KR20030049205A - Semiconductor memory device using commomn bus in normal mode and test mode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 소자에 관한 것으로 특히, 디램(DRAM : Dynamic Random Access Memory)에 있어 메모리 소자를 테스트함에 있어서 테스트 동작을 하기 위해 필요한 신호들의 배선에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a wiring of signals required for a test operation in testing a memory device in a DRAM.
반도체 메모리소자는 실리콘 웨이퍼위에 트랜지스터 및 수동소자를 구현하여 데이터를 읽고 쓸 수 있는 장치를 의미하는데 반도체 메모리 소자중에서 디램 메모리 반도체가 가장 널리 사용되는 기술이다.The semiconductor memory device refers to a device capable of reading and writing data by implementing a transistor and a passive device on a silicon wafer. Among the semiconductor memory devices, a DRAM memory semiconductor is the most widely used technology.
메모리 반도체는 크게 데이터를 저장하는 셀 어레이 지역과 그 셀 어레이에 데이터를 읽고 쓸수 있는 기능을 제공하는 각종 제어로직으로 구성된다.The memory semiconductor is largely composed of a cell array area for storing data and various control logic providing functions for reading and writing data to the cell array.
반도체 메모리 칩을 얼마나 작은 면적에 형성하는가는 생산성과 이익에 직결되는 문제이며 미세 가공기술이 반도체 메모리 제조기술의 중심이다. 또한 이러한 미세가공기술 이외에도 칩을 설계하는 설계기술 역시, 면적이 작은 칩을 제조하기 위해서 매우 중요하다.How small a semiconductor memory chip is formed is directly related to productivity and profits, and microfabrication technology is the center of semiconductor memory manufacturing technology. In addition to the microfabrication technology, the design technology for designing the chip is also very important for manufacturing a small area chip.
반도체 칩의 면적을 줄이기 위해서는 메모리 셀의 면적을 줄이던가 메모리 셀을 제외한 나머지 영역을 줄이는 방법이 있다. 일반적으로 전체 칩 면적중에서 메모리 셀 어레이가 차지하는 비율을 셀 효율(Cell Efficency)라고 부른다.In order to reduce the area of the semiconductor chip, there is a method of reducing the area of the memory cell or reducing the remaining areas except the memory cell. In general, the ratio of the memory cell array to the total chip area is called cell efficiency.
셀 효율이 높다는 의미는 메모리 셀을 제외한 나머지 장치들이 차지하는 면적이 작다는 의미이며 이것은 곧 높은 생산성을 의미한다. 실리콘 웨이퍼 한장을 가공하는 비용이 고정적이라면 작은 칩 면적과 높은 셀 효율을 갖는 경우에는 한장의 웨이퍼에서 산출할 수 있는 칩의 개수가 증가하기 때문이다.The high cell efficiency means that the area occupied by devices other than memory cells is small, which means high productivity. If the cost of processing a single silicon wafer is fixed, the number of chips that can be calculated from a single wafer increases when the chip area is small and the cell efficiency is high.
메모리 셀의 최소면적은 메모리 셀 어레이의 면적을 결정하는데 많은 저장용량을 구성하기 위해서 많은 셀을 배열하면 칩 면적은 커져나갈 것이다. 그렇지만 반도체 제조 기술의 핵심이 셀 제조기술이기 때문에 셀을 구성하기 위한 면적은 필수적이며 피할 수 없는 공간이다. 하지만 메모리 셀 영역을 제외한 나머지 영역을 구성할 때에 작은 면적으로도 동일한 기능을 수행하는 로직회로 및 인터페이스 장치를 구성할 수 있다면 공간 활용효율이 높아질 것이다.The minimum area of a memory cell determines the area of the memory cell array. The larger the cell area, the larger the chip area will be if the array of cells is arranged to form a large amount of storage capacity. However, since the core of semiconductor manufacturing technology is cell manufacturing technology, an area for constructing a cell is an essential and inevitable space. However, if a logic circuit and an interface device having the same function can be configured in a small area except for the memory cell area, the space utilization efficiency will be increased.
도1은 이러한 일반적인 디램 메모리소자의 구성을 도시한 도면으로 이를 참조하여 종래의 기술을 설명한다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of such a general DRAM memory device, and a conventional technology will be described with reference to the drawing.
