JPH06259997A - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- JPH06259997A JPH06259997A JP5045085A JP4508593A JPH06259997A JP H06259997 A JPH06259997 A JP H06259997A JP 5045085 A JP5045085 A JP 5045085A JP 4508593 A JP4508593 A JP 4508593A JP H06259997 A JPH06259997 A JP H06259997A
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- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
- Dram (AREA)
- Static Random-Access Memory (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Abstract
り、低電源電圧の下でのデータ誤書き込みを防止するこ
とを目的とする。 【構成】外部入力データを基準電位と比較することによ
って検出するデータ検出手段と、上記データ検出手段で
検出されたデータを保持するデータ保持手段とからなる
外部入力データ取り込み回路10を複数備えた半導体記憶
装置において、1つの外部入力データ取り込み回路10A
のデータ検出手段で検出されたデータをその外部入力デ
ータ取り込み回路を含む複数の外部入力データ取り込み
回路10A、10Bのデータ保持手段で保持するように構成
したことを特徴とする。
Description
憶装置に係り、特にテストのための外部データを内部に
取り込む外部入力データ取り込み回路が設けられた半導
体記憶装置に関する。
ミック・ランダム・アクセス・メモリ)の分野では、大
容量、高集積化に伴い、多種多様な製品が生産されてい
る。その流れの一つとして、汎用品としてのDRAMで
は、従来、×1ビットもしくは×4ビット品が主流をな
している。しかし、アクセスタイム(サイクルタイム)
が頭打ちになっている現在、データの大量処理のため各
種多ビット品が必要とされている。このような状況の中
で、テスト時間の短縮及び簡略化を進めることが必要で
ある。
ト品の外部入力データ取り込み回路(データ入力バッフ
ァ)付近の構成を図6に示す。図において、10はそれぞ
れ外部入力データ取り込み回路(DIB1〜DIB4)
(以下、データ入力バッファと称する)である。これら
4個のデータ入力バッファ10は全て同様に構成されてお
り、それぞれテストモードの時には外部データを取り込
んでメモリセルアレイ11に供給し、通常の動作モードの
時にはメモリセルアレイ11との間で書き込み及び読み出
し用のデータの授受を行う。
メモリセルからなり、テストモード時に、上記各データ
入力バッファ10に取り込まれ、書き込まれたデータがそ
の後に読み出され、書き込み前のデータと比較されるこ
とによりメモリセルの良否判定等のテストが行われる。
の詳細な構成を示している。図中、21はデータの検出を
行うバランス型フリップフロップ回路である。このフリ
ップフロップ回路21はそれぞれPチャネル及びNチャネ
ルMOSトランジスタからなる2個のインバータ22、23
の入出力端子間を逆並列接続して構成され、制御信号B
WLCTによって活性化制御される。そして、両インバ
ータ23、22の入力端子は一対の入力ノード24、25に接続
されている。
ノード24と電源電位との間には、ゲートが接地電位に接
続されたPチャネルMOSトランジスタ26が挿入されて
いる。また上記ノード24と接地電位との間には、ゲート
に制御信号WACPが供給されるNチャネルMOSトラ
ンジスタ27が挿入されている。さらに上記ノード24と接
地電位との間には上記NチャネルMOSトランジスタ27
に対して直列にNチャネルMOSトランジスタ28が挿入
されている。
れ、テストモード時に外部データDINの選択を行うN
チャネルMOSトランジスタであり、30はゲートに制御
信号BTEST(信号BTESTは信号TESTの反転
