WO2014175057A1 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
WO2014175057A1
WO2014175057A1 PCT/JP2014/060162 JP2014060162W WO2014175057A1 WO 2014175057 A1 WO2014175057 A1 WO 2014175057A1 JP 2014060162 W JP2014060162 W JP 2014060162W WO 2014175057 A1 WO2014175057 A1 WO 2014175057A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
data
test
semiconductor device
terminal
circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/060162
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
畠山 淳
石川 透
Original Assignee
ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル filed Critical ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル
Publication of WO2014175057A1 publication Critical patent/WO2014175057A1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/02Detection or location of defective auxiliary circuits, e.g. defective refresh counters
    • G11C29/022Detection or location of defective auxiliary circuits, e.g. defective refresh counters in I/O circuitry

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device capable of performing an operation test of an input buffer and an output buffer.
  • Wide IO type DRAM expands the I / O bit width of conventional mobile DRAM such as 16 bits and 32 bits to 512 bits and realizes a high data transfer rate of 12.8 GB / sec.
  • Such an I / O bit width cannot be realized in a conventional mobile DRAM package, but in a wide IO type DRAM, a DRAM memory chip and a controller chip called SOC (System on Chip) are stacked to form a single package, The stacked chips are connected by through electrodes called TSV (Through Substrate Via).
  • TSV Through Substrate Via
  • each terminal is constituted by a microelectrode called a micro bump. Since a large number of micro bumps are arranged at a very narrow pitch, it is difficult to bring the tester probe into direct contact with the micro bumps during a test operation. For this reason, in the wide IO type DRAM, a test pad electrode called a direct access terminal is provided separately from the micro bump, and the tester probe is brought into contact with the test pad electrode during the test operation. Signal input / output.
  • test data is usually input via a pad electrode for address input, and a determination signal indicating the test data or a test result is output via a pad electrode for data output. Is done.
  • the input buffer and the output buffer used in the normal operation mode are not used, there is a problem that it is impossible to test whether the input buffer and the output buffer operate normally.
  • the above problem is not limited to the wide IO type DRAM, and is a problem that occurs in all semiconductor devices that do not use the input buffer and output buffer used in the normal operation mode during the operation test.
  • a semiconductor device includes first and second terminals, an output buffer having an output node connected to the first terminal, and an input buffer having an input node connected to the first terminal.
  • the memory cell array, a data comparison circuit whose output node is connected to the second terminal, a first wiring connecting the input node of the output buffer and the memory cell array, and the first wiring are independent of each other. And a second wiring that connects the output node of the input buffer and the input node of the data comparison circuit.
  • a semiconductor device includes a first terminal, first and second wirings, an output buffer having an output node connected to the first terminal, and an input node serving as the first terminal.
  • An output buffer of the input buffer is connected to the first or second wiring based on a switching signal and an input buffer connected to the memory cell array, a data comparison circuit connected to the second wiring, and a switching signal.
  • a switching circuit wherein the first wiring interconnects the memory cell array, the input node of the output buffer, and the switching circuit, and the second wiring connects the switching circuit and the data comparison circuit. It is characterized by being connected to each other.
  • a path for supplying data read from the memory cell array to the data comparison circuit via the output buffer and the input buffer is provided, so whether or not the output buffer and the input buffer are operating normally. This can be determined by an operation test.
  • FIG. 4 is a block diagram for explaining a circuit configuration of a memory chip 20.
  • FIG. It is a block diagram for demonstrating the circuit structure of channel ChA by the 1st Embodiment of this invention.
  • 3 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a data comparison circuit 65.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a data input / output circuit 64.
  • FIG. 4 is a timing chart for explaining an operation test of the memory chip 20.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device 10 has a configuration in which a memory chip 20 and a control chip 30 are stacked.
  • the memory chip 20 is a so-called wide IO type DRAM, and a main surface 20F is provided with a plurality of surface micro bumps MFB and a plurality of test pads TP.
  • the main surface 20F is the surface on which circuit elements such as transistors are formed.
  • the main surface 20F of the memory chip 20 faces downward. That is, in the present embodiment, the memory chip 20 is stacked on the control chip 30 in a face-down manner.
  • the control chip 30 is a semiconductor chip (SOC) that controls the operation of the memory chip 20 and is mounted on the circuit board 40 in a face-down manner. That is, the control chip 30 is mounted such that the main surface 30F faces the circuit board 40 side and the back surface 30B faces the memory chip 20 side.
  • a plurality of front surface micro bumps CFB are formed on the main surface 30F of the control chip 30, and a plurality of back surface micro bumps CBB are formed on the back surface 30B of the control chip 30.
  • the front surface microbump CFB is bonded to the substrate electrode 41 provided on the circuit board 40, and the back surface microbump CBB is bonded to the front surface microbump MFB provided on the memory chip 20.
  • the internal circuit provided in the control chip 30 is connected to the front surface microbump CFB and also connected to the back surface microbump CBB through the through electrode TSV (Through Substrate Via) provided through the control chip 30. Has been.
  • the circuit board 40 has a structure in which a substrate electrode 41 is provided on the upper surface side on which the memory chip 20 and the control chip 30 are mounted, and an external terminal 42 is provided on the lower surface side.
  • the substrate electrode 41 and the external terminal 42 are connected to each other via a through-hole conductor (not shown) provided through the circuit substrate 40.
  • a sealing resin 50 is provided on the upper surface of the substrate electrode 41 so as to cover the memory chip 20 and the control chip 30, thereby providing the semiconductor device 10 as one package.
  • a signal (address signal, command signal, clock signal, write data, etc.) input via the external terminal 42 is first input to the control chip 30, and after undergoing necessary signal processing by the control chip 30, the memory It is supplied to the chip 20.
  • a signal (such as read data) output from the memory chip 20 is input to the control chip 30 and is output to the outside from the external terminal 42 through necessary signal processing by the control chip 30.
  • the semiconductor device 10 After mounting the control chip 30 and the memory chip 20 on the circuit board 40, these chips 20 and 30 may be sealed with a sealing resin 50, as shown in FIG.
  • the semi-finished product 10A may be prepared and connected to the control chip 30 and the circuit board 40.
  • the semi-finished product 10A shown in FIG. 2 includes a sealing resin 50 that covers each surface except the memory chip 20 and its main surface 20F. If such a semi-finished product 10A is used, it is possible to appropriately connect the control chips 30 that differ depending on the specifications and applications, so that versatility can be improved.
  • FIG. 3 is a plan view of the main surface 20F of the memory chip 20.
  • the main surface 20F of the memory chip 20 is provided with four channels ChA to ChD arranged in a matrix in the X and Y directions.
  • Each of the channels ChA to ChD is a circuit block that can operate as a single DRAM. Therefore, the memory chip 20 has a configuration in which four independent DRAMs are integrated into one chip.
  • the main surface 20F of the memory chip 20 is provided with a plurality of micro bumps MFBa to MFBd corresponding to the channels ChA to ChD.
  • the number of data micro-bumps MFBa to MFBd assigned to each channel ChA to ChD is very large, for example, 128, and a large number of micro-bumps MFBa to MFBd for power supply are required.
  • about 300 micro bumps MFBa to MFBd are provided for each ChD. For this reason, more than 1000 micro bumps MFB are used in the entire chip.
  • micro bumps MFB include test terminals called direct access terminals.
  • each direct access terminal is assigned a test pad TP for contacting a tester probe.
  • the test pad TP has a larger plane size than the micro bump MFB so that the tester probe can be easily brought into contact with the test pad TP.
  • FIG. 4 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the memory chip 20.
  • the double circles indicate the micro bumps MFB, and the double squares indicate the test pads TP.
  • the signal having “DA” at the head of the signal name and the test signal TEST are signals that are input (or output) through the direct access terminal. As shown in FIG. 4, each direct access terminal is provided with a corresponding test pad TP. Further, signals having “a” to “d” at the end of the signal names are signals corresponding to the channels ChA to ChD, respectively.
  • the signal SIGa shown in FIG. 4 is an input signal supplied to the channel ChA and includes an address signal ADDa, a command signal CMDa, a chip select signal CS0a, a clock signal CLKa, a clock enable signal CKE0a, and the like.
  • the channel ChA receives these input signals SIGa and performs a read operation, a write operation, and the like.
  • the read data DQa that has been read is output via the micro bump MFBa.
  • the channel ChA performs a write operation the read data DQa input via the micro bump MFBa is supplied to the channel ChA.
  • a signal input via the direct access terminal is input in common to each channel ChA to ChD.
  • Signals input via the direct access terminal include an address signal DA_ADD, a command signal DA_CMD, a chip select signal DA_CS0, a clock signal DA_CLK, a clock enable signal DA_CKE0, a test signal TEST, and the like. Since these signals are commonly assigned to the channels ChA to ChD, the channels ChA to ChD operate in parallel during the test operation, and the signals DA_DQa to DA_DQd, which are test results, are respectively used for direct access. To the micro bump MFB or the test pad TP.
  • FIG. 5 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the channel ChA according to the first embodiment of the present invention.
  • the other channels ChB to ChD also basically have the same circuit configuration as that of the channel ChA, and thus redundant description is omitted.
  • the channel ChA includes a memory cell array 60 and an access control circuit 61 that performs an access operation to the memory cell array 60.
  • the access control circuit 61 performs an access operation to the memory cell array 60 based on an input signal SIG including an address signal ADD, a command signal CMD, a chip select signal CS, a clock signal CLK, and a clock enable signal CKE.
  • the input signal SIG is supplied from the input switching circuit 62.
  • the input switching circuit 62 receives the input signal SIGa for normal operation and the input signal DA_SIG for test operation, and outputs one selected based on the test signal TEST to the access control circuit 61 as the input signal SIG.