반도체 메모리 소자는 정보를 저장하는 메모리 셀(100)과 셀에 저장된 데이터를 읽고 쓰기 위하여 저장된 데이터를 증폭하는 데이터 증폭기(200), 입출력 로직(600), 입출력 로직으로 상기 데이터를 전송하는 데이터 버스(300), 로직회로 배열(미도시), 파워 배선(미도시), 테스트 코드를 입력받아 테스트 신호를 출력하는 테트스 신호 디코더(400), 테스트 신호를 칩의 전 지역으로 전송하는 테스트 버스(500) 등으로 구성되어 있다.The semiconductor memory device may include a memory cell 100 for storing information, a data amplifier 200 for amplifying the stored data to read and write data stored in the cell, an input / output logic 600, and a data bus for transmitting the data to the input / output logic ( 300, a logic circuit arrangement (not shown), a power wiring (not shown), a test signal decoder 400 for receiving a test code and outputting a test signal, and a test bus 500 for transmitting the test signal to all regions of the chip. ) And the like.
메모리 셀(100)을 제외한 칩 구성요소중에서 데이터를 전송하는 데이터 버스 (300)의 개수는 칩의 면적을 지배하는 중요한 요소로 작용한다.The number of data buses 300 that transmit data among chip components other than the memory cell 100 serves as an important factor that governs the area of the chip.
일반적인 반도체 메모리 소자의 평면은 사각형 형태로서 정사각형 또는 직사각형 형태를 가질 수 있는데 사각형의 장축의 길이와 단축의 길이가 메모리 칩의 면적을 결정하게 되는데 직사각형 형태의 반도체 메모리 칩에서 모든 배선이 고르게 배치되는 것은 아니다.A plane of a general semiconductor memory device may have a square shape and may have a square or rectangular shape. The length of the long axis and the short axis of the rectangle determine the area of the memory chip. In the rectangular semiconductor memory chip, all wiring is evenly arranged. no.
도2에 도시된 바와 같이 어떤 지역에서는 특별히 많은 배선이 모이는 병목지점(bottle neck)이 존재하는데 보통은 칩 중앙에서 이런 현상이 발생한다. 칩 중앙은 거의 모든 신호들이 집결하는 신호들의 요충지이며 칩 중앙에서 형성된 배선의 개수가 칩 면적을 지배하는 한 축의 길이를 결정하게 된다. 즉, 버스의 개수가 증가하면 칩의 단축길이에 부담으로 작용함을 알 수 있다.As shown in Fig. 2, in some regions there is a bottleneck, particularly where a large number of wires gather, which usually happens at the center of the chip. The center of the chip is the central point of the signals in which almost all the signals are collected, and the number of wires formed in the center of the chip determines the length of one axis that governs the chip area. In other words, it can be seen that increasing the number of buses is a burden on the shorter length of the chip.
따라서, 칩의 한 축 길이를 줄여 칩의 면적을 줄이기 위해서는 배선의 피치 (Pitch)를 줄이던지 아니면 일부 배선을 포기하든지 해야 한다. 배선의 피치를 줄이게 되면 신호의 지연시간이 증가하기 때문에 함부로 줄일 수 없으며 또한, 배선을 포기 한다는 것은 어떤 특정기능을 포기하는 결과이므로 그럴수도 없는 것이다.Therefore, in order to reduce the area of the chip by reducing the length of one axis of the chip, it is necessary to reduce the pitch of the wiring or give up some of the wiring. If the pitch of the wiring is reduced, the delay time of the signal increases, and it cannot be reduced. Also, giving up the wiring cannot be done because it is the result of giving up a certain function.
반도체 메모리 소자에서 사용되는 배선의 종류를 살펴보면 다음과 같다. 메모리 셀 어레이에서 증폭된 데이터는 내부 데이터 버스를 타고 입출력 로직의 버퍼로 전달된다. 이때 필요한 배선이 데이터 버스이다. 또한 셀 어레이에 데이터를 저장하거나 라이트(wright) 하는 장소를 지정하기 위한 주소도 일단의 버스를 규정한다. 이것을 주소(Address)버스라고 한다. 이와 같은 데이터 버스나 주소 버스는 칩의 전 구간을 횡단하여 연결되어 있다.Looking at the type of wiring used in the semiconductor memory device as follows. The amplified data in the memory cell array is transferred to the buffer of the input / output logic via the internal data bus. The necessary wiring is the data bus. In addition, an address for specifying where to store or write data in a cell array also defines a group of buses. This is called the address bus. Such data buses or address buses are connected across the chip.
