JP5579372B2 - 半導体集積回路 - Google Patents
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Description
例えば、このような技術として、半導体記憶装置の製造テストにおいて、アドレスの入力に用いる入力端子数を削減する方法が提案されている(特許文献1)。この提案されている方法では、通常動作のとき、クロックICLKの2周期に1回の立上がりエッジ、すなわち、間引かれたクロックの立上がりエッジによりアドレスを読み取る。また、製造テストのとき、クロックICLKを間引かずに用いて、全ての立上がりエッジによりアドレスを読み取る構成としている。これにより、製造テストのとき、通常の動作に比べ、2倍速のクロックによりアドレスを読み取ることになる。これにより、半分のアドレス入力端子を用いて時分割にアドレスを入力することを可能にしている。
これは、製造テストを行う際に、テスト対象となる半導体記憶装置をテストモードに設定するために、チップセレクト信号、ローアドレスストローブ信号、カラムアドレスストローブ信号、ライトイネーブル信号を所定のレベル、例えば、「L」レベル、に設定した後に、クロック信号を入力することによって、半導体記憶装置が備えるモードレジスタを設定する必要があるためである。
を備えることを特徴とする。
入力バッファ13は、クロック入力端子CLKからクロック信号が入力され、入力されたクロック信号を増幅して、インバータ14及びワンショットパルス発生回路17に出力する。
インバータ14は、入力バッファ13から入力されるクロック信号を反転して、ワンショットパルス発生回路16に出力する。
ワンショットパルス発生回路16は、インバータ14から入力される信号の立上がりエッジにより、「L」レベル、「H」レベル、「L」レベルと変換するワンショットパルスをタイミング信号として、トランスファゲート21に出力する。
ワンショットパルス発生回路17は、入力バッファ13から入力される信号の立上りにより、「L」レベル、「H」レベル、「L」レベルと変換するワンショットパルスをタイミング信号として、トランスファゲート20及びラッチ回路23のクロック入力に出力する。
ラッチ回路23は、ワンショットパルス発生回路17から入力されるタイミング信号により、入力バッファ12から入力される信号をラッチして、出力端子Boutに出力する。
ラッチ回路22、23は、クロック信号の立上りエッジ、又はクロック信号の立下りエッジに同期して、入力されているデータ(アドレス信号又はコマンド信号)をラッチする。また、コマンド判定タイミングは、通常動作でもテスト動作でも同じになる。
ワンショットパルス発生回路17は、クロック入力端子CLK及び入力バッファ13を介して入力されるクロック信号の立上がりエッジにより、タイミング信号をトランスファゲート20及びラッチ回路23に出力する。
ラッチ回路23は、内部接点P3を経由してワンショットパルス発生回路17から入力されるタイミング信号により、入力されたデータ「B1」をラッチする。また、ラッチ回路23は、出力端子Boutにラッチしたデータ「B1」を出力する。
ラッチ回路23は、内部接点P3を経由してワンショットパルス発生回路17から入力されるタイミング信号により、入力されたデータ「B2」をラッチする。また、ラッチ回路23は、出力端子Boutにラッチしたデータ「B2」を出力する。
まず、テストモード入力端子TESTは、「H」レベルのモード信号が入力される。これにより、トランスファゲート18、…、21の出力信号が切替えられる。そして、ラッチ回路22は、入力端子Bから入力される信号が、入力バッファ12及びトランスファゲート19を通じて、入力される。また、ラッチ回路22は、ワンショットパルス発生回路16の出力するタイミング信号が、トランスファゲート21を通じて、入力される。入力スリーステートバッファ11は、テストモード入力端子TESTから「H」レベルのモード信号が、イネーブル信号として、入力されると、出力はハイ・インピーダンス状態になる。
ワンショットパルス発生回路16は、クロック入力端子CLK、入力バッファ13、及びインバータ14を介して入力されるクロック信号が反転された反転クロック信号の立上がりエッジにより、タイミング信号をトランスファゲート21に出力する。ワンショットパルス発生回路17は、通常動作モードと同様に、クロック入力端子CLK及び入力バッファ13を通じて入力されるクロック信号の立上がりエッジにより、タイミング信号をラッチ回路23及びトランスファゲート20に出力する
内部接点P2では、ワンショットパルス発生回路16から出力されるタイミング信号が観測され、当該タイミング信号は、クロック信号の立下りエッジに同期している。内部接点P3では、ワンショットパルス発生回路17から出力されるタイミング信号が観測され、当該タイミング信号は、クロック信号の立上がりエッジに同期している。