信号の意)が供給され、通常の動作モード時に書き込み
/読み出しデータI/Oの選択を行うNチャネルMOS
トランジスタである。上記両NチャネルMOSトランジ
スタ29、30の各一端は共通に接続され、この共通接続ノ
ードは、ゲートに制御信号BWHLDが供給されるNチ
ャネルMOSトランジスタ31を介して上記NチャネルM
OSトランジスタ28のゲートに接続されている。
ノード25と電源電位との間にはゲートが接地電位に接続
されたPチャネルMOSトランジスタ32が挿入されてい
る。また、上記ノード25と接地電位との間にはゲートに
制御信号WACPが供給されるNチャネルMOSトラン
ジスタ33が挿入される。また、上記ノード25と接地電位
との間には上記NチャネルMOSトランジスタ33に対し
てNチャネルMOSトランジスタ34が直列に挿入されて
いる。
れ、一端に基準電位VREFが供給されたNチャネルM
OSトランジスタであり、このMOSトランジスタ35の
他端は上記NチャネルMOSトランジスタ34のゲートに
接続されている。
方の入力ノード24、25は、ゲートに制御信号BWTRS
が供給されるデータ転送用のNチャネルMOSトランジ
スタ36、37それぞれを介してノード38、39に接続されて
いる。
が接続されている。この両ラッチ回路40、41は同様に構
成されており、それぞれ入出力端子が逆並列接続された
2個のインバータ42、43からなり、両ラッチ回路40、41
の出力ノード44、45はそれぞれ図6中のメモリセルアレ
イ11に接続されている。また、上記出力ノード44、45と
接地電位との間にはNチャネルMOSトランジスタ46、
47が接続されており、それぞれのゲートはそれが接続さ
れている側とは反対側の出力ノードに接続されている。
図8は上記図7のデータ入力バッファの動作の一例を示
すタイミングチャートである。以下、この図8を用いて
データ入力バッファの動作を説明する。
号TESTは“H”レベル(一般には+5Vの電源電
位)、制御信号BTESTは“L”レベル(一般には0
Vの接地電位)となり、NチャネルMOSトランジスタ
29がオンすることによって入力データの取り込み口は外
部データDINとなる。
信号BWHLDが“L”レベルになり、NチャネルMO
Sトランジスタ31、35がオフしてDIN及びVREFが
NチャネルMOSトランジスタ28、34のゲートに閉じ込
められる。このとき、制御信号WACPが“H”レベル
になり、NチャネルMOSトランジスタ27、33がオンし
てDIN及びVREFに応じた電位がフリップフロップ
回路21の入力ノード24、25に与えられる。その後、制御
信号BWLTCが“L”レベルになることによりフリッ
プフロップ回路21が動作し、DIN及びVREFに応じ
た電位がフリップフロップ回路21によって比較され、ノ
ード24、25の電位差が拡大される。上記両ノード24、25
の信号はそれぞれNチャネルMOSトランジスタ36、37
を介してノード38、39に伝達される。
ルになり、NチャネルMOSトランジスタ36、37がオフ
すると、ノード38、39の信号がラッチ回路40、41により
ラッチされ、そのラッチデータがノード44、45に出力さ
れる。その後、制御信号BWLTCが“H”レベルにな
り、フリップフロップ回路21における電位比較動作が終
了する。そして、ラッチ回路40、41によりラッチされた
データが、外部アドレスに従って、メモリセルアレイ11
内の所定のメモリセルに書き込まれる。
ビット数の多ビット品において、テストモード時に、通
常動作モード時と同じようにデータを書き込む場合、×
1ビット構成と同じ回路構成のデータ入力バッファをビ
ット数分設け、1ビット毎にデータを独立に書き込む際
に問題は生じない。また、テストの簡略化等の要求か
ら、一つのI/O(DIN)から全てのデータ入力バッ
ファに共通のデータを書き込むような場合でも、上記の
ように×4ビット構成のように少ないビット数の多ビッ
ト品では問題は生じない。しかし、これ以上の多ビット
品になると、入力容量の増大が非常に問題になってく
る。すなわち、一つの外部データ入力パッドに多数のデ
ータ入力バッファのDINの端子が接続されるため、こ
