【0010】
このように、第1の発明に係る半導体装置では、複数のスイッチング手段のオン/オフを制御することにより、複数の内部回路のうちの各内部回路について、非破壊でリーク電流の検出ができる。このことは、半導体装置の選別や不良解析に有効になる。
【0011】
さらに、第1の発明に係る半導体装置では、アドレスピンからビット信号を入力しているため、ビット信号を入力するための専用のピンを設ける必要がなく、半導体装置のピン数の増加を防止できる。
【0012】
さらに、第1の発明に係る半導体装置では、ビット信号に基づいて、スイッチング手段のオン/オフを制御しているため、ビット信号が入力されるアドレスピンの数(ビット数)より多いスイッチング手段を制御でき、スイッチング手段を制御するためのピン数の増加を防止できる。
【0013】
この発明の第2の発明に係る半導体装置は、外部からの複数の制御信号により、その動作が制御される半導体装置であって、複数の制御信号を受ける複数の制御ピンと、第1のノードと第2のノードとの間に並列に設けられる複数の内部回路と、複数の内部回路に対応して設けられ、第1のノードと第2のノードとの間の対応する内部回路を介する電流経路を遮断するための複数のスイッチング手段と、複数の制御ピンのうちの所定数の制御ピンから入力される所定数のビット数を有するビット信号に基づき、複数のスイッチング手段のオン/オフを制御する制御手段とを備える。
【0014】
この第2の発明に係る半導体装置では、第1のノードと第2のノードとの間の電流経路を遮断せずに、内部回路全体のリーク電流を測定する。次に、複数の内部回路のうち、リーク電流の検出を希望する内部回路の電流経路を、ビット信号に基づき、対応するスイッチング手段により遮断する。そして、電流経路が遮断された内部回路以外の内部回路のリーク電流を測定する。内部回路全体のリーク電流の値から、電流経路が遮断された内部回路以外の内部回路のリーク電流を除いたものが、電流経路が遮断された内部回路のリーク電流になる。
【0015】
このように第2の発明に係る半導体装置では、複数の内部回路に対応して設けられた複数のスイッチング手段のオン/オフを制御することにより、複数の内部回路のうちの各内部回路について、非破壊でリーク電流の検出ができる。このことは、半導体装置の選別や不良解析に有効になる。
【0016】
さらに、この発明の第2の発明に係る半導体装置では、制御ピンからビット信号を入力しているため、ビット信号を入力するための専用ピンを設ける必要がなく、ピン数の増加を防止できる。
【0017】
さらに、この発明の第2の発明に係る半導体装置では、ビット信号によりスイッチング手段のオン/オフを制御しているため、ビット信号が入力される制御ピンの数(ビット数)より多いスイッチング手段の制御が可能となり、スイッチング手段を制御するためのピン数の増加を防止できる。
【0018】
この発明の第3の発明に係る半導体装置は、第1のノードと第2のノードとの間に並列に設けられる複数の内部回路と、複数の内部回路に対応して設けられ、複数のスイッチング信号に応じて、第1のノードと第2のノードとの間の対応する内部回路を介する電流経路を遮断する複数のスイッチング手段と、待機時に第2のノードに流れる、遮断されていない電流経路のリーク電流に応じた電流を取出すためのリーク電流取出手段と、リーク電流に応じた電流と比較するための基準電流を発生する基準電流発生手段と、リーク電流に応じた電流と基準電流とを比較ノードにおいて比較し、その比較結果をリーク電流の検出結果として出力する出力手段とを備えている。
【0019】
この第3の発明に係る半導体装置では、複数の内部回路のうち、リーク電流の検出を希望する内部回路以外の内部回路の電流経路を、対応するスイッチング手段により遮断する。このため、第2のノードには、リーク電流の検出を望む内部回路に基づくリーク電流が流れ込むことになる。この第2のノードに流れ込んだリーク電流に応じた電流と基準電流とを比較して、基準電流よりもリーク電流の方が大きいときには、電流経路の遮断されていない内部回路に基づくリーク電流が異常ということになる。また、基準電流とリーク電流とが同じ大きさのときには、その基準電流の大きさがリーク電流の大きさということになる。
【0020】
このように、第3の発明に係る半導体装置では、対応するスイッチング手段により、リーク電流の検出を希望する内部回路を選択できるため、複数の内部回路のうちの各内部回路について、非破壊でリーク電流の検出ができる。このことは、半導体装置の選別や不良解析に有効になる。
【0021】
この発明の第4の発明に係る半導体装置は、第1のノードと第2のノードとの間に並列に設けられる複数の内部回路と、複数の内部回路に対応して設けられる複数のリーク検出手段とを備え、各リーク検出手段は、待機時において、対応する内部回路のリーク電流を検出する。
【0022】
この第4の発明に係る半導体装置では、複数の内部回路に対応して複数のリーク検出手段が設けられているため、各内部回路について、非破壊でリーク電流の検出ができる。このことは、半導体装置の完成品の選別や不良解析に有効である。
【0023】
さらに、第4の発明に係る半導体装置では、複数の内部回路に対応して複数のリーク検出手段が設けられているため、複数の内部回路に対して、リーク電流の測定を同時に行なうことができ、試験時間の短縮化を図ることができる。
【0024】
第4の発明に係る半導体装置は、好ましくは、複数の内部回路に対応して設けられ、複数のスイッチング信号に応じて、第1のノードと第2のノードとの間の対応する内部回路を介する電流経路を遮断する複数のスイッチング手段をさらに備えることもできる。
【0025】
この場合には、複数の内部回路について同時にリーク電流を測定することもできるし、各内部回路について別々にリーク電流を測定することもできる。
【0026】
第4の発明に係る半導体装置は、好ましくは、複数のリーク検出手段からの複数の検出結果を保持する保持手段と、保持手段に保持された複数の検出結果を選択して、外部に順次出力する外部出力手段をさらに備えることもできる。
【0027】
この場合には、検出結果を出力するためのピンを1つ設ければよく、内部回路の数に対応して検出結果を出力するためのピンを複数設ける場合に比し、出力ピンを少なくすることができる。
【0028】
第4の発明に係る半導体装置は、好ましくは、複数のリーク検出手段からの複数の検出結果を保持する保持手段と、保持手段に保持された複数の検出結果を同時に外部に出力する外部出力手段とをさらに備えることもできる。
【0029】
この場合には、複数の内部回路について、検出結果を、順次出力する場合に比べ、検出結果を出力する時間を少なくすることができる。
【0030】
さらに好ましくは、外部出力手段は、リーク電流検出モードでない動作モードで使用するピンから検出結果を外部に出力することもできる。
【0031】
この場合には、検出結果を、リーク電流検出モードでない動作モードで使用するピンから出力できるため、検出結果を出力するための専用のピンを設ける必要がなく、半導体装置全体のピンの数を少なくすることができる。
【0032】
この発明の第5の発明に係る半導体装置は、内部電源電圧を供給する内部電源電圧供給線と、内部電源電圧の供給を受ける内部電源電圧供給対象部と、内部電源電圧供給対象部に接続され、待機時において、内部電源電圧供給対象部を介して流れるリーク電流を検出するためのリーク検出手段とを備える。
【0033】
このように、第5の発明に係る半導体装置では、内部電源電圧供給対象部に対応してリーク検出手段が設けられているため、内部電源電圧供給対象部自体のリーク電流を検出でき、半導体装置全体の中からリーク電流の発生箇所を特定することができる。
【0034】
この発明の第6の発明に係る半導体装置では、第1のノードと第2のノードとの間に設けられる内部回路と、半導体装置の待機時において、内部回路のリーク電流を検出するリーク検出手段とを備え、リーク検出手段は、第2のノードと内部回路との間のリーク電流を検出する際に、第1のノードと内部回路との間の電流経路を遮断する遮断手段と、基準電流を発生し、その基準電流が現れるノードが第2のノードと内部回路との間の電流経路に接続される基準電流発生手段とを含み、リーク検出手段は、基準電流が現れるノードからの出力に基づき、リーク電流を検出する。
【0035】
この第6の発明に係る半導体装置では、リーク電流の検出を希望する経路(第2のノードと内部回路との間の電流経路)でない他の経路(第1のノードと内部回路との間の電流経路)を遮断する。そして、基準電流が現れるノードからの出力に基づき、リーク電流を検出する。ここで、第2のノードが接地電位を有し、第1のノードが所定の電位を有するノードであるとする。接地電位を有する第2のノードと内部回路との間の電流経路にリークがある場合は、基準電流発生手段の基準電流は接地電位を有する第2のノードに流れることになる。このため、基準電流が現れるノードからは、基準電流発生手段が発生する基準電流よりも小さい電流が出力されることになる。第1のノードと内部回路との間にリークがない場合には基準電流が現れる出力ノードからは、基準電流が出力されることになる。
【0036】
このように、第6の発明に係る半導体装置では、リーク電流の検出を希望する内部回路に対応して、リーク検出手段を設けて、リーク電流を検出するため、半導体装置全体の中で、どの内部回路でリークが発生しているかを特定できる。
【0037】
この発明の第7の発明に係る半導体装置では、内部電源電圧を発生する内部電源電圧発生手段と、内部電源電圧の供給を受ける内部電源電圧供給対象部と、内部電源電圧供給対象部に接続され、待機時に、リーク電流を検出するためのリーク検出手段とを備える。
【0038】
この第7の発明に係る半導体装置では、リーク電流の検出を希望する内部電源電圧供給対象部にリーク検出手段が接続されており、半導体装置のどの部分でリークが発生しているかを特定できる。
【0039】
好ましくは、内部電源電圧発生手段と、内部電源電圧供給対象部との間に設けられるスイッチング手段をさらに備えることもできる。このスイッチング手段は、リーク電流検出モードに入るときは、オフになり、内部電源電圧発生手段と内部電源電圧供給対象部との電圧供給経路を遮断する。
【0040】
この場合には、リーク電流の発生に基づく内部電源電圧発生手段の動作による電流の増加を防止でき、リーク電流検出の障害を除去できる。
【0041】