  • the normal operation input signal SIGa is supplied to the access control circuit 61 during the normal operation
  • the test operation input signal DA_SIG is supplied to the access control circuit 61 during the test operation.
  • the read data DQa read from the memory cell array 60 is supplied to the data input / output circuit 64 via the switching circuit 63.
  • read data DQa is output to the outside via the output buffer OB included in the data input / output circuit 64.
  • the output buffer included in the data input / output circuit 64 is output.
  • Test read data tRD is supplied to the data comparison circuit 65 via OB and the input buffer IB. Details of the test operation will be described later.
  • test data tWD held in the test data register 66 is supplied to the memory cell array 60 via the switching circuit 63.
  • the test data register 66 is activated by the enable signal TPen and serves to temporarily hold the test write data tWD input via the address direct access terminal.
  • Test write data tWD held in the test data register 66 and test read data tRD read from the memory cell array 60 are compared by the data comparison circuit 65.
  • the data comparison circuit 65 compares them in response to the enable signal CMPen, and outputs a pass / fail signal P / F generated according to the result to the output circuit 67.
  • the enable signals TPen and CMPen are generated by the test mode control circuit 68.
  • the test mode control circuit 68 generates enable signals TPen and CMPen based on the address signal ADD and the command signal CMD during the test operation, and also selects the selection signal SWC that controls the switching circuit 63 and the data input / output circuit 64.
  • a signal BLCTL and the like are generated.
  • the data input / output circuit 64 is also supplied with a clock signal SCLK, boundary scan signals BSCTL1, 2 and the like.
  • FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of the data comparison circuit 65.
  • the data comparison circuit 65 compares each bit of the test write data tWD composed of a plurality of bits W0 to Wn with each bit of the test read data tRD composed of a plurality of bits R0 to Rn.
  • Non-OR circuits ENOR0 to ENORn are provided.
  • the output signals of these exclusive OR circuits ENOR0 to ENORn are input to an AND gate circuit 65a, and the output signal is used as a pass / fail signal P / F.
  • the pass / fail signal P / F is at a low level (fail signal).
  • the pass / fail signal P / F is output to the outside from the micro bump MFB or the test pad TP for direct access via the output circuit 67.
  • FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of the data input / output circuit 64.
  • the data input / output circuit 64 includes an output buffer OB and an input buffer IB connected in parallel between the read / write bus RWBS and the data input / output micro bump MFBa.
  • the output node of the output buffer OB and the input node of the input buffer IB are commonly connected to the corresponding microbump MFBa.
  • the read / write bus RWBS is a bidirectional data bus that connects the data input / output circuit 64 and the switching circuit 63.
  • the read / write bus RWBS includes buses RWBS0 to RWBSn for internal data D0 to Dn, and these are connected to micro bumps MFBa for data DQa0 to DQan via corresponding output buffers OB and input buffers IB, respectively.
  • data latch circuits DQOL and DQIL and selector circuits OSL and ISL are connected between the read / write bus RWBS and the data input / output micro bump MFBa.
  • a data latch circuit DQOL and a selector circuit OSL are connected in this order between the read / write bus RWBS and the input node of the output buffer OB.
  • the data latch circuit DQOL latches the read data D0 to Dn on the read / write bus RWBS in synchronization with the clock signal CLK, and supplies the output signal to the normal input node nom of the selector circuit OSL.
  • the selector circuit OSL has a boundary scan input node bs in addition to the normal input node nom, and outputs a signal input to one of the nodes based on the boundary scan signal BSCTL2.
  • a selector circuit ISL has a normal input node nom and a boundary scan input node bs, and outputs a signal input to one of the nodes based on the boundary scan signal BSCTL1.
  • the normal input node nom is connected to the output node of the input buffer IB
  • the boundary scan input node bs is connected to the output node of the previous data latch circuit DQIL.
  • the boundary scan input data SDI is input to the boundary scan input node bs of the first-stage selector circuit ISL
  • the boundary scan output data SDO is output from the output node of the final-stage data latch circuit DQIL.
  • the data latch circuit DQIL latches the write data DQa0 to DQan output from the selector circuit ISL in synchronization with the clock signal CLK or SCLK, and outputs the output signal to the read / write bus RWBS via the write switch 69.
  • the selection of the clock signal CLK or SCLK is performed by the selector circuit CSL based on the selection signal BLCTL.
  • an address terminal that is not used at the time of column access for example, a terminal for inputting the ADD 12 can be used as the clock signal SCLK.
  • the write switch 69 is a circuit for switching whether to output the write data DQa0 to DQan output from the data latch circuit DQIL to the read / write bus RWBS, and the selection is a write control signal supplied from the access control circuit 61. Performed by WCTL.
  • the write control signal WCTL is a signal that is at a high level during a write operation, whereby the write data DQa0 to DQan output from the data latch circuit DQIL is output to the read / write bus RWBS during the write operation. At other operation timings, the output node of the data latch circuit DQIL is disconnected from the read / write bus RWBS.
  • test bus TBS is a test data bus provided independently of the read / write bus RWBS.
  • the write data DQa0 to DQan input in parallel from the data input / output micro bumps MFBa are passed through the input buffer IB, the selector circuit ISL, the data latch circuit DQIL, and the write switch 69. Are output to the read / write bus RWBS.
  • the write data DQa0 to DQan are written in the memory cell array 60.
  • the read data D0 to Dn read in parallel from the memory cell array 60 are output from the data input / output micro bumps MFBa via the data latch circuit DQOL, the selector circuit OSL, and the output buffer OB.
  • the boundary scan test four operations of the serial in mode, the parallel out mode, the parallel in mode, and the serial out mode are selectively executed.
  • the serial-in mode the boundary scan input data SDI is serially input and sequentially shifted through the selector circuit ISL and the data latch circuit DQIL.
  • the serially input boundary scan input data SDI is latched by the plurality of data latch circuits DQIL.
  • the parallel out mode the data latched in the data latch circuit DQIL is output as DQa0 to DQan via the selector circuit OSL and the output buffer OB, respectively.
  • the input data DQa0 to DQan can be latched in the corresponding data latch circuit DQIL via the input buffer IB and the selector circuit ISL.
  • the data latched by the data latch circuit DQIL can be output as the boundary scan output data SDO by sequentially shifting the data via the selector circuit ISL and the data latch circuit DQIL.
  • FIG. 8 is a timing chart for explaining an operation test of the memory chip 20 according to the present embodiment.
  • the read command Read and the column address Yadd are input at time t0 via the direct access terminal.
  • the test mode TEST is entered by the test signal TEST before time t0, and the test write data tWD is written to the memory cell array 60.
  • the test write data tWD written in the memory cell array 60 is held in the test data register 66 and supplied to the data comparison circuit 65 as an expected value.
  • the access control circuit 61 automatically generates an internal read command iRead in synchronization with times t1, t2, and t3 and automatically generates a column address iYadd.
  • the test read data tRD (Q1, Q2, Q3) is automatically output in synchronization with the times t5, t6, t7.
  • the burst length BL is set to 4 bits by repeating such an automatic read operation three times.
  • test read data tRD output at adjacent timings for example, the data Q0 and Q1 have logic levels opposite to each other. This is because, if these logic levels are the same, even if the previous data is erroneously held, the value of the test read data tRD shows a correct value, and the operation test may be inaccurate. Because there is.
  • the test read data tRD (Q0 to Q3) read in this way is output to the test bus TBS in synchronization with the rising edge of the clock signal SCLK and supplied to the data comparison circuit 65.
  • the clock signal SCLK changes from the low level to the high level at the timing when the test read data Q1 appears on the microbump MFBa, and therefore the data Q1 is supplied to the data comparison circuit 65.
  • the clock signal SCLK is input from an address terminal that is not used during column access, for example, a terminal for ADD12.
  • the data comparison circuit 65 compares the test write data tWD held in the test data register 66 with the test read data tRD (Q1 in the example shown in FIG. 8) supplied via the test bus TBS. In response to this, a pass / fail signal P / F is generated. That is, if all these bits match, a pass signal is generated, and if even one bit is different, a fail signal is generated. Therefore, if this operation is repeatedly executed while changing the rising timing of the clock signal SCLK, all the test read data tRD (Q0 to Q3) can be evaluated.
  • the test read data tRD is supplied to the data comparison circuit 65 via the output buffer OB and the input buffer IB. Therefore, not only the memory cell array 60 and the access control circuit 61 but also the output buffer OB. It is also possible to evaluate whether or not the input buffer IB operates normally. As a result, it is possible to test whether or not these circuit blocks operate normally using the micro bump MFB or the test pad TP for direct access.
  • FIG. 9 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the channel ChA according to the second embodiment of the present invention.
  • the channel ChA according to the second embodiment of the present invention is different from the channel ChA according to the first embodiment shown in FIG. 5 in that an AND gate circuit 70 is inserted in the test bus TBS. It is different. Since the other points are the same as those of the channel ChA according to the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • one input node is connected to the test bus TBS, the enable signal CMPen is supplied to the other input node, and the test read data tRD that is the output signal is supplied to the data comparison circuit 65.
  • the load capacity of the test bus TBS is reduced as compared with the first embodiment, so that it is possible to reduce the signal delay during the write operation caused by the load capacity of the test bus TBS.
  • FIG. 10 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the channel ChA according to the third embodiment of the present invention.
  • the channel ChA according to the third embodiment of the present invention is different from that shown in FIG. 9 in that a holding circuit 80 is inserted between the data comparison circuit 65 and the output circuit 67. This is different from the channel ChA according to the embodiment. Since the other points are the same as those of the channel ChA according to the second embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the holding circuit 80 is activated by the enable signal LCTen supplied from the test mode control circuit 68 and plays a role of generating the test result signal TPF by holding the pass / fail signal P / F. Specifically, after the enable signal LCTen is activated, if all the pass fail signals P / F are at a high level (pass signal), the test result signal TPF is set to the pass level, and the pass fail signal P / F is low even once. If the level (fail signal) is indicated, the test result signal TPF is set to the fail level. The test result signal TPF generated in this way is output to the outside via the output circuit 67.