ラッチ回路22が入力されたデータ「A1」をラッチした後に、入力端子Bには、データ「B1」が入力される。ラッチ回路22には、入力端子Bから入力されたデータ「B1」が、入力バッファ12及びトランスファゲート19を介して、入力される。ラッチ回路23にも、入力端子Bから入力されたデータ「B1」が、入力バッファ12を介して、入力される。
ラッチ回路23が入力されたデータ「B1」をラッチした後に、入力端子Bには、データ「A2」が入力される。ラッチ回路22には、入力端子Bから入力されたデータ「A2」が、入力バッファ12及びトランスファゲート19を介して、入力される。ラッチ回路23にも、入力端子Bから入力されたデータ「A2」が、入力バッファ12を介して、入力される。
ラッチ回路22が入力されたデータ「A2」をラッチした後に、入力端子Bには、データ「B2」が入力される。ラッチ回路22には、入力端子Bから入力されたデータ「B2」が、入力バッファ12及びトランスファゲート19を介して、入力される。ラッチ回路23にも、入力端子Bから入力されたデータ「B2」が、入力バッファ12を介して、入力される。
また、入力信号制御回路10は、テスト動作モードにおいて、クロック信号の立上りエッジ及び立下りエッジの両方を用いることで、1クロック・サイクルを2分割している。入力信号制御回路10は、クロック入力端子CLKから入力されるクロック信号の立下りエッジで、ラッチ回路22を駆動し、同クロック信号の立上がりエッジで、ラッチ回路23を駆動する構成である。このように、テスト動作モードにおいて、入力端子Bから入力する信号を時分割多重化することで、通常動作モードで2つの入力端子A、Bを用いたのに対して、1つの入力端子Bのみを用いることで、同じデータを入力することが可能となる。
ラッチ回路41は、ORゲート36からタイミング信号が入力されると、入力されているデータをラッチし、ラッチしたデータを出力バッファ32に出力する。ここで、ラッチ回路41に入力される信号は、トランスファゲート42又はトランスファゲート43のいずれか一方から入力されているデータある。
トランスファゲート43は、インバータ37から「H」レベルの信号が入力されると、入力端子Dinから入力されるデータをラッチ回路41に出力する。また、トランスファゲート43は、ANDゲート34から「L」レベルの信号が入力されると、出力をハイ・インピーダンス状態にする。
なお、ANDゲート34の出力信号と、インバータ37の出力信号とは、極性が反対である。これにより、ラッチ回路41に入力されるデータは、入力端子Cinから入力されるデータ、あるいは、入力端子Dinから入力されるデータのいずれかである。
また、図示するように、クロック入力端子CLKから入力されるクロック信号は、入力バッファ33、ワンショットパルス発生回路38、39、ANDゲート34、インバータ35、ORゲート36などの遅延により、クロック入力端子CLKから入力されるクロック信号と、内部接点P5とのタイミング信号との間には、内部遅延時間tの遅延が生じる。
ラッチ回路40、41は、クロック信号の立上りエッジ、又はクロック信号の立下りエッジに同期して、入力されているデータ(アドレス信号又はコマンド信号)をラッチする。また、コマンド判定タイミングは、通常動作でもテスト動作でも同じになる。
ラッチ回路41は、ワンショットパルス発生回路38からタイミング信号が入力されると、入力端子Dinから入力されているデータ「D1」をラッチし、ラッチしたデータ「D1」を出力バッファ32に出力する。出力バッファ32は、ラッチ回路41から入力されたデータ「D1」を増幅して、出力端子Dに出力する。
ラッチ回路41は、ワンショットパルス発生回路38からタイミング信号が入力されると、入力端子Dinから入力されているデータ「D2」をラッチし、ラッチしたデータ「D2」を出力バッファ32に出力する。出力バッファ32は、ラッチ回路41から入力されたデータ「D2」を増幅して、出力端子Dに出力する。
まず、テストモード入力端子TESTには、「H」レベルのモード信号が入力される。これにより、ANDゲート34は、クロック入力端子CLKから入力されたクロック信号が、入力バッファ33を介して、入力され、入力されたクロック信号をインバータ35、トランスファゲート42及びインバータ37に出力する。
半導体集積回路1は、クロック入力パッドCLK、半導体集積回路1に対する制御信号を入力するコントロール入力パッドCTRL、アドレス信号を入力するアドレス入力パッドADR、入力信号制御ブロック100、入力されるコマンド信号をデコードするコマンドデコーダ50、入力されるアドレス信号をカラムアドレス信号及びローアドレス信号にデコードするアドレスでコーダ60、メモリセルアレイ70を具備している。