この発明の第8の発明に係る半導体装置は、内部電源電圧を供給するための内部電源電圧供給線と、内部電源電圧の供給を受ける内部電源電圧供給対象部と、内部電源電圧供給対象部に接続される半導体基板と、半導体基板に接続され、内部電源電圧供給対象部と半導体基板との間に流れるリーク電流を検出するリーク検出手段とを備えている。
【0042】
この第8の発明に係る半導体装置では、リーク電流の検出を希望する要素間(内部電源電圧供給対象部と半導体基板との間)に対応して、リーク検出手段を設けているため、半導体装置のどの要素間でリークが発生しているかを特定できる。
【0043】
この発明の第9の発明に係る半導体装置は、リーク電流の検出の対象となる複数のリーク電流検出対象回路と、複数のリーク電流検出対象回路に対応して設けられ、対応したリーク電流検出対象回路のリーク電流の検出を行なう複数のリーク検出手段とを備えている。
【0044】
この第9の発明に係る半導体装置では、複数のリーク電流検出対象回路に対応して複数のリーク検出手段を設けているため、各リーク電流検出対象回路のリーク電流の検出ができ、どのリーク電流検出対象回路でリークが発生しているかを非破壊で特定できる。
【0045】
好ましくは、リーク電流を検出するときに、リーク電流検出対象回路への内部電源電圧の供給経路を遮断するスイッチング手段をさらに備えることもできる。
【0046】
この場合には、リーク電流の発生に基づく、内部電源電圧を発生する内部電源電圧発生手段の動作による電流の増加を防止でき、リーク電流検出の障害を除去できる。
【0047】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による半導体装置について図面を参照しながら説明する。
【0048】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【0049】
図1を参照して、実施の形態1による半導体装置1は、内部回路a1〜a5、スイッチS1〜S5、スイッチ制御ピンP1〜P5、VCCピンおよびGNDピンを備える。
【0050】
内部回路a1〜a5は、電源電位VCCを有する第1のノードN1と接地電位GNDを有する第2のノードN2との間に、スイッチS1〜S5を介して接続される。スイッチS1〜S5は、PMOSトランジスタである。スイッチS1のゲートは対応するスイッチ制御ピンP1に接続され、そのオン/オフはスイッチ制御ピンP1からのスイッチ信号により制御される。なお、他のスイッチS2〜S5についても同様である。
【0051】
半導体装置1の待機時のリーク電流を測定することを考える。まず、スイッチS1〜S5をすべてオンにして、内部回路a1〜a5全体のリーク電流をテスタ3で測定する。次に、内部回路a1〜a5を順次オフにしていき、リーク電流値をテスタ3にて測定する。詳しく説明する。
【0052】
図2は、図1の半導体装置1のリーク電流を測定する方法を説明するための図である。
【0053】
図1および図2を参照して、スイッチS1〜S5をすべてオンにしているときの全体のリーク電流は矢印RAで示される値になる。内部回路a1に対応するS1のスイッチをオフにすると、トータルのリーク電流RAから内部回路a1のリーク電流(矢印Ra1で示す部分)を差し引いたリーク電流(矢印Rb1で示す部分)がテスタ3にて測定される。
【0054】
次に、内部回路a1に対応すスイッチS1をオンにして、内部回路a2に対応するスイッチS2をオフにするとトータルのリーク電流RAから内部回路b1のリーク電流(矢印Ra2で示す部分)を差し引いたリーク電流(矢印Rb2で示す部分)が、テスタ3にて測定される。
【0055】
同様に、スイッチS3〜S5のオン/オフを繰り返せば、トータルのリーク電流RAから、各内部回路a1〜a5のリーク電流を差し引いたリーク電流(Rb1〜Rb5)を観測することができる。このため、トータルのリーク電流RAから、内部回路a1〜a5のうちの1つの内部回路に対応するスイッチをオフにしたときのリーク電流を差し引くことで、そのオフにしたスイッチに対応する内部回路のリーク電流が検出できる。
【0056】
このようにして検出した各内部回路a1〜a5のリーク電流の値を、本来起こるべきリーク電流値(異常と判断されないリーク電流値)と比較すれば、どの内部回路a1〜a5が異常なリーク電流を有しているかが判明する。
【0057】
以上のように、実施の形態1による半導体装置では、複数の内部回路a1〜a5に対応して複数のスイッチS1〜S5を設け、個々にそのオン/オフを制御できる。このため、トータルのリーク電流RAと、内部回路a1〜a5のうちの1つの内部回路をオフにしたときのリーク電流とをテスタ3にて計測できるため、その差からそのオフにした内部回路のリーク電流を検出できる。このため、各内部回路による異常なリーク電流をチップ非破壊にて探究することができる。このことは、半導体装置の完成品の選別や不良解析に有効となる。
【0058】
なお、図1においては、スイッチS1〜S5を電源線側(VCC線側)に挿入したが、接地線側(GND線側)に挿入してもよい。また、各内部回路a1〜a5中のさらに細かい部分(回路の途中)にスイッチS1〜S5を設けてもよい。
【0059】
ここで、上述した内部回路a1〜a5は電源電位VCCを供給するVCCピンと接地電位GNDを供給するGNDピンから動作電圧の供給を受けている。内部回路a1〜a5は、主に、半導体装置1の動作制御を司る回路である。たとえば、CMOSで構成されるロジックや、アナログ回路などが含まれる。
【0060】
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【0061】
図3を参照して、実施の形態2による半導体装置1は、内部回路a1〜a5、スイッチS1〜S5、制御回路5、テストパッド(後述するテスト信号TSを受けるパッド)TS、ビットパッド(後述するテストビットを受けるパッド)T1〜T3、VCCピンおよびGNDピンを含む。なお、図1と同様の部分については同一の参照符号を付しその説明を適宜省略する。
【0062】
図3を参照して、各内部回路a1〜a5とVCCピンより供給される電源線とがPMOSトランジスタで構成されたスイッチS1〜S5を介して接続されている点は、図1の半導体装置1と同様である。また、スイッチS1〜S5のゲートノードが個別に制御されるようになっている点も図1の半導体装置1と同様である。
【0063】
図1の半導体装置1では、スイッチS1〜S5のゲートが、外部からスイッチ制御ピンP1〜P5を介して入力されるスイッチ信号により制御されているのに対し、実施の形態2による半導体装置1では、外部よりテストパッドTSを介して入力されるテスト信号TSと、外部より3つのビットパッドT1〜T3を介して入力される3つのテストビットT1〜T3(以下、3つのテストビットT1〜T3を、1組として、「テストビット信号」と呼ぶ場合もある)により制御される点で相違する。以下、詳細に説明する。
【0064】
テスト信号TSとは、リーク電流測定モードに入るための信号である。すなわち、各内部回路a1〜a5のリーク電流を測定するときに、入力されるテストビット信号T1〜T1が示す情報(どのスイッチS1〜S5を選択するかを表わす情報)を変換してスイッチS1〜S5に信号として伝達できるように、制御回路5の機能を活性化する信号である。制御回路5は、このようなテスト信号TSを受けて、入力されるテストビット信号T1〜T3の情報に基づき、スイッチS1〜S5のうち、1個のスイッチをオフにするような信号を発生する。
【0065】
図3の半導体装置1では、スイッチS1〜S5が5個配置されているため、このスイッチS1〜S5のオン/オフを制御するために必要なテストビット信号T1〜T3は3ビットでよい。ここで、一般的に、テストビット信号のビット数BNとスイッチの数との関係は次式で表わされる。
【0066】
2BN≧スイッチ数
すなわち、3ビットのテストビット信号で、最大8つのスイッチのオン/オフを制御することができる。なお、各内部回路のリーク電流の測定方法については実施の形態1(図1)と同様である。
【0067】
図4は、制御回路(デコード回路)5の詳細を示す回路図の一例である。
図4を参照して、制御回路5は、インバータ7〜11およびAND回路AN1〜AN5を含む。内部回路a1〜a5全体のリーク電流を測定するときには、「L」レベルのテスト信号TSが入力される。これにより、AND回路AN1〜AN5からは、「L」レベルのスイッチ信号Da1〜Da5が出力される。
【0068】
スイッチS1〜S5は、この「L」レベルのスイッチ信号Da1〜Da5を受け、すべてオンになる。なお、スイッチ信号Da1は、スイッチS1に、スイッチ信号Da2はスイッチS2に、スイッチ信号Da3はスイッチS2に、スイッチ信号Da4はスイッチS4に、スイッチ信号Da5はスイッチS5に入力される。
【0069】
各内部回路におけるリーク電流を検出しようとするときには、「H」レベルのテスト信号TSをAND回路AN1〜AN5に入力にする。そして、リーク電流の検出を希望する内部回路に対応するスイッチをオフにするようなテストビット信号T1〜T3を入力する。たとえば、内部回路a5に対応するスイッチS5をオフにしたいときには、T1=1、T2=1、T3=0のテストビット信号を入力する。そうすると、「H」レベルのスイッチ信号DA5が出力され、スイッチS5がオフになる。
【0070】
なお、ここまでは、複数の内部回路の全体のリーク電流と、リーク電流の検出を希望する内部回路以外の内部回路のリーク電流とを測定し、その差を求めることにより、リーク電流の検出を希望する内部回路のリーク電流を測定していた。しかし、図3において、リーク電流の検出を希望する内部回路に対応するスイッチのみをオンにし、他の内部回路に対応するスイッチをすべてオフにすることにより、リーク電流の検出を希望する内部回路のリーク電流を測定できる。この場合の制御回路5について詳しく説明する。
【0071】
図5は、図3の制御回路5の詳細を示す回路図の他の例である。図5を参照して、制御回路5は、インバータ7〜11,IN1〜IN5およびAND回路AN1〜AN5,BN1〜BN5を含む。
【0072】
図4の制御回路ではスイッチ信号で選択されるスイッチ以外のスイッチがオン状態になるのに対して、図5の制御回路では、スイッチ信号で選択されるスイッチのみがオン状態になるものである。すなわち、各内部回路のリーク電流を検出しようとするときには、「H」レベルのテスト信号TSを入力するとともに、リーク電流の検出を希望する内部回路に対応するスイッチがオンになるようなテストビット信号T1〜T3を入力する。なお、スイッチ信号Da1〜Da5は、図4の場合と同様に、それぞれスイッチS1〜S5に対応する。
