JPH1166900A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH1166900A
JPH1166900A JP9220288A JP22028897A JPH1166900A JP H1166900 A JPH1166900 A JP H1166900A JP 9220288 A JP9220288 A JP 9220288A JP 22028897 A JP22028897 A JP 22028897A JP H1166900 A JPH1166900 A JP H1166900A
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JP
Japan
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output
semiconductor memory
test
circuit
mode
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JP9220288A
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Inventor
Toshimi Kobayashi
利已 小林
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体メモリの各々の出力データを直接外部に
出力することなく、さらには、半導体メモリの出力デー
タのスイッチングスピードを低下させたり、消費電力を
増大させることなく、半導体メモリのテストを行うこと
ができる半導体装置を提供すること。 【解決手段】第1のテストモードにおいて、半導体メモ
リから出力される各々の出力データとこれに各々対応す
る出力期待値データとを比較し、各々の出力データに対
応する比較結果の全てをワイヤードオア接続して外部出
力ピンから出力するようにし、第2のテストモードにお
いて、電源電流の変化によって半導体メモリの良否を判
定するテスト回路自身の故障を検出するようにしたこと
により、上記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、搭載される半導体
メモリの良否判定を容易化するテスト回路を有する半導
体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置において、搭載される半導体
メモリのテストは、例えばテスト回路によって半導体装
置を半導体メモリのテストモードに移行させた後、外部
入力ピンから所定の入力データを半導体メモリの各入力
端子へ直接入力し、この入力信号に応じて半導体メモリ
の出力端子から出力される全ての出力データを外部出力
ピンから直接出力し、この出力データを出力期待値デー
タと順次比較照合することによって行われる。
【0003】ここで、図2に、半導体メモリのテスト回
路を有する半導体装置の一例の構成概念図を示す。同図
に示されるように、半導体装置50は、半導体メモリ5
2、この半導体メモリ52のテスト回路となるマルチプ
レクサ56,58、入力バッファ60、出力バッファ6
2、および、これらの構成要件以外の部分を概念的に示
す内部回路54を有する。
【0004】半導体装置50において、半導体メモリ5
2の入力端子INには、半導体メモリ52への入力デー
タとして、マルチプレクサ56の出力信号が入力され、
その出力端子OUTから出力される出力データは、内部
回路54およびマルチプレクサ58の一方の入力端子に
入力される。なお、図示を省略しているが、入力データ
としては、半導体メモリ52の各々のワードに書き込ま
れる書き込みデータの他、アドレス信号や制御信号等が
含まれる。
【0005】また、マルチプレクサ56の一方の入力端
子には、外部入力ピンから入力バッファ60を経て半導
体メモリ52への入力データが入力され、その他方の入
力端子には、半導体メモリ52への入力データとして、
内部回路54から出力される出力信号が入力される。ま
た、マルチプレクサ58の他方の入力端子には、内部回
路54の出力信号が入力され、マルチプレクサ58の出
力信号は、出力バッファ62を経て外部出力ピンから半
導体装置50の外部へ出力される。
【0006】また、上述する入力バッファ60の出力信
号は、内部回路54への入力信号として、内部回路54