入力信号制御回路10C−1〜10C−mそれぞれの入力端子A、Bは、半導体集積回路1の複数のコントロール入力パッドCTRLに接続される。また、入力信号制御回路10C−1〜10C−mそれぞれの出力端子Aout、Boutは、コマンドデコーダ50のコマンド入力端子CTRLに接続される。
なお、入力信号制御回路10C−1〜10C−m、10A−1〜10C−nのテストモード入力端子TESTは、半導体集積回路1に備えられる動作モードレジスタなどに接続され、通常動作モードとテスト動作モードとが切替えられる。
また、入力信号制御回路10は、入力されるクロックから入力信号を記憶させるタイミング信号を生成するので、クロック入力パッドCLKから入力するクロック信号の周期は、通常動作モードと同じ周期でよい。
図示するテストシステムは、テスト対象への出力端子数が120(N=120)個を有し、また、テスト対象への入出力端子数が40(M=40)個を有している。また、テスト対象は、従来例の半導体集積回路9−1〜9−10、及び本実施形態の半導体集積回路1−1〜1−20は、入力端子(入力パッド)が12(A=12)個を有し、入出力端子(入出力パッド)を4(B=4)個有している。また、半導体集積回路1−1〜1−20は、前述の入力信号制御回路10及び出力信号制御回路30を有している。
図6(b)に図示するように、本実施形態の入力信号制御回路10及び出力信号制御回路30を用いて、1クロック・サイクルで2つのデータを入力及び出力することで、20個(N/(A/2))=20、M/(B/2))=20)の半導体集積回路1−1〜1−20を同時にテストすることが可能になる。
本実施形態では、1クロック・サイクルをX(X=2)分割することで、入力信号端子数による制限数を(N/(A/2))個、及び入出力端子数による制限を(M/(B/2))個にすることができ、同時に製造テスト(測定)を行える個数をX(X=2)倍にすることが可能になる。
なお、本実施形態において、入力信号制御回路10及び出力信号制御回路30の時分割数を2(X=2)としたが、時分割数を3以上(X≧3)としてもよい。また、M、N、A、B、Xは、1以上の整数であり、これらを用いた演算結果については、小数点以下を切捨てとする。
図7(b)のコモン接続を用いた製造テストにおいては、図6(b)の構成に比べて、使用する入力信号端子数は120個から60個に減らすことが可能となる。
この結果、テスト時間の大幅な削減化でき、テスト・コストの削減が可能となる。
また、本発明に記載の第1の出力端子は、出力端子Aoutに対応し、本発明に記載の第2の出力端子は、出力端子Boutに対応し、本発明に記載の第3の出力端子は、出力端子Cに対応し、本発明に記載の第4の出力端子は、出力端子Dに対応する。
また、本発明に記載の第1の入力バッファは、入力バッファ12に対応し、本発明に記載の第2の入力バッファは、入力バッファ13に対応し、本発明に記載の第3の入力バッファは、入力バッファ33に対応する。また、本発明に記載の第1の出力バッファは、出力バッファ31に対応し、第2の出力バッファは、出力バッファ32に対応する。
また、本発明に記載の第1のトランスファゲートは、トランスファゲート18に対応し、本発明に記載の第2のトランスファゲートは、トランスファゲート19に対応し、本発明に記載の第3のトランスファゲートは、トランスファゲート20に対応し、本発明に記載の第4のトランスファゲートは、トランスファゲート21に対応し、本発明に記載の第5のトランスファゲートは、トランスファゲート42に対応し、本発明に記載の第6のトランスファゲートは、トランスファゲート43に対応する。
また、本発明に記載の第1のラッチ回路は、ラッチ回路22に対応し、本発明に記載の第2のラッチ回路は、ラッチ回路23に対応し、本発明に記載の第3のラッチ回路は、ラッチ回路40に対応し、本発明に記載の第4のラッチ回路は、ラッチ回路41に対応する。
また、本発明に記載の信号入力端子は、コントロール入力パッドCTRL、及びアドレス入力パッドADRに対応する
11…入力スリーステートバッファ、12…入力バッファ、13…入力バッファ
14…インバータ、15…インバータ、16…ワンショットパルス発生回路
17…ワンショットパルス発生回路、18…トランスファゲート
19…トランスファゲート、20…トランスファゲート、21…トランスファゲート
22…ラッチ回路、23…ラッチ回路
30…出力信号制御回路
31…出力バッファ、32…出力バッファ、33…入力バッファ
34…ANDゲート、35…インバータ、36…ORゲート、37…インバータ
38…ワンショットパルス発生回路、39…ワンショットパルス発生回路
40…ラッチ回路、41…ラッチ回路
42…トランスファゲート、43…トランスファゲート
100…入力信号制御ブロック、300…出力信号制御ブロック
A…入力端子、B…入力端子、Aout…出力端子、Bout…出力端子
C…出力端子、D…出力端子、Cin…入力端子、Din…入力端子
CLK…クロック入力端子、TEST…テストモード入力端子
