JPH09507945A - メモリアドレスデコーダと誤り許容メモリアドレスデコーダをテストする方法 - Google Patents
メモリアドレスデコーダと誤り許容メモリアドレスデコーダをテストする方法Info
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Abstract
(57)【要約】
アドレスデコーダの論理ゲートと電圧源との間のハード的にオープンの欠陥は、メモリを条件付きで不動作にする。デコーダはそれ故、そのようなハード的にオープンの欠陥に対してテストされる。2つの論理的に隣接した行または列の2つのセルは相補的な論理データが書き込まれる。もし、読み出し動作が、2つのセルにおけるデータが同一であることを表わすならば、デコーダにおけるハード的にオープンの存在と位置が実証される。代案として、メモリーは、たといハード的にオープンの欠陥がデコーダの論理ゲートに存在しているときでも、行および列を適当に使用不能にするために付加的なディスエイブル手段を含んでいる誤り許容のデコーダが具えられている。
Description
【発明の詳細な説明】
メモリアドレスデコーダと誤り許容メモリアドレスデコーダを
テストする方法発明の分野
本発明は、複数のセル、アドレスを受信するために働く入力手段、およびデコ
ード手段を含む回路をテストする方法に関する。デコード手段は、入力手段に接
続されたデコード入力端子と複数のセルに接続されたデコード出力端子とを有し
ている。デコード手段は、アドレスを基礎としてセルをアクセスすることを可能
にするように働く。本発明はまた、そのような回路に関する。本発明は特に、し
かし専らではないが、ランダムアクセスメモリ(RAMs)とリードオンリメモ
リ(ROMs)とに関する。背景技術
電子回路、特に集積回路のシステム的および自動的にテストをすることは、益
々重要になってくる。回路の各次の世代は、常に高い素子密度と常にシステム機
能性の増加する数を進める傾向にある。個々の回路は、徹底的でかつ高価なテス
トを除いては、プロセスの欠陥が検出されず、そして位置が示されない程度まで
今は複雑になってきた。顧客は、オペレーショナル使用においてそれらの隠され
た欠陥を示す回路製品を受け入れることを予測できず、それによって、例えば、
生命維持システムまたは航空機の制御システムを信頼できなくしてしまう。それ
故、テストが回路製品の完全なオペレーションを保証し続けられることは、製造
者と顧客の両方にとって極度に重要なことである。
ランダムアクセスメモリ(SRAMs,DRAMs)は通常マーチテストおよ
び/またはデータ保持テストを受ける。マーチテストはすべてのアドレスを通過
し、そして各アドレスに対してある読み出しと書き込みの動作を行う。例えば、
典型的なマーチテストにおいては、各RAMの位置が最初に読み出され、そして
そのうえで補数データが書き込み戻される。データ保持テストにおいては、各セ
ルは書き込まれ、そしてあらかじめ定めた待ち時間の後、記憶した論理状態に影
響する電流の漏洩が生じたか否かを見るためにチェックされる。ビット指向のメ
モリにおけるメモリセルとワード指向のメモリにおけるメモリセルのグループは
、連続的にのみアクセスでき、こうして長いテスト手順を生ぜしめる。
1Mbitオーダまたはもっと大きい記憶容量を有する半導体メモリの慣習的
なテストは、製造コストのかなりのパーセンテージを作っている。例えば、4M
bitのDRAMに対しては、このパーセンテージが全く10%になる。もっと
大きなメモリに対しては、パーセンテージは、テストを処理するために必要な時
間が記憶容量とともに増加するので、なおさらに増加する。64MbitのDR
AMに対しては、テストをすることは、1MbitのDRAMのテストをするこ
との240倍のコストになることが見積られる。これは、テストのコストと64
MbitのDRAMの全体のコストの比がそのときほぼ40%になり、そしてそ
れは受け入れられない程高いことを意味している。従って、トランジスタ密度を
増加させ、そして、半導体基板(ウエハスケールのデバイスを含む)上に集積さ
れ得るシステム機能性の数を増加させるにつれて、従来技術でテストをすること