  • the test result signal TPF at the fail level is output to the outside, so the tester always outputs the test result signal TPF. There is no need to monitor. Thereby, the operation of the tester can be simplified as compared with the first and second embodiments.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 100 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device 100 has a configuration in which four memory chips 21 to 24 are stacked on a control chip 30.
  • the memory chips 21 to 24 are chips having the same circuit configuration as the memory chip 20 described above.
  • the main surfaces 21F to 24F of the memory chips 21 to 24 are provided with a plurality of front surface micro bumps MFB and a plurality of test pads TP, and the back surfaces 21B to 23B of the memory chips 21 to 23 are provided with a plurality of back surface micro bumps MBB. ing.
  • the back surface micro-bump MBB is not provided on the back surface 24B of the memory chip 24 located in the uppermost layer.
  • the memory chips 21 to 23 are provided with through electrodes TSV that connect the front surface micro bumps MFB and the back surface micro bumps MBB. Then, the back surface micro bump MBB of the control chip 30 or the memory chips 21 to 23 located in the lower layer and the front surface micro bump MFB of the memory chips 21 to 24 located in the upper layer are joined to each other.
  • the memory chip 24 is a chip located at the uppermost stage of the semiconductor device 100, so that the signal supplied to the memory chip 24 is further transferred to another chip. This is because there is no need to transfer.
  • the memory chip 24 can be made thicker than the other memory chips 21 to 23 as illustrated in FIG. As a result, it is possible to suppress chip deformation due to thermal stress (thermal stress generated when the memory chips 21 to 24 are stacked) when the semiconductor device 100 is manufactured.
  • a chip having the same structure as the memory chips 21 to 23 may be used as the memory chip 24.
  • a semi-finished product 100 ⁇ / b> A shown in FIG. 12 may be prepared and connected to the control chip 30 and the circuit board 40.
  • a semi-finished product 100A shown in FIG. 12 includes a sealing resin 50 that covers each surface except the memory chip 21 and the main surface 21F. If such a semi-finished product 100A is used, it becomes possible to appropriately connect the control chips 30 that differ depending on the specifications and applications.
  • the through electrodes TSV provided in the memory chips 21 to 23 include a first type of through electrode TSV1 and a second type of through electrode TSV2.
  • FIGS. 13A and 13B are schematic diagrams for explaining the connection state of the through silicon vias TSV1 and TSV2, respectively.
  • the through silicon via TSV1 shown in FIG. 13A is short-circuited with the through silicon via TSV1 in the other layer provided in the same plane position in a plan view seen from the stacking direction, that is, when seen from the arrow A shown in FIG. ing. That is, as shown in FIG. 13A, the upper and lower through electrodes TSV1 provided at the same position in plan view are short-circuited, and one signal path is configured by these through electrodes TSV1.
  • This signal path is connected to the internal circuit 2 of each of the memory chips 21 to 24. Therefore, input signals (command signal, address signal, clock signal, write data, etc.) supplied from the control chip 30 via the main surface 21F of the memory chip 21 to this signal path are transmitted to the memory chips 21 to 24, respectively.
  • an output signal (read data or the like) supplied to the signal path from the internal circuit 2 of each of the memory chips 21 to 24 is wired or output from the main surface 21F of the memory chip 21 to the control chip 30.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of the through silicon via TSV1.
  • the through silicon via TSV1 is provided through the semiconductor substrate 90 and the interlayer insulating film 91 on the surface thereof.
  • An insulating film 92 is provided between the through silicon via TSV1 and the semiconductor substrate 90, thereby ensuring insulation between the through silicon via TSV1 and the semiconductor substrate 90.
  • the lower end of the through silicon via TSV1 is provided on the main surface of the memory chips 21 to 23 via the pads P0 to P3 provided in the wiring layers L0 to L3 and the plurality of through hole electrodes TH1 to TH3 connecting the pads. Are connected to the surface micro-bump MFB.
  • the upper end of the through silicon via TSV1 is connected to the backside micro bumps MBB of the memory chips 21 to 23.
  • the back surface micro bumps MBB are connected to the front surface micro bumps MFB provided in the upper memory chips 22 to 24.
  • the through silicon via TSV2 shown in FIG. 13B is short-circuited with the through silicon via TSV2 of another memory chip provided at a different position in plan view.
  • the electrode TSV2 is connected to the (N + 1) th through electrode TSV2 provided in the upper memory chip.
  • the fourth through electrode TSV2 (the rightmost through electrode TSV2 in FIG. 13B) provided in the lower memory chip is the first through electrode TSV2 (FIG. 13B) provided in the upper memory chip. Then, it is connected to the leftmost through silicon via TSV2).
  • Such a cyclic connection forms four independent signal paths.
  • the through electrode TSV2 (the leftmost through electrode TSV2 in FIG. 13B) provided at a predetermined position in plan view is an internal circuit in the memory chips 21 to 23. 3 is connected.
  • the internal circuit 3 included in the uppermost memory chip 24 is connected to the rightmost through silicon via TSV ⁇ b> 2 included in the memory chip 23.
  • the signals S1 to S4 shown in FIG. 13B are selectively input to the internal circuits 3 of the memory chips 21 to 24, respectively.
  • Examples of such signals include a chip select signal CS and a clock enable signal CLK.
  • the semiconductor device according to the present invention can be applied to the stacked semiconductor device 100 in which the plurality of memory chips 21 to 24 are stacked.
  • the test pads TP of the memory chips 22 to 24 are covered with the sealing resin 50, so that the tester probe is contacted.
  • the operation test of each of the memory chips 21 to 24 is performed via the control chip 30 and the direct access micro bumps MFB and MBB and the through silicon via TSV. Can do.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 200 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the semiconductor device 200 according to the fifth embodiment of the present invention is similar to the fourth embodiment shown in FIG. 11 in that the control chip 30 is mounted on the circuit board 40 in a face-up manner. This is different from the semiconductor device 100 according to the form.
  • the stacked structure of the memory chips 21 to 24 is the same as that of the semiconductor device 100 according to the fourth embodiment.
  • the connection between the control chip 30 and the circuit board 40 is performed using the bonding wire BW. For this reason, it is not necessary to form the through silicon via TSV in the control chip 30.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 300 according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the memory chips 21 to 24 and the control chip 30 are mounted on different planes on the silicon interposer SI.
  • the semiconductor device 100 is different from the semiconductor device 100 according to the fourth embodiment shown in FIG. 11 in that it is mounted on the substrate 40.
  • the stacked structure of the memory chips 21 to 24 is the same as that of the semiconductor device 100 according to the fourth embodiment.
  • the silicon interposer SI has a front surface micro bump SMB, a back surface micro bump SBB, and a through electrode TSV connecting them.
  • the front surface microbump SMB is connected to the front surface microbump MFB of the memory chip 21 and the front surface microbump CFB of the control chip 30, and the back surface microbump SBB is connected to the substrate electrode 41 provided on the circuit board 40. With this configuration, it is not necessary to form the through silicon via TSV in the control chip 30 also in the present embodiment.
  • connection methods can be used as the connection method between the memory chip 20 (21 to 24) and the control chip 30, and in the present invention, these connection methods are not limited to specific connection methods. .

Landscapes

  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

[Problem] To test whether or not an input buffer or an output buffer performs normally. [Solution] The present invention is provided with: a microbump (MFBa); a test pad (TP); an output buffer (OB) in which an output node is connected to the microbump (MFBa); an input buffer (IB) in which an input node is connected to the microbump (MFBa); a memory cell array (60); a data comparison circuit (65) in which an output node is connected to the test pad (TP); a read/write bus (RWBS) which connects an input node of the output buffer (OB) with the memory cell array (60); and a test bus (TBS) which connects an output node of the input buffer (IB) with an input node of the data comparison circuit (65). According to the present invention, it is possible to assess, by way of a performance test, whether or not the output buffer (OB) and the input buffer (IB) are performing normally, without using the microbump (MFBa).

Description

半導体装置Semiconductor device
 本発明は半導体装置に関し、特に、入力バッファ及び出力バッファの動作テストが可能な半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device capable of performing an operation test of an input buffer and an output buffer.
 近年、DRAM(Dynamic Random Access Memory)の一種として、スマートフォンやタブレットPCなどのモバイル機器向けの次世代DRAM規格である「ワイドIO型DRAM」が注目されている(特許文献1参照)。 Recently, as a kind of DRAM (Dynamic Random Access Memory), “wide IO DRAM”, which is a next-generation DRAM standard for mobile devices such as smartphones and tablet PCs, has attracted attention (see Patent Document 1).
 ワイドIO型のDRAMは、16ビットや32ビットといった従来のモバイル用DRAMのI/Oビット幅を512ビットまで拡張し、12.8GB/secの高速なデータ転送レートを実現する。従来のモバイル用DRAMのパッケージではこのようなI/Oビット幅は実現できないが、ワイドIO型のDRAMでは、DRAMメモリチップとSOC(System on Chip)と呼ばれるコントローラチップとを重ねてワンパッケージ化し、積層したチップ間をTSV(Through Substrate Via)と呼ばれる貫通電極によって接続する。これによって、メモリチップとコントローラチップとの間を多数の配線で接続することが可能となり、チップ間をつなぐ入出力インターフェースのI/Oビット幅を拡げることができる。また、多くのメモリチップを積層することにより、大容量化を図ることも可能である。 Wide IO type DRAM expands the I / O bit width of conventional mobile DRAM such as 16 bits and 32 bits to 512 bits and realizes a high data transfer rate of 12.8 GB / sec. Such an I / O bit width cannot be realized in a conventional mobile DRAM package, but in a wide IO type DRAM, a DRAM memory chip and a controller chip called SOC (System on Chip) are stacked to form a single package, The stacked chips are connected by through electrodes called TSV (Through Substrate Via). As a result, the memory chip and the controller chip can be connected by a large number of wires, and the I / O bit width of the input / output interface connecting the chips can be increased. Further, it is possible to increase the capacity by stacking many memory chips.