CTRL…コマンド入力端子、ADR…アドレス入力端子
Claims (8)
- 通常動作モードと、テスト動作モードとを有する半導体集積回路であって、
M(M≧2)個の少なくともコントロール入力パッドを含む信号入力端子と、
内部回路と、
クロック信号が入力されるクロック端子と、
前記M個の信号入力端子と前記内部回路との間に設けられ、前記通常動作モードのとき、前記M個の信号入力端子それぞれから入力されたデータを前記内部回路に出力し、前記テスト動作モードのとき、前記クロック信号に基づいて、時分割数がX(X≧2)で時分割多重化されたデータが、前記M個の信号入力端子のうち(M/X)個の信号入力端子それぞれから入力され、入力された時分割多重化されたデータを分離して、内部回路に出力する入力信号制御ブロックと、
を具備することを特徴とする半導体集積回路。 - 前記入力信号制御ブロックは、
前記M個の信号入力端子のうちのX個の信号入力端子それぞれと接続され、前記通常動作モードのとき、接続された前記X個の信号入力端子それぞれから入力されたデータを前記内部回路へ出力し、前記テスト動作モードのとき、前記X個の前記信号入力端子のうちの1つの信号入力端子から時分割数がXの時分割多重化されたデータが入力され、前記クロック信号に基づいて、該データをX個のデータに分離して、前記内部回路へ出力する複数の入力信号制御回路を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。 - 前記時分割数は、2(X=2)であり、
前記入力信号制御回路は、
前記2個の信号入力端子と接続され、前記通常動作モードのとき、接続された前記2個の信号入力端子それぞれからデータが入力され、該データを前記内部回路へ出力し、前記テスト動作モードのとき、前記2個の前記信号入力端子のうちの1つの信号入力端子から時分割数が2の時分割多重化されたデータが入力され、前記クロック信号に基づいて、該データを2個のデータに分離して、前記内部回路へ出力する、
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。 - 前記入力信号制御回路は、
前記M個の信号入力端子のいずれか1つの信号入力端子からデータが入力される第1の入力端子と、
前記M個の信号入力端子の異なるいずれか1つの信号入力端子からデータが入力される第2の入力端子と、
前記クロック端子と接続され、クロック信号が入力される第1のクロック入力端子と、
前記通常動作モードと前記テスト動作モードとを切替えるモード信号が入力される第1のテストモード入力端子と、
前記第1のテストモード入力端子から入力されるモード信号に基づいて、前記第1の入力端子からデータが入力され、入力されたデータを増幅して出力するか、又は、出力をハイ・インピーダンスにする入力スリーステートバッファと、
前記第2の入力端子からデータが入力され、該データを増幅して出力する第1の入力バッファと、
前記第1のクロック入力端子から入力されるクロック信号を増幅して出力する第2の入力バッファと、
前記第2の入力バッファから増幅されたクロック信号が入力され、該クロック信号を反転して出力するする第1のインバータと、
前記第1のインバータから入力される反転されたクロック信号の立上がりエッジにより、第1のタイミング信号であるワンショットパルス信号を発生する第1のワンショットパルス発生回路と、
前記第2の入力バッファが出力するクロック信号の立上がりエッジにより、第2のタイミング信号であるワンショットパルス信号を発生する第2のワンショットパルス発生回路と、
前記第1のテストモード入力端子から前記モード信号が入力され、該モード信号を反転して出力する第2のインバータと、
前記第2のインバータの出力に基づいて、前記入力スリーステートバッファから入力されるデータを出力するか否かを選択する第1のトランスファゲートと、
前記第1のテストモード入力端子から入力される前記モード信号に基づいて、前記第1の入力バッファから入力されるデータを出力するか否かを選択する第2のトランスファゲートと、
前記第2のインバータの出力に基づいて、前記第2のワンショットパルス発生回路から入力される前記第2のタイミング信号を出力するか否かを選択する第3のトランスファゲートと、
前記第1のテストモード入力端子から入力される前記モード信号に基づいて、前記第1のワンショットパルス発生回路から入力される前記第1のタイミング信号を出力するか否かを選択する第4のトランスファゲートと、
前記第3のトランスファゲートから入力される前記第2のタイミング信号、又は前記第4のトランスファゲートから入力される前記第1のタイミング信号に基づいて、前記第1のトランスファゲート、又は前記第2のトランスファゲートから入力されているデータをラッチする第1のラッチ回路と、
前記第2のワンショットパルス発生回路から入力される前記第1のタイミング信号に基づいて、前記第1の入力バッファから入力されているデータをラッチする第2のラッチ回路と、