はICメモリ製品の商業的生存力を決定することにおいて大きなファクタになっ
てきた。別の情報に関しては、“A New Testing Acceleration Chip for Low-Co
st Memory Tests ”,M.Inoue et al.,IEEE Design & Test of Computers,Ma
rch 1993,pages 15-19を参照されたい。上記は、テストをすることが信頼でき
るメモリ製品の製造において本質的なステップであることを示すために役立つ。発明の目的
メモリの複雑性を増加させ、主要点の大きさを減少させるにつれて、欠陥を有
しているアドレスデコーダの確率が増加した。すべてのデコーダの障害はそれら
自体マトリックスの障害として表わす、R.Nair et al.,“Efficient Algorith
ms for Testing Semiconductor Random Access Memories ”,IEEE Trans.Comp
uter,Vol.C-27,Pages 572-576,June 1978参照、が提案されてきた。しかし
ながら、すべてのデコーダの障害が単純にメモリマトリックスにマップできない
ことが、本発明者によって見い出された。これは特に、ゲートのトランジスタと
電圧供給源との間のハード的にオープンの欠陥のような、デコーダのロジックゲ
ートの内側で生じるそれらの欠陥にあてはまる。そのような障害をリニアなテス
トアルゴリズムによって徹底的にカバーすることは不可能である。
本発明の目的は、それ故、そのようなデコーダの障害を簡単に検出する方法を
提供することにある。別の目的は、動作がそのようなハード的にオープンの障害
を受けつけないデコーダを有するメモリを提供することにある。発明の概要
本発明の方法は、次のステップ:セルのうちの第1のセルをアクセスするため
の入力手段に第1のアドレスを供給し;第1のセルに第1の論理状態を書き込み
;セルのうちの第2のセルのアクセスのための入力手段に第1のアドレスとは1
bitだけ異なっている第2のアドレスを供給し;第2のセルに第2の論理状態
を書き込み;そして第2のセルに書き込んだ後に第1のセルを読み出すことによ
って特徴づけられている。
本発明は、すべての適当なアドレスが概観されるまで電流アドレスを1bit
ずつ連続的に改めることによって、デコード手段は特別の順番でオペレーショナ
ル使用中に起り得るすべての物理的状態を通り過ぎるという知見に基づいている
。第2のセルに処理された書き込み動作の完了後の第1のセルの読み出しは、も
しデコード手段の機能に障害がないならば、第1のセルはまだ第1の論理状態の
ままであることを表わしている。もし、しかしながら、第1のセルが仮定した第
2の論理状態であると判明したならば、そのときは、第1のセルは第2のセルの
書き込み動作中に上書きされた。この手順は、デコード手段における欠陥の検出
と位置の表示を可能にする。アドレスは外部から回路に供給されるアドレス情報
であり得る。代案として、アドレスは、デコード手段にとって内部の情報、すな
わち、(部分的に)デコードされたアドレスを示している情報もあり得る。
もし、セルが行および列に配置され、そしてデコード手段が行デコーダと列デ
コーダを含んでいるならば、すべての行アドレスは上記方法によって概観され得
、そしてすべての列アドレスはデコーダをテストするために上記方法によって概
観され得る。明らかなように、本発明による方法のテストの複雑さは、マトリッ
クスそれ自体に処理されたマーチテストと比べられるとき隣接している。
本発明の方法は障害のあるデコード手段の問題を攻撃する1つの方法を表わし
ている。別の方法は、誤り許容のデコーダ、すなわち、その動作が上記検討した
種類のハード的にオープンによって影響されないデコーダを設計することである
。従って、本発明はさらに、デコード手段が制御信号を受信するための別の入力
端子と、別の入力端子に接続されたディスエイブル入力端子を有して制御信号の
制御のもとにデコード出力を使用不能にするように働くディスエイブル手段とを
含んでいることを特徴とする前文で規定したような回路を提供する。
本発明におけるディスエイブル手段は、デコード手段の論理ゲート中の電圧源
