JPH0991996A - 半導体集積回路および試験装置 - Google Patents

半導体集積回路および試験装置

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JPH0991996A
JPH0991996A JP7241977A JP24197795A JPH0991996A JP H0991996 A JPH0991996 A JP H0991996A JP 7241977 A JP7241977 A JP 7241977A JP 24197795 A JP24197795 A JP 24197795A JP H0991996 A JPH0991996 A JP H0991996A
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JP
Japan
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circuit
test pattern
test
semiconductor integrated
integrated circuit
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JP7241977A
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Yoichiro Aihara
陽一郎 相原
Keiichi Higeta
恵一 日下田
Kazuhisa Miyamoto
和久 宮本
Kunihiko Yamaguchi
邦彦 山口
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 メモリ回路と論理回路とを内蔵した半導体集
積回路において、メモリ回路のテスト用のパターン(ア
ドレス信号とデータ信号)を発生する回路と、論理回路
用のテストパターンを発生する回路を同一チップ上に設
けるようにした。また、上記テストパターン発生回路か
らのテストパターンと外部からのテストパターンの入力
を切り換え可能に構成した。 【効果】 メモリ回路および論理回路の双方に対するバ
ーンイン試験が容易に行えるとともに、内部で発生した
テストパターンによるバーンインと外部から入力される
テストパターンによる診断試験の両方が可能になり、不
良発見率を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路技術さ
らには半導体集積回路の試験回路に適用して特に有効な
技術に関し、例えばメモリ回路と論理回路とを内蔵した
半導体集積回路に対するバーンイン試験等に利用して有
効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路においては、品質
を安定させかつ性能不安定な製品を除去(スクリーニン
グ)するため高温下で動作させるバーンイン試験が行わ
れている。また、論理LSI(大規模半導体集積回路)
では、試験装置(テスタ)から半導体チップにテストパ
ターンを入力し、回路が正常に動作するか検査する診断
が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、メモリ回路と論
理回路を内蔵した半導体集積回路ではメモリ回路と論理
回路がますます大規模化する傾向があり、これに伴いメ
モリ回路のみならず論理回路に対してもバーンイン試験
の必要性が高まってきている。また、バーンインを論理
回路に適用する場合、バーンイン動作と外部からの診断
入力とが両立できることが望まれる。
【0004】この発明の目的は、メモリ回路と論理回路
とを内蔵した半導体集積回路の診断試験およびバーンイ
ンを容易に行えるようにすることにある。
【0005】この発明の他の目的は、メモリ回路と論理
回路とを内蔵した半導体集積回路の不良発見率を向上さ
せることにある。
【0006】この発明の前記ならびにそのほかの目的と
新規な特徴については、本明細書の記述および添附図面
から明らかになるであろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。
【0008】すなわち、メモリ回路と論理回路とを内蔵
した半導体集積回路において、メモリ回路のテスト用の
パターン(アドレス信号とデータ信号)を発生する回路
と、論理回路用のテストパターンを発生する回路を同一
チップ上に設けるようにしたものである。
【0009】また、望ましくは、上記テストパターン発
生回路からのテストパターンと外部からのテストパター
ンの入力を切り換え可能に構成する。
【0010】
【作用】上記した手段によれば、メモリ回路および論理
回路の双方に対するバーンイン試験が容易に行えるよう
になる。
【0011】また、内部で発生したテストパターンによ
るバーンインと外部から入力されるテストパターンによ
る診断試験の両方が可能になり、不良発見率を向上させ