 ワイドIO型のDRAMは、コントローラチップに接続される端子の数が通常のDRAMに比べて極めて多いため、各端子はマイクロバンプと呼ばれる微小電極によって構成される。マイクロバンプは非常に狭ピッチで多数配置されることから、テスト動作時においてテスタのプローブをマイクロバンプに直接接触させることは困難である。このため、ワイドIO型のDRAMにおいては、ダイレクトアクセス端子と呼ばれるテスト用のパッド電極がマイクロバンプとは別に設けられており、テスト動作時においては、テスタのプローブをテスト用のパッド電極に接触させることによって信号の入出力を行う。 Since the wide IO type DRAM has an extremely large number of terminals connected to the controller chip as compared with a normal DRAM, each terminal is constituted by a microelectrode called a micro bump. Since a large number of micro bumps are arranged at a very narrow pitch, it is difficult to bring the tester probe into direct contact with the micro bumps during a test operation. For this reason, in the wide IO type DRAM, a test pad electrode called a direct access terminal is provided separately from the micro bump, and the tester probe is brought into contact with the test pad electrode during the test operation. Signal input / output.
特開2012-243251号公報JP2012-243251A
 テスト用のパッド電極を用いた動作テストにおいては、通常、アドレス入力用のパッド電極を介してテストデータを入力し、データ出力用のパッド電極を介してテストデータ又はテスト結果を示す判定信号が出力される。しかしながら、この場合、通常動作モードで使用する入力バッファや出力バッファを使用しないことから、入力バッファや出力バッファが正常に動作するか否かをテストすることができないという問題があった。 In an operation test using a pad electrode for a test, test data is usually input via a pad electrode for address input, and a determination signal indicating the test data or a test result is output via a pad electrode for data output. Is done. However, in this case, since the input buffer and the output buffer used in the normal operation mode are not used, there is a problem that it is impossible to test whether the input buffer and the output buffer operate normally.
 尚、上記の問題はワイドIO型のDRAMに限らず、通常動作モードで使用する入力バッファや出力バッファを動作テスト時に使用しない全ての半導体装置に対して生じる問題である。 The above problem is not limited to the wide IO type DRAM, and is a problem that occurs in all semiconductor devices that do not use the input buffer and output buffer used in the normal operation mode during the operation test.
 本発明の一側面による半導体装置は、第1及び第2の端子と、出力ノードが前記第1の端子に接続された出力バッファと、入力ノードが前記第1の端子に接続された入力バッファと、メモリセルアレイと、出力ノードが前記第2の端子に接続されたデータ比較回路と、前記出力バッファの入力ノードと前記メモリセルアレイとを接続する第1の配線と、前記第1の配線とは独立に設けられ、前記入力バッファの出力ノードと前記データ比較回路の入力ノードとを接続する第2の配線と、を備えることを特徴とする。 A semiconductor device according to an aspect of the present invention includes first and second terminals, an output buffer having an output node connected to the first terminal, and an input buffer having an input node connected to the first terminal. The memory cell array, a data comparison circuit whose output node is connected to the second terminal, a first wiring connecting the input node of the output buffer and the memory cell array, and the first wiring are independent of each other. And a second wiring that connects the output node of the input buffer and the input node of the data comparison circuit.
 本発明の他の側面による半導体装置は、第1の端子と、第1及び第2の配線と、出力ノードが前記第1の端子に接続された出力バッファと、入力ノードが前記第1の端子に接続された入力バッファと、メモリセルアレイと、前記第2の配線に接続されたデータ比較回路と、切替信号に基づいて、前記入力バッファの出力ノードを前記第1又は第2の配線に接続する切替回路と、を備え、前記第1の配線は、前記メモリセルアレイ、前記出力バッファの入力ノード及び前記切替回路を相互に接続し、前記第2の配線は、前記切替回路及び前記データ比較回路を相互に接続することを特徴とする。 A semiconductor device according to another aspect of the present invention includes a first terminal, first and second wirings, an output buffer having an output node connected to the first terminal, and an input node serving as the first terminal. An output buffer of the input buffer is connected to the first or second wiring based on a switching signal and an input buffer connected to the memory cell array, a data comparison circuit connected to the second wiring, and a switching signal. A switching circuit, wherein the first wiring interconnects the memory cell array, the input node of the output buffer, and the switching circuit, and the second wiring connects the switching circuit and the data comparison circuit. It is characterized by being connected to each other.
 本発明によれば、メモリセルアレイから読み出されたデータを出力バッファ及び入力バッファを介してデータ比較回路に供給するパスを備えていることから、出力バッファ及び入力バッファが正常に動作しているか否かを動作テストによって判定することが可能となる。 According to the present invention, a path for supplying data read from the memory cell array to the data comparison circuit via the output buffer and the input buffer is provided, so whether or not the output buffer and the input buffer are operating normally. This can be determined by an operation test.
本発明の好ましい実施形態による半導体装置10の構造を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the structure of the semiconductor device 10 by preferable embodiment of this invention. 半製品10Aの構造を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the structure of 10 A of semi-finished products. メモリチップ20の主面20Fの平面図である。3 is a plan view of a main surface 20F of the memory chip 20. FIG. メモリチップ20の回路構成を説明するためのブロック図である。4 is a block diagram for explaining a circuit configuration of a memory chip 20. FIG. 本発明の第1の実施形態によるチャネルChAの回路構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the circuit structure of channel ChA by the 1st Embodiment of this invention. データ比較回路65の主要部の構成を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a data comparison circuit 65. FIG. データ入出力回路64の主要部の構成を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a data input / output circuit 64. FIG. メモリチップ20の動作テストを説明するためのタイミング図である。4 is a timing chart for explaining an operation test of the memory chip 20. FIG. 本発明の第2の実施形態によるチャネルChAの回路構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the circuit structure of channel ChA by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態によるチャネルChAの回路構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the circuit structure of channel ChA by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態による半導体装置100の構造を説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining the structure of semiconductor device 100 by a 4th embodiment of the present invention. 半製品100Aの構造を説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the structure of 100 A of semi-finished products. 貫通電極TSV1,TSV2の接続状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the connection state of penetration electrode TSV1, TSV2. 貫通電極TSV1の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of penetration electrode TSV1. 本発明の第5の実施形態による半導体装置200の構造を説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining the structure of semiconductor device 200 by a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第6の実施形態による半導体装置300の構造を説明するための模式的な断面図である。It is a typical sectional view for explaining the structure of semiconductor device 300 by a 6th embodiment of the present invention.
 以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
 図1は、本発明の好ましい実施形態による半導体装置10の構造を説明するための模式的な断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
 図1に示すように、本実施形態による半導体装置10は、メモリチップ20とコントロールチップ30が積層された構成を有している。メモリチップ20はいわゆるワイドIO型のDRAMであり、その主面20Fには複数の表面マイクロバンプMFB及び複数のテストパッドTPが設けられている。主面20Fとは、トランジスタなどの回路素子が形成されている側の面であり、図1に示す例ではメモリチップ20の主面20Fは下側を向いている。つまり、本実施形態ではメモリチップ20がコントロールチップ30上にフェイスダウン方式で積層されている。 As shown in FIG. 1, the semiconductor device 10 according to the present embodiment has a configuration in which a memory chip 20 and a control chip 30 are stacked. The memory chip 20 is a so-called wide IO type DRAM, and a main surface 20F is provided with a plurality of surface micro bumps MFB and a plurality of test pads TP. The main surface 20F is the surface on which circuit elements such as transistors are formed. In the example shown in FIG. 1, the main surface 20F of the memory chip 20 faces downward. That is, in the present embodiment, the memory chip 20 is stacked on the control chip 30 in a face-down manner.
 コントロールチップ30は、メモリチップ20の動作を制御する半導体チップ(SOC)であり、回路基板40上にフェイスダウン方式で搭載されている。つまり、コントロールチップ30は、主面30Fが回路基板40側を向き、裏面30Bがメモリチップ20側を向くように搭載されている。コントロールチップ30の主面30Fには複数の表面マイクロバンプCFBが形成され、コントロールチップ30の裏面30Bには複数の裏面マイクロバンプCBBが形成されている。表面マイクロバンプCFBは回路基板40に設けられた基板電極41に接合され、裏面マイクロバンプCBBはメモリチップ20に設けられた表面マイクロバンプMFBに接合されている。そして、コントロールチップ30に設けられた内部回路は、表面マイクロバンプCFBに接続されるとともに、コントロールチップ30を貫通して設けられた貫通電極TSV(Through Substrate Via)を介して裏面マイクロバンプCBBに接続されている。 The control chip 30 is a semiconductor chip (SOC) that controls the operation of the memory chip 20 and is mounted on the circuit board 40 in a face-down manner. That is, the control chip 30 is mounted such that the main surface 30F faces the circuit board 40 side and the back surface 30B faces the memory chip 20 side. A plurality of front surface micro bumps CFB are formed on the main surface 30F of the control chip 30, and a plurality of back surface micro bumps CBB are formed on the back surface 30B of the control chip 30. The front surface microbump CFB is bonded to the substrate electrode 41 provided on the circuit board 40, and the back surface microbump CBB is bonded to the front surface microbump MFB provided on the memory chip 20. The internal circuit provided in the control chip 30 is connected to the front surface microbump CFB and also connected to the back surface microbump CBB through the through electrode TSV (Through Substrate Via) provided through the control chip 30. Has been.