기타, 특별한 기능을 수행하는 소규모 신호들의 집단은 칩 내부에서 일부 지역적인 연결 역할을 수행하기도 하지만 상기의 주소 버스 또는 데이터 버스처럼 칩의 전 구간을 횡단하는 경우가 더 많다.In addition, small groups of signals that perform special functions may serve as some local connections within the chip, but they are more likely to traverse the entire section of the chip, such as the address bus or data bus.
반도체 메모리 소자의 동작은 정상 동작과 테스트 동작의 크게 두가지의 동작으로 나눌 수 있는데 정상 동작이란 메모리 소자가 시스템에 장착되었을 경우 통상적으로 이루어지는 읽기동작 또는 쓰기동작을 의미한다.The operation of a semiconductor memory device can be divided into two operations, a normal operation and a test operation. The normal operation means a read operation or a write operation that is normally performed when a memory device is mounted in a system.
디램 메모리소자의 경우 읽기 혹은 쓰기동작이 이루어지려면 해당지역의 메모리 셀 어레이가 보유한 데이터중 일부가 로우(Row)주소에 의하여 선택되고 증폭된 후, 컬럼(Column)주소가 인가되어 해당 데이터가 출력되거나 입력되는 과정을 불규칙적으로 반복되는 과정을 말한다.In the case of a DRAM memory device, in order to perform a read or write operation, a part of data held in a memory cell array of a region is selected and amplified by a row address, and a column address is applied to output the corresponding data. The process of input is repeated irregularly.
테스트 동작이란, 앞서 설명한 정상 동작이외에 메모리 칩의 동작 상태를 평가하기 위한 동작 또는 메모리 칩의 생산성을 높이기 위해 특별히 구성한 로직이 동작하는 것을 의미한다. 내부 전원 전압발생기의 동작을 제어한다거나 여분 (Redundancy)의 셀에 접근하기 위한 수단을 제공한다거나 혹은 전체 데이터 버스를 압축하여 테스트 시간을 줄인다거나 또는 단지 테스트만을 목적으로 특별한 제어신호를 갖추는 모든 경우를 테스트 동작이라 말한다.In addition to the normal operation described above, the test operation means that an operation for evaluating the operating state of the memory chip or logic specially configured to increase the productivity of the memory chip is operated. Test all cases that control the operation of the internal supply voltage generator, provide a means to access redundant cells, reduce the test time by compressing the entire data bus, or have special control signals for testing purposes only It is called an action.
이러한 테스트 동작은 여러모로 편리한 기능을 제공한다. 반도체 소자의 생산성을 높이기 위하여, 또는 생산 비용을 줄이기 위해 행해지는 모든 활동은 결국 기업의 경쟁력으로 이어진다. 그렇지만 칩을 설계하는 입장에서 테스트 동작 방식은 일정한 희생을 요구한다.This test operation provides a number of convenient features. Any activity done to increase the productivity of semiconductor devices or to reduce production costs will eventually lead to the competitiveness of the enterprise. However, from the standpoint of chip design, the test behavior requires some sacrifice.
칩의 면적이 작아지도록 설계하는 것 또한, 원가절감의 한 방법이라고 전술하였듯이 테스트 동작 방식을 다수개 보유할수록 필요한 배선의 개수가 증가하므로 이것은 칩 면적이 증가하는 하나의 원인으로 작용한다.Designing to reduce the area of the chip is also one method of cost reduction, and as the number of necessary wirings increases as the test operation method is retained, this is one cause of the increase in the chip area.
직사각형의 평면형태를 갖는 메모리 칩의 경우에는 일반적으로 칩의 중앙에패드가 배열되고 칩의 각각의 사분면에 메모리 셀 어레이가 위치하는데 칩의 중앙 패드 배열과 동일한 방향으로 전역(Global) 버스가 배열된다.In the case of a memory chip having a rectangular planar shape, pads are generally arranged in the center of the chip, and memory cell arrays are disposed in each quadrant of the chip, and a global bus is arranged in the same direction as the center pad array of the chip. .
이와 같이 배열된 버스의 폭은 칩의 한 축의 길이를 결정하는 요소로 작용한다. 만약에 테스트 기능을 위하여 추가된 배선 개수가 증가한다면 증가된 배선 개수만큼 칩의 면적이 증가하는 문제점이 있었다.The width of the bus thus arranged serves as an element that determines the length of one axis of the chip. If the number of wires added for the test function increases, the area of the chip increases by the number of wires increased.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반도체 메모리 소자에 있어서 테스트 모드에서 사용되는 배선을 다른 배선과 공용함으로써 칩 면적의 증가 문제를 해결한 발명을 제공함을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an invention that solves the problem of increasing the chip area by sharing the wiring used in the test mode with another wiring in the semiconductor memory device.