るという上記目的を達成することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
【0013】図1は本発明を適用した半導体集積回路の
一実施例のブロック図を示す。同図において、1はラン
ダム・アクセス・メモリのようなメモリ回路、2は論理
ゲート回路やラッチ回路から構成されるような論理回
路、3は外部から供給されるモード切替信号に基づいて
動作モードを判定するモード判定回路、4はモード判定
回路3からの制御信号に応じて、外部から供給されるク
ロックに基づいて通常動作クロックあるいはこれと異な
るタイミングのテスト用クロックを形成して内部回路に
対して供給するクロック制御回路である。
【0014】また、5aは上記論理回路2に対するテス
トパターン(スキャンアドレスおよびテストデータ)を
発生する論理回路用パターンジェネレータ、5bは上記
メモリ回路1に対するテストパターン(メモリアドレス
および書込みデータ)を発生するメモリ用テストパター
ン発生回路、6aは上記論理回路2に対するアドレスを
デコードして対応するラッチ回路を指定する信号を形成
するデコーダ、6bは上記メモリ回路1に対するアドレ
スをデコードして対応するメモリセルを指定する信号を
形成するデコーダ、7は上記論理回路2に対してテスト
データを書き込むタイミングを制御するライト制御回
路、8aはテストデータを保持する診断用ラッチ回路、
8bは本来の論理機能を実現する一般論理用ラッチ回路
である。
【0015】この実施例においては、上記論理回路用パ
ターンジェネレータ5aおよびメモリ用テストパターン
発生回路5bに対して診断用入力ピン10,11から診
断用テストパターンが入力できるように構成されている
とともに、論理回路用パターンジェネレータ5aおよび
メモリ用テストパターン発生回路5bの動作を外部から
監視できるようにするためセレクタ回路9とモニタピン
12が設けられている。特に制限されないが、このセレ
クタ回路9を切り替える切替え信号は外部入力ピン13
から与えられるように構成されている。ただし、セレク
タ回路9の切替え信号をモード判定回路3から与えるよ
うに構成することも可能である。また、この実施例で
は、従来の診断機能付き論理LSIと同様に、論理回路
2内のラッチ回路8aにラッチされたデータをスキャン
アウトする出力ピン14が設けられている。
【0016】図2は、デコーダ6aとライト制御回路7
と論理回路2を構成する診断用ラッチ回路8aおよび一
般用ラッチ回路8bの構成例を示す。この実施例の診断
用ラッチ回路8aはセット/リセット型フリップフロッ
プRS−FFで、また一般用ラッチ回路8bはクロック
端子を有するD型フリップフロップD−FFで構成され
ている。
【0017】上記論理回路用パターンジェネレータ5a
から供給されるスキャンアドレスをデコードするデコー
ダ6aは、ワードアドレス用デコーダDEC1とビット
アドレス用デコーダDEC2とで構成されている。これ
は、論理回路に点在する複数のラッチ回路を疑似的にマ
トリックス状に配置されているものと見なして、チップ
のX方向とY方向に沿ってワード線及びビット線をそれ
ぞれ配設し、各ラッチ回路をそれに最も近いワード線と
ビット線に接続して両方の信号線が選択レベル(実施例
はロウレベル)になったラッチ回路を指定ラッチ回路と
してデータのリード・ライトを行なうように構成したも
のである。このような構成によってスキャンアドレスに
よるラッチ回路の選択に必要な信号線のトータルの長さ
を大幅に減らすことができる。
【0018】2つのデコーダのうちワードアドレス用デ
コーダDEC1には外部から供給されるスキャンイネー
ブル信号SEが入力され、このスキャンイネーブル信号
SEが有効レベルされている場合にデコード動作を行な
ってデコード信号をフリップフロップFFの第1の選択
端子Wに供給する。ビットアドレス用デコーダDEC2
のデコード信号はフリップフロップFFの第2の選択端
子Bに供給され、フリップフロップFFは、上記テスト
モード信号がテストモードであることを示しかつ上記2
つのデコーダDEC1,DEC2の出力信号が共に有効
なレベル(実施例ではロウレベル)を示すときにのみ活
性化される。
【0019】ライト制御回路7は、上記論理回路用パタ
ーンジェネレータ5aから供給されるテストデータをト
リガ信号に基づいて取り込んでフリップフロップRS−
FFに入力する論理ゲートG1とG2とにより構成され
ている。なお、診断用ラッチ回路8aを構成するフリッ
プフロップFFのテストモード端子TMにはインバータ
INVを介して上記モード判定回路3から供給されるテ
ストモード信号の反転信号が入力されるように構成され
ている。
【0020】テストデータを取り込んでフリップフロッ
プRS−FFに入力する論理ゲートG1,G2は、例え
ばそれぞれNANDゲート回路により構成され、NAN
DゲートG1はスキャンイントリガ信号に同期してテス
トデータをフリップフロップFFのセット端子に供給し
てラッチさせる。トリガ信号が入って来ない間、NAN
DゲートG2はフリップフロップFFのリセット端子を