のパッドに対する入力容量が増大する。そして、この入
力容量の増大は書き込みデータの設定時間を長くし、テ
スト時間の増大をもたらす。
版が今後主流を成してくることが考えられる。しかし、
従来ではテストモード時の入力切替のためにNチャネル
MOSトランジスタ29、30が設けられているため、通常
のデータ書き込み時の場合にデータを2個のNチャネル
MOSトランジスタ30、31を介してNチャネルMOSト
ランジスタ28のゲートに転送しなければならない。そし
て電源電圧3.3V版等の低電圧品では、上記両MOS
トランジスタ30、31が十分にオンするようなゲート電位
が与えられず、書き込みデータの電位は2個のNチャネ
ルMOSトランジスタの閾値電圧分だけ低下する可能性
がある。しかし、これと比較される基準電位VREFは
1個のNチャネルMOSトランジスタ35のみを介してN
チャネルMOSトランジスタ34のゲートに転送されるた
め、この基準電位VREFは1個のNチャネルMOSト
ランジスタの閾値電圧分だけしか低下しない。従って、
条件によってはメモリセルアレイに正規のデータとは逆
のデータが書き込まれる可能性が生じる。
ータ取り込み回路が設けられた従来の半導体記憶装置で
はテスト時間が増大するという欠点があり、また低電源
電圧の下でデータの誤書き込みが生じるという欠点があ
る。この発明は上記のような事情を考慮してなされたも
のであり、第1の目的はテスト時間の短縮を計ることが
できる半導体記憶装置を提供することにある。また、こ
の発明の第2の目的は低電源電圧の下でのデータ誤書き
込みを防止することができる半導体記憶装置を提供する
ことにある。
置は、それぞれ外部入力データを基準電位と比較するこ
とによって検出する複数のデータ検出手段と、上記複数
の各データ検出手段で検出されたデータがそれぞれ転送
され、これら各データを保持する複数のデータ保持手段
と、上記複数のデータ保持手段のうち特定のデータ保持
手段で保持されたデータを制御信号に応じて出力する保
持データ出力手段と、上記複数のデータ保持手段のうち
上記特定のデータ保持手段以外の各データ保持手段のデ
ータを上記保持データ出力手段の出力に応じて設定する
データ設定手段とを具備したことを特徴とする。
のデータ保持手段に供給され、この供給データに応じて
特定のデータ保持手段以外の他のデータ保持手段におけ
るデータが設定される。これにより、同一データを全て
のデータ保持手段で保持させる際に、外部入力データは
特定のデータ保持手段にのみ供給すればよい。
り説明する。
1の実施例であるDRAMの構成を示すブロック図であ
る。この実施例のDRAMでは複数個の外部入力データ
取り込み回路(DIB:データ入力バッファ)が設けら
れており、これら複数個のデータ入力バッファはさらに
特定の1個のデータ入力バッファ10Aと残りのデータ入
力バッファ10Bとからなる2種類のもので構成されてい
る。
ストモード時に外部データを取り込んでメモリセルアレ
イ11に供給し、通常の動作モード時にはメモリセルアレ
イ11との間で書き込み及び読み出し用のデータの授受を
行う。また、残りのデータ入力バッファ10Bにはそれぞ
れテストモード時に上記データ入力バッファ10Aに取り
込まれたデータが共通に供給され、各データ入力バッフ
ァ10Bはそれぞれこのデータを保持して上記メモリセル
アレイ11に供給すると共に通常の動作モード時にはデー
タ入力バッファ10Aの場合と同様にメモリセルアレイ11
との間で書き込み及び読み出し用のデータの授受を行
う。
メモリセルからなり、テストモード時に、上記データ入
力バッファ10A、10Bにそれぞれ取り込まれ、書き込ま
れたデータがその後に読み出され、書き込み前のデータ
と比較されることによりメモリセルの良否判定等のテス
トが行われる。
ファ10Aの詳細な構成を示している。なお、前記図7に
示す従来のデータ入力バッファと対応する箇所には同じ
符号を付してその説明は省略し、従来と異なる点につい
てのみ説明する。
OSトランジスタ29、30が省略され、前記NチャネルM
OSトランジスタ31の一端が書き込み/読み出しデータ
I/Oの端子に直接に接続されている。
44、45には保持データ出力回路48、49が接続されてい