にも入力される。なお、半導体メモリ52のテスト回路
となるマルチプレクサ56,58の選択入力端子には、
図示していないがテスト切換信号が共通に入力され、半
導体装置50は、このテスト切換信号によって、通常の
動作モードであるノーマルモード、または、半導体メモ
リ52のテストモードのいずれかに設定される。
【0007】まず、テスト切換信号によって、半導体装
置50がノーマルモードに設定された場合、マルチプレ
クサ56,58からは、内部回路54の出力信号が出力
される。すなわち、外部入力ピンから入力される入力信
号は内部回路54へ入力され、半導体メモリ52は内部
回路54からの出力信号に応じて動作する。また、半導
体メモリ52の出力データは内部回路54に入力され、
外部出力ピンからは内部回路54の出力信号が出力され
る。
【0008】一方、テスト切換信号によって、半導体装
置50が半導体メモリ52のテストモードに設定された
場合、マルチプレクサ56からは、外部入力ピンから入
力される半導体メモリ52への入力データが出力され、
マルチプレクサ58からは半導体メモリ52の出力デー
タが出力される。すなわち、半導体メモリ52は、半導
体装置50の外部から入力される入力データにより直接
制御され、その全ての出力データは外部出力ピンから直
接出力される。
【0009】このように、半導体メモリ52のテスト回
路としてマルチプレクサ56,58を用いる半導体装置
50においては、外部入力ピンから直接入力する入力デ
ータによって半導体メモリ52を動作させ、半導体メモ
リ52の全ての出力データを外部出力ピンから直接出力
させて出力期待値データと比較することができるため、
半導体メモリ52のテストを容易化し、テスト時間やテ
ストコストを削減することができるという利点がある。
【0010】しかしながら、半導体装置50において
は、半導体メモリ52の出力データが複数ビットである
場合、例えばノーマルモード動作時には、複数の出力デ
ータを、他の目的で使用されている複数の外部出力ピン
にマルチプレクスして出力することはできるが、複数ビ
ットの出力データを出力するための複数の外部出力ピン
が必要になるという問題点がある。例えば、出力データ
が32ビットである場合には32本の外部出力ピンが必
要になる。
【0011】また、半導体装置50においては、半導体
メモリ52の出力端子OUTからマルチプレクサ58の
入力端子までのテストモード動作時にのみ必要な配線が
引き回されるため、この配線がノーマルモード動作時に
余分な負荷となって、半導体メモリ52の出力データの
スイッチングスピードが低下し、その伝搬遅延時間が増
大するし、この余分な配線の負荷による充放電のために
消費電力も増大する等の問題点がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく問題点をかえりみて、半導体メモリの
各々の出力データを直接外部に出力することなく、半導
体メモリのテストを行うことができる半導体装置を提供
することにある。また、本発明の他の目的は、半導体メ
モリの出力データのスイッチングスピードを低下させた
り、消費電力を増大させることなく、半導体メモリのテ
ストを行うことができる半導体装置を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、少なくとも2ビット以上の出力データを
出力する半導体メモリを搭載した半導体装置であって、
前記半導体メモリから出力される各々の出力データとこ
れに各々対応する出力期待値データとを比較して各々の
比較結果を出力する一致検出回路と、この一致検出回路
から出力される各々の前記比較結果の全てをワイヤード
オア接続して1本の外部出力ピンから出力する結果出力
回路と、通常の動作モードであるノーマルモード、前記
半導体メモリのファンクションテストを行うための第1
のテストモード、または、前記一致検出回路の故障を検
出するための第2のテストモードのいずれかに動作モー
ドを切り換えるモード切換回路とを有する前記半導体メ
モリの良否を判定するためのテスト回路を備えることを
特徴とする半導体装置を提供するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明の半導体装置を詳細に説明す
る。図1は、本発明の半導体装置の一実施例の構成回路
図である。同図に示される半導体装置10は、半導体メ
モリ12を搭載するもので、この半導体メモリ12のテ