도1은 종래기술에 따른 반도체 메모리 소자의 구성을 보인 도면,1 is a view showing the configuration of a semiconductor memory device according to the prior art;
도2는 메모리 소자에서 신호들의 병목지점을 도시한 도면,2 illustrates a bottleneck of signals in a memory device;
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 메모리 소자의 구성을 도시한 도면,3 is a diagram illustrating a configuration of a memory device according to an embodiment of the present invention;
도4는 테스트 신호 디코더의 구성을 보인 도면,4 is a diagram showing the configuration of a test signal decoder;
도5는 테스트 레지스터의 구성을 보인 도면.5 is a diagram showing the configuration of a test register;
*도면의 주요부 분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *
100 : 메모리 셀200 : 데이터 증폭기100: memory cell 200: data amplifier
300a : 데이터 버스400 : 테스트 신호 디코더300a: data bus 400: test signal decoder
500a : 테스트 신호 버스600 : 입출력 로직500a: test signal bus 600: input / output logic
700 : 멀티플렉서800 : MIO 버스700: Multiplexer 800: MIO Bus
900 : 테스트 신호 레지스터900: test signal register
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정상동작 모드에서 사용되는 신호를 전송하는 제1 버스; 테스트 동작 모드에서 사용하는 신호를 전송하는 제2 버스; 상기 제1 버스와 제2 버스를 입력으로 하고 제어신호에 따라 상기 정상동작 모드에서 사용하는 신호 또는 상기 테스트 동작 모드에서 사용하는 신호중 어느 하나를 제3 버스로 출력으로 하는 선택수단; 상기 제어신호에 응답하여 상기 제3 버스의 신호를 입력받아 래치한 후 출력하는 테스트 신호 저장수단; 및 상기 제3 버스에 접속되어 상기 정상모드에서 사용되는 신호를 처리하는 수단을 포함하여 이루어진다.The present invention for achieving the above object, the first bus for transmitting a signal used in the normal operation mode; A second bus for transmitting a signal for use in a test mode of operation; Selecting means for inputting the first bus and the second bus and outputting a signal used in the normal operation mode or a signal used in the test operation mode to a third bus according to a control signal; Test signal storage means for receiving and latching a signal of the third bus in response to the control signal; And means for processing signals used in said normal mode connected to said third bus.
종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 일부 배선을 공용으로 사용하는 방법을 제시한다. 특히, 정상동작 모드에서 사용되는 일부 버스를 이용하여 테스트 모드에서 사용하는 신호들이 전달될 수 있도록 일시적인 경로를 제공하는 것이 본 발명의 기술적 요지이다. 즉, Multiplexed Bus 구조 라고도 할 수 있다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention proposes a method of using some wiring in common. In particular, it is a technical gist of the present invention to provide a temporary path so that signals used in the test mode can be transmitted by using some buses used in the normal operation mode. In other words, it may be referred to as a multiplexed bus structure.
본 발명에 따른 일실시예에서는 테스트 모드에서 필요한 테스트 신호의 개수가 8개 라면 상기 8개의 테스트 신호를 전송하기 위해서 정상모드에서 사용하는 데이터 버스를 8개 빌려오는 것이다. 정상모드에서 빌려온 8개의 데이터 버스는 테스트 모드에서는 사용되지 않기 때문에 전혀 문제가 되지 않는다. 테스트 모드에서 필요한 버스 신호들은 단지 테스트 모드에서만 필요한 신호이기 때문에 정상모드에서 작동할 경우에는 본래의 기능으로 돌려주면 된다.In one embodiment according to the present invention, if the number of test signals required in the test mode is eight, eight data buses used in the normal mode are used to transmit the eight test signals. The eight data buses borrowed in normal mode are not a problem at all because they are not used in test mode. The bus signals required in test mode are only required in test mode, so they can be returned to their original function when operating in normal mode.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.
본 발명에 따른 일실시예에서는 데이터 버스를 테스트 신호 버스와 공유하여 사용하였는데 데이터 버스 이외에도 주소버스를 테스트 신호버스와 공유하여 사용할 수도 있다. 도3은 본 발명에 따른 일실시예를 도시한 도면으로 이를 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.In one embodiment according to the present invention, the data bus is shared with the test signal bus, but in addition to the data bus, the address bus may be shared with the test signal bus. 3 is a view showing an embodiment according to the present invention with reference to this description as follows.