 回路基板40は、メモリチップ20及びコントロールチップ30が搭載された上面側に基板電極41が設けられ、下面側に外部端子42が設けられた構造を有している。基板電極41と外部端子42は、回路基板40を貫通して設けられた図示しないスルーホール導体を介して相互に接続されている。また、基板電極41の上面には、メモリチップ20及びコントロールチップ30を覆うように封止樹脂50が設けられ、これにより1パッケージの半導体装置10として提供される。 The circuit board 40 has a structure in which a substrate electrode 41 is provided on the upper surface side on which the memory chip 20 and the control chip 30 are mounted, and an external terminal 42 is provided on the lower surface side. The substrate electrode 41 and the external terminal 42 are connected to each other via a through-hole conductor (not shown) provided through the circuit substrate 40. Further, a sealing resin 50 is provided on the upper surface of the substrate electrode 41 so as to cover the memory chip 20 and the control chip 30, thereby providing the semiconductor device 10 as one package.
 かかる構成により、外部端子42を介して入力される信号(アドレス信号、コマンド信号、クロック信号、ライトデータなど)は、まずコントロールチップ30に入力され、コントロールチップ30による必要な信号処理を経て、メモリチップ20に供給される。一方、メモリチップ20から出力される信号(リードデータなど)は、コントロールチップ30に入力され、コントロールチップ30による必要な信号処理を経て、外部端子42から外部に出力される。 With this configuration, a signal (address signal, command signal, clock signal, write data, etc.) input via the external terminal 42 is first input to the control chip 30, and after undergoing necessary signal processing by the control chip 30, the memory It is supplied to the chip 20. On the other hand, a signal (such as read data) output from the memory chip 20 is input to the control chip 30 and is output to the outside from the external terminal 42 through necessary signal processing by the control chip 30.
 半導体装置10の製造工程においては、回路基板40上にコントロールチップ30及びメモリチップ20を搭載した後、封止樹脂50によってこれらのチップ20,30を封止しても構わないし、図2に示す半製品10Aを用意し、これをコントロールチップ30及び回路基板40に接続しても構わない。図2に示す半製品10Aは、メモリチップ20とその主面20Fを除く各面を覆う封止樹脂50からなる。このような半製品10Aを用いれば、仕様や用途によって異なるコントロールチップ30を適宜接続することができるため、汎用性を高めることが可能となる。 In the manufacturing process of the semiconductor device 10, after mounting the control chip 30 and the memory chip 20 on the circuit board 40, these chips 20 and 30 may be sealed with a sealing resin 50, as shown in FIG. The semi-finished product 10A may be prepared and connected to the control chip 30 and the circuit board 40. The semi-finished product 10A shown in FIG. 2 includes a sealing resin 50 that covers each surface except the memory chip 20 and its main surface 20F. If such a semi-finished product 10A is used, it is possible to appropriately connect the control chips 30 that differ depending on the specifications and applications, so that versatility can be improved.
 図3は、メモリチップ20の主面20Fの平面図である。 FIG. 3 is a plan view of the main surface 20F of the memory chip 20. FIG.
 図3に示すように、メモリチップ20の主面20Fには、X方向およびY方向にマトリクス状に配置された4つのチャネルChA~ChDが設けられる。各チャネルChA~ChDは、それぞれが単独のDRAMとして動作可能な回路ブロックであり、したがって、メモリチップ20は4つの独立したDRAMが1チップ化された構成を有している。 As shown in FIG. 3, the main surface 20F of the memory chip 20 is provided with four channels ChA to ChD arranged in a matrix in the X and Y directions. Each of the channels ChA to ChD is a circuit block that can operate as a single DRAM. Therefore, the memory chip 20 has a configuration in which four independent DRAMs are integrated into one chip.
 メモリチップ20の主面20Fには、各チャネルChA~ChDに対応する複数のマイクロバンプMFBa~MFBdが設けられている。各チャネルChA~ChDに割り当てられるデータ用のマイクロバンプMFBa~MFBdの数は、それぞれ例えば128個と非常に多く、また、電源用のマイクロバンプMFBa~MFBdなども多数必要であることから、チャネルChA~ChDごとに例えば300個程度のマイクロバンプMFBa~MFBdが設けられる。このため、チップ全体で1000個を超えるマイクロバンプMFBが用いられることになる。 The main surface 20F of the memory chip 20 is provided with a plurality of micro bumps MFBa to MFBd corresponding to the channels ChA to ChD. The number of data micro-bumps MFBa to MFBd assigned to each channel ChA to ChD is very large, for example, 128, and a large number of micro-bumps MFBa to MFBd for power supply are required. For example, about 300 micro bumps MFBa to MFBd are provided for each ChD. For this reason, more than 1000 micro bumps MFB are used in the entire chip.
 これらマイクロバンプMFBの中には、ダイレクトアクセス端子と呼ばれるテスト用の端子が含まれる。但し、マイクロバンプMFBのサイズは非常に微小であることから、テスタのプローブをダイレクトアクセス端子に接触させることは困難である。このため、各ダイレクトアクセス端子には、テスタのプローブを接触させるためのテストパッドTPがそれぞれ割り当てられている。テストパッドTPは、テスタのプローブを容易に接触させられるよう、マイクロバンプMFBよりも大きな平面サイズを有している。かかる構成により、積層前、例えばウェハ状態のメモリチップ20に対しては、テストパッドTPを用いて動作テストを行うことができ、コントロールチップ30に積層した後は、コントロールチップ30を用いてダイレクトアクセス用のマイクロバンプMFBを介して動作テストを行うことができる。 These micro bumps MFB include test terminals called direct access terminals. However, since the size of the micro bump MFB is very small, it is difficult to bring the tester probe into contact with the direct access terminal. For this reason, each direct access terminal is assigned a test pad TP for contacting a tester probe. The test pad TP has a larger plane size than the micro bump MFB so that the tester probe can be easily brought into contact with the test pad TP. With this configuration, an operation test can be performed using the test pad TP before the stacking, for example, the wafer state memory chip 20, and direct access using the control chip 30 after stacking on the control chip 30. An operation test can be performed through the microbump MFB.
 図4は、メモリチップ20の回路構成を説明するためのブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the memory chip 20.
 図4において二重丸で示しているのはマイクロバンプMFBであり、二重四角で示しているのはテストパッドTPである。また、信号名の先頭に「DA」が付されている信号及びテスト信号TESTは、ダイレクトアクセス端子を介して入力(又は出力)される信号である。図4に示すように、ダイレクトアクセス端子には、それぞれ対応するテストパッドTPが設けられている。また、信号名の末尾に「a」~「d」が付されている信号は、それぞれチャネルChA~ChDに対応する信号である。 In FIG. 4, the double circles indicate the micro bumps MFB, and the double squares indicate the test pads TP. The signal having “DA” at the head of the signal name and the test signal TEST are signals that are input (or output) through the direct access terminal. As shown in FIG. 4, each direct access terminal is provided with a corresponding test pad TP. Further, signals having “a” to “d” at the end of the signal names are signals corresponding to the channels ChA to ChD, respectively.
 例えば、図4に示す信号SIGaは、チャネルChAに供給される入力信号であり、アドレス信号ADDa、コマンド信号CMDa、チップセレクト信号CS0a、クロック信号CLKa、クロックイネーブル信号CKE0aなどからなる。チャネルChAは、これらの入力信号SIGaを受け、リード動作やライト動作などを行う。チャネルChAがリード動作を行った場合、読み出されたリードデータDQaがマイクロバンプMFBaを介して出力される。一方、チャネルChAがライト動作を行う場合、マイクロバンプMFBaを介して入力されたリードデータDQaがチャネルChAに供給される。 For example, the signal SIGa shown in FIG. 4 is an input signal supplied to the channel ChA and includes an address signal ADDa, a command signal CMDa, a chip select signal CS0a, a clock signal CLKa, a clock enable signal CKE0a, and the like. The channel ChA receives these input signals SIGa and performs a read operation, a write operation, and the like. When the channel ChA performs a read operation, the read data DQa that has been read is output via the micro bump MFBa. On the other hand, when the channel ChA performs a write operation, the read data DQa input via the micro bump MFBa is supplied to the channel ChA.
 他のチャネルChB~ChDも同様であり、それぞれ対応する入力信号SIGb~SIGdを受け、リードデータDQb~DQdの出力又はライトデータDQb~DQdの入力を行う。 The same applies to the other channels ChB to ChD, which respectively receive the corresponding input signals SIGb to SIGd and output the read data DQb to DQd or input the write data DQb to DQd.
 一方、ダイレクトアクセス端子を介して入力される信号は、各チャネルChA~ChDに対して共通に入力される。ダイレクトアクセス端子を介して入力される信号としては、アドレス信号DA_ADD、コマンド信号DA_CMD、チップセレクト信号DA_CS0、クロック信号DA_CLK、クロックイネーブル信号DA_CKE0、テスト信号TESTなどがある。これらの信号はチャネルChA~ChDに対して共通に割り当てられているため、テスト動作時においてはチャネルChA~ChDが並列に動作を行い、テスト結果である信号DA_DQa~DA_DQdをそれぞれ対応するダイレクトアクセス用のマイクロバンプMFB又はテストパッドTPに出力する。 On the other hand, a signal input via the direct access terminal is input in common to each channel ChA to ChD. Signals input via the direct access terminal include an address signal DA_ADD, a command signal DA_CMD, a chip select signal DA_CS0, a clock signal DA_CLK, a clock enable signal DA_CKE0, a test signal TEST, and the like. Since these signals are commonly assigned to the channels ChA to ChD, the channels ChA to ChD operate in parallel during the test operation, and the signals DA_DQa to DA_DQd, which are test results, are respectively used for direct access. To the micro bump MFB or the test pad TP.