前記第1のラッチ回路からデータが出力される第1の出力端子と、
前記第2のラッチ回路からデータが出力される第2の出力端子と、
を備えること
を特徴とする請求項3に記載の半導体集積回路。 - 更に、データを出力するN個の信号出力端子と、
前記内部回路と前記N個の信号出力端子との間に備えられ、前記通常動作モードのとき、内部回路から入力されたデータを前記N個の信号出力端子へ出力し、前記テスト動作モードのとき、前記クロック信号に基づいて、前記内部回路から入力されたデータに対して、時分割数Xの時分割多重化を行い、前記N個の信号出力端子のうち(N/X)個の信号出力端子それぞれから時分割多重化を行ったデータを出力する出力信号制御ブロックと、
を具備することを特徴とする請求項1から請求項4いずれか1項の半導体集積回路。 - 前記出力信号制御ブロックは、
前記N個の信号出力端子のうちのX個の信号出力端子と接続され、前記通常動作モードのとき、前記内部回路からX個のデータが入力され、該データを接続された前記X個の信号出力端子それぞれへ出力し、前記テスト動作モードのとき、前記内部回路から入力されるX個のデータに対して時分割数がXの時分割多重化を行い、前記クロック信号に基づいて、時分割多重化を行ったデータを前記X個の信号出力端子のうちの1つの信号出力端子から出力する複数の出力信号制御回路を有する、
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体集積回路。 - 前記出力信号制御ブロックは、
前記時分割数は、2(X=2)であり、
前記出力信号制御回路は、
前記N個の信号出力端子のうちの2個の信号出力端子と接続され、前記通常動作モードのとき、前記内部回路から2個のデータが入力され、該データを接続された前記2個の信号出力端子それぞれへ出力し、前記テスト動作モードのとき、前記内部回路から入力される2個のデータに対して時分割数が2の時分割多重化を行い、前記クロック信号に基づいて、時分割多重化を行ったデータを前記2個の信号出力端子のうちの1つの信号出力端子から出力する、
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体集積回路。 - 前記出力信号制御回路は、
前記内部回路からデータが入力される第3の入力端子と、
前記内部回路からデータが入力される第4の入力端子と、
前記クロック端子と接続され、クロック信号が入力される第2のクロック入力端子と、
前記第2のクロック入力端子から入力されるクロック信号を増幅して出力する第3の入力バッファと、
前記通常動作モードと前記テスト動作モードとを切替えるモード信号が入力される第2のテストモード入力端子と、
前記第3の入力バッファが増幅したクロック信号と前記モード信号との論理積を演算して出力するANDゲートと、
前記ANDゲートの出力信号を反転して出力する第3のインバータと、
前記ANDゲートの出力信号を反転して出力する第4のインバータと、
前記ANDゲートの出力信号に基づいて、前記第3の入力端子から入力されたデータを出力するか否かを選択する第5のトランスファゲートと、
前記第4のインバータの出力信号に基づいて、前記第4の入力端子から入力されたデータを出力するか否かを選択する第6のトランスファゲートと、
前記第3の入力バッファから入力される増幅されたクロック信号の立上がりエッジにより、第3のタイミング信号であるワンショットパルス信号を発生する第3のワンショットパルス発生回路と、
前記第3のインバータの出力する信号の立上がりエッジにより、第4のタイミング信号であるワンショットパルス信号を発生する第4のワンショットパルス発生回路と、
前記第3のワンショットパルス信号と前記第4のワンショットパルス信号との論理和を演算して出力するORゲートと、
前記第3のタイミング信号に基づいて、前記第3の入力端子から入力されているデータをラッチする第3のラッチ回路と、
前記ORゲートの出力する信号に基づいて、前記第5のトランスファゲートの出力信号、又は前記第6のトランスファゲートの出力信号をラッチする第4のラッチ回路と、
前記第3のラッチ回路の出力信号を増幅して出力する第1の出力バッファと、
前記第4のラッチ回路の出力信号を増幅して出力する第2の出力バッファと、
前記N個の信号出力端子のうち1つの出力信号端子と接続され、前記第1の出力バッファの出力信号が出力される第3の出力端子と、
前記N個の信号出力端子のうちの異なる1つの出力信号端子と接続され、前記第2の出力バッファの出力信号が出力される第4の出力端子と、
を備えること
を特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路。
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