とトランジスタ間のハード的にオープンの欠陥を無害にする。ディスエイブル手
段は、アドレスによって制御されている正常なそれ(アドレス)に加えて使用不
能にするメカニズムを提供するのに役立つ。もし、使用不能にするメカニズムで
制御された正常なアドレスがハード的にオープンのため適当に機能しないならば
、付加的なディスエイブル手段はデコーダの論理的に障害のない動作を確実にす
る。このデコード手段の組み込まれていた誤り許容は、そのような欠陥の存在に
もかかわらず、セルだけでなく、デコーダ回路を正しく機能している状態に維持
させる。この誤り許容は、好ましくは、そうでなければハード的にオープンの欠
陥のため活性になるであろうどんなデコーダ出力をも使用不能にするように、デ
コード手段が論理的にアドレスを制御信号と結合させることを可能にするように
働くディスエイブル手段を有することによって達成される。
本発明は特に、しかし専らではないが、SRAM、DRAMおよびROM回路
に適当である。それにもかかわらず、アドレスデコーダを通してアドレス可能な
他のセルの配置、例えばCCDデバイスまたは液晶(LCD)のようなフラット
パネルディスプレイ(FPD)も、同様に本発明から益する。図面の説明
本発明は、例示の方法により、そして添付図面を参照して説明される:
図1は、アドレスデコーダを有するセルマトリックスのブロック図であり;
図2は、SRAMにおける慣習的なアドレスデコーダの一部のトランジスタ図
であり;
図3は、別の慣習的なアドレスデコーダの論理図であり;そして
図4は、組み込まれた誤り許容のアドレスデコーダの論理図である。詳細な実施例 セルマトリックス
図1は、行および列のマトリックスに配置された複数のセル102を含んでい
る回路100の図である。マトリックスのセル102へのアクセスは、行デコー
ド手段106および列デコード手段108を通して読み出し/書き込み論理10
4を介して達成される。デコード手段106に供給されたアドレスは行(または
ワードライン)のうちの選択された行を活性化し、そしてデコード手段108に
供給されたアドレスは列のうちの選択された列を使用可能にする。制御ユニット
110は、デコード手段106および108へのアドレス供給のタイミングを制
御するための制御信号X−cntlおよびY−cntlを発生する。典型的に、
制御信号X−cntlおよびY−cntlはパルス形状のそして周期的な信号で
ある。デコードロジックのトランジスタスキーム
図2は、ハード的にオープンの欠陥から障害の系統を説明するために、図1の
デコード手段106のトランジスタ図の例である。デコード手段106は、それ
ぞれのワードラインドライバ(図示しない)を介して、それぞれワードライン2
08,210および212に供給する複数の一様なNANDゲート202,20
4および206を含んでいる。セル214,216および218は、それぞれワ
ードライン208,210および212に接続されている。この例においては、
セル214−218は参照を容易にするために、同じ列に位置していると仮定さ
れる。ワードライン208−212は、アドレスビットA3,A4,A5および
A7、およびそれら論理の補数A3,A4,A5およびA7の適当な組み合わせ
によって選択される。NANDゲート202はA3,A4,A5およびA7を受
信する。NANDゲート204はA3,A4,A5およびA7を受信する。NA
NDゲート206はA3,A4,A5およびA7を受信する。ワードライン20
8−212のうちの特別のワードラインが、NANDゲート202−206の組
み合わされたNANDゲートが論理値低を供給するとき、すなわち、受信された
すべてのアドレスビットが論理値高であるとき、使用可能にされる。
NANDゲート202−206は一様であるから、NANDゲート206のみ
がさらに詳細に検討される。NANDゲート206は、供給電圧VDDとワード
ライン212間に並列に配置された4個のPFETs220,222,224お
よび226と、ワードライン212と接地間に直列に配置された4個のNFET
s228,230,232および234とを含んでいる。FETs220−23
4は、アドレスビットA3,A4,A5およびA7を通して相互に相補的に制御