【0073】
以上のように、実施の形態2による半導体装置1では、複数の内部回路a1〜a5に対応して複数のスイッチS1〜S5を設け、そのスイッチのオン/オフをテスト信号TSおよびテストビット信号T1〜T3により制御しているため、各内部回路についてのリーク電流をチップ非破壊にて検出できる。すなわち、複数の内部回路があっても、異常なリーク電流が生じている1つの内部回路を特定することができる。このことは、半導体装置の完成品の選別や不良解析に有効となる。
【0074】
さらに、図1の半導体装置1ではスイッチの数と同じ数のスイッチ制御ピン(パッド)が必要になるのに対し、実施の形態2の半導体装置1では、スイッチのオン/オフをテスト信号TSおよびテストビット信号T1〜T3により制御しているため、スイッチの数と同じ数のテストパッドおよびビットパッドが不要となり、スイッチのオン/オフを制御するために必要な信号を入力するためのパッド数(ピン数)を大幅に削減することができる。
【0075】
このスイッチのオン/オフを制御するための信号を入力するためのパッド数(ピン数)を大幅に削減できるという効果は、スイッチの数が増加するほど顕著になる。たとえば、図1のようにスイッチの数に対応してスイッチ制御ピンを設けるとすると、8個のスイッチがある場合には8個のスイッチ制御信号ピンが必要となるのに対し、実施の形態2の半導体装置1では、8個のスイッチを制御するためには、1つのテストパッドおよび3つのビットパッドを設けるだけでよく、テストパッドおよびビットパッドの数を変えることなく、最大8個のまでのスイッチを制御することができる。
【0076】
次に実施の形態2の変更例による半導体装置について説明する。実施の形態2の変更例における半導体装置は、図3の半導体装置において、テストパッドTSおよびビットパッドT1,T2,T3の代わりに、アドレスピンA0,A1,A2,A3を設けたものである。このアドレスピンは、図示しないメモリセルアレイのアドレスを指定するためのアドレス信号を入力するためのピンである。すなわち、実施の形態2では、スイッチS1〜S5を制御するための信号を入力する専用のパッドTS,T1〜T3を設けているのに対し、その変更例ではスイッチS1〜S5を制御するための信号をアドレスピンA0〜A3から入力する点で相違する。なお、リーク電流の検出方法については、実施の形態2による半導体装置1と同様である。以下、実施の形態1で用いた図3の半導体装置1を、実施の形態2の変更例による半導体装置として説明を行なう。
ここで、半導体装置1が、ダイナミックランダムアクセスメモリ(以下、「DRAM」という)の場合について説明する。
【0077】
図6は、実施の形態2の変更例による半導体装置の動作の説明をするためのタイミング図である。
【0078】
ここで、DRAMにおいては、行アドレスストローブ信号/RASと列アドレスストローブ信号/CASという制御信号が存在する。DRAMが通常動作(読み書き動作等)を行なう際には、行アドレスストローブ信号/RASが「L」レベルに変化して活性化された後に、列アドレスストローブ信号CASが「L」レベルに変化して活性化され、通常動作を行なう。しかし、この関係を逆にすることで、新たなモードを設定することが可能であり、この手法はDRAMの/CAS before /RASリフレッシュ(以下、「CBRリフレッシュ」という)としてよく用いられている。
【0079】
図6を参照して、列アドレスストローブ信号/CASが時刻t1 に「L」レベルに変化して、その後、時刻t2 に行アドレスストローブ信号/RASが「L」レベルに変化している。このような、行アドレスストローブ信号RASと列アドレスストローブ信号/CASの遷移のタイミングが上述したCBRリフレッシュのタイミングである。
【0080】
このCBRリフレッシュのタイミングで、さらに、ある特定のピン(たとえば、アドレスピンA0)を電源電位VCCよりもかなり高い値の電位(以下、「スーパーVIH」という)に設定することで新たなモードに入る手法がある。実施の形態2の変更例では、このようなCBRタイミング+スーパーVIHを用いて、リーク電流検出モードに入るものである。なお、変更例では、スーパーVIHは、アドレスピンA0から入力にされる。この場合に、残りのアドレスピンA1〜A3をテストビット信号を入力するためのピンに割り当てる。
【0081】
図7は、図3のアドレスピンA1から入力される、スイッチS1〜S5を制御するためのテストビットT1を制御回路5に伝達するための回路を示す概略ブロック図である。
【0082】
図7を参照して、DRAMとしての半導体装置1が、通常の動作を行なうときには、アドレスピンA1から入力されたアドレス信号は、アドレスバッファ13を介して、内部アドレス信号として出力される。CBRタイミング+スーパーVIHになったときに、リーク電流検出モードに入るためのテスト信号TSが作成され、このテスト信号TSをマルチプレクサ15が受ける。このテスト信号TSに応じて、マルチプレクサ15は、アドレスピンA1から入力された、スイッチS1〜S5を制御するためのテストビットT1を制御回路5へ伝達する。
【0083】
ここで、制御回路5としては、実施の形態1と同様に、図4の制御回路および図5の制御回路を用いることができる。
【0084】
以上のように、実施の形態2の変更例では、スイッチS1〜S5のオン/オフを制御するためのテストビット信号A1〜A3を、アドレスピンA0〜A3から入力している。さらに、外部からテスト信号TSを入力する必要がない。このため、実施の形態1のように、リーク電流を検出するための専用のパッド(TS,T1〜T3)を設ける必要がなく、パッド数(ピン数)の増加なくリーク電流検出のための回路を内蔵させることができる。
【0085】
さらに、実施の形態2とその変更例の相違は、スイッチS1〜S5を制御するための信号(テスト信号TS、テストビット信号T1〜T3)を入力るためのピン(パッド)を専用に設けているか、通常使用するピン(パッド)を用いているかの相違しかない。このため、実施の形態2の変更例は実施の形態2と同様の効果を奏する。
【0086】
なお、実施の形態2の変更例では、CBRタイミング+スーパーVIHを用いてリーク電流検出モードに入ったが、リーク電流検出モードに入るためのテスト信号TSを入力するための専用のピン(パッド)を備えることもできる。この場合にも、上述した実施の形態2の変更例と同様の効果を奏する。
【0087】
また、実施の形態2の変更例では、スイッチS1〜S5を制御するためのテストビット信号は、アドレスピンA1〜A3から入力したが、リーク電流検出モード以外の半導体装置1の動作(読み書き動作等)を制御するための制御信号を入力する制御信号パッド(ピン)から入力してもよい。この場合にも、上述した実施の形態2の変更例と同様の効果を奏する。
【0088】
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【0089】
図8を参照して、実施の形態3による半導体装置1は、内部回路a1〜a5、スイッチS1〜S5、スイッチ制御ピンP1〜P5、VCCピン、GNDピン、基準電位発生回路17、出力回路(出力バッファ)19およびリーク電流取出回路21を含む。
【0090】
基準電流発生回路17は、PMOSトランジスタ23,25を含む。リーク電流取出回路21は、NMOSトランジスタ27,29,31を含む。なお、図1と同様の部分については同一の参照符号を付し、その説明を適宜省略する。
【0091】
複数の内部回路a1〜a5は、第1のノードN1と第2のノードN2との間に、複数のスイッチS1〜S5を介して並列に接続される。リーク電流取出回路21の、接続手段としてのNMOSトランジスタ27は、第2のノードN2と第3のノードN3との間に接続され、そのゲートにテスト信号TSを受ける。
【0092】
リーク電流取出回路21の、NMOSトランジスタ31とNMOSトランジスタ29は、カレントミラー回路を構成するように接続される。NMOSトランジスタ29は、第2のノードN2と第3のノードN3との間に接続される。NMOSトランジスタ31は、比較ノードNCと第3のノードN3との間に接続される。
【0093】
基準電流発生回路17のPMOSトランジスタ23とPMOSトランジスタ25とはカレントミラー回路を構成するように接続される。PMOSトランジスタ25は、第1のノードN1と比較ノードNCとの間に接続される。PMOSトランジスタ23は、第1のノードN1と、電流を引抜くためのパッドBP(以下、「基準電流制御パッドBP」という)との間に接続される。
【0094】
出力回路19は、比較ノードNCと、リーク電流の検出結果を出力するためのパッドOP(以下、「出力パッドOP」という)との間に接続される。
【0095】
このような実施の形態3による半導体装置1は、リーク電流が異常であるか否かの判定をチップ内部で行なうことを目的としている。リーク電流検出モードではない通常動作時においては、NMOSトランジスタ27のゲートには「H」レベルのテスト信号TSが入力されるため、電流は、NMOSトランジスタ27を介して流れている。
【0096】
半導体装置1の待機時において、リーク電流を測定する際、テスト信号TSを「L」レベルにしてNMOSトランジスタ27をオフにする。こうすることにより、第2のノードN2に流れるリーク電流はダイオード接続されたNMOSトランジスタ29を介して流れる。ここで、NMOSトランジスタ31とNMOSトランジスタ29はカレントミラー回路を構成しているため、NMOSトランジスタ31には、NMOSトランジスタ29を介して流れるリーク電流IL1に応じた電流IL2(以下、便宜上、単に、「リーク電流IL2」と呼ぶことにする)が流れることになる。
【0097】
また、PMOSトランジスタ23とPMOSトランジスタ25とはカレントミラー回路を構成するため、テスタ3により引抜いている定電流IR1に応じた電流IR2(以下、「基準電流IR2」という)を、PMOSトランジスタ25に取出すことができる。
【0098】