スト回路となる一致検出回路14、結果出力回路16、
および、モード切換回路18を有する。
【0015】ここで、半導体メモリ12は、4ビットの
出力データDO<0:3>を出力するもので、例えばR
AM,ROM等の従来より公知のいずれのものであって
もよい。なお、図示例では、説明を簡単にするために、
例えば半導体メモリへの書き込みデータ、アドレス信
号、制御信号等の入力データは図示を省略してある。ま
た、半導体メモリ12は、何ビットの出力データを出力
するものでもよいし、書き込みデータおよび読み出しデ
ータの端子が共通のものでもよい。
【0016】続いて、一致検出回路14は、半導体メモ
リ12の出力データDO<0:3>に各々対応するEO
Rゲート20,22,24,26を有する。EORゲー
ト20,22,24,26の一方の入力端子には、半導
体メモリ12の出力データDO<0:3>が各々入力さ
れている。また、EORゲート20,24の他方の入力
端子には出力期待値データTXDO<0>が入力され、
EORゲート22,26の他方の入力端子には出力期待
値データTXDO<1>が入力されている。
【0017】ここで、半導体メモリ12のファンクショ
ンテスト時に使用するデータとしては、例えば‘000
0’,‘1111’,‘0101’,‘1010’の4
通りのデータで十分である。従って、例えば偶数番目お
よび奇数番目の出力データに各々出力期待値データTX
DO<0:1>のいずれかを入力すればよく、本発明で
は、半導体メモリ12の出力データのビット数が何ビッ
トであっても、2ビットの出力期待値データTXDO<
0:1>で対応可能である。
【0018】なお、出力期待値データTXDO<0:1
>は、外部入力ピンを経て半導体装置10の外部から入
力される。ここで、出力期待値データTXDO<0:1
>が入力される外部入力ピンは、半導体メモリ12のフ
ァンクションテストのためだけに使用されるテスト専用
の外部入力ピンであってもよいし、あるいは、通常の動
作モード時には、他の目的のために使用されている外部
入力ピンのいずれであってもよい。
【0019】一致検出回路14は、半導体メモリ12の
各々の出力データDO<0:3>とこれに各々対応する
出力期待値データTXDO<0:1>とを比較して各々
の比較結果を出力する。例えば、半導体メモリ12の出
力データDO<0>と出力期待値データTXDO<0>
とが一致した場合、EORゲート20からは‘0’が出
力され、不一致である場合には‘1’が出力される。な
お、EORゲート22,24,26についても同じであ
る。
【0020】続いて、結果出力回路16は、EORゲー
ト20,22,24,26に各々対応するN型MOSト
ランジスタ(以下、NMOSという)28,30,3
2,34、および、バッファ36を有する。NMOS2
8,30,32,34のゲートには、各々EORゲート
20,22,24,26の出力信号が入力され、そのソ
ースは全てグランドに接続され、そのドレインは全て一
致検出線35にワイヤードオア接続されている。
【0021】また、一致検出線35はバッファ36に入
力され、バッファ36の出力信号TDOは、一致検出結
果として外部出力ピンを経て半導体装置10の外部へ出
力される。なお、出力信号TDOが出力される半導体装
置10の外部出力ピンは、半導体メモリ12のファンク
ションテストのためだけに使用されるテスト専用の外部
出力ピンであってもよいし、あるいは、通常の動作モー
ドの時には他の目的で使用されている外部出力ピンであ
ってもよい。
【0022】結果出力回路16は、一致検出回路14の
各々のEORゲート20,22,24,26から出力さ
れる各々の比較結果の全てを一致検出線35にワイヤー
ドオア接続して所定の外部出力ピンから出力する。例え
ば、EORゲート20から‘1’が出力された場合、N
MOS28がオン状態になって、一致検出線35はNM
OS28を介してディスチャージされ、一致検出結果と
なるバッファ36の出力信号TDOは‘0’となる。
【0023】このように、結果出力回路16のNMOS
28,30,32,34の内のどれか1つでもオン状態
になると、一致検出線35は、NMOS28,30,3
2,34を介してディスチャージされ、バッファ36の
出力信号TDOは‘0’となる。これに対して、NMO
S28,30,32,34の全てがオフ状態である場合
に限って一致検出線35はディスチャージされず、バッ
