JP7406467B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
<半導体装置の構成>
図1は、実施の形態1に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。図1において、1は半導体装置を示している。特に制限されないが、周知の半導体製造技術によって1個の半導体チップに複数の回路ブロックが形成されて、半導体装置1となっている。半導体装置1には、複数の回路ブロックが形成されているが、図1では、図面が複雑になるのを避けるために、説明に必要な回路ブロックのみが描かれている。
次に、図1に示したSRAM2S1~5S1の構成を、図面を用いて説明する。前記した説明から理解されるように、ビット線対およびワード線の長さ等は、SRAM2S1~5S1間において異なっているが、基本的な構成は、SRAM2S1~5S1間において同様である。そのため、以下では、1個のSRAM(例えばSRAM2S1)を例にして説明する。
次に、単位メモリアレイ10[0]、単位列選択回路13[0]および単位IO制御回路14[0]の構成を、図面を用いて説明する。図4は、実施の形態1に係る単位メモリアレイ、単位列選択回路および単位IO制御回路の構成を示す回路図である。
図3では、ワード線として、WL[0]~WL[7]が示されていたが、図4では、1本のワード線WL[n]が代表として示されている。また、図3では、メモリセルMC内のラッチ回路が交差接続のインバータによって示されていたが、図4では、インバータを構成するPチャンネル型MOSFET(以下、P型FET)MP1、MP2とNチャンネル型MOSFET(以下、N型FET)MN1、MN2が明示されている。すなわち、P型FETMP1(MP2)とN型FETMN1(MN2)とが、電源電圧(第1電圧)Vddと接地電圧(第2電圧)Vssとの間で直列的に接続されることによって、インバータが構成されている。
単位IO制御回路13[0]は、プリチャージ回路PCH2、センスアンプSA、書き込み回路WCKおよび中間電位発生回路IVG1を備えている。
次に、図1に示した行選択回路11および制御回路12の構成例を説明する。図6および図7は、実施の形態1に係る制御回路の構成を示すブロック図である。また、図8は、実施の形態1に係る行選択回路の構成を示すブロック図である。
次に、実施の形態1に係るSRAMの動作を、図面を用いて説明する。図9~図11は、実施の形態1に係るSRAMの動作を示す波形図である。なお、以下の説明では、SRAMの構成を示した図3~図6等も参照する。
図9を用いて、リードモードにおける読み出し(Read)動作を説明する。イネーブル信号CENがイネーブル状態を示すロウレベルで、ライトイネーブル信号WENが読み出しを示すハイレベルで、テストイネーブル信号TEがテスト状態でないことを示すロウレベルとなることで、読み出し動作が指示される。ここでは、アドレス信号AD[3:0]によって、ワード線WL[n]とビット線対BL[0]、/BL[0]とが選択されるものとする。
図10を用いて、ライトモードにおける書き込み(Write)動作を説明する。イネーブル信号CENがロウレベルで、ライトイネーブル信号WENが書き込みを示すロウレベルで、テストイネーブル信号TEがロウレベルとなることで、書き込み動作が指示される。読み出し動作のときと同様に、アドレス信号AD[3:0]によって、ワード線WL[n]とビット線対BL[0]、/BL[0]とが選択されるものとする。
図11を用いて、テストモードにおけるテスト動作を説明する。イネーブル信号CENがロウレベルで、ライトイネーブル信号WENがロウレベルで、テストイネーブル信号TEがハイレベルとなることで、テスト動作が指示される。
図12は、実施の形態1に係るメモリセルの構成を示す回路図である。また、図13は、テスト動作のときのメモリセルの動作を示す波形図である。
図1に示したDFT制御ブロック6は、テストモードにおいて、SRAMに対してテスト用の信号およびデータ等を出力する。図14は、実施の形態1に係るDFT制御ブロックの動作を示す波形図である。