そして、比較ノードNCにおいて、PMOSトランジスタ25からの基準電流IR2の供給能力と、NMOSトランジスタ31のリーク電流IL2の引抜き能力とを比較する。すなわち、基準電流IR2の値よりも、リーク電流IL2の値の方が大きければ、比較ノードNCの電位は「L」レベル側に振れる事になりリーク電流IL1が大きいことになる。基準電流IR2の値よりもリーク電流IL2の値の方がより小さければ、比較ノードNCの電位は「H」レベル側に振れることになり、リーク電流が小さいことになる。
【0099】
このような、比較ノードNCにおける比較結果を、インバータなどの増幅器からなる出力回路19で増幅した後、テスタ3に取出すことにより、リーク電流IL1を検出する。なお、たとえば、内部回路a1のリーク電流を検出したい場合には、スイッチS1のみをオンにし、他のスイッチS2〜S5をオフにすればよい。すなわち、リーク電流を検出したい内部回路に対応するスイッチのみをオンにすることで、スイッチがオンになった内部回路のリーク電流を検出できる。
【0100】
また、スイッチS1〜S5の制御に関しては、実施の形態1と同様に、スイッチ制御ピンP1〜P5から入力されるスイッチ信号によって行なう。ここで、検出すべきリーク電流の測定値、すなわち、リーク電流IL1が異常であるか否かを判断するための基準となる電流(基準電流IR2)の値はテスタ3により外部から引抜く定電流IR1の値を変更することで可変できる。
【0101】
以上のように、実施の形態3による半導体装置1では、複数の内部回路a1〜a5に対応して複数のスイッチS1〜S5を設けているため、そのスイッチS1〜S5のオン/オフをスイッチ信号P1〜P5で制御することにより、リーク電流の検出を希望する内部回路のみを選択できる。このため、各内部回路による異常なリーク電流をチップ非破壊にて探究することができる。すなわち、異常なリーク電流を起こしている内部回路(不良の発生場所)を特定できるようになる。このことは、半導体装置の完成品の選別や不良解析に有効となる。
【0102】
また、基準電流IR2を変えていき、比較ノードNCの電位レベルが、「L」レベルから「H」レベルに変化するときの、基準電流IR2を見れば、リーク電流IL2の大きさがわかる。比較ノードNCの電位レベルが「H」レベルから「L」レベルに変化するときの基準電流IR2を見ることによっても、リーク電流IL2を測定することができる。このようにした場合でも、上記したと同様の効果を奏する。
【0103】
さらに、スイッチS1〜S5の制御は、スイッチ制御ピンP1〜P5から入力されるスイッチ信号により行なっているが、実施の形態2で説明したように、制御回路5を設け、テストパッドTSからのテスト信号TSおよびビットパッドT1〜T3からのテストビット信号T1〜T3を用いてスイッチS1〜S5のオン/オフの制御を行なうこともできる。この場合にも、実施の形態2と同様の効果を奏するとともに、上記したと同様の効果を奏する。
【0104】
さらに、実施の形態2の変更例で説明したように、制御回路5を設け、アドレスピンA1〜A3から入力されるテストビット信号T1〜T3によりスイッチS1〜S5のオン/オフを制御することもできる。この場合にも、実施の形態2の変更例と同様の効果を奏するとともに、上記したと同様の効果を奏する。
【0105】
(実施の形態4)
実施の形態4による半導体装置は、リーク電流が異常であるか否かの判定をチップ内部で行なうことを目的とし、さらに、定電流源を内蔵することを目的としている。
【0106】
図9は、本発明の実施の形態4による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【0107】
図9を参照して、実施の形態4による半導体装置は、内部回路a1〜a5、スイッチS1〜S5、スイッチ制御ピンP1〜P5、VCCピン、基準電流制御パッドBP、出力パッドOP、GNDピン、リーク電流取出回路21、基準電流発生回路17および出力回路19を含む。
【0108】
基準電流発生回路17は、PMOSトランジスタ33,35,37およびNMOSトランジスタ39,41,43を含む。リーク電流取出回路21は、NMOSトランジスタ27,29,31を含む。なお、図8と同様の部分については同一の参照符号を付しその説明を適宜省略する。
【0109】
基準電流発生回路17のPMOSトランジスタ33,35,37は、カレントミラー回路を構成する。基準電流発生回路17のNMOSトランジスタ43,41はカレントミラー回路を構成する。PMOSトランジスタ33と、NMOSトランジスタ43は、第1のノードN1と第3のノードN3との間に直列に接続される。PMOSトランジスタ35とNMOSトランジスタ39,41は第1のノードN1と第3のノードN3との間に直列に接続される。PMOSトランジスタ37は、第1のノードN1と比較ノードNCとの間に接続される。
【0110】
ここで、図9の半導体装置1が図8の半導体装置1と異なるのは、基準電流発生回路17である。したがって、リーク電流IL1に応じた電流IL2を取出して、基準電流IR2と比較し、その比較結果を出力回路19により増幅してテスタ3にリーク電流の検出結果として取出す点は実施の形態3と同様である。すなわち、リーク電流の検出方法については、実施の形態3と同様であり、基準電流IR2の発生の仕方が異なるだけである。なお、PMOSトランジスタ37に相当するのが図8のPMOSトランジスタ25である。
【0111】
図8の基準電流発生回路17が、外部から引抜く定電流IR1の大きさを変えることにより基準電流IR2を可変していたのに対し、図9の基準電流発生回路17は、PMOSトランジスタ39に印加する電圧を変え、そこに流れる電流IR1を変化させることにより基準電流IR2を可変している点が相違する。
【0112】
すなわち、図8の基準電流発生回路17が定電流源を持たないのに対し、図9の基準電位発生回路17は定電流源(PMOSトランジスタ33,35からなるカレントミラーおよびNMOSトランジスタ43,41からなるカレントミラーで構成される定電流発生回路)を内蔵している点で相違する。この定電流発生回路から発生される定電流IR1の値は、抵抗として用いているNMOSトランジスタ39のゲート電位を、外部から変化させることで変えることができる。この定電流IR1の値に応じて、基準電流IR2が変化する。
【0113】
以上のように、実施の形態4による半導体装置1は基準電流IR2の大きさの調整の仕方が実施の形態3による半導体装置と異なるだけである。このため、実施の形態4の半導体装置においても、実施の形態3の半導体装置と同様の効果を奏する。
【0114】
(実施の形態5)
図10は本発明の実施の形態5による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【0115】
図10を参照して、実施の形態5による半導体装置1は、テスト対象回路47、基準電流発生回路17、制御回路45、テストパッドTSおよびビットパッドT1〜T3を含む。基準電流発生回路17は、NMOSトランジスタ49,51,53,55,57,59、PMOSトランジスタ61,63および抵抗素子65を含む。なお、図3および図8と同様の部分には、同一の参照符号を付して、その説明を適宜省略する。
【0116】
PMOSトランジスタ61,63はカレントミラー回路を構成する。NMOSトランジスタ55,57,59はカレントミラー回路を構成する。PMOSトランジスタ61、NMOSトランジスタ55および抵抗素子65は、電源電位VCCを有するノードNAと接地電位を有するノードNBとの間に直列に接続される。NMOSトランジスタ49,51,53は、NMOSトランジスタ55に並列に接続される。
【0117】
PMOSトランジスタ63およびNMOSトランジスタ57は電源電位VCCを有するノードNDと接地電位を有するノードNEとの間に直列に接続される。NMOSトランジスタ49,51,53は、そのゲートに制御回路5からの基準電流制御信号を受ける。
【0118】
テスト対象回路47は、図8または図9に示すような、第1のノードN1と第2のノードN2との間に、複数のスイッチS1〜S5を介して、並列に接続される複数の内部回路a1〜a5および第2のノードN2と第3のノードN3との間に接続されるNMOSトランジスタ27を含んでいる。
【0119】
このテスト対象回路47に含まれるスイッチS1〜S5のゲートは、制御回路5からのスイッチ信号を受け、スイッチS1〜S5のオン/オフは、実施の形態2で説明したと同様にして制御回路5からのスイッチ信号により制御される。半導体装置1の通常動作時は、テスト対象回路のNMOSトランジスタ27のゲートには、「H」レベルのテスト信号TSが入力され、電流はNMOSトランジスタ27を介して流れることになる。ここで、通常動作時には、ノードNAとノードNBとの間の電流経路またはノードNDとノードNEとの間の電流経路を遮断する必要がある。
【0120】
半導体装置1の待機時においてリーク電流を検出する際には、NMOSトランジスタ27のゲートに「L」レベルのテスト信号TSを入力し、NMOSトランジスタ27をオフにする。ここで、テスト対象回路47において、図8または図9に示すような第2のノードN2と図10の比較ノードNCとが接続されているため、リーク電流IL1は、比較ノードNCに流れ込む。
【0121】
そして、ノードNCにおいて、テスト対象回路47からのリーク電流IL1の供給能力と基準電流IR2の引抜き能力とを比較し、その比較結果を出力回路19により増幅し出力パッドOPを介して、外部の図示しないテスタにリーク電流の検出結果として取出す。
【0122】
基準電流IR2の値よりもリーク電流IL1の値の方が大きいときには、比較ノードNCの電位は「H」レベル側に振れることになり、リーク電流が大きいことを示す。基準電位IR2の値よりもリーク電流IL1の値の方が小さいときには、比較ノードNCの電位は「L」レベル側に振れることになり、リーク電流が小さいことを示す。
【0123】
なお、複数の内部回路のうち、リーク電流の測定を希望する内部回路に対応するスイッチはオン状態となっている。すなわち、リーク電流の測定を希望する内部回路に対応するスイッチのみをオンにし、それ以外の内部回路に対応するスイッチはオフにしておく。
【0124】
ここで、検出すべきリーク電流の測定値、すなわち、リーク電流が異常であるか否かを判断するための基準となる電流の値(基準電流IR2の値)は、NMOSトランジスタ49,51,53のオン/オフを制御回路5からの基準電流制御信号により制御することにより可変できる。この基準電流IR2の大きさの制御について詳しく説明する。