ファ36の出力信号TDOは‘1’になる。
【0024】最後に、モード切換回路18は、NAND
ゲート38、および、インバータ40を有する。NAN
Dゲート38の入力端子には、テストイネーブル信号T
EおよびEORイネーブル信号TINが入力されてい
る。なお、これらのテストイネーブル信号TEおよびE
ORイネーブル信号TINは、テスト専用の外部入力ピ
ンを経て半導体装置10の外部から入力してもよいし、
あるいは、テストモード設定用のレジスタ等から供給し
てもよい。
【0025】また、インバータ40は、一致検出線35
をプリチャージまたはチャージアップするP型MOSト
ランジスタ(以下、PMOSという)42、および、一
致検出線35をディスチャージするNMOS44を有す
る。PMOS42およびNMOS44のゲートにはとも
にNANDゲート38の出力信号が入力され、そのソー
スは各々電源およびグランドに接続され、そのドレイン
は短絡されて一致検出線35に接続されている。
【0026】モード切換回路18は、テストイネーブル
信号TEおよびEORイネーブル信号TINの設定に応
じて、半導体装置10の動作モードを、半導体装置10
の通常の動作モード(本来の動作モード)であるノーマ
ルモード、半導体メモリ12単体のファンクションテス
トを行うための第1のテストモード、または、一致検出
回路14の故障検出を行うための第2のテストモードの
いずれかに切り換える。
【0027】例えば、図示例では、テストイネーブル信
号TEが‘0’の場合、EORイネーブル信号TINの
設定に係わらずノーマルモードが選択される。一方、テ
ストイネーブル信号TEが‘1’の場合、EORイネー
ブル信号TINの設定に応じて、第1または第2のテス
トモードのいずれかが選択される。すなわち、EORイ
ネーブル信号TINが‘1’の場合には第1のテストモ
ードが選択され、‘0’の場合には第2のテストモード
が選択される。
【0028】本発明の半導体装置10は、基本的に以上
のようなものである。なお、半導体メモリ12のテスト
回路の具体的な回路構成は上記実施例に限定されず、例
えば内部信号の極性を反転させて、一致検出回路14の
EORゲート20,22,24,26、結果出力回路1
6のNMOS28,30,32,34の代わりに、各々
ENORゲートおよびPMOSを使用する等、設計上の
回路変更が適宜可能なことはいうまでもないことであ
る。
【0029】また、本発明の半導体装置10において
は、半導体メモリ12のテスト回路となる一致検出回路
14、結果出力回路16およびモード切換回路18と半
導体メモリ12とをレイアウト上一体型に構成するのが
好ましい。この場合、半導体メモリ12の出力データD
O<0:1>の出力端子から一致検出回路14のEOR
ゲートの入力端子までの配線距離を極力短くすることが
でき、半導体メモリ12の出力端子における負荷を削減
することができる。
【0030】次に、半導体装置10の動作について説明
する。下記表は、テストイネーブル信号TEおよびEO
Rイネーブル信号TINの設定、半導体メモリ12の出
力データDO<0:3>とこれに対応する出力期待値デ
ータTXDO<0:1>との比較結果、各々の出力デー
タDO<0:3>の比較結果の全てをワイヤードオア接
続した一致検出結果となるバッファ36の出力信号TD
Oとの関係を示すものである。
【0031】
【0032】テストイネーブル信号TEが‘0’の場合
にはノーマルモードが選択される。ノーマルモードで
は、モード切換回路18のNANDゲート38の出力信
号が‘1’となり、インバータ40のNMOS44がオ
ン状態となる。すなわち、一致検出線35はディスチャ
ージされたままの状態に保持され、出力信号TDOは、
上記表に示されるように、出力データDO<0:3>と
出力期待値データTXDO<0:1>との比較結果に係
わらず常に‘0’となる。
【0033】続いて、テストイネーブル信号TEが
‘1’で、なおかつ、EORイネーブル信号TINが
‘1’の場合、半導体メモリ12のファンクションテス
トを行うための第1のテストモードが選択される。第1
のテストモードでは、モード切換回路18のNANDゲ
ート38の出力信号が‘0’となり、PMOS42がオ
ン状態となって一致検出線35はプリチャージされ、こ
れ以後もPMOS42によってチャージアップされたま
まの状態に保持される。
【0034】なお、半導体装置10を第1のテストモー