図15は、実施の形態2に係る単位メモリアレイ、単位列選択回路および単位IO制御回路の構成を示す回路図である。図15は、図4と類似している。相違点は、中間電位発生回路が変更され、中間電位発生回路IVG2となっている点である。
2 CPUブロック
3 画像処理ブロック
4 外部I/Fブロック
5 システム制御ブロック
6 DFT制御ブロック
BL[0]、/BL[0]、BL[1]、/BL[1] ビット線対
CBL、/CBL コモンビット線対
D[0]~D[2]、D[n] 入力データ
IVG1、IVG2 中間電位発生回路
MC メモリセル
MTC 配線容量
PCH1、PCH2 プリチャージ回路
Q[0]~Q[2]、Q[n] 出力データ
SA センスアンプ
TL、/TL 配線対
WCK 書き込み回路
WL[0]~WL[7]、WL[n] ワード線
Claims (9)
- メモリセルと、
前記メモリセルに接続され、リードモードにおいて、前記メモリセルのデータに従って、第1電圧と前記第1電圧とは異なる第2電圧に向かって変化する一対のビット線と、
前記一対のビット線からビット線を指定する指定回路と、
を備え、
テストモードにおいて、前記指定回路によって指定されたビット線に、前記一対のビット線の長さに依存する配線容量を備える容量素子を接続し、前記指定されたビット線の電圧を、前記第1電圧と前記第2電圧との間の電圧に設定する、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
ライトモードにおいて、前記一対のビット線に、書き込むべきデータに従った電位を供給する書き込み回路を、さらに備え、
前記書き込み回路は、前記指定回路を含み、前記ライトモードにおいて、前記指定回路によって指定されたビット線に、前記第1電圧および前記第2電圧とは異なる第3電圧を供給する、半導体装置。 - 請求項2に記載の半導体装置において、
前記指定回路は、前記書き込むべきデータの値に従って、前記一対のビット線からビット線を指定する、半導体装置。 - 請求項3に記載の半導体装置において、
前記第1電圧は、前記第2電圧を基準として、正の電圧であり、前記第3電圧は、前記第2電圧を基準として、負の電圧である、半導体装置。 - 請求項3に記載の半導体装置において、
前記容量素子は、前記指定回路によって指定されたビット線に接続されるべき一方の端子と、モードに応じた電圧が供給される他方の端子とを備え、
前記ライトモードにおいては、前記容量素子の前記他方の端子の電圧は、前記第1電圧から前記第2電圧へ変化し、
前記テストモードにおいては、前記容量素子の前記他方の端子の電圧は、前記第2電圧から前記第1電圧へ変化する、半導体装置。 - 請求項5に記載の半導体装置において、
前記リードモードおよび前記テストモードにおいて、前記一対のビット線間の電位差を増幅するセンスアンプを、さらに備え、
前記センスアンプは、前記リードモードに比べ前記テストモードのとき、動作開始が遅れる、半導体装置。 - 請求項4に記載の半導体装置において、
前記容量素子は、前記一対のビット線の長さに依存した長さを備え、前記一対のビット線と同じ方に延在する配線対によって形成される前記配線容量と、前記配線対間に接続されたMOS容量とを備え、
前記配線対のうちの一方の配線が、前記指定回路によって指定されたビット線に接続され、
前記配線対のうちの他方の配線には、モードに応じた電圧を前記他方の配線に供給する中間電位制御回路が接続され、
前記テストモードにおいて、前記中間電位制御回路は、前記他方の配線に、前記第2電圧から前記第1電圧に変化する電圧を供給する、半導体装置。 - 請求項7に記載の半導体装置において、
前記中間電位制御回路は、前記ライトモードにおいて、前記第1電圧から前記第2電圧へ変化する電圧を、前記他方の配線に供給する、半導体装置。 - 請求項2に記載の半導体装置において、
前記テストモードで用いられる信号を生成するDFT制御回路を、さらに備え、
前記DFT制御回路は、前記テストモードにおいて、前記ライトモードのときのデータとは反転論理のデータを前記一対のビット線に与える、半導体装置。
Priority Applications (4)
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