る。上記両保持データ出力回路48、49は同様に構成され
ており、それぞれラッチ回路40、41の出力ノード44、45
の信号及び制御信号TESTが供給されるNANDゲー
ト回路50と、このNANDゲート回路50の出力を反転す
るインバータ51とから構成されている。そして、上記保
持データ出力回路48、49の出力信号TD、BTDは図1
中の他方の各データ入力バッファ10Bに並列に供給され
る。
ファ10Bの詳細な構成を示している。なお、この場合も
前記図7に示す従来のデータ入力バッファと対応する箇
所には同じ符号を付してその説明は省略し、従来と異な
る点についてのみ説明する。
記MOSトランジスタ29、30が省略され、前記Nチャネ
ルMOSトランジスタ31の一端が書き込み/読み出しデ
ータI/Oの端子に直接に接続されている。
ド38、39と接地電位との間にはラッチデータ設定用のN
チャネルMOSトランジスタ52、53が接続されている。
そして、ラッチ回路40側に設けられたNチャネルMOS
トランジスタ52のゲートには前記データ入力バッファ10
Aの出力信号TDが供給され、ラッチ回路41側に設けら
れたNチャネルMOSトランジスタ53のゲートには前記
データ入力バッファ10Aの出力信号BTDが供給され
る。
モード時の動作を図4のタイミングチャートを用いて説
明する。このテストモード時に電源電圧を投入すると、
制御信号TESTは“H”レベルになり、基準電位VR
EFは約1.6Vに設定される。この時、データ入力バ
ッファ10AのI/Oの端子にのみ外部データ入力パッド
を接続して外部データの書き込みを行う。いま、外部デ
ータとして例えば“1”が書き込まれるとする。この
時、データ入力バッファ10BのI/Oの端子は全て外部
データ入力パッドには接続されず、それぞれフローティ
ング状態にされる。つまり、データ入力バッファ10Aの
みが正しい外部データを取り込むことになる。
タ入力バッファ10Aにおいて、制御信号BWHLDが
“L”レベルになり、NチャネルMOSトランジスタ3
1、35がオフしてI/O及びVREFがNチャネルMO
Sトランジスタ28、34のゲートに閉じ込められる。この
とき、制御信号WACPが“H”レベルになり、Nチャ
ネルMOSトランジスタ27、33がオンしてI/O及びV
REFに応じた電位がフリップフロップ回路21の入力ノ
ード24、25に与えられる。その後、制御信号BWLTC
が“L”レベルになることによりフリップフロップ回路
21が動作し、I/O及びVREFに応じた電位がフリッ
プフロップ回路21によって比較され、ノード24、25の電
位差が拡大される。その後、上記両ノード24、25の信号
は制御信号BWTRSが“H”レベルの期間に、それぞ
れNチャネルMOSトランジスタ36、37を介してラッチ
回路40、41の入力ノード38、39に伝達される。
ルになり、NチャネルMOSトランジスタ36、37がオフ
すると、ノード38、39の信号がラッチ回路40、41により
ラッチされ、そのラッチデータがノード44、45に出力さ
れる。その後、制御信号BWLTCが“H”レベルにな
り、フリップフロップ回路21における電位比較動作が終
了する。
“H”レベルされているので、データ入力バッファ10A
の保持データ出力回路48、49内の各NANDゲート回路
50で上記各ラッチ回路40、41の出力信号が反転され、各
さらにインバータ51で各NANDゲート回路50の出力信
号が反転され、信号TD、BTDとして出力される。こ
こで、上記のようにデータ入力バッファ10AのI/Oの
端子に“1”の外部データが供給された場合、保持デー
タ出力回路48の出力信号TDは“H”レベル、他方の出
力信号BTDは“L”レベルとなる。
ァ10BはI/Oの端子がフローティング状態のため、不
確定のデータをそれぞれの各ラッチ回路40、41でラッチ
しようとする。しかし、上記のように保持データ出力回
路48の出力信号TDが“H”レベル、BTDが“L”レ
ベルにそれぞれ確定すると、各ラッチ回路40の入力ノー
ド38に接続されたNチャネルMOSトランジスタ52がオ
ン状態になるため、これら各ラッチ回路40の入力ノード
38が強制的に接地電位となり、各ラッチ回路40は入力ノ