본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 소자는 메모리 셀(100)과 메모리셀에 데이터를 읽거나 쓰는데 필요한 데이터 증폭기(200), 읽기동작이나 쓰기동작을 위한 제어로직(도3에 미도시), 데이터 증폭기(200)로부터 멀티플렉서로 데이터를 운반하는 데이터 버스(300a), 테스트 코드를 입력받아 테스트 신호를 출력하는 테스트 신호 디코더(400), 상기 테스트 신호 디코더(400)의 출력인 테스트 신호를 멀티플렉서 및 칩의 한쪽 영역으로 전달하는 테스트 신호 버스(500a), 데이터 버스(300a)와 테스트 신호 버스(500a)를 입력으로 하여 제어신호에 따라 데이터와 테스트 신호중 어느 하나를 출력하는 멀티플렉서(700), 병목지점을 통과하여 칩의 다른 한쪽으로 상기 멀티플렉서(700)의 출력을 전달하는 MIO 버스(800), 상기 멀티플렉서의 출력이 데이터 신호인 경우에 데이터 신호를 입력받아 외부와 연결하는 데이터 입출력 회로(600), 상기 멀티플렉서의 출력이 테스트 신호인 경우에 멀티플렉서의 출력을 입력받는 테스트 신호 레지스터(900)로 구성되어 있다.According to an embodiment of the present invention, a semiconductor memory device includes a memory cell 100 and a data amplifier 200 for reading or writing data to a memory cell, a control logic for a read operation or a write operation (not shown in FIG. 3), A data bus 300a carrying data from the data amplifier 200 to the multiplexer, a test signal decoder 400 receiving a test code and outputting a test signal, a multiplexer for a test signal output from the test signal decoder 400, and Multiplexer 700, bottleneck, which outputs any one of data and a test signal according to a control signal by inputting a test signal bus 500a, a data bus 300a and a test signal bus 500a to be transferred to one area of the chip MIO bus 800 passing through and delivering the output of the multiplexer 700 to the other side of the chip, if the output of the multiplexer is a data signal A data input / output circuit 600 for receiving a data signal and connecting it to the outside, and a test signal register 900 for receiving the output of the multiplexer when the output of the multiplexer is a test signal.
본 발명에 따른 일실시예에서는 상기 데이터 버스(300a)는 데이터 증폭기 (200)로부터 멀티플렉서(700)까지 데이터를 전송하는데 사용되는 버스를 말하며 테스트 신호 버스(500a)는 테스트 신호 디코더(400)에서 멀티플렉서 (700)로 테스트 신호를 전송하거나 또는 칩의 중앙부분을 통과하지 않고 칩의 한쪽 영역으로 테스트 신호를 전송하는데 사용되는 버스를 말한다.In one embodiment according to the present invention, the data bus 300a refers to a bus used to transfer data from the data amplifier 200 to the multiplexer 700 and the test signal bus 500a refers to the multiplexer at the test signal decoder 400. A bus is used to transmit a test signal to 700 or to transmit a test signal to one region of the chip without passing through the center portion of the chip.
멀티플렉서(700)의 출력인 MIO 버스(800)는 신호들의 병목지점인 칩의 중앙부분을 통과하여 칩의 다른 한쪽 영역으로 테스트 신호나 데이터를 전송하는데 사용되는 버스를 말한다.The MIO bus 800, which is the output of the multiplexer 700, is a bus used to transmit test signals or data through the center of the chip, which is the bottleneck of signals, to the other area of the chip.
도4는 테스트 신호의 개수가 8개인 경우를 가정하여 테스트 신호 디코더(400)와 멀티플렉서(700)의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a test signal decoder 400 and a multiplexer 700 on the assumption that the number of test signals is eight.
테스트 신호 디코더(400)는 세개의 테스트 코드 c0, c1, c2를 입력으로 하는 낸드 게이트와 상기 낸드게이트의 출력을 입력받아 반전하여 출력하는 인버터를 기본단위로 하여 구성되어 있으며, 세개의 테스트 코드 c0, c1, c2를 디코딩하여 t0 내지 t7의 8개의 테스트 신호를 생성한다.The test signal decoder 400 is configured based on a NAND gate having three test codes c0, c1, and c2 and an inverter which receives and inverts the output of the NAND gate as a basic unit. , c1, c2 are decoded to generate eight test signals of t0 to t7.