されるように対に接続されている。ワードライン212は、A3,A4,A5お
よびA7がすべて論理値高を有することによって選択されまたは活性化され、こ
うして、NFETs228−234をオンに転換しそしてPFETs220−2
26をオフに転換することによってワードライン212を低に引っ張る。ワード
ライン212は、PFETs220−226のいずれか1つを介してそれを高に
引っ張ることによって使用不能にされる。
NANDゲート206が、PFET226とVDD間にハード的にオープンの
欠陥236を有していると仮定しよう。すなわち、PFET226のソースと供
給電圧VDD間の接続は、ワードライン212を適当に使用不能にし、すなわち
、PFET226を介して高に引っ張られたワードライン212をもつように、
あまりに高い抵抗を有する。もし、ワードライン212がワードライン210を
使用可能にすることによって使用不能にされるべきならば、結果は、PFET2
26が不活性であるからライン210と212の両方が使用可能にされる。それ
故、セル216に書き込むことを意味された書き込み動作はまた、セル218上
にもなされる。しかしながら、もし、ワードライン208が使用可能であれば、
ワードライン212はPFET222がオンに転換されるとき適当に使用不能に
される。従って、欠陥236は、例えば、最初にセル218に書き込まれた論理
状態を有してそしてそのうえでセル216に論理値の補数を書き込むことによっ
て、セル218はアクセスされた直後にセル216に書き込むことによって検出
され得る。セル216と218に記憶されたデータを比較することは、そのとき
、セル218が上書きされたとき両セルは同じ論理状態を有していることを表し
ている。もし代わりに、セル218がアクセスされた直後にセル214が書き込
まれたならば、ワードライン212はPFET222を介して適当に使用不能に
され、そして欠陥236は検出されないことになる。
オープンの欠陥は、現代のCMOSプロセスにおいてショート回路の欠陥より
もっと少ない程度に生ずるけれども、デコーダは示した例におけるNANDゲー
トのように多数の多入力論理ゲートを含んでいるから、オープンの欠陥の確率は
まだ無視できない。セルマトリックス上に処理されるマーチテストと昇または降
順にアドレスを使用することは、上記に検討した欠陥236のような欠陥を徹底
的に検出することはできない。この種類の欠陥は、もし、連続的なふるまい、す
なわち履歴依存性ふるまいが生じないならば、慣習的なリニアテストアルゴリズ
ムによって検出されるだけである。アドレスデコーダ
図3は、SRAM(図示しない)における典型的な6bitの行アドレスデコ
ーダ300の論理図である。デコーダ300は、アドレスビットA1,A2,A
3,A4,A5およびA6を64のワードラインWL00,WL01,WL02
,・・・・,WL63に対するエネイブル/ディスエイブル信号にデコードする
ために働く。デコーダ300は、上記検討したNANDゲートの代わりにNOR
ゲートを使用する。この違いが本発明の本質に適当でないことは、当業者にとっ
て明らかであろう。
デコーダ300は、ビットA2−A6をデコードするために5入力NORゲー
ト302,304,・・・・,306および308を含んでいる。ビットA1は
、制御信号X−cntlと論理的に結合された後、2入力NANDゲートの配置
310を介してデコードされる。幾つかのハード的にオープンの欠陥が以下に検
討される。
まず、欠陥312と314のような2個の論理ゲート間の内部接続に破れを生
じているオープンの欠陥を考える。欠陥312と314は、ワードラインWL0
0およびWL01に接続されたRAMセル(図示しない)の縮退欠陥としてそれ
自体表し、そして“6N”のようなリニアアルゴリズムによって検出され得る。
論理ゲート内のハード的にオープンの欠陥は、それらが単一のトランジスタの
みの動作に影響を与えるような完全に異なったカテゴリの欠陥である。NAND
ゲート316のPFET(図示しない)のソースが電圧源VDDに接続されない
ことを生じさせている、NANDゲート316に起きるハード的にオープンの欠