 図5は、本発明の第1の実施形態によるチャネルChAの回路構成を説明するためのブロック図である。他のチャネルChB~ChDも基本的にチャネルChAと同じ回路構成を有していることから、重複する説明は省略する。 FIG. 5 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the channel ChA according to the first embodiment of the present invention. The other channels ChB to ChD also basically have the same circuit configuration as that of the channel ChA, and thus redundant description is omitted.
 図5に示すように、チャネルChAは、メモリセルアレイ60と、メモリセルアレイ60に対するアクセス動作を行うアクセス制御回路61を備えている。アクセス制御回路61は、アドレス信号ADD、コマンド信号CMD、チップセレクト信号CS、クロック信号CLK及びクロックイネーブル信号CKEからなる入力信号SIGに基づいてメモリセルアレイ60に対するアクセス動作を実行する。入力信号SIGは入力切替回路62から供給される。入力切替回路62は、通常動作用の入力信号SIGa及びテスト動作用の入力信号DA_SIGを受け、テスト信号TESTに基づいて選択した一方を入力信号SIGとしてアクセス制御回路61に出力する。これにより、通常動作時においては通常動作用の入力信号SIGaがアクセス制御回路61に供給され、テスト動作時においてはテスト動作用の入力信号DA_SIGがアクセス制御回路61に供給される。 As shown in FIG. 5, the channel ChA includes a memory cell array 60 and an access control circuit 61 that performs an access operation to the memory cell array 60. The access control circuit 61 performs an access operation to the memory cell array 60 based on an input signal SIG including an address signal ADD, a command signal CMD, a chip select signal CS, a clock signal CLK, and a clock enable signal CKE. The input signal SIG is supplied from the input switching circuit 62. The input switching circuit 62 receives the input signal SIGa for normal operation and the input signal DA_SIG for test operation, and outputs one selected based on the test signal TEST to the access control circuit 61 as the input signal SIG. Thus, the normal operation input signal SIGa is supplied to the access control circuit 61 during the normal operation, and the test operation input signal DA_SIG is supplied to the access control circuit 61 during the test operation.
 そして、通常動作時及びテスト動作時のいずれにおいても、リード動作が実行されると、メモリセルアレイ60から読み出されたリードデータDQaが切替回路63を介してデータ入出力回路64に供給される。そして、通常動作時においては、データ入出力回路64に含まれる出力バッファOBを介して、リードデータDQaが外部に出力される一方、テスト動作時においては、データ入出力回路64に含まれる出力バッファOBを及び入力バッファIBを介して、テストリードデータtRDがデータ比較回路65に供給される。かかるテスト動作の詳細については追って説明する。 In both the normal operation and the test operation, when the read operation is executed, the read data DQa read from the memory cell array 60 is supplied to the data input / output circuit 64 via the switching circuit 63. In the normal operation, read data DQa is output to the outside via the output buffer OB included in the data input / output circuit 64. On the other hand, in the test operation, the output buffer included in the data input / output circuit 64 is output. Test read data tRD is supplied to the data comparison circuit 65 via OB and the input buffer IB. Details of the test operation will be described later.
 また、通常動作時においてライト動作が実行されると、外部から入力されたライトデータDQaが入力バッファIB及び切替回路63を介してメモリセルアレイ60に供給される。一方、テスト動作時においてライト動作が実行されると、テストデータレジスタ66に保持されているテストライトデータtWDが切替回路63を介してメモリセルアレイ60に供給される。テストデータレジスタ66は、イネーブル信号TPenによって活性化され、アドレス用のダイレクトアクセス端子を介して入力されたテストライトデータtWDを一時的に保持する役割を果たす。 In addition, when a write operation is executed during normal operation, write data DQa input from the outside is supplied to the memory cell array 60 via the input buffer IB and the switching circuit 63. On the other hand, when the write operation is executed during the test operation, the test write data tWD held in the test data register 66 is supplied to the memory cell array 60 via the switching circuit 63. The test data register 66 is activated by the enable signal TPen and serves to temporarily hold the test write data tWD input via the address direct access terminal.
 テストデータレジスタ66に保持されたテストライトデータtWDと、メモリセルアレイ60から読み出されたテストリードデータtRDは、データ比較回路65によって比較される。データ比較回路65は、イネーブル信号CMPenに応答してこれらを比較し、その結果に応じて生成したパスフェイル信号P/Fを出力回路67に出力する。 Test write data tWD held in the test data register 66 and test read data tRD read from the memory cell array 60 are compared by the data comparison circuit 65. The data comparison circuit 65 compares them in response to the enable signal CMPen, and outputs a pass / fail signal P / F generated according to the result to the output circuit 67.
 イネーブル信号TPen,CMPenは、テストモード制御回路68によって生成される。テストモード制御回路68は、テスト動作時においてアドレス信号ADD及びコマンド信号CMDに基づいてイネーブル信号TPen,CMPenを生成するとともに、切替回路63を制御する選択信号SWC、データ入出力回路64を制御する選択信号BLCTLなどを生成する。データ入出力回路64には、クロック信号SCLK、バウンダリスキャン信号BSCTL1,2なども供給される。 The enable signals TPen and CMPen are generated by the test mode control circuit 68. The test mode control circuit 68 generates enable signals TPen and CMPen based on the address signal ADD and the command signal CMD during the test operation, and also selects the selection signal SWC that controls the switching circuit 63 and the data input / output circuit 64. A signal BLCTL and the like are generated. The data input / output circuit 64 is also supplied with a clock signal SCLK, boundary scan signals BSCTL1, 2 and the like.
 図6は、データ比較回路65の主要部の構成を示す回路図である。 FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of the data comparison circuit 65.
 図6に示すように、データ比較回路65は、複数のビットW0~WnからなるテストライトデータtWDの各ビットと、複数のビットR0~RnからなるテストリードデータtRDの各ビットを比較する排他的否論理和回路ENOR0~ENORnを備えている。これら排他的否論理和回路ENOR0~ENORnの出力信号は、ANDゲート回路65aに入力され、その出力信号がパスフェイル信号P/Fとして用いられる。かかる構成により、テストライトデータtWDとテストリードデータtRDの全ビットが一致した場合には、パスフェイル信号P/Fがハイレベル(パス信号)となり、テストライトデータtWDとテストリードデータtRDが1ビットでも不一致である場合には、パスフェイル信号P/Fがローレベル(フェイル信号)となる。パスフェイル信号P/Fは、出力回路67を介して、ダイレクトアクセス用のマイクロバンプMFB又はテストパッドTPから外部に出力される。 As shown in FIG. 6, the data comparison circuit 65 compares each bit of the test write data tWD composed of a plurality of bits W0 to Wn with each bit of the test read data tRD composed of a plurality of bits R0 to Rn. Non-OR circuits ENOR0 to ENORn are provided. The output signals of these exclusive OR circuits ENOR0 to ENORn are input to an AND gate circuit 65a, and the output signal is used as a pass / fail signal P / F. With this configuration, when all the bits of the test write data tWD and the test read data tRD match, the pass / fail signal P / F becomes high level (pass signal), and the test write data tWD and the test read data tRD are 1 bit. However, if they do not match, the pass / fail signal P / F is at a low level (fail signal). The pass / fail signal P / F is output to the outside from the micro bump MFB or the test pad TP for direct access via the output circuit 67.
 図7は、データ入出力回路64の主要部の構成を示す回路図である。 FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of the data input / output circuit 64.
 図7に示すように、データ入出力回路64は、リードライトバスRWBSとデータ入出力用のマイクロバンプMFBaとの間に並列に接続された、出力バッファOB及び入力バッファIBを備えている。出力バッファOBの出力ノードと入力バッファIBの入力ノードは、対応するマイクロバンプMFBaに共通接続されている。 As shown in FIG. 7, the data input / output circuit 64 includes an output buffer OB and an input buffer IB connected in parallel between the read / write bus RWBS and the data input / output micro bump MFBa. The output node of the output buffer OB and the input node of the input buffer IB are commonly connected to the corresponding microbump MFBa.
 リードライトバスRWBSとは、データ入出力回路64と切替回路63とを接続する双方向のデータバスである。リードライトバスRWBSは内部データD0~Dn用のバスRWBS0~RWBSnからなり、これらがそれぞれ対応する出力バッファOB及び入力バッファIBを介して、データDQa0~DQan用のマイクロバンプMFBaに接続されている。 The read / write bus RWBS is a bidirectional data bus that connects the data input / output circuit 64 and the switching circuit 63. The read / write bus RWBS includes buses RWBS0 to RWBSn for internal data D0 to Dn, and these are connected to micro bumps MFBa for data DQa0 to DQan via corresponding output buffers OB and input buffers IB, respectively.
 図7に示すように、リードライトバスRWBSとデータ入出力用のマイクロバンプMFBaとの間には、データラッチ回路DQOL,DQILや、セレクタ回路OSL,ISLが接続されている。 As shown in FIG. 7, data latch circuits DQOL and DQIL and selector circuits OSL and ISL are connected between the read / write bus RWBS and the data input / output micro bump MFBa.