ドに移行させる前に、半導体メモリ12の各々のワード
には、例えば‘0000’,‘1111’,‘010
1’,‘1010’の4通りのデータが書き込まれる。
また、出力期待値データTXDO<0:1>としては、
半導体メモリ12の各々のワードのデータが読み出され
る時に、各々のワードに書き込まれたデータと同じデー
タが外部入力ピンから入力されて両者の比較が行われ
る。
【0035】ここで、例えば出力データDO<0>と出
力期待値データTXDO<0>との比較結果が不一致で
ある場合、一致検出回路14のEORゲート20からは
出力信号として‘1’が出力され、結果出力回路16の
NMOS28がオン状態となる。この結果、PMOS4
2によってチャージアップされたままの状態に保持され
ている一致検出線35はNMOS28を介してディスチ
ャージされ、バッファ36の出力信号TDOは‘0’と
なる。
【0036】なお、PMOS42によってチャージアッ
プされたままの状態が保持されている一致検出線35の
電位は、NMOS28を介して、インバータ40のPM
OS42のオン抵抗値と結果出力回路16のNMOS2
8のオン抵抗値との間の抵抗比に応じた電位までしかデ
ィスチャージされないが、バッファ36の出力信号TD
Oの出力レベルは、バッファ36のスイッチングレベル
を変更することによって適宜調整が可能である。
【0037】このように、一致検出回路14によって、
出力データDO<0:3>と出力期待値データTXDO
<0:1>との比較結果が1つでも不一致になると、一
致検出線35はディスチャージされ、出力信号TDOは
‘0’となる。これとは逆に、出力データDO<0:3
>と出力期待値データTXDO<0:1>との各々の比
較結果の全てにおいて一致が検出された場合に限って、
一致検出線35はディスチャージされず、出力信号TD
Oは‘1’になる。
【0038】ところで、例えば半導体メモリ12のテス
ト回路となる一致検出回路14のEORゲート20の出
力信号が‘1’にスタックしている場合、結果出力回路
16のNMOS28が常にオン状態となる。従って、半
導体装置10を第1のテストモードに設定し、半導体メ
モリ12のファンクションテストをする場合に、NMO
S28を介して一致検出線35がディスチャージされ、
出力信号TDOが常に‘0’となるため、EORゲート
28の故障を検出することができる。
【0039】しかし、例えばEORゲート20の出力信
号が‘0’にスタックしている場合には、EORゲート
20の出力信号に係わらず、NMOS28が常にオフ状
態となる。従って、例えば出力データDO<0>と出力
期待値データTXDO<0>とが不一致である場合でも
一致検出線35はディスチャージされず、常に一致して
いるものと見なされてしまうため、EORゲート20の
故障を検出することができず、半導体メモリ12の不良
もマスクされてしまう恐れがある。
【0040】なお、EORゲート20の場合を例示して
説明したが、これ以外のEORゲート22,24,26
の場合も同じである。以下に述べる第2のテストモード
は、上述する一致検出回路14のEORゲート20,2
2,24,26の故障を検出するためのモードである。
この第2のテストモードを備えることによって、EOR
ゲート20,22,24,26の故障を検出し、半導体
メモリ12の不良がマスクされてしまうのを防止するこ
とができる。
【0041】テストイネーブル信号TEが‘1’で、な
おかつ、EORイネーブル信号TINが‘0’の場合、
上述する一致検出回路14の故障検出を行うための第2
のテストモードが選択される。第2のテストモードで
は、NANDゲート38の出力信号が‘1’となり、N
MOS44がオン状態となる。すなわち、一致検出線3
5はディスチャージされたままの状態に保持され、バッ
ファ36の出力信号TDOは常に‘0’となる。
【0042】また、第2のテストモードでは、各々の出
力データDO<0:3>とこれに各々対応する出力期待
値データTXDO<0:1>とが全て不一致となるよう
に、出力データDO<0:3>および出力期待値データ
TXDO<0:1>を設定する。例えば、半導体メモリ
12に予め‘0’を書き込んでおき、出力期待値データ
として‘1’を入力する。これにより、全てのEORゲ
ート20,22,24,26からは、出力信号として常
に‘1’が出力される。
【0043】ここで、例えばEORゲート20の出力信
号が‘0’にスタックしている場合、EORゲート20