陥を考えよう。NANDゲート316には唯1個の他のPFET(図示しない)
があるだけであるから、欠陥のあるトランジスタは、アドレス空間における昇順
または降順いずれかのマーチテストによって検出される。特に、障害のあるNA
NDゲート316の入力データはグレーコードによって変化される。これは、A
1およびデコードされたA6−A2ビットはグレーコードの方法で変化すること
を意味している。もし、NANDゲートへの入力の数が3またはそれ以上であっ
たならば、障害の検出は保証されない。これは、欠陥のあるPFETに並列に配
置された他のPFETsが障害の影響を隠すからである。これは、図2を参照し
て以前に説明したような組合せのふるまいの代わりに、連続的な、すなわち、履
歴依存のふるまいをデコーダが示すことを生ぜしめる。
同様な理由づけは、必要な変更を加えて、NORゲート304におけるハード
的にオープンの障害に応用する。NORゲート318における関連したNFET
s(図示しない)の少なくとも3つのオープンの欠陥は、慣習的なマーチテスト
のもとでは検出されないままである。NORゲート302−308はそれ故、ハ
ード的にオープンを検出するために以下のように連続的にテストされる。NOR
ゲート302−308のうちの特別のNORゲートに対して、論理値低がワード
ラインWL00−WL63の相当するワードラインの選択されたセル(図示しな
い)に書き込まれ、と同時にビットA1は低に保たれる。ワードラインアドレス
をわずか1bitだけ変えなさい。これは、もしNFETが正しく機能している
ならば、NORゲートの特定のNFET(図示しない)を介して特別のNORゲ
ートを使用不能にする。結果として、論理値高が新しいアドレスに相当するワー
ドラインの選択されたセル(図示しない)に書き込まれる。もし、特定のNFE
Tがオープンの欠陥を有するならば、そのとき、前のアドレスが有効であったと
きに書き込まれたセルは、再び書き込まれる。前のセルの引き続く読み出し動作
は、前のセルが上書きされているかそうでないかを表している。第2の新しいワ
ードラインアドレスはそのとき、第1の新しいワードラインアドレスから1bi
tだけ異なって発生され、そして論理値低が第2のワードラインに相当する選択
されたセルに書き込まれる。第1の新しいワードラインのセルを読みだすことは
そのとき、後者が上書きされたかそうでないかを表している、等々。
従って、ワードラインのアドレスを1bitだけ連続的に替え、そして論理値
低と論理値高とを交互に書き込み、引き続いて1書き込みサイクルを除く最後の
サイクルの期間に書き込まれたセルの読み出し動作をすることは、論理ゲート内
のハード的にオープンの検出を可能にする。修正されたアドレスデコーダ
図4は、図3に示した種類の行アドレスデコーダ400の論理図であるが、し
かしここでは、デコーダの論理ゲート内のハード的にオープンに対して保護する
ための方法によって修正され、その結果、デコーダとメモリの両方は、ハード的
にオープンの欠陥にもかかわらず正しく機能する。上記のテスト手順はそのとき
実行される必要はない。
図3の検討は、デコーダ中の論理ゲートの使用不能にするパスにおける単一の
トランジスタの動作に影響を与えるハード的にオープンの欠陥を発見することに
含まれる困難さを説明している。例えば、NANDゲートにおける使用不能のパ
スはPFETsの並列配置によって形成され、そしてNORゲートにおける使用
不能のパスはNFETsの並列配置によって成形される。さて本発明は、連続的
なアクセス(読み出し、書き込み、リフレッシュ)動作間で活性化される付加的
な使用不能にするパスを提供する。
示された例において、デコーダ400は、図3のデコーダ300におけるよう
に5入力NORゲートが設けられている代わりに、6入力NORゲート402,
404,406および408が設けられている。さてNORゲート402−40
8は、各々ワードラインWL00−WL63の組み合わされた1つを使用不能に
するために付加的なディスエイブルパスを有している。ディスエイブルパスは、
関連したNORゲートの出力端子と接地間に並列に配置された6個のNFETs
(図示しない)のうちの6番目のNFETによって形成され、他の5個のNFE