ハイレベルに固定してこれをリセット状態にさせる。フ
リップフロップFFに取り込まれたデータは、出力端子
Ho,Loから差動形式で一般論理用ラッチ回路8bの
入力端子Hi,Liに供給され、テストデータを強制的
に書き込む働きをする。
【0021】一般論理用ラッチ回路8bを構成するD型
フリップフロップD−FFは、本来の論理回路を構成す
る論理ゲート(図示省略)から供給される信号を受ける
入力端子Dと、一般論理用の出力端子Q,/Qの他に、
テストモード時のデータ出力端子Soを備えており、こ
のテストデータ出力端子Soから出力された出力データ
は、上記診断用ラッチ回路8aのフリップフロップFF
の入力端子Siに入力され、スキャンアウト端子Soか
ら共通の論理ゲートSGOに供給されてスキャンアウト
端子14より外部へ出力されるように構成されている。
【0022】次に、上記論理回路用テストパターン発生
回路5aおよびメモリ用テストパターン発生回路5bの
具体的な回路構成例を図3を用いて説明する。この実施
例のテストパターン発生回路は、診断用入力ピン10ま
たは11から入力される信号をラッチするD型フリップ
フロップD−FFと、クロック制御回路4から供給され
るクロックCKによって反転を繰り返すエッジトリガ型
フリップフロップT−FFと、該フリップフロップT−
FFの出力信号を反転するインバータINVと、上記フ
リップフロップD−FFまたはインバータINVの出力
信号のいずれかを選択して出力するセレクタSELとか
らなる単位回路21a〜21pが、各入力ピン10(1
1)ごとに設けられている。
【0023】これらの単位回路21a〜21pのうち2
1a〜21lはアドレス用であり、21m,21nはデ
ータ用、21o,21pは制御信号用である。上記単位
回路21a〜21n内のT型フリップフロップT−FF
は、直列に接続されてクロックによって動作されるリプ
ルカウンタを構成しており、バーンイン時に必要なアド
レス信号やデータ信号を自動的に発生する。セレクタS
ELは、モード判定回路3から供給されるモード切替え
信号PGによって切り替えられるように構成されてお
り、21a〜21l内のセレクタSELは、診断時には
外部入力を取り込む上記D型フリップフロップD−FF
の出力を、またバーンイン時には上記T型フリップフロ
ップT−FFの出力を選択して出力するようにされてい
る。T型フリップフロップT−FFはモード切替え信号
PGの反転信号/PGによってリセットされるように構
成されている。
【0024】単位回路21oには、T型フリップフロッ
プT−FFの代わりに、単位回路21a,21h,21
m,21n内のT型フリップフロップの出力を入力とす
る図4に示すようなイクスクルーシブORゲートG1
1,G13とNANDゲートG12とからなるデータ生
成回路DGが設けられており、このデータ生成回路DG
の出力が単位回路21mおよび21n内のセレクタSE
Lに供給され、モード切替え信号PGによって、D型フ
リップフロップD−FFの出力と選択的に出力可能にさ
れている。単位回路21o,21p内のセレクタSEL
にはD型フリップフロップD−FFの出力およびインバ
ータINVを介して固定レベルの信号が供給されてお
り、診断時には外部入力を取り込む上記D型フリップフ
ロップD−FFの出力を、またバーンイン時には所定レ
ベルの信号をそれそれ制御信号として出力するように構
成されている。単位回路21p内のT型フリップフロッ
プは未使用である。
【0025】以上説明したように、上記実施例は、メモ
リ回路と論理回路とを内蔵した半導体集積回路におい
て、メモリ回路のテスト用のパターン(アドレス信号と
データ信号)を発生する回路と、論理回路用のテストパ
ターンを発生する回路を同一チップ上に設けるようにし
たので、メモリ回路および論理回路の双方に対するバー
ンイン試験が容易に行えるようになるという効果があ
る。
【0026】また、上記テストパターン発生回路からの
テストパターンと外部からのテストパターンの入力を切
り換え可能に構成したので、内部で発生したテストパタ
ーンによるバーンインと外部から入力されるテストパタ
ーンによる診断試験の両方が可能になり、不良発見率を
向上させることができるという効果がある。
【0027】また、上記テストパターン発生回路は、ク
ロックによってカウント動作するカウンタ回路を備え、
その最上位ビットもしくは上位数ビットがテスト用デー
タ信号として上記メモリ回路もしくは論理回路に供給さ
れ、残りのビットがアドレス信号として上記メモリ回路
もしくは論理回路に供給されるように構成したので、ア
ドレス信号が一巡するごとに異なるテスト用データを発
生して供給することができる。
【0028】さらに、外部から供給されるモード信号を
判別するモード判定回路と、該モード判定回路からの制
御信号に応じて、外部から供給されるクロックに基づい
て通常動作クロックあるいはこれと異なるタイミングの
テスト用クロックを形成して内部回路に対して供給する
クロック制御回路とを設けたので、通常動作に必要なク
