JP4277961B2 - 半導体記憶装置及びそのテスト方法 - Google Patents
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(a)チップ内の素子ばらつきによりBIST(Built In Self Test)からメモリに到達する経路において各ポート間にスキュー(タイミングのずれ)が生じてしまうことと、
(b)メモリ内部での物理的レイアウトに起因するワード線立ち上げの為の内部クロックのスキューが生じること、
等により、両方のポートのワード線を同一のタイミングで駆動することが出来ず、動作マージンが、ワーストにならない場合が発生する。以下では、この点について図面を参照してさらに詳細に説明する。
前記第2のテスト制御信号が活性状態であり、且つ、前記第1のテスト制御信号が非活性状態のときには、前記第1のクロック信号をマスクし、前記第2のクロック信号に応答して前記第1のワード線と前記第2のワード線を活性化するように制御する。
前記第2のクロック信号と前記第1のテスト制御信号とを入力し、前記第1のテスト制御信号が非活性状態のとき、前記第2のクロック信号を第2の内部クロック信号として出力し、前記第1のテスト制御信号が活性状態のとき、前記第2のクロック信号を伝達させず、前記第2の内部クロック信号を非活性状態に固定する第2の回路(13、14)と、
前記第1の回路(11、12)からの前記第1の内部クロック信号(ICLA)を受け、第1のポートのアドレス選択信号(XKA、XEA)が選択状態を示すとき、オンし、前記第1の内部クロック信号を伝達出力する第1のスイッチ(トランスファゲート)(17)と、
前記第2の回路(13、14)からの前記第2の内部クロック信号(ICLB)を受け、第2のポートのアドレス選択信号(XKB、XEB)が選択状態を示すとき、オンし、前記第2の内部クロック信号を伝達出力する第2のスイッチ(24)と、
前記第2のテスト制御信号(TESTB)と前記第2のスイッチ(トランスファゲート)(24)の出力信号とを入力し、入力の一方又は両方が非活性状態のとき、非活性状態の信号を出力し、入力の両方が活性状態のとき、活性状態の信号を出力する第1の論理回路(19)と、
前記第1の論理回路(19)の出力信号と前記第1のスイッチ(17)の出力信号とを入力し、入力の一方が非活性状態のとき、他方を出力する第2の論理回路(20)と、
前記第2の論理回路(20)の出力信号を受け第1のポートのワード線を駆動する第1のワードドライバ(21)と、
前記第1のテスト制御信号(TESTA)と前記第1のスイッチ(17)の出力信号とを入力し、入力の一方又は両方が非活性状態のとき、非活性状態の信号を出力し、入力の両方が活性状態のとき、活性状態の信号を出力する第3の論理回路(26)と、
前記第3の論理回路(26)の出力信号と前記第2のスイッチ(24)の出力信号とを入力し、入力の一方が非活性状態のとき、他方を出力する第4の論理回路(27)と、
前記第4の論理回路の出力信号を受け第2のポートのワード線を駆動する第2のワードドライバ(28)と、
を備えている。
同一ロウ上のワード線の立ち上げにおいて、第1、第2のポートのうち一方のポートのテスト制御信号が活性化された場合、他方のポートのワード線も、前記一方のポート側のワード線の立ち上がりのタイミングと同一のタイミングで駆動される。
第1、第2のポートのワード線の活性化のタイミングをそれぞれ制御する第1、第2のクロック信号に対応して第1、第2のテスト制御信号を用意し、
第1、第2のポートが選択されたセルについて、
前記第1のテスト制御信号が活性状態であり、且つ、前記第2のテスト制御信号が非活性状態のときには、
前記第2のクロック信号をマスクし、前記第1のクロック信号に応答して前記第1、第2のワード線を同一のタイミングで立ち上げ、前記第1、第2のポートのビット線からセルデータの同時読み出しを行い、
前記第2のテスト制御信号が活性状態であり、且つ、前記第1のテスト制御信号が非活性状態のときには、前記第1のクロック信号をマスクし、前記第2のクロック信号に応答して前記第1、第2のワード線を同一のタイミングで立ち上げ、前記第1、第2のポートのビット線からセルデータの同時読み出しを行う。
TESTA、TESTBがともにLOWのときは(図2の「独立動作」参照)、NAND回路11、13はそれぞれ、CLKA、CLKBを反転した信号を出力し、ICLA、ICLBには、CLKA、CLKBと同相の内部クロック信号が出力される。
TESTAがHIGH、TESTBがLOWのとき(図2の「Aポートテスト」参照)、NAND回路13の出力はクロック端子CLKBの値によらず、HIGHとなり、ICLBはLOW固定となる。AND回路19の出力はLOW固定であるため、XKA、XEAがHIGHのとき、NOR回路20は、CMOSトランスファゲート17から出力されるICLAの反転信号を出力し、ポートAのワード線(A)WLAは、クロックICLA、したがってCLKAに同期して活性化される。また、ICLBはLOW固定である。XKB、XEBがHIGHのとき、NOR回路27は、AND回路26の反転信号を出力し、ICLAがHIGHのとき、AND回路26はHIGHとなり、ワードドライバ28はワード線WLBをHIGHとする。すなわち、WLBはWLAと同時に立ち上がり、Aポートのビット線対DTA/DBAとBポートのビット線対DTB/DBBに読み出しデータが同時に出力される。これは、図5を参照して説明した同時READのワーストケース条件となる。