ード38が“L”レベル、出力ノード44が“H”レベルと
なるようにデータのラッチを行う。
ッチ回路41の入力ノード39に接続されたNチャネルMO
Sトランジスタ53はオフ状態となり、これら各ラッチ回
路41の入力ノード39は不確定のままである。しかし、ラ
ッチ回路40の出力ノード44が“H”レベルに確定したこ
とにより、NチャネルMOSトランジスタ47がオンし、
ラッチ回路41のノード45は接地電位にされる。このた
め、各ラッチ回路41は、出力ノード45が“L”レベル、
入力ノード39が“H”レベルとなるようにデータをラッ
チする。
れた“1”データが、全てのデータ入力バッファに共通
に書き込まれることになる。そして、この後は外部アド
レスに従って、メモリセルアレイ11内の所定のメモリセ
ルにデータが書き込まれる。
入力バッファに共通データの書き込みを行う場合、一つ
のデータ入力バッファ10Aのみにデータを供給すればよ
いので、従来のように外部データ入力パッドの入力容量
が増大する恐れはない。この結果、書き込みデータの設
定時間の短縮を計ることができ、テスト時間の増大を防
止することができず。
常の動作モード時は制御信号TESTが“L”レベルに
なる。このとき、データ入力バッファ10A内の保持デー
タ出力回路48、49ではNANDゲート回路50の出力信号
が“H”レベル、これに続くインバータ51の出力信号、
すなわち信号TD、BTDが共に“L”レベルとなり、
この両信号TD、BTDが供給されるデータ入力バッフ
ァ10B内のNチャネルMOSトランジスタ52、53は全て
オフ状態になる。このため、各データ入力バッファ10B
内のラッチ回路40、41はそれぞれの入力ノード38、39の
信号をラッチする。そして、この通常の動作モード時、
書き込みデータと基準電位VREFとはそれぞれ1個の
NチャネルMOSトランジスタ31、35それぞれを介して
NチャネルMOSトランジスタ28、34の各ゲートに供給
される。このため、電源電圧が5Vよりも低い低電圧品
の場合に、書き込みデータの電位低下は基準電位VRE
Fに生じる場合と同様にNチャネルMOSトランジスタ
1個分となり、従来のようにメモリセルアレイに正規の
データとは逆のデータが書き込まれる可能性は存在しな
くなり、低電源電圧の下でのデータ誤書き込みを防止す
ることができる。
2の実施例であるDRAMの構成を示すブロック図であ
る。上記第1の実施例のDRAMは、テストモード時
に、複数個のデータ入力バッファのうち1個のデータ入
力バッファ10Aに書き込まれたデータを残り全てのデー
タ入力バッファ10Bに書き込む場合のものである。これ
に対しこの第2の実施例のDRAMでは、データ入力バ
ッファ10を複数のブロックに分け、各ブロック毎に外部
データ入力パッドから直接に外部データが書き込まれる
データ入力バッファ10Aとこれら各データ入力バッファ
10Aに書き込まれたデータを保持するデータ入力バッフ
ァ10Bを設けることによって、データ入力バッファ複数
個単位で同一データの書き込みを可能にしたものであ
る。
テスト時間の短縮を計ることができ、また低電源電圧の
下でのデータ誤書き込みを防止することができる。
成を示す回路図。
成を示す回路図。
図。
バッファDIB)、11…メモリセルアレイ、21…バラン
ス型フリップフロップ、22,23…インバータ、24,25…
バランス型フリップフロップの入力ノード、26,32…P
チャネルMOSトランジスタ、27,28,29,30,31,3
3,34,35,46,47…NチャネルMOSトランジスタ、3
6,37…データ転送用のNチャネルMOSトランジス
タ、38,39…ラッチ回路の入力ノード、40,41…ラッチ
回路、44,45…ラッチ回路の出力ノード、48,49…保持
データ出力回路、52,53…ラッチデータ設定用のNチャ
ネルMOSトランジスタ。
Claims (9)
- 【請求項1】 外部入力データを基準電位と比較するこ
とによって検出するデータ検出手段と、 上記データ検出手段で検出されたデータを保持するデー
タ保持手段とからなる外部入力データ取り込み回路を複
数備えた半導体記憶装置において、 1つの外部入力データ取り込み回路のデータ検出手段で