8개의 테스트 신호들은 각각의 테스트 모드 동작을 나타내는 신호로서 칩의 한쪽 영역을 테스트 하기 위해 사용되기도 하며 또는 멀티플렉서로 입력되어 신호들의 병목구간 반대편에 위치한 칩의 다른 한쪽 영역을 테스트 하기 위해 사용된다.Eight test signals are used to test one area of the chip as a signal representing each test mode of operation, or to input the multiplexer to test the other area of the chip opposite the bottleneck of the signals.
멀티플렉서(700)는 테스트모드 제어신호(Testmode)에 응답하여 테스트신호 디코더의 출력신호인 t(n)을 MIO버스인 mio(m)에 전달하는 제1 패스트랜지스터 (710)와 테스트모드 제어신호(Testmode)에 응답하여 데이터버스 io(m)의 신호를 상기 mio(m)에 전달하는 제2 패스트랜지스터(720)를 구비하는바 제1 패스트랜지스터와 제2 패스트랜지스터는 테스트모드 제어신호에 따라 선택적으로 인에이블 되도록 구성된다.In response to the test mode control signal Testmode, the multiplexer 700 transmits the first fast transistor 710 and the test mode control signal (t), which transmits the output signal t (n) of the test signal decoder to mio (m), the MIO bus. And a second fast transistor 720 which transmits a signal of the data bus io (m) to the mio (m) in response to the test mode. The first fast transistor and the second fast transistor are selective according to a test mode control signal. It is configured to be enabled.
도5는 테스트 신호 레지스터(900)의 구성을 보인 도면으로 이를 참조하여 테스트 신호 레지스터의 구성과 동작을 설명하면 다음과 같다.FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the test signal register 900. The configuration and operation of the test signal register will be described below with reference to the drawing.
테스트 신호 레지스터(900)는 멀티플렉서의 반대편 지역 즉, 신호들의 병목지점을 사이에 두고 멀티플렉서(700)의 반대편에 위치하고 있다. 테스트 신호 레지스터(900)는 멀티플렉서(700)의 출력인 MIO 버스(800)와 테스트모드 제어신호(testmode)를 입력받는 입력부(910)와 상기 입력부(910)의 출력을 래치하고 있은 래치부(920), 상기 래치부(920)의 출력을 구동하는 구동부(930)와 테스트 리셋신호를 입력받는 테스트 리셋신호 입력부(940)로 구성되어있다.The test signal register 900 is located on the opposite side of the multiplexer, that is, on the opposite side of the multiplexer 700 with a bottleneck of signals therebetween. The test signal register 900 includes an input unit 910 for receiving the MIO bus 800, which is the output of the multiplexer 700, and a test mode control signal (testmode), and a latch unit 920 that latches the output of the input unit 910. ), A driver 930 for driving the output of the latch unit 920 and a test reset signal input unit 940 for receiving a test reset signal.
입력부(910)는 멀티플렉서(700)의 출력인 MIO 버스(800)와 테스트모드 제어신호 (testmode)를 입력받는제911 낸드게이트와 상기 제911 낸드게이트의 출력을 반전하여 출력하는 제912 인버터와 제912 인버터의 출력과 테스트모드 제어신호 (testmode)를 낸딩하여 제914 인버터로 출력하는 제913 낸드게이트로 구성되어 있으며 래치부(920)는 상기 제914 인버터의 출력을 입력받는 제921 인버터와 제921 인버터의 출력과 반전된 테스트 리셋신호를 입력받아 상기 제921 인버터로 피드백하는 제922 낸드게이트로 구성되어 있다.The input unit 910 includes a 911 NAND gate receiving the MIO bus 800 and a test mode control signal (testmode), which are outputs of the multiplexer 700, and a 912 inverter and an 912 NAND inverting output of the 911 NAND gate. 912 is composed of an output of the inverter and a test mode control signal (testmode) NAND 913 NAND gate for outputting to the 914 inverter, the latch unit 920 is the 921 inverter and 921 receiving the output of the 914 inverter And a 922 NAND gate that receives an output of the inverter and an inverted test reset signal and feeds back the 921 inverter.
구동부(930)는 상기 제921 인버터의 출력을 입력받아 출력하는 직렬연결된 2개의 인버터(931,932)로 구성되어 있으며 테스트 리셋신호 입력부는 테스트 리셋신호를 입력받아 반전하여 제922 낸드게이트로 출력하는 제940 인버터로 구성되어있다.The driving unit 930 includes two inverters 931 and 932 connected in series to receive and output the output of the 921 inverter. The test reset signal input unit receives the test reset signal and inverts the output to the 922 NAND gate. It is composed of an inverter.