ロックとテストモードに必要なクロックのために別々の
入力ピンを設ける必要がないという効果がある。
【0029】また、上記メモリ用テストパターン発生回
路または論理回路用テストパターン発生回路の出力を外
部から監視するためのモニタピンと、該モニタピンに対
して上記いずれかのテストパターン発生回路の出力を選
択して供給するセレクタ回路とを設けたので、1つのピ
ンで2つのテストパターン発生回路の動作を監視するこ
とができるという効果がある。
【0030】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば上記
実施例の診断用ラッチ回路8aやテストパターン発生回
路5a,5bは一例であって、他の構成であっても良
い。また、テストパターン発生回路はカウンタ回路を備
えその上位2ビットをテスト用データとして出力するよ
うにしているが、カウンタの最上位ビットもしくは上位
数ビットをテスト用データとして出力するように構成し
ても良い。
【0031】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。
【0032】すなわち、メモリ回路と論理回路とを内蔵
した半導体集積回路の選別試験が簡単に行なえ、半導体
集積回路の選別試験や高温通電試験に要するコストを低
減することができるとともに、不良率を低減し、これに
よって半導体集積回路を使用するシステム全体の品質を
向上させ、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した半導体集積回路の一実施例を
示すブロック図である。
【図2】診断用ラッチ回路の構成例を示す論理構成図で
ある。
【図3】テストパターン発生回路の具体例を示す論理構
成図である。
【図4】データ発生回路の具体例を示す論理構成図であ
る。
【符号の説明】
1 メモリ回路 2 論理回路 3 モード判定回路 4 クロック制御回路 5a,5b テストパターン発生回路 8a 診断用ラッチ回路 8b 一般用ラッチ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/8238 H01L 27/08 102J 27/092 321K (72)発明者 山口 邦彦 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリ回路と論理回路とを内蔵した半導
    体集積回路において、メモリ回路のテスト用のパターン
    を発生する回路と、論理回路用のテストパターンを発生
    する回路を同一チップ上に設けるようにしたことを特徴
    とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 上記テストパターン発生回路からのテス
    トパターンと外部からのテストパターンの入力を切り換
    え可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の半
    導体集積回路。
  3. 【請求項3】 上記テストパターン発生回路は、クロッ
    クによってカウント動作するカウンタ回路を備え、その
    最上位ビットもしくは上位数ビットがテスト用データ信
    号として上記メモリ回路もしくは論理回路に供給され、
    残りのビットがアドレス信号として上記メモリ回路もし
    くは論理回路に供給されるように構成したことを特徴と
    する請求項1または2に記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 外部から供給されるモード信号を判別す
    るモード判定回路と、該モード判定回路からの制御信号
    に応じて、外部から供給されるクロックに基づいて通常
    動作クロックあるいはこれと異なるタイミングのテスト
    用クロックを形成して内部回路に対して供給するクロッ
    ク制御回路を備えたことを特徴とする請求項1,2また
    は3に記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 上記メモリ用テストパターン発生回路ま
    たは論理回路用テストパターン発生回路の出力を外部か
    ら監視するためのモニタピンと、該モニタピンに対して
    上記いずれかのテストパターン発生回路の出力を選択し
    て供給するセレクタ回路とが設けられてなることを特徴
    とする請求項1,2,3または4に記載の半導体集積回
    路。
  6. 【請求項6】 試験対象となる半導体集積回路に対して
    クロック信号およびモード指定信号を与え、第1のモー
    ドでは内部のテストパターン発生回路を活性化して試験
    を行なうとともに、第2のモードでは外部からテストパ
    ターンを与えて試験を行なうようにしたことを特徴とす
    る半導体集積回路の試験装置。
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