【0125】
NMOSトランジスタ49,51,53のオン/オフを制御して、NMOSトランジスタ55に流れる定電流IR1の大きさを制御する。こうすることにより、定電流IR1の大きさに応じて、基準電流IR2の大きさが変わることになる。すなわち、NMOSトランジスタ49〜53のうち、オンまたはオフになっている数を変えることにより、定電流IR1の大きさは変わる。さらに、それぞれ能力が異なるNMOSトランジスタ49〜53を設けることにより、オンにするNMOSトランジスタを変えることによっても、定電流IR1の大きさを変えることができる。なお、NMOS49,51,53のゲートに入力される基準電流制御信号は、図4および図5のスイッチ信号Da1〜Da5に対応するものであり、図4および図5のスイッチ信号Da1〜Da5と同様に、ビットパッドT1〜T3から入力されるテストビット信号によりコントロールされる。すなわち、実施の形態2の図3で説明したように、制御回路5はテストビット信号T1〜T3をデコードして、所定レベルの基準電流制御信号を発生することになる。
【0126】
以上のように、実施の形態5における半導体装置1では、テスト対象回路47に、複数の図示しない内部回路a1〜a5に対応して、複数のスイッチS1〜S5を設け、その複数のスイッチS1〜S5のオン/オフを個々に制御することにより、リーク電流の検出を希望する内部回路に対応するスイッチのみをオンにすることができ、個々の内部回路のリーク電流の検出が可能になる。すなわち、個々の内部回路について、異常なリーク電流をチップ非破壊にて探究することができる。このことは、半導体装置の完成品の選別や不良解析に有効となる。
【0127】
(実施の形態6)
実施の形態6では、複数の内部回路のリーク電流の検出結果を同時に出力できる半導体装置について説明する。
【0128】
図11は、本発明の実施の形態6による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【0129】
図11を参照して、実施の形態6による半導体装置は、内部回路a1〜a2およびリーク検出回路L1〜L3を含む。
【0130】
内部回路a1〜a2は、電源電圧VCCを有する第1のノードN1と接地電位GNDを有する第2のノードN2との間に並列に接続される。そして、各内部回路a1〜a2に対応して、リーク検出回路L1〜L3が、接地電位GNDを有する第2のノードの側に設けられる。
【0131】
ここで、内部回路a1〜a3については、図1の内部回路a1〜a5と同様である。リーク電流を検出して、リーク電流の検出結果E1〜E3を出力するリーク検出回路L1〜L3は、たとえば、図8の基準電流発生回路17、出力回路19およびリーク電流取出回路21を備えたものでもよく、リーク電流の検出方法については、実施の形態3(図8)で説明したのと同様である。また、リーク検出回路L1〜L3は、図9の基準電流発生回路17、出力回路19およびリーク電流取出回路21を設けていてもよい。この場合のリーク電流の検出の方法は、実施の形態4(図9)で説明したのと同様である。
【0132】
図12は、図11のリーク検出回路L1〜L3の詳細を示す回路図である。
図12を参照して、リーク検出回路は、基準電流発生回路17、出力回路19およびリーク電流取出回路21を含む。基準電流発生回路は、PMOSトランジスタ67,69および定電流源79を含む。リーク電流取出回路21は、NMOSトランジスタ71,73,75,76およびインバータ77を含む。
【0133】
NMOSトランジスタ67,69はカレントミラー回路を構成する。PMOSトランジスタ69とNMOSトランジスタ71は、電源電位VCCを有するノードと接地電位GNDを有する第2のノードとの間に直列に接続される。出力回路19は比較ノードNCにその入力ノードが接続される。NMOSトランジスタ71,75はカレントミラー回路を構成する。
【0134】
NMOSトランジスタ73とNMOSトランジスタ75とは第3のノードN3と第2のノードN2との間に直列に接続される。NMOSトランジスタ76は、第3のノードN3と第2のノードN2との間に接続される。NMOSトランジスタ73は、インバータ77を介してそのゲートにテスト信号/TSを受ける。NMOSトランジスタ76は、そのゲートにテスト信号/TSを受ける。図12のリーク検出回路が、たとえば、図11のリーク検出回路L1であるとしたならば、図12の第3のノードN3と図11の第3のノードN3とが接続されることになる。
【0135】
リーク電流検出モードではない通常の動作時においては、テスト信号/TSが「H」レベルに設定されるため、NMOSトランジスタ73がオフになり、NMOSトランジスタ76がオンになる。このため、NMOSトランジスタ76を介して電流が流れることになる。すなわち、第3のノードN3と第2のノードN2とが接続されることになる。
【0136】
半導体装置の待機時において、リーク電流を検出する際には、テスト信号/TSが「L」レベルに設定されるため、NMOSトランジスタ73がオンになり、NMOSトランジスタ76がオフになる。このため、リーク電流IL1は、NMOSトランジスタ73を介して流れることになる。そしてNMOSトランジスタ71,75はカレントミラー回路を構成するため、リーク電流IL1に応じた電流IL2がNMOSトランジスタ71を介して流れることになる。
【0137】
一方、定電流発生源79からの定電流の大きさに応じた基準電流IR がPMOSトランジスタ69を介して流れることになる。そして、比較ノードNCにおいて、PMOSトランジスタ69の基準電流IR の供給能力と、NMOSトランジスタ71のリーク電流に応じた電流IL2の引抜き能力とを比較し、その比較結果を、出力回路19により増幅して、リーク電流の検出結果Eとして出力する。
【0138】
基準電流IR の電流の値が、リーク電流に応じた電流IL2の値よりも大きいときには、比較ノードNCの電位が「H」レベル側に振れることになり、リーク電流が小さいことになる。基準電流IR の値がリーク電流に応じた電流IL2の値より小さいときには、比較ノードNCの電位が「L」レベル側に振れることになり、リーク電流が大きいことになる。
【0139】
また、基準電流IR の大きさを変えていき、比較ノードNCの電位が「H」レベルから「L」レベルに変わるとき、または、比較ノードNCの電位が「L」レベルから「H」レベルに変わるときの基準電流IR の大きさを見ることにより、リーク電流に応じた電流IL2を測定できる。
【0140】
なお、検出すべきリーク電流の測定値、すなわち、リーク電流が異常であるか否かを判断するための基準となる電流の値(基準電流IR の値)は、基準電流発生源79からの定電流を変更することで可変できる。ここで、定電流を発生する定電流源79は、チップ内部に設けているが、この定電流は、チップ外部から与えてもよい。
【0141】
図13は、図11のリーク電流の検出結果E1〜E3を、外部に出力するための外部出力回路を示す概略ブロック図である。
【0142】
図13を参照して、外部出力回路は、レジスタ95、セレクタ97、出力バッファ99、および出力ピン101を含む。図11のリーク検出回路L1〜L3から、同時にリーク電流検出結果E1〜E3が出力された場合には、レジスタ95にリーク電流検出結果E1〜E3が一旦格納される。
【0143】
そして、セレクタ97が、順次、選択して出力する。選択して出力されたリーク電流検出結果は出力バッファ99および出力ピン101を介して外部に出力される。なお、出力ピン101は、リーク電流検出結果の出力のための専用のピンであってもよいし、半導体装置が通常動作時に使用しているピン(たとえば、読出データ出力ピンなど)であってもよい。
【0144】
図14は、図11のリーク検出回路L1〜L3から出力されるリーク電流の検出結果E1〜E3を外部に出力するための外部出力回路の他の例を示す概略ブロック図である。 図14を参照して、外部出力回路は、レジスタ95、出力バッファ103,105,107および出力ピン109,111,113を含む。図11のリーク検出回路L1〜L3から出力されたリーク電流検出結果E1〜E3は、一旦レジスタ95に格納される。そして、リーク電流検出結果E1〜E3は、対応する出力バッファ103〜107および対応する出力ピン109〜113を介して外部に同時に出力される。なお、出力ピン109〜113は、図13の出力ピン101と同様である。
【0145】
図15は、図11のリーク検出回路L1〜L3から出力されるリーク電流検出結果E1〜E2を外部に出力するための外部出力回路のさらに他の例を示す概略ブロック図である。
【0146】
図15を参照して、外部出力回路は、レジスタ95、AND回路105、出力バッファ99および出力ピン101を含む。図15を参照して、図11のリーク検出回路L1〜L3から出力されたリーク電流検出結果E1〜E3は、レジスタ95に一旦格納される。そして、AND回路105によって、リーク電流検出結果E1〜E3の論理をとる。すなわち、リーク電流検出結果E1〜E3のうち、1つでも「L」レベルになっていると、AND回路105は、「L」レベルの信号を出力する。すなわち、リーク電流検出結果E1〜E3のうち1つが「L」レベルにあるということは、図12の比較ノードNCが「L」レベルにあることになり、異常なリーク電流が発生していることになる。
【0147】
一方、リーク電流検出結果E1〜E3が、すべて「H」レベルにあるときは、AND回路105は、「H」レベルの信号を出力することになる。すなわち、リーク電流検出結果E1〜E3が、すべて「H」レベルにあるということは、図12の比較ノードNCの電位が「H」レベルにあることになり、異常なリーク電流でないことを示す。AND回路105からの出力は、出力バッファ99および出力ピン101を介して外部に出力される。なお出力ピン101については、図13の出力ピン101と同様である。
【0148】
このように、図15の外部出力回路では、リーク電流検出結果E1〜E3の論理をとって、基準電流IR を超えるリーク電流の有無を判断し、その判断結果を外部に出力する。
【0149】
以上のように、実施の形態6による半導体装置では、複数の内部回路a1〜a3に対応して複数のリーク検出回路L1〜L3を設けており、各内部回路のリーク電流を個々に検出することができる。すなわち、各内部回路による異常なリーク電流をチップ非破壊にて探究することができる。このため、異常なリーク電流が発生している内部回路の特定(不良の発生場所の特定)が可能となる。このことは、半導体装置の完成品の選別や不良解析に有効となる。