Tsはデコーダ300のNORゲート302−308におけるそれらと同様に機
能する。この例において、6番目のPFET(図示しない)は、その6番目のP
FETが厳密な意味で本発明にとって機能的に本質的ではないけれども、論理的
な矛盾を避けるためとNORゲート402−408に対する標準レイアウトを利
用することを可能にするために加えられる。6番目のNFETと6番目のPFE
Tは、例えば、RAMクロックから引き出された周期的な制御信号X−cntl
を介して制御される。制御信号X−cntlは、以前に書かれたセルの上書きま
たはデータの矛盾が起こらないように、連続的なアクセスサイクル間にNORゲ
ート402−408の制御を通してワードラインWL00−WL63を使用不能
にするために役立つ。デコーダ300におけるビットA1の代わりに、ここでは
制御信号X−cntlがアドレスビットA6−A2の伝達を制御し、その結果、
デコーダ300に使われているようなX−cntlを有するA1の論理組合せが
廃される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.複数のセル、アドレスを受信するために働く入力手段、および入力手段と複 数のセルの間にありそしてアドレスを基礎としてセルのアドレッシングを可能に するように働くデコード手段を含む回路をテストする方法において、その方法は : − セルのうちの第1のセルをアクセスするための入力手段に第1のアドレス を供給し; − 第1のセルに第1の論理状態を書き込み; − セルのうちの第2のセルのアクセスのための入力手段に第1のアドレスと は1bitだけ異なっている第2のアドレスを供給し; − 第2のセルに第2の論理状態を書き込み; − 第2のセルに書き込んだ後に第1のセルを読み出す を含んでいることを特徴とする複数のセル、入力手段およびデコード手段を含 む回路をテストする方法。 2.請求項1の方法において、複数のセルが複数の行および複数の列に配置され 、そしてデコード手段が複数の行デコーダを含み、そして方法が行のうちのそれ ぞれの行を表わしている第1および第2のアドレスを有することによって行デコ ーダのうちの第1および第2の行デコーダをテストすることを可能にすることを 特徴とする複数のセル、入力手段およびデコード手段を含む回路をテストする方 法。 3.請求項1の方法において、複数のセルが複数の行および複数の列に配置され 、そしてデコード手段が複数の列デコーダを含み、そして方法が列のうちのそれ ぞれの列を表わしている第1および第2のアドレスを有することによって列デコ ーダのうちの第1および第2の列デコーダをテストすることを可能にすることを 特徴とする複数のセル、入力手段およびデコード手段を含む回路をテストする方 法。 4.− 複数のセル; − アドレスを受信するために働く入力手段; − デコード入力端子が入力手段に接続され、そしてデコード出力端子が複数 のセルに接続され、そしてアドレスを基礎としてセルのアドレッシングを可能に するように働くデコード手段; を含む回路において、 − デコード手段は − 制御信号を受信するための別の入力端子; − 別の入力端子に接続され、そして制御信号の制御のもとにデコード出 力を使用不能にするように働くディスエイブル手段; を含んでいることを特徴とする複数のセル、入力手段およびデコード手段を含 む回路。 5.請求項4記載の回路において、ディスエイブル手段は、どんなデコーダ出力 をも使用不能にするように、デコード手段が論理的にアドレスを制御信号と結合 させることを可能にするように働くことを特徴とする複数のセル、入力手段およ びデコード手段を含む回路。 6.請求項5記載の回路において、デコード手段は複数の論理ゲートを含み、論 理ゲートのうちの各それぞれの論理ゲートは、アドレスのそれぞれのビットを受 信するための別の複数の第1のゲート入力端子、制御信号を受信するための第2 のゲート入力端子、およびセルのうちのそれぞれのセルに接続されたゲート出力 端子を有していることを特徴とする複数のセル、入力端子およびデコード手段を 含む回路。
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