検出されたデータをその外部入力データ取り込み回路を
含む複数の外部入力データ取り込み回路のデータ保持手
段で保持するように構成したことを特徴とする半導体記
憶装置。 - 【請求項2】 それぞれ外部入力データを基準電位と比
較することによって検出する複数のデータ検出手段と、 上記複数の各データ検出手段で検出されたデータがそれ
ぞれ転送され、これら各データを保持する複数のデータ
保持手段と、 上記複数のデータ保持手段のうち特定のデータ保持手段
で保持されたデータを制御信号に応じて出力する保持デ
ータ出力手段と、 上記複数のデータ保持手段のうち上記特定のデータ保持
手段以外の各データ保持手段のデータを上記保持データ
出力手段の出力に応じて設定するデータ設定手段とを具
備したことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項3】 前記複数のデータ保持手段のそれぞれ
が、 前記データ検出手段で検出されたデータが供給されるデ
ータ入力ノードに入力端子が接続された第1の信号反転
回路と、 上記第1の信号反転回路の出力端子に入力端子が接続さ
れ、第1の信号反転回路の入力端子に出力端子が接続さ
れた第2の信号反転回路とからなるラッチ回路で構成さ
れていることを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶
装置。 - 【請求項4】 前記保持データ出力手段が、 前記データ保持手段の保持データと制御信号が入力され
るゲート回路で構成されていることを特徴とする請求項
2に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項5】 前記データ設定手段が、 前記データ保持手段のデータ入力ノードと第1の電位と
の間に挿入され、前記保持データ出力手段の出力データ
に応じて導通制御されるスイッチ手段で構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項6】 それぞれ一対の入力ノードを有する複数
のデータ検出手段と、 上記複数の各データ検出手段の一方の入力ノードとデー
タ入力ノードとの間にそれぞれ挿入されたデータ入力制
御用の第1のスイッチ手段と、 上記複数の各データ検出手段の他方の入力ノードと基準
電位入力ノードとの間にそれぞれ挿入された基準電位入
力制御用の第2のスイッチ手段と、 上記複数の各データ検出手段で検出されたデータがそれ
ぞれ転送され、これら各データを保持する複数のデータ
保持手段と、 上記複数のデータ保持手段のうち特定のデータ保持手段
で保持されたデータを制御信号に応じて出力する保持デ
ータ出力手段と、 上記複数のデータ保持手段のうち上記特定のデータ保持
手段以外の各データ保持手段のデータを上記保持データ
出力手段の出力に応じてを設定するデータ設定手段とを
具備したことを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項7】 前記複数のデータ保持手段のそれぞれ
が、 前記データ検出手段で検出されたデータが供給されるデ
ータ入力ノードに入力端子が接続された第1の信号反転
回路と、 上記第1の信号反転回路の出力端子に入力端子が接続さ
れ、第1の信号反転回路の入力端子に出力端子が接続さ
れた第2の信号反転回路とからなるラッチ回路で構成さ
れていることを特徴とする請求項6に記載の半導体記憶
装置。 - 【請求項8】 前記保持データ出力手段が、 前記データ保持手段の保持データと制御信号が入力され
るゲート回路で構成されていることを特徴とする請求項
6に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項9】 前記データ設定手段が、 前記データ保持手段のデータ入力ノードと所定電位との
間に挿入され、前記保持データ出力手段の出力データに
応じて導通制御されるスイッチ手段で構成されているこ
とを特徴とする請求項6に記載の半導体記憶装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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