【0150】
さらに、リーク電流の測定を、複数の内部回路a1〜a3について、同時に行なうことができるので、試験時間の短縮化を図ることができる。
【0151】
さらに、図13の外部出力回路を設けることにより、複数のリーク電流検出結果がある場合でも、出力ピンは1つでよく、リーク電流検出結果の数に応じて出力ピンが設けられている場合に比し、出力ピンの数を少なくすることができる。
【0152】
また、図14の外部出力回路を設けた場合には、複数のリーク電流検出結果を同時に出力できるため、出力するための時間が少なくてすむ。
【0153】
また、図15の外部出力回路を設けた場合には、図13の外部出力回路を設けた場合と同様の効果を奏する。
【0154】
なお、第1のノードN1と各内部回路a1〜a3との間に、実施の形態1〜5と同様なスイッチを設けることにより、そのスイッチのオン/オフを実施の形態1〜5と同様に制御することもでき、この場合には、各リーク検出回路L1〜L3の活性/非活性が別々に制御できる。
【0155】
(実施の形態7)
図11の半導体装置では、リーク検出回路L1〜L3を、内部回路a1〜a3と接地電位GNDを有する第2のノードN2との間に設けているのに対し、実施の形態7による半導体装置では、内部回路a1〜a3と電源電位VCCを有する第1のノードN1との間にリーク検出回路L1〜L3を設けている点で相違する。
【0156】
図16は、実施の形態7による半導体装置を示す概略ブロック図である。
図16を参照して、実施の形態7による半導体装置は、内部回路a1〜a3およびリーク検出回路L1〜L3を含む。なお、図11と同様の部分については同一の参照符号を付し、その説明を適宜省略する。
【0157】
内部回路a1〜a3は、電源電位VCCを有する第1のノードN1と接地電位GNDを有する第2のノードN2との間に並列に接続される。そして、内部回路a1〜a3に対応して、内部回路a1〜a3と電源電位VCCを有する第1のノードN1との間にリーク検出回路L1〜L3が設けられる。
【0158】
図17は、図16のリーク検出回路L1〜L3の詳細を示す回路図である。
図17を参照して、リーク検出回路は、基準電流発生回路17、出力回路19およびリーク電流取出回路21を含む。基準電流発生回路17は、定電流源79およびカレントミラー回路を構成するNMOSトランジスタ81,83を含む。リーク電流取出回路21は、PMOSトランジスタ89,91、インバータ93およびカレントミラー回路を構成するPMOSトランジスタ85,87を含む。
【0159】
PMOSトランジスタ85とNMOSトランジスタ83とは、第1のノードN1と接地電位GNDを有するノードとの間に直列に接続される。出力回路19の入力ノードは、比較ノードNCに接続される。PMOSトランジスタ87とPMOSトランジスタ89とは、第1のノードN1と第3のノードN3との間に接続される。
【0160】
PMOSトランジスタ91は、第1のノードN1と第3のノードN3との間に接続される。PMOSトランジスタ89は、そのゲートに、インバータ93を介して、テスト信号TSを受ける。PMOSトランジスタ91は、そのゲートに、テスト信号TSを受ける。なお、図17のリーク検出回路が図16のリーク検出回路L1とした場合は、図16の第3のノードN3と図17の第3のノードN3とが接続されることになる。
【0161】
リーク電流の検出を行なわない半導体装置の通常動作時には、テスト信号TSが「L」レベルに設定され、PMOSトランジスタ89がオフし、PMOSトランジスタ91がオンになる。すなわち、電流はPMOSトランジスタ91を介して流れることになる。
【0162】
半導体装置の待機時に、リーク電流を検出する際には、「H」レベルに、テスト信号TSが設定され、PMOSトランジスタ89がオンになり、PMOSトランジスタ91がオフになる。すなわち、リーク電流IL1は、PMOSトランジスタ87を介して流れることになる。そして、PMOSトランジスタ85,87はカレントミラー回路を構成するため、リーク電流IL1に応じた電流IL2を取出すことができる。
【0163】
一方、定電流79からの定電流に応じた基準電流IR がNMOSトランジスタ83を介して流れる。比較ノードNCにおいて、PMOSトランジスタ85のリーク電流に応じた電流IL2の供給能力とNMOSトランジスタ83の基準電流IR の引抜き能力とを比較し、その比較結果を出力回路19で増幅して、リーク電流検出結果Eとして出力する。すなわち、リーク電流に応じた電流IL2の値が基準電流IR の値よりも大きいときには、比較ノードNCの電位が「H」レベル側に振れることになり、リーク電流が大きいことを示す。リーク電流に応じた電流IL2の値が、基準電流IR より小さいときには、比較ノードNCの電位は「L」レベルになり、リーク電流が小さいことを示す。
【0164】
なお、検出すべきリーク電流の測定値、すなわち、異常なリーク電流か否かを判断するための基準となる電流の値(基準電流IR の値)は、定電流源79からの定電流の大きさを変更することにより可変できる。ここで、定電流源79はチップ内部に設けたが、基準電流IR の電流の大きさを決定する定電流は、外部から与えてもよい。
【0165】
以上のように、実施の形態7による半導体装置では、複数の内部回路a1〜a3に対応して複数のリーク検出回路L1〜L3を設けているため、各内部回路のリーク電流を検出することができる。すなわち、個々の内部回路による異常なリーク電流をチップ非破壊にて探究することができる。このため、異常なリーク電流を発生している内部回路(不良の発生場所)を特定することができる。このことは、半導体装置の完成品の選別や不良解析に有効となる。
【0166】
さらに、リーク電流の測定を複数の内部回路a1〜a3について、同時に行なうことができるので試験の時間の短縮化を図ることができる。
【0167】
また、リーク電流検出結果E1〜E3を外部に出力するための外部出力回路としては、図13、図14または図15の外部出力回路を用いることができる。この場合にも、図13、図14または図15それぞれの効果を有する。
【0168】
以上のことをまとめると、実施の形態7による半導体装置と実施の形態6による半導体装置とでは、リーク検出回路を接続する場所が電源電位VCC側か、接地電位GND側かの違いだけであるため、実施の形態7による半導体装置は実施の形態6の半導体装置と同様の効果を奏する。
【0169】
(実施の形態8)
実施の形態8では、自らが備える個別回路たとえば、インバータ回路などにおけるリーク電流の検出ができる半導体装置について説明する。
【0170】
図18は、本発明の実施の形態8による半導体装置の詳細を示す回路図である。図18を参照して、実施の形態8による半導体装置は、内部回路117およびリーク検出回路119を含む。内部回路117は、PMOSトランジスタ121およびNMOSトランジスタ123からなるインバータ回路である。リーク検出回路119は、PMOSトランジスタ125,127,129および定電流源131を含む。
【0171】
カレントミラー回路を構成するPMOSトランジスタ127,129および定電流131は、基準電流発生回路を構成する。
【0172】
PMOSトランジスタ125,121およびNMOSトランジスタ123は、第1のノードN1と第2のノードN2との間に直列に接続される。PMOSトランジスタ127,129からなるカレントミラー回路からの基準電流IR が現れるノードNO1は、PMOSトランジスタ121とNMOS123からなるインバータの出力ノードNO2と接続される。すなわち、カレントミラー回路のスレーブとしてのPMOSトランジスタ127のドレイン(ノードNO1)と、インバータ117の出力ノードNO2とが接続されることになる。PMOSトランジスタ125のゲートには、テスト信号TSが入力される。
【0173】
このような構成は、半導体装置の待機時において、内部回路117としてのCMOSインバータのリーク電流を検出するためのものである。ここで、半導体装置の待機時には、内部回路117としてのインバータの入力が「L」レベルの状態になっている。
【0174】
ここで、内部回路117としてのインバータの入力は「L」レベルであるため、その出力は「H」レベルとなるが、NMOSトランジスタ123にリーク電流が存在すると、そのインバータの出力は正確に「H」レベルとはならずに誤動作する可能性がある。このため、以下のようにしてリーク電流を検出する。
【0175】
テスト信号TSを「H」レベルにして、通常の内部回路117としてのインバータへの電源電位VCCの供給経路を断つ。すなわち、「H」レベルのテスト信号TSを入力して、PMOSトランジスタ125をオフにする。そして、定電流源131からの定電流源でPMOSトランジスタ127,129からなるカレントミラー回路を駆動させ、PMOSトランジスタ127に基準電流IR を発生させる。
ここで、基準電流IR が現れるノードNO1において、NMOSトランジスタ123の電流引抜き能力とPMOSトランジスタ127の基準電流IR の供給能力を比較する。NMOSトランジスタ123にリーク電流があった場合には、基準電流IR が現れるノードNO1からの出力レベルが変化する。すなわち、NMOSトランジスタ123にリーク電流がない場合には、基準電流IR が現れるノードNO1からは、基準電流IR そのものが出力されることになるが、NMOSトランジスタ123にリーク電流があった場合には、基準電流IR が現れるノードNO1からは、基準電流IR そのものより小さい電流が出力されることになる。
【0176】
また、NMOSトランジスタ123からのリーク電流が、基準電流IR よりも大きければ、基準電流IR が現れるノードNO1からの出力レベルは「L」レベルになる。NMOSトランジスタ123からのリーク電流が基準電流IR よりも小さければ、基準電流IR が現れるノードNO1からの出力レベルは「H」レベルになる。
【0177】
以上のように、実施の形態8による半導体装置では、内部回路(インバータ回路117)に対応して、リーク検出回路を設けているため、複数の内部回路が存在しても、各内部回路についてリーク電流を検出することができる。すなわち、各内部回路による異常なリーク電流をチップ非破壊にて探究でき、リーク電流の発生している回路(不良が発生している場所)を特定できる。このことは、半導体装置の完成品の選別や不良解析に有効となる。