 具体的に説明すると、リードライトバスRWBSと出力バッファOBの入力ノードとの間には、データラッチ回路DQOL及びセレクタ回路OSLがこの順に接続されている。データラッチ回路DQOLは、リードライトバスRWBS上のリードデータD0~Dnをクロック信号CLKに同期してラッチし、その出力信号をセレクタ回路OSLのノーマル用入力ノードnomに供給する。セレクタ回路OSLは、ノーマル用入力ノードnomの他にバウンダリスキャン用入力ノードbsを有しており、バウンダリスキャン信号BSCTL2に基づき、いずれかのノードに入力された信号を出力する。 More specifically, a data latch circuit DQOL and a selector circuit OSL are connected in this order between the read / write bus RWBS and the input node of the output buffer OB. The data latch circuit DQOL latches the read data D0 to Dn on the read / write bus RWBS in synchronization with the clock signal CLK, and supplies the output signal to the normal input node nom of the selector circuit OSL. The selector circuit OSL has a boundary scan input node bs in addition to the normal input node nom, and outputs a signal input to one of the nodes based on the boundary scan signal BSCTL2.
 一方、入力バッファIBの出力ノードとリードライトバスRWBSとの間には、セレクタ回路ISL、データラッチ回路DQIL及びライトスイッチ69がこの順に接続されている。セレクタ回路ISLは、ノーマル用入力ノードnomとバウンダリスキャン用入力ノードbsを有しており、バウンダリスキャン信号BSCTL1に基づき、いずれかのノードに入力された信号を出力する。図7に示すように、ノーマル用入力ノードnomは入力バッファIBの出力ノードに接続され、バウンダリスキャン用入力ノードbsは前段のデータラッチ回路DQILの出力ノードに接続されている。尚、初段のセレクタ回路ISLのバウンダリスキャン用入力ノードbsにはバウンダリスキャン入力データSDIが入力され、最終段のデータラッチ回路DQILの出力ノードからはバウンダリスキャン用出力データSDOが出力される。 On the other hand, a selector circuit ISL, a data latch circuit DQIL, and a write switch 69 are connected in this order between the output node of the input buffer IB and the read / write bus RWBS. The selector circuit ISL has a normal input node nom and a boundary scan input node bs, and outputs a signal input to one of the nodes based on the boundary scan signal BSCTL1. As shown in FIG. 7, the normal input node nom is connected to the output node of the input buffer IB, and the boundary scan input node bs is connected to the output node of the previous data latch circuit DQIL. The boundary scan input data SDI is input to the boundary scan input node bs of the first-stage selector circuit ISL, and the boundary scan output data SDO is output from the output node of the final-stage data latch circuit DQIL.
 データラッチ回路DQILは、セレクタ回路ISLから出力されるライトデータDQa0~DQanをクロック信号CLK又はSCLKに同期してラッチし、ライトスイッチ69を介してその出力信号をリードライトバスRWBSに出力する。クロック信号CLK又はSCLKの選択は、選択信号BLCTLに基づき、セレクタ回路CSLによって行われる。特に限定されるものではないが、クロック信号SCLKは、カラムアクセス時に使用しないアドレス端子、例えばADD12を入力するための端子を用いることができる。 The data latch circuit DQIL latches the write data DQa0 to DQan output from the selector circuit ISL in synchronization with the clock signal CLK or SCLK, and outputs the output signal to the read / write bus RWBS via the write switch 69. The selection of the clock signal CLK or SCLK is performed by the selector circuit CSL based on the selection signal BLCTL. Although not particularly limited, an address terminal that is not used at the time of column access, for example, a terminal for inputting the ADD 12 can be used as the clock signal SCLK.
 ライトスイッチ69は、データラッチ回路DQILから出力されるライトデータDQa0~DQanを、リードライトバスRWBSに出力する否かを切り替える回路であり、その選択は、アクセス制御回路61から供給されるライトコントロール信号WCTLによって行われる。ライトコントロール信号WCTLは、ライト動作時にハイレベルとなる信号であり、これにより、ライト動作時においてはデータラッチ回路DQILから出力されるライトデータDQa0~DQanがリードライトバスRWBSに出力される。その他の動作タイミングにおいては、データラッチ回路DQILの出力ノードはリードライトバスRWBSから切り離される。 The write switch 69 is a circuit for switching whether to output the write data DQa0 to DQan output from the data latch circuit DQIL to the read / write bus RWBS, and the selection is a write control signal supplied from the access control circuit 61. Performed by WCTL. The write control signal WCTL is a signal that is at a high level during a write operation, whereby the write data DQa0 to DQan output from the data latch circuit DQIL is output to the read / write bus RWBS during the write operation. At other operation timings, the output node of the data latch circuit DQIL is disconnected from the read / write bus RWBS.
 一方、データラッチ回路DQILの出力ノードは、ライトコントロール信号WCTLにかかわらず、テストバスTBSに接続されている。このため、データラッチ回路DQILから出力されるデータ(テストリードデータtRD)は、テストバスTBSを介してデータ比較回路65に供給されることになる。テストバスTBSは、リードライトバスRWBSとは独立に設けられたテスト用のデータバスである。 On the other hand, the output node of the data latch circuit DQIL is connected to the test bus TBS regardless of the write control signal WCTL. Therefore, the data (test read data tRD) output from the data latch circuit DQIL is supplied to the data comparison circuit 65 via the test bus TBS. The test bus TBS is a test data bus provided independently of the read / write bus RWBS.
 かかる構成により、通常動作時においては、データ入出力用のマイクロバンプMFBaからパラレルに入力されたライトデータDQa0~DQanは、入力バッファIB、セレクタ回路ISL、データラッチ回路DQIL及びライトスイッチ69を介して、リードライトバスRWBSに出力される。これにより、これらライトデータDQa0~DQanは、メモリセルアレイ60に書き込まれる。また、メモリセルアレイ60からパラレルに読み出されたリードデータD0~Dnは、データラッチ回路DQOL、セレクタ回路OSL及び出力バッファOBを介して、データ入出力用のマイクロバンプMFBaから出力される。 With this configuration, during normal operation, the write data DQa0 to DQan input in parallel from the data input / output micro bumps MFBa are passed through the input buffer IB, the selector circuit ISL, the data latch circuit DQIL, and the write switch 69. Are output to the read / write bus RWBS. As a result, the write data DQa0 to DQan are written in the memory cell array 60. The read data D0 to Dn read in parallel from the memory cell array 60 are output from the data input / output micro bumps MFBa via the data latch circuit DQOL, the selector circuit OSL, and the output buffer OB.
 一方、バウンダリスキャンテスト時においては、シリアルインモード、パラレルアウトモード、パラレルインモード、シリアルアウトモードの4つの動作を選択的に実行する。ここで、シリアルインモードにおいては、バウンダリスキャン入力データSDIがシリアルに入力され、セレクタ回路ISL及びデータラッチ回路DQILを介して順次シフトされる。これにより、シリアルに入力されたバウンダリスキャン入力データSDIは、複数のデータラッチ回路DQILにそれぞれラッチされる。パラレルアウトモードにおいては、データラッチ回路DQILにラッチされたデータを、セレクタ回路OSL、出力バッファOBを介してそれぞれDQa0~DQanとして出力する。パラレルインモードにおいては入力データDQa0~DQanを入力バッファIB、セレクタ回路ISLを介して対応するデータラッチ回路DQILにラッチすることができる。また、シリアルアウトモードにおいては、データラッチ回路DQILにラッチされたデータを、セレクタ回路ISL及びデータラッチ回路DQILを介して順次シフトすることにより、バウンダリスキャン用出力データSDOとして出力することができる。 On the other hand, in the boundary scan test, four operations of the serial in mode, the parallel out mode, the parallel in mode, and the serial out mode are selectively executed. Here, in the serial-in mode, the boundary scan input data SDI is serially input and sequentially shifted through the selector circuit ISL and the data latch circuit DQIL. As a result, the serially input boundary scan input data SDI is latched by the plurality of data latch circuits DQIL. In the parallel out mode, the data latched in the data latch circuit DQIL is output as DQa0 to DQan via the selector circuit OSL and the output buffer OB, respectively. In the parallel-in mode, the input data DQa0 to DQan can be latched in the corresponding data latch circuit DQIL via the input buffer IB and the selector circuit ISL. In the serial-out mode, the data latched by the data latch circuit DQIL can be output as the boundary scan output data SDO by sequentially shifting the data via the selector circuit ISL and the data latch circuit DQIL.
 さらに、本実施形態においては、図7に示す構成により、クロック信号CLKに同期して出力バッファOBから出力されたデータを、入力バッファIBを介してクロック信号SCLKに同期してラッチすることができる。これにより、出力バッファOB及び入力バッファIBが正しく動作しているか否かを動作テストによって確認することが可能となる。 Furthermore, in the present embodiment, with the configuration shown in FIG. 7, data output from the output buffer OB in synchronization with the clock signal CLK can be latched in synchronization with the clock signal SCLK via the input buffer IB. . As a result, it is possible to confirm whether or not the output buffer OB and the input buffer IB are operating correctly by an operation test.
 図8は、本実施形態によるメモリチップ20の動作テストを説明するためのタイミング図である。 FIG. 8 is a timing chart for explaining an operation test of the memory chip 20 according to the present embodiment.
 図8に示す例では、ダイレクトアクセス端子を介して時刻t0にリードコマンドReadとカラムアドレスYaddが入力されている。図示しないが、時刻t0以前にテスト信号TESTによってテストモードにエントリしており、且つ、メモリセルアレイ60に対してテストライトデータtWDの書き込みが行われている。メモリセルアレイ60に書き込まれたテストライトデータtWDは、テストデータレジスタ66に保持され、期待値としてデータ比較回路65にも供給される。 In the example shown in FIG. 8, the read command Read and the column address Yadd are input at time t0 via the direct access terminal. Although not shown, the test mode TEST is entered by the test signal TEST before time t0, and the test write data tWD is written to the memory cell array 60. The test write data tWD written in the memory cell array 60 is held in the test data register 66 and supplied to the data comparison circuit 65 as an expected value.