TESTBがHIGH、TESTAがLOWのとき(図2の「Bポートテスト」参照)、NAND回路11の出力はクロック端子CLKAの値によらず、HIGHとなり、ICLAはLOW固定となる。AND回路26の出力はLOW固定であるため、XKB、XEBがHIGHのとき、NOR回路27は、CMOSトランスファゲート24から出力されるICLBの反転信号を出力し、ポートBのワード線(B)WLBは、クロックICLB、したがってCLKBに同期して活性化される。また、ICLAはLOW固定である。XKA、XEAがHIGHのとき、NOR回路20は、AND回路19の反転信号を出力し、ICLBがHIGHのとき、AND回路19はHIGHとなり、ワードドライバ21はワード線WLAをHIGHとする。すなわち、WLAはWLBと同時に立ち上がり、Bポートのビット線対DTB/DBBとAポートのビット線対DTA/DBAに読み出しデータが同時に出力される。これは、図5を参照して説明した、同時READのワーストケース条件となる。
2 BIST
3、4 クロックバッファ
5、6 信号バッファ
11、13 NAND回路
12、14 反転バッファ
15、22 NAND回路
16、23 インバータ
17、24 CMOSトランスファゲート
18、25 NMOSトランジスタ
19、26 AND回路
20、27 NOR回路
21、28 反転型のワードドライバ(インバータ)
30 Xアドレスデコーダ
32 メモリセルアレイ
42 内部クロックB出力回路
44 内部クロックA出力回路
46 ワードドライバ制御回路
48 ワードドライバ
101、102 バッファ
103、109 NAND回路
104、110 インバータ
105、112 CMOSトランスファゲート
106、113 NMOSトランジスタ
107、107 インバータ
108、115 反転型のワードドライバ
201 メモリ回路
202 BIST
203、204 クロックバッファ
Claims (11)
- 複数のポートに対応する複数のワード線を有するメモリセルと、
前記複数のポートのそれぞれに対応するタイミング信号により前記複数のポートのそれぞれに対応するワード線を活性化させる制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、入力されるテスト制御信号に応じて、前記タイミング信号の一つにより、前記複数のワード線を活性化させる、ことを特徴とする半導体記憶装置。 - 複数のポートを有するセルを備えた半導体記憶装置であって、
複数のポートのワード線の活性化のタイミングをそれぞれ制御する複数のタイミング信号に対応して複数のテスト制御信号を備え、
複数のポートが選択されたセルについて、
前記選択された複数のポートにそれぞれ対応する複数の前記テスト制御信号のうち1つの前記テスト制御信号が活性状態であり、残りの前記テスト制御信号が非活性状態であるときには、
非活性状態の前記テスト制御信号に対応するタイミング信号をマスクし、
活性状態の1つの前記テスト制御信号に対応する1つのタイミング信号に応答して前記選択された複数のポートのワード線を活性化するように制御する回路を備えている、ことを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記選択された複数のポートに対応する複数の前記テスト制御信号が全て非活性状態のときには、複数の前記テスト制御信号にそれぞれ対応する複数のタイミング信号に基づき、複数のポートのワード線の活性化がそれぞれ独立して行われる、ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。
- 少なくとも第1、第2のポートのそれぞれに対応する第1、第2のワード線に接続されるメモリセルと、
前記第1のポートに対応する第1のクロック信号により第1のワード線を活性化させ、前記第2のポートに対応する第2のクロック信号により第2のワード線を活性化させる制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、入力されるテスト制御信号に応じて、前記第1のクロック信号又は前記第2のクロック信号により、前記第1のワード線と前記第2のワード線とを活性化する、ことを特徴とする半導体記憶装置。 - 少なくとも第1、第2のポートのワード線に接続されるセルを備えた半導体記憶装置であって、
前記第1、第2のポートのワード線の活性化のタイミングをそれぞれ制御するために用いられる第1、第2のクロック信号に対応して第1、第2のテスト制御信号を備え、
前記第1及び第2のポートが選択されたセルについて、
前記第1のテスト制御信号が活性状態であり、且つ、前記第2のテスト制御信号が非活性状態のときには、前記第2のクロック信号をマスクし、前記第1のクロック信号に応答して、前記第1のワード線と前記第2のワード線を活性化するように制御し、