を構成するPMOS(図示せず)を介して、電源からグ
ランドに電源電流(直流電流)IDDSが流れる。これ
に対し、EORゲート20の出力信号が‘0’にスタッ
クしていない場合、一致検出線35はNMOS28を介
してディスチャージされるが、出力信号TDOは‘0’
のまま変化しないし、電源電流IDDSも変化しない。
【0044】このように、本発明の半導体装置10で
は、電源電流IDDSの変化によって一致検出回路14
の故障を検出することができるため、半導体メモリ12
の不良がマスクされるのを防止することができる。な
お、一致検出回路14としてENORゲートを使用した
場合には逆に、ENORゲートの出力信号が‘1’にス
タックしている場合が問題になることは言うまでもない
ことである。本発明の半導体装置10は、基本的に以上
のように動作する。
【0045】以上、本発明の半導体装置について詳細に
説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明
の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更を
してもよいのはもちろんである。
【0046】
【発明の効果】以上詳細に説明した様に、本発明の半導
体装置においては、第1のテストモードにおいて、半導
体メモリから出力される各々の出力データとこれに各々
対応する出力期待値データとを比較し、各々の出力デー
タに対応する比較結果の全てをワイヤードオア接続して
1本の外部出力ピンから出力する。また、本発明の半導
体装置においては、第2のテストモードにおいて、電源
電流の変化によって半導体メモリのテスト回路となる一
致検出回路の故障を検出する。本発明の半導体装置によ
れば、半導体メモリの各々の出力データを外部へ直接出
力するための複数の外部出力ピンが必要ないという効果
がある。なお、この効果は、半導体メモリの出力データ
のビット数が多くなるほど効果が高いのはもちろんであ
る。また、本発明の半導体装置によれば、半導体メモリ
のテスト回路を半導体メモリと一体型に構成することに
より、半導体メモリの出力端子からテスト回路となる一
致検出回路の入力端子までの配線を極力短くすることが
できるため、半導体メモリの良否を判定するためのテス
ト回路のために、半導体装置の通常の動作モード時に、
半導体メモリの出力データのスイッチングスピードを低
下させたり、消費電力を増大させることがないという効
果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の半導体装置の一実施例の構成回路図
である。
【図2】 従来の半導体装置の一例の構成概念図であ
る。
【符号の説明】
10,50 半導体装置 12,52 半導体メモリ 14 一致検出回路 16 結果出力回路 18 モード切換回路 20,22,24,26 EOR(排他的論理和)ゲー
ト 28,30,32,34,44 N型MOSトランジス
タ 35 一致検出線 36,62 出力バッファ 38 NANDゲート 40 インバータ 42 P型MOSトランジスタ 54 内部回路 56,58 マルチプレクサ 60 入力バッファ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも2ビット以上の出力データを出
    力する半導体メモリを搭載した半導体装置であって、 前記半導体メモリから出力される各々の出力データとこ
    れに各々対応する出力期待値データとを比較して各々の
    比較結果を出力する一致検出回路と、この一致検出回路
    から出力される各々の前記比較結果の全てをワイヤード
    オア接続して1本の外部出力ピンから出力する結果出力
    回路と、通常の動作モードであるノーマルモード、前記
    半導体メモリのファンクションテストを行うための第1
    のテストモード、または、前記一致検出回路の故障を検
    出するための第2のテストモードのいずれかに動作モー
    ドを切り換えるモード切換回路とを有する前記半導体メ
    モリの良否を判定するためのテスト回路を備えることを
    特徴とする半導体装置。
JP9220288A 1997-08-15 1997-08-15 半導体装置 Pending JPH1166900A (ja)

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