 時刻t0においてリードコマンドReadが入力されると、メモリセルアレイ60からはテストリードデータtRDが読み出され、所定のリードレイテンシRLが経過した後、クロック信号CLK(DA_CLK)に同期してデータ入出力用のマイクロバンプMFBaに出力される。図8に示す例ではリードレイテンシRL=4であり、したがって時刻t4に同期してテストリードデータtRD(Q0)がマイクロバンプMFBaに出力される。 When a read command Read is input at time t0, test read data tRD is read from the memory cell array 60. After a predetermined read latency RL has elapsed, data input / output is performed in synchronization with the clock signal CLK (DA_CLK). Is output to the micro bump MFBa. In the example shown in FIG. 8, the read latency RL = 4. Therefore, the test read data tRD (Q0) is output to the micro bump MFBa in synchronization with the time t4.
 また、アクセス制御回路61は、時刻t1,t2,t3に同期して内部リードコマンドiReadを自動生成するとともに、カラムアドレスiYaddの自動生成を行う。これにより、時刻t5,t6,t7に同期したテストリードデータtRD(Q1,Q2,Q3)の出力も自動的に行われる。図8に示す例では、このような自動的なリード動作を3回繰り返すことにより、バースト長BLを4ビットとしている。 The access control circuit 61 automatically generates an internal read command iRead in synchronization with times t1, t2, and t3 and automatically generates a column address iYadd. As a result, the test read data tRD (Q1, Q2, Q3) is automatically output in synchronization with the times t5, t6, t7. In the example shown in FIG. 8, the burst length BL is set to 4 bits by repeating such an automatic read operation three times.
 ここで、隣接するタイミングで出力されるテストリードデータtRD、例えば、データQ0とQ1は、論理レベルが互いに逆であることが望ましい。これは、これらの論理レベルが同じであると、前データが誤って保持されたようなケースであってもテストリードデータtRDの値が正しい値を示してしまい、動作テストが不正確なるおそれがあるからである。 Here, it is desirable that the test read data tRD output at adjacent timings, for example, the data Q0 and Q1 have logic levels opposite to each other. This is because, if these logic levels are the same, even if the previous data is erroneously held, the value of the test read data tRD shows a correct value, and the operation test may be inaccurate. Because there is.
 このようにして読み出されたテストリードデータtRD(Q0~Q3)は、クロック信号SCLKの立ち上がりエッジに同期してテストバスTBSに出力され、データ比較回路65に供給される。図8に示す例では、マイクロバンプMFBaにテストリードデータQ1が現れているタイミングでクロック信号SCLKがローレベルからハイレベルに変化しており、したがって当該データQ1がデータ比較回路65に供給される。上述の通り、クロック信号SCLKは、カラムアクセス時に使用しないアドレス端子、例えばADD12用の端子から入力される。 The test read data tRD (Q0 to Q3) read in this way is output to the test bus TBS in synchronization with the rising edge of the clock signal SCLK and supplied to the data comparison circuit 65. In the example shown in FIG. 8, the clock signal SCLK changes from the low level to the high level at the timing when the test read data Q1 appears on the microbump MFBa, and therefore the data Q1 is supplied to the data comparison circuit 65. As described above, the clock signal SCLK is input from an address terminal that is not used during column access, for example, a terminal for ADD12.
 データ比較回路65は、テストデータレジスタ66に保持されているテストライトデータtWDと、テストバスTBSを介して供給されたテストリードデータtRD(図8に示す例ではQ1)とを比較し、その結果に応じてパスフェイル信号P/Fを生成する。つまり、これらの全ビットが一致すればパス信号を生成し、1ビットでも相違すればフェイル信号を生成する。したがって、かかる動作をクロック信号SCLKの立ち上がりタイミングを変えながら繰り返し実行すれば、全てのテストリードデータtRD(Q0~Q3)について評価を行うことができる。 The data comparison circuit 65 compares the test write data tWD held in the test data register 66 with the test read data tRD (Q1 in the example shown in FIG. 8) supplied via the test bus TBS. In response to this, a pass / fail signal P / F is generated. That is, if all these bits match, a pass signal is generated, and if even one bit is different, a fail signal is generated. Therefore, if this operation is repeatedly executed while changing the rising timing of the clock signal SCLK, all the test read data tRD (Q0 to Q3) can be evaluated.
 そして、かかる動作テストにおいては、テストリードデータtRDが出力バッファOB及び入力バッファIBを経由してデータ比較回路65に供給されることから、メモリセルアレイ60やアクセス制御回路61のみならず、出力バッファOB及び入力バッファIBについても正常に動作するか否かを評価することができる。これにより、ダイレクトアクセス用のマイクロバンプMFBまたはテストパッドTPを用いて、これら回路ブロックが正常に動作するか否かをテストすることが可能となる。 In such an operation test, the test read data tRD is supplied to the data comparison circuit 65 via the output buffer OB and the input buffer IB. Therefore, not only the memory cell array 60 and the access control circuit 61 but also the output buffer OB. It is also possible to evaluate whether or not the input buffer IB operates normally. As a result, it is possible to test whether or not these circuit blocks operate normally using the micro bump MFB or the test pad TP for direct access.
 しかも、本実施形態では、バウンダリスキャンテスト用としてあらかじめデータ入出力回路64内に備えられている回路を利用して上記の動作テストを行っていることから、データ入出力回路64の回路構成が複雑化することもない。 In addition, in the present embodiment, since the above-described operation test is performed using a circuit provided in the data input / output circuit 64 in advance for the boundary scan test, the circuit configuration of the data input / output circuit 64 is complicated. It does not become.
 次に、本発明の第2の実施形態について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
 図9は、本発明の第2の実施形態によるチャネルChAの回路構成を説明するためのブロック図である。 FIG. 9 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the channel ChA according to the second embodiment of the present invention.
 図9に示すように、本発明の第2の実施形態によるチャネルChAは、テストバスTBSにANDゲート回路70が挿入されている点において、図5に示した第1の実施形態によるチャネルChAと相違している。その他の点については第1の実施形態によるチャネルChAと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 As shown in FIG. 9, the channel ChA according to the second embodiment of the present invention is different from the channel ChA according to the first embodiment shown in FIG. 5 in that an AND gate circuit 70 is inserted in the test bus TBS. It is different. Since the other points are the same as those of the channel ChA according to the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
 ANDゲート回路70は、一方の入力ノードがテストバスTBSに接続され、他方の入力ノードにイネーブル信号CMPenが供給されており、その出力信号であるテストリードデータtRDがデータ比較回路65に供給される。かかる構成により、テストバスTBSの負荷容量が第1の実施形態に比べて軽減されることから、テストバスTBSの負荷容量に起因するライト動作時の信号遅延を低減することが可能となる。 In the AND gate circuit 70, one input node is connected to the test bus TBS, the enable signal CMPen is supplied to the other input node, and the test read data tRD that is the output signal is supplied to the data comparison circuit 65. . With this configuration, the load capacity of the test bus TBS is reduced as compared with the first embodiment, so that it is possible to reduce the signal delay during the write operation caused by the load capacity of the test bus TBS.
 次に、本発明の第3の実施形態について説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described.
 図10は、本発明の第3の実施形態によるチャネルChAの回路構成を説明するためのブロック図である。 FIG. 10 is a block diagram for explaining the circuit configuration of the channel ChA according to the third embodiment of the present invention.
 図10に示すように、本発明の第3の実施形態によるチャネルChAは、データ比較回路65と出力回路67との間に保持回路80が挿入されている点において、図9に示した第2の実施形態によるチャネルChAと相違している。その他の点については第2の実施形態によるチャネルChAと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 As shown in FIG. 10, the channel ChA according to the third embodiment of the present invention is different from that shown in FIG. 9 in that a holding circuit 80 is inserted between the data comparison circuit 65 and the output circuit 67. This is different from the channel ChA according to the embodiment. Since the other points are the same as those of the channel ChA according to the second embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
 保持回路80は、テストモード制御回路68から供給されるイネーブル信号LCTenによって活性化され、パスフェイル信号P/Fを保持することによってテスト結果信号TPFを生成する役割を果たす。具体的には、イネーブル信号LCTenが活性化した後、パスフェイル信号P/Fが全てハイレベル(パス信号)であればテスト結果信号TPFをパスレベルとし、パスフェイル信号P/Fが一度でもローレベル(フェイル信号)を示せばテスト結果信号TPFをフェイルレベルとする。このようにして生成されるテスト結果信号TPFは、出力回路67を介して外部に出力される。 The holding circuit 80 is activated by the enable signal LCTen supplied from the test mode control circuit 68 and plays a role of generating the test result signal TPF by holding the pass / fail signal P / F. Specifically, after the enable signal LCTen is activated, if all the pass fail signals P / F are at a high level (pass signal), the test result signal TPF is set to the pass level, and the pass fail signal P / F is low even once. If the level (fail signal) is indicated, the test result signal TPF is set to the fail level. The test result signal TPF generated in this way is output to the outside via the output circuit 67.
 本実施形態によれば、パスフェイル信号P/Fが一度でもローレベル(フェイル信号)になれば、フェイルレベルのテスト結果信号TPFが外部に出力されることから、テスタはテスト結果信号TPFを常時監視する必要が無くなる。これにより、第1及び第2の実施形態と比べ、テスタの動作を簡素化することが可能となる。 According to the present embodiment, if the pass / fail signal P / F becomes low level (fail signal) even once, the test result signal TPF at the fail level is output to the outside, so the tester always outputs the test result signal TPF. There is no need to monitor. Thereby, the operation of the tester can be simplified as compared with the first and second embodiments.
 次に、本発明の第4の実施形態について説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
 図11は、本発明の第4の実施形態による半導体装置100の構造を説明するための模式的な断面図である。 FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 100 according to the fourth embodiment of the present invention.
 図11に示すように、本実施形態による半導体装置100は、コントロールチップ30上に4つのメモリチップ21~24が積層