前記第2のテスト制御信号が活性状態であり、且つ、前記第1のテスト制御信号が非活性状態のときには、前記第1のクロック信号をマスクし、前記第2のクロック信号に応答して、前記第1のワード線と前記第2のワード線を活性化するように制御する回路と、
を備えている、ことを特徴とする半導体記憶装置。 - 前記第1及び第2のポートが選択されたセルについて、前記第1及び第2のテスト制御信号がともに非活性状態のときは、前記第1、第2のクロック信号に基づき、前記第1、第2のワード線の活性化の制御がそれぞれ独立して行われる、ことを特徴とする請求項5記載の半導体記憶装置。
- 前記第1のクロック信号と前記第2のテスト制御信号とを入力し、前記第2のテスト制御信号が非活性状態のとき、前記第1のクロック信号を第1の内部クロック信号として出力し、前記第2のテスト制御信号が活性状態のとき、前記第1のクロック信号を伝達せず、前記第1の内部クロック信号を非活性状態に固定する第1の回路と、
前記第2のクロック信号と前記第1のテスト制御信号とを入力し、前記第1のテスト制御信号が非活性状態のとき、前記第2のクロック信号を第2の内部クロック信号として出力し、前記第1のテスト制御信号が活性状態のとき、前記第2のクロック信号を伝達させず、前記第2の内部クロック信号を非活性状態に固定する第2の回路と、
前記第1の回路からの前記第1の内部クロック信号を入力し、第1のポートのアドレス選択信号が選択状態のときにオンし、前記第1の内部クロック信号を伝達出力する第1のスイッチと、
前記第2の回路からの前記第2の内部クロック信号を入力し、第2のポートのアドレス選択信号が選択状態のときにオンし、前記第2の内部クロック信号を伝達出力する第2のスイッチと、
前記第2のテスト制御信号と前記第2のスイッチの出力信号とを入力し、入力の一方又は両方が非活性状態のとき、非活性状態の信号を出力し、入力の両方が活性状態のとき、活性状態の信号を出力する第1の論理回路と、
前記第1の論理回路の出力信号と前記第1のスイッチの出力信号とを入力し、入力の一方が非活性状態のとき、他方を出力する第2の論理回路と、
前記第2の論理回路の出力信号を受け第1のポートのワード線を駆動する第1のワードドライバと、
前記第1のテスト制御信号と前記第1のスイッチの出力信号とを入力し、入力の一方又は両方が非活性状態のとき、非活性状態の信号を出力し、入力の両方が活性状態のとき、活性状態の信号を出力する第3の論理回路と、
前記第3の論理回路の出力信号と前記第2のスイッチの出力信号とを入力し、入力の一方が非活性状態のとき、他方を出力する第4の論理回路と、
前記第4の論理回路の出力信号を受け第2のポートのワード線を駆動する第2のワードドライバと、
を備えている、ことを特徴とする請求項6記載の半導体記憶装置。 - 前記第1の論理回路と前記第3の論理回路の各々が論理積(AND)回路よりなり、
前記第2の論理回路と前記第4の論理回路の各々が否定論理和(NOR)回路よりなり、
前記第1のワードドライバと前記第2のワードドライバの各々が反転型ドライバよりなる、請求項7記載の半導体記憶装置。 - 前記セルは、
入力と出力とが第1、第2のノードにて交差接続された2つのインバータと、
前記第1のノードと第1、第2のポートのビット線との間にそれぞれ挿入され、第1、第2のポートのワード線に制御端子がそれぞれ接続された第1、第2のアクセストランジスタと、
前記第2のノードと第1、第2のポートのビット線の相補のビット線との間にそれぞれ挿入され、前記第1、第2のポートのワード線に制御端子がそれぞれ接続された第3、第4のアクセストランジスタと、
を含むスタティック型のセルからなる、ことを特徴とする請求項2記載の半導体記憶装置。 - 前記タイミング信号として、入力されたクロック信号が用いられ、
選択されたワード線は前記クロック信号に応答して活性化され、
同一ロウ上のワード線の立ち上げにおいて、第1、第2のポートのうち一方のポートのテスト制御信号が活性化された場合、他方のポートのワード線も、前記一方のポート側のワード線の立ち上がりのタイミングと同一のタイミングで駆動される、ことを特徴とする請求項2又は9記載の半導体記憶装置。 - 少なくとも第1、第2のポートのワード線に接続されるセルを備えた半導体記憶装置のテスト方法であって、
前記第1、第2のポートのワード線の活性化のタイミングをそれぞれ制御する第1、第2のクロック信号に対応して第1、第2のテスト制御信号を用意し、
第1、第2のポートが選択されたセルについて、
前記第1のテスト制御信号が活性状態であり、且つ、前記第2のテスト制御信号が非活性状態のときには、
前記第2のクロック信号をマスクし、前記第1のクロック信号に応答して前記第1、第2のワード線を同一のタイミングで立ち上げ、前記第1、第2のポートのビット線からセルデータの同時読み出しを行い、
前記第2のテスト制御信号が活性状態であり、且つ、前記第1のテスト制御信号が非活性状態のときには、前記第1のクロック信号をマスクし、前記第2のクロック信号に応答して前記第1、第2のワード線を同一のタイミングで立ち上げ、前記第1、第2のポートのビット線からセルデータの同時読み出しを行う、
工程を含む、ことを特徴とする半導体記憶装置のテスト方法。
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