【0178】
また、上述したと同様にして半導体装置の待機時において、内部回路117としてのインバータの入力が「H」レベルである場合にもリーク電流の検出が可能となる。この場合には、PMOSトランジスタ125を、第1のノードN1と内部回路117との間に設ける代わりに、NMOSトランジスタを第2のノードN2と内部回路117との間に設ける。そして、PMOSトランジスタ127,129からなるカレントミラー回路の代わりに、2つのNMOSトランジスタからなるカレントミラー回路を設け、そのカレントミラー回路からの基準電流IR が現れるノードを、内部回路117としてのインバータの出力ノードNO2に接続する。すなわち、カレントミラー回路のスレーブとしてのNMOSトランジスタのドレインと内部回路117としてのインバータの出力ノードNO2とが接続されることになる。
【0179】
半導体装置の待機時においてリーク電流を測定する際には、第2のノードN2と内部回路117との間に設けたNMOSトランジスタをオフにする。そして、この場合には、PMOSトランジスタ121の電流供給能力と、2つのNMOSトランジスタで構成されるカレントミラー回路の基準電流IR の引抜き能力とを比較することになる。
【0180】
このようにした場合でも、図18と同様の効果を奏する。
(実施の形態9)
実施の形態9では、半導体装置、たとえば、DRAMにおいて発生する異常リーク電流を検出するための回路構成について説明する。
【0181】
DRAMにおいては、メモリセルのセルプレートとストレージノード1という電極の間の薄い酸化膜からなる誘電体膜に蓄積される電荷を蓄積情報として用いる。このとき、通常のDRAMは、セルプレートをビット線振幅の1/2の電位、電源電位または接地電位に設定する。ここで、もし、セルプレートとストレージノードとの間にショート箇所が存在すると、メモリセルのデータが破壊されるのみでなく、セルプレートからの電流流出が発生し、1/2VCC発生回路が動作して、DRAMの待機時の消費電流を増加させてしまう。また、この増加した電流は製品としての価値を損なうとともに、異常リーク電流探究の障害となる。実施の形態9はこのような問題点を解決するためになされたものである。
【0182】
図19は、本発明の実施の形態9による半導体装置としてのDRAMを示す概略ブロック図である。
【0183】
図19を参照して、実施の形態9によるDRAMは、1/2VCC発生回路133、第1スイッチ135、セルプレート137、ストレージノード139、リーク検出回路147、電源149、第2スイッチ151およびP型ウェル(基板)145を含む。P型ウェル145は、N型拡散層141およびP型拡散層143を含む。
【0184】
1/2VCC発生回路133は、第1スイッチ135を介してセルプレート137と接続される。セルプレート137にリーク検出回路147が接続される。電源149は、第2スイッチ151を介してP型拡散層143と接続されるる。
【0185】
DRAMの待機時において、リーク電流を検出する際には、第1スイッチ135をオフにし、1/2VCC発生回路133からセルプレート137に供給されるビット線振幅の1/2の電位を遮断する。こうすることで、セルプレート137とストレージノード139とのショートを原因とした1/2VCC発生回路133の動作による電流の増加が防止でき、リーク電流検出の障害を除去することができる。
【0186】
こうして、第1スイッチ135により、1/2VCC発生回路133からのパスを遮断した後、第2スイッチ151をオンにして電源149からのパスを作る。すなわち、電源149により、P型拡散層143に電源電位を与え、ストレージノード139からセルプレート137へ電流が流れるようにする。こうすることで、電源149からリーク検出回路147までの電流経路ができたことになる。
【0187】
次に、リーク電流を検出するためのリーク検出回路147を活性化させ、セルプレート137とストレージノード139との間のリーク電流を検出する。なお、リーク電流検出回路147としては、実施の形態6〜8で用いたリーク検出回路を用いることができる。さらに、リーク検出回路147では、実施の形態1〜5で説明したリーク電流の検出方法およびそのリーク電流の検出方法を実施するための回路を用いることもできる。
【0188】
以上のように、実施の形態9による半導体装置としてのDRAMでは、リーク電流を検出する際には、1/2VCC発生回路133からの電圧の供給経路を第1スイッチ135により遮断する。このため、セルプレート137とストレージノード139との間のショートに基づく1/2VCC発生回路133の動作を原因とした、セルプレート137への電流の増加を防止でき、異常なリーク電流探究の障害を除去できる。
【0189】
さらに、リーク電流の検出を希望する場所(セルプレート137)に直接リーク検出回路147を接続しているため、半導体装置全体の中から、不良の発生場所(異常なリーク電流の発生場所)を特定することができる。これにより、異常なリーク電流を示すチップに関しては検査段階で除去することができる。
【0190】
なお、上記した説明では、セルプレート137とストレージノード139とのリーク電流を計測したが、ワード線とセルプレートとの間のリーク電流も上記したと同様にして検出することができる。すなわち、ワード線とセルプレートとの間にリーク検出回路を配置する。さらに、セルプレートとビット線との間のリーク電流も上記したと同様に検出することができる。すなわち、メモリセルキャパシタを構成するセルプレートとビット線の位置する拡散層を介してその位置する基板(ウェル)との間にリーク検出回路を配置する。さらに、ワード線とビット線との間のリーク電流も上記したと同様にして検出することができる。これらの場合にも、図19と同様の効果を奏する。
【0191】
(実施の形態10)
図20は、本発明の実施の形態10による半導体装置としてのDRAMを示す概略ブロック図である。
【0192】
図20を参照して、実施の形態10によるDRAMは、ビット線153、電源149、スイッチ155、P型ウェル145およびリーク検出回路147を含む。P型ウェル145は、N型拡散層141を含む。
【0193】
図20を参照して、ビット線153は、N型拡散層141に接続される。電源149は、スイッチ155を介してビット線153に接続される。リーク検出回路147は、P型ウェル145に接続される。
【0194】
ここで、リーク検出回路147は図19のリーク検出回路147と同様である。また、電源149は、図19の電源149に対応し、スイッチ155は、図19の第2スイッチ151に対応する。
【0195】
DRAMの待機時に、リーク電流を測定する際には、スイッチ155をオンにし、電源149からの電源電位をビット線153に供給する。そして、電源149からリーク検出回路147までの電流経路を作る。このようにした後リーク電流検出回路147にてビット線153とN型拡散層141との間のリーク電流を測定する。また、この場合には、ビット線153に供給される、電源電位VCCの1/2の電位の供給を、停止して測定することもできるし、1/2VCCの電位の供給を停止しなくてもよい。また、スイッチ155をオフの状態で、ビット線153に1/2VCCの電位を供給したままでもリーク電流を検出できる。
【0196】
以上のように、実施の形態10における半導体装置としてのDRAMでは、希望する場所(ビット線153とN型拡散層141との間)のリーク電流を検出することができるため、半導体装置全体の中から、異常なリーク電流を発生している場所(不良の発生場所)を特定することができる。
【0197】
さらに、図20では、ビット線153とN型拡散141との間のリーク電流を検出したが、上述したと同様にして、昇圧電源線とN型拡散層141との間のリーク電流を検出することもできる。すなわち、図20のビット線153の代わりに、昇圧電源線を用いて、上記したと同様にして、リーク検出回路147によりリーク電流を検出する。
【0198】
(実施の形態11)
実施の形態11の半導体装置としてのDRAMにおいては、複数のメモリセルを有するメモリアレイを複数のサブメモリアレイに分割する。そして、複数のサブメモリアレイに対応して複数のリーク検出回路を設け、複数のリーク検出回路をサブメモリアレイごとに制御できるようにしたものである。たとえば、図19のような回路構成をチップ上に展開し、複数のサブメモリアレイで制御するような場合である。
【0199】
図21は、実施の形態11による半導体装置としてのDRAMを示す概略ブロック図である。
【0200】
図21を参照して、実施の形態11による半導体装置(DRAM)1は、サブメモリアレイM1〜M4、リーク検出回路L1〜L4、活性/非活性制御回路161、出力制御回路163、スイッチ159および1/2VCC発生回路157を含む。
【0201】
リーク電流を検出しない時には、スイッチ159はオンとなり、1/2VCC発生回路157から、ビット線振幅の1/2の電位がサブメモリアレイM1〜M4に供給される。
【0202】
リーク電流を検出する際には、スイッチ159をオフにし、1/2VCC発生回路157からの電圧供給経路を遮断する。このスイッチ159は、リーク電流検出モードに入ることを示すテスト信号TSに応じてオフにされる。
【0203】
活性/非活性制御回路161は、テスト信号TSにより、デコード動作を開始する。すなわち、活性/非活性制御回路161は、リーク検出回路L1〜L4の活性/非活性に関する情報を有するテストビット信号T1〜T3をデコードし、リーク検出回路L1〜L4を活性化または非活性化させる信号を出力する。そして活性/非活性制御回路161からの信号に基づきリーク検出回路L1〜L4が個別に活性化または非活性化される。
【0204】
リーク検出回路L1〜L4における検出結果は出力制御回路163により外部へ出力される。
【0205】
ここで、リーク検出回路L1〜L4は、図19のリーク検出回路147を用いることができる。また、出力制御回路163は、図13,図14または図15の外部出力回路を用いることができる。活性/非活性制御回路161は、図4または図5の制御回路を用いることができる。すなわち、活性/非活性制御回路161は、図3の制御回路5と同様である。
【0206】