테스트 신호 레지스터는 테스트모드 제어신호(Testmode)에 따라 Mio(m) 입력받아 래치하고 있으며 테스트 리셋신호(testrst)가 '로우' 레벨인 경우에는 래치된 상태를 계속 유지한다. 테스트 리셋신호(testrst)가 '하이' 레벨인 경우에는 테스트 신호 레지스터(900)의 출력인 tt0 ∼ tt7는 '로우'레벨이 되어 비활성화 상태로 진입하게 됨을 알수 있다.The test signal register is latched by receiving Mio (m) according to the test mode control signal (Testmode). If the test reset signal (testrst) is at the 'low' level, the test signal register is kept in the latched state. When the test reset signal testrst is at the 'high' level, it can be seen that the outputs of the test signal register 900, tt0 to tt7, become 'low' levels to enter the inactive state.
테스트 리셋신호(testrst)가 '로우' 레벨이고 테스트 모드제어신호(testmode)가 '하이'레벨인 경우에 도5에 도시된 테스트신호 레지스터(900)에 입력된 테스트 신호(t0 ∼ t7)는 테스트신호 레지스터(900)의 출력인 tt0 ∼ tt7을 각각 생성하는데 상기 테스트 신호 (t0 ∼ t7) 와 테스트신호 레지스터(900)의 출력인 tt0 ∼tt7 은 같은 신호이며 테스트 리셋신호(testrst)가 '하이'레벨로 액티브되어 테스트 신호들을 리셋시키지 않는 한, 테스트 신호들은 그 상태를 계속 유지할 것이다.When the test reset signal testrst is 'low' level and the test mode control signal testmode is 'high' level, the test signals t0 to t7 input to the test signal register 900 shown in FIG. 5 are tested. Each of the output signals tt0 to tt7 of the signal register 900 is generated. The test signals t0 to t7 and the outputs of the test signal register 900 tt0 to tt7 are the same signals and the test reset signal testrst is 'high'. The test signals will remain in that state unless they are activated to the level to reset the test signals.
이와 같이 구성된 본 발명의 일시예에 따른 반도체 메모리 소자의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the semiconductor memory device according to the exemplary embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
정상동작 모드인 경우에는 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽거나 또는 메모리 셀에 데이터를 라이트(wright)하는 동작모드로서 테스트 모드 제어신호(testmode)는 '로우'레벨이 되어 정상동작 모드임을 나타낸다.In the normal operation mode, the operation mode reads data stored in the memory cell or writes data in the memory cell. The test mode control signal testmode becomes 'low' level, indicating the normal operation mode.
메모리 셀에 저장된 데이터는 데이터 증폭기(200)에서 증폭되어 데이터 버스에 실리게 되고 멀티플렉서로 입력된다. 정상동작 모드로서 테스트 모드 제어신호(testmode)가 '로우' 레벨인 경우에는 도4에 도시된 멀티플렉서(400)의 구조를 참조하면 제1 패스 트랜지스터가 도통되지 않기 때문에 입력되는 테스트 신호 (t0 ∼ t7)는 멀티플렉서(400)의 출력이 될 수 없고 데이터 신호가 제2 패스 트랜지스터를 통과하여 멀티플렉서의 출력인 MIO버스에 실리게 된다.Data stored in the memory cell is amplified by the data amplifier 200 and loaded onto the data bus and input to the multiplexer. When the test mode control signal testmode is 'low' level as a normal operation mode, referring to the structure of the multiplexer 400 shown in FIG. 4, since the first pass transistor is not conducting, the input test signals t0 to t7 ) Cannot be the output of the multiplexer 400 and the data signal passes through the second pass transistor and is loaded on the MIO bus which is the output of the multiplexer.
MIO 버스는 칩의 중앙부분을 통과하여 입출력 로직에 연결되어 있으며 메모리 셀에 데이터를 읽거나 쓰는 정상동작이 행해지게 된다.The MIO bus passes through the center of the chip and is connected to the input / output logic, which normally operates to read or write data to the memory cells.
테스트 모드 제어신호(testmode)가 '하이'레벨이어서 메모리 소자의 동작이테스트 모드임을 나타내는 경우를 살펴보면 다음과 같다.The test mode control signal (testmode) is 'high' level to indicate that the operation of the memory device is a test mode as follows.