テスト信号TSおよびテストビット信号T1〜T3を用いて活性/非活性制御回路161によりリーク検出回路L1〜L4を選択する方法は、実施の形態2で、テスト信号TSおよびテストビット信号T1〜T3を用いて制御回路5によりスイッチS1〜S5のオン/オフを制御した場合と同様である。
【0207】
以上のように、実施の形態11による半導体装置としてのDRAMでは、複数のサブメモリアレイM1〜M4に対応して複数のリーク検出回路L1〜L4が設けられており、個々のサブメモリアレイのリーク電流を検出することができる。このため、どのサブメモリアレイにおいて異常なリーク電流が発生しているかが非破壊で判別可能なため、異常電流の解析が容易になる。すなわち、複数のサブメモリアレイの中から異常なリーク電流を発生しているサブメモリアレイを特定できる。
【0208】
また、実施の形態11によるDRAMでは、4つのサブメモリアレイM1〜M4のリーク電流を同時に検出することもできるし、別々に検出するともできる。そして、図21においては、メモリアレイを4つのサブメモリアレイに分割しているが、この分割数はいくつでもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【図2】 図1の半導体装置のリーク電流を測定する方法を説明するための図である。
【図3】 本発明の実施の形態2による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【図4】 図3の制御回路の詳細を示す回路図の一例である。
【図5】 図3の制御回路5の詳細を示す回路図の他の例である。
【図6】 本発明の実施の形態2の変更例による半導体装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【図7】 本発明の実施の形態2の変更例による半導体装置において、アドレスピンから入力されるテストビットを制御回路に伝達するための回路を示す概略ブロック図である。
【図8】 本発明の実施の形態3による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【図9】 本発明の実施の形態4による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【図10】 本発明の実施の形態5による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【図11】 本発明の実施の形態6による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【図12】 図11のリーク検出回路の詳細を示す回路図である。
【図13】 図11のリーク電流検出結果を出力するための外部出力回路を示す概略ブロック図である。
【図14】 図11のリーク電流検出結果を外部に出力するための他の外部出力回路を示す概略ブロック図である。
【図15】 図11のリーク電流検出結果を外部に出力するためのさらに他の外部出力回路を示す概略ブロック図である。
【図16】 本発明の実施の形態7による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【図17】 図16のリーク検出回路の詳細を示す回路図である。
【図18】 本発明の実施の形態8による半導体装置を示す概略ブロック図である。
【図19】 本発明の実施の形態9による半導体装置(DRAM)を示す概略ブロック図である。
【図20】 本発明の実施の形態10による半導体装置(DRAM)を示す概略ブロック図である。
【図21】 本発明の実施の形態11による半導体装置(DRAM)を示す概略ブロック図である。
【図22】 従来の半導体装置を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
1 半導体装置、3 テスタ、5 制御回路、7〜11,77,93 インバータ、13 アドレスバッファ、15 マルチプレクサ、17 基準電流発生回路、19 出力回路、21 リーク電流取出回路、23,25,33〜37,61,63,67,69,85〜91,121,125〜129 PMOSトランジスタ、27〜31,39〜43,49〜59,71〜76,81,83,123 NMOSトランジスタ、47 テスト対象回路、65 抵抗素子、79,131 定電流源、95 レジスタ、97 セレクタ、99,103〜107 出力バッファ、101,109〜113 出力ピン、115 AND回路、117内部回路、119,147 リーク検出回路、133,157 1/2VCC発生回路、135 第1スイッチ、137 セルプレート、139 ストレージノード、141 N型拡散層、143 P型拡散層、145 P型ウェル(基板)、149 電源、151 第2スイッチ、153 ビット線、155,159スイッチ、161 活性/非活性制御回路、163 出力制御回路、S1〜S5 スイッチ、P1〜P5 スイッチ制御ピン、a1〜a5 内部回路、A0〜A3アドレスピン、AN1〜AN5,BN1〜BN5 AND回路、IN1〜IN5 インバータ、L1〜L4 リーク検出回路、M1〜M4 サブメモリアレイ、TS テストパッド、T1〜T3 ビットパッド。
Claims (7)
- 第1のノードと第2のノードとの間に並列に設けられる複数の内部回路と、
前記複数の内部回路に対応して設けられ、複数のスイッチング信号に応じて、前記第1のノードと前記第2のノードとの間の対応する内部回路を介する電流経路を遮断する複数のスイッチング手段と、
待機時において、前記第2のノードに流れる、遮断されていない前記電流経路のリーク電流に応じた電流を取出すためのリーク電流取出手段と、
前記リーク電流に応じた電流と比較するための基準電流を発生する基準電流発生手段と、
前記リーク電流に応じた電流と前記基準電流とを比較ノードにおいて比較し、その比較結果を前記リーク電流の検出結果として出力する出力手段とを備え、
前記リーク電流取出手段は、
前記リーク電流に応じた電流を取出すときは、テスト信号に応じて、前記第2のノードと、電源電位を有する第3のノードとを切り離し、前記リーク電流に応じた電流を取出さないときは、前記テスト信号に応じて、前記第2のノードと前記第3のノードとを接続する接続手段を含む、半導体装置。 - 第1のノードと第2のノードとの間に並列に設けられる複数の内部回路と、
前記複数の内部回路に対応して設けられ、複数のスイッチング信号に応じて、前記第1のノードと前記第2のノードとの間の対応する内部回路を介する電流経路を遮断する複数のスイッチング手段と、
待機時において、前記第2のノードに流れる、遮断されていない前記電流経路のリーク電流に応じた電流を取出すためのリーク電流取出手段と、
前記リーク電流に応じた電流と比較するための基準電流を発生する基準電流発生手段と、
前記リーク電流に応じた電流と前記基準電流とを比較ノードにおいて比較し、その比較結果を前記リーク電流の検出結果として出力する出力手段とを備え、
前記基準電流発生手段は、
外部へ引抜く電流に応じた前記基準電流を発生する第2のカレントミラー手段を含む、半導体装置。 - 第1のノードと第2のノードとの間に並列に設けられる複数の内部回路と、
前記複数の内部回路に対応して設けられ、複数のスイッチング信号に応じて、前記第1のノードと前記第2のノードとの間の対応する内部回路を介する電流経路を遮断する複数のスイッチング手段と、
待機時において、前記第2のノードに流れる、遮断されていない前記電流経路のリーク電流に応じた電流を取出すためのリーク電流取出手段と、
前記リーク電流に応じた電流と比較するための基準電流を発生する基準電流発生手段と、
前記リーク電流に応じた電流と前記基準電流とを比較ノードにおいて比較し、その比較結果を前記リーク電流の検出結果として出力する出力手段とを備え、
前記基準電流発生手段は、
外部から印加される電圧に応じた前記基準電流を発生する第3のカレントミラー手段を含む、半導体装置。 - 第1のノードと第2のノードとの間に並列に設けられる複数の内部回路と、
前記複数の内部回路に対応して設けられ、複数のスイッチング信号に応じて、前記第1のノードと前記第2のノードとの間の対応する内部回路を介する電流経路を遮断する複数のスイッチング手段と、
待機時において、前記第2のノードに流れる、遮断されていない前記電流経路のリーク電流に応じた電流を取出すためのリーク電流取出手段と、
前記リーク電流に応じた電流と比較するための基準電流を発生する基準電流発生手段と、
前記リーク電流に応じた電流と前記基準電流とを比較ノードにおいて比較し、その比較結果を前記リーク電流の検出結果として出力する出力手段とを備え、
前記基準電流発生手段は、
複数の基準電流制御信号に応じた前記基準電流を発生する第4のカレントミラー手段を含む、半導体装置。 - 前記第4のカレントミラー手段は、
マスタとなるトランジスタと、
前記マスタとなるトランジスタに流れる電流量を調節するためのトランジスタと、
前記電流量を調節するトランジスタに、並列に接続される複数のトランジスタとを含み、
前記複数のトランジスタは、前記複数の基準電流制御信号により、そのオン/オフが制御され、
前記第4のカレントミラー手段は、前記電流量を調節するトランジスタに流れる電流に応じた前記基準電流を発生する、請求項4に記載の半導体装置。 - 前記基準電流発生手段は、
前記複数の基準電流制御信号を発生する基準電流制御手段をさらに含み、
前記基準電流制御手段は、外部からの所定のビット数を有するビット信号に応じて、前記複数の基準電流制御信号を発生する、請求項5に記載の半導体装置。 - 第1のノードと第2のノードとの間に並列に設けられる複数の内部回路と、
前記複数の内部回路に対応して設けられ、複数のスイッチング信号に応じて、前記第1のノードと前記第2のノードとの間の対応する内部回路を介する電流経路を遮断する複数のスイッチング手段と、
待機時において、前記第2のノードに流れる、遮断されていない前記電流経路のリーク電流に応じた電流を取出すためのリーク電流取出手段と、
前記リーク電流に応じた電流と比較するための基準電流を発生する基準電流発生手段と、
前記リーク電流に応じた電流と前記基準電流とを比較ノードにおいて比較し、その比較結果を前記リーク電流の検出結果として出力する出力手段と、
外部からの所定のビット数を有するビット信号に応じて、前記複数のスイッチング信号を発生する制御手段とを備える、半導体装置。
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