테스트 코드 c0, c1, c2를 입력받은 테스트 신호 디코더(400)는 상기 세개의 테스트 코드를 디코딩하여 8개의 테스트 신호(t0 ∼ t7)를 생성하여 테스트 신호 버스(500a)로 출력하며 상기 테스트 신호는 테스트 신호 버스(500a)에 실려 멀티플렉서(700)로 전달되거나 또는 칩의 중앙부분을 중심으로 하여 테스트 신호 레지스터 (900)가 위치한 영역의 반대편으로 전달되어 테스트 동작을 수행한다.The test signal decoder 400 receiving the test codes c0, c1, and c2 decodes the three test codes, generates eight test signals t0 to t7, and outputs them to the test signal bus 500a. The test signal bus 500a is transferred to the multiplexer 700 or to the opposite side of the region where the test signal register 900 is located with respect to the center of the chip to perform a test operation.
멀티플렉서(700)로 입력된 테스트 신호(t0 ∼ t7)는 도4에 도시된 멀티플렉서의 구조를 참조하면 테스트 모드 제어신호(testmode)가 '하이'레벨이므로 제2 패스 트랜지스터가 도통되어 테스트 신호(t0 ∼ t7)가 MIO 버스에 실리게 되고 데이터 신호는 제1 패스 트랜지스터가 도통되지 않으므로 멀티플렉서의 출력이 되지 못한다.When the test signals t0 to t7 input to the multiplexer 700 refer to the structure of the multiplexer shown in FIG. 4, since the test mode control signal testmode is 'high' level, the second pass transistor is turned on so that the test signal t0 is performed. T7) is loaded on the MIO bus and the data signal is not output from the multiplexer because the first pass transistor is not conducted.
MIO 버스(800)에 실려서 신호들의 병목지점인 칩의 중앙부분을 통과한 테스트 신호(t0 ∼ t7)는 테스트 신호 레지스터(900)에 입력되는데 이렇게 입력된 테스트 신호(t0 ∼ t7)는 테스트 신호 레지스터의 출력인 tt0 ∼ tt7 신호를 생성하며 이렇게 생성된 tt0 ∼ tt7 신호는 테스트 리셋신호(testrst)와 테스트 모드 제어신호(testmode)에 따라 각기 다르게 동작함은 전술한 바와 같다.The test signals t0 to t7 which are loaded on the MIO bus 800 and pass through the center portion of the chip, which are the bottlenecks of the signals, are input to the test signal register 900. The input test signals t0 to t7 are thus input to the test signal register. The tt0 to tt7 signals, which are outputs of the tt0 to tt7 signals, are generated and operate differently according to the test reset signal testrst and the test mode control signal testmode.
본 발명의 일실시예에 따르면 멀티플렉서(700)의 출력인 MIO 버스(800)는 정상모드일 경우에는 데이터 정보를 전송하고 테스트 모드일 경우에는 테스트 신호를 전송한다. 즉, 신호들의 병목지점을 통과하는 구간에서는 따로 테스트 신호의 전송을 위한 테스트 신호 버스를 사용하지 않고 데이터 버스를 공용으로 사용하여 칩의 면적증가를 방지하는 것이다.According to an embodiment of the present invention, the MIO bus 800, which is an output of the multiplexer 700, transmits data information in a normal mode and a test signal in a test mode. In other words, in the section passing through the bottleneck of the signals to prevent the increase of the chip area by using the data bus in common without using a test signal bus for transmitting the test signal separately.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and the present invention may be variously substituted, modified, and changed without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
반도체 메모리 소자의 용량은 급격하게 확대되는 추세이고 따라서, 칩의 테스트 비용절감 및 생산성 향상을 위해서 각종 테스트 관련 기능을 표현하는 논리들이 추가되는 현상은 피할 수가 없다. 하지만 이를 위해서는 칩의 면적이 증가하는 문제가 발생한다. 만일 50가지 테스트 동작을 구현해야 할 메모리 디바이스가 본 발명의 아이디어를 적용할 경우 상당한 양의 축 길이가 감소될 것이고 이것은 전체 칩 면적의 감소로 이어진다. 따라서 본 발명을 적용하게 되면 한장의 웨이퍼에서 산출되는 넷 다이의 개수도 증가하여 생산원가의 절감 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.The capacity of semiconductor memory devices is rapidly expanding, and thus, a phenomenon in which logics representing various test-related functions are added in order to reduce test costs and improve productivity of a chip is inevitable. However, this causes a problem of increasing the area of the chip. If a memory device that has to implement 50 test operations applies the idea of the present invention, a significant amount of axis length will be reduced, which leads to a reduction in the overall chip area. Therefore, when the present invention is applied, the number of net dies calculated from one wafer is also increased, thereby reducing production costs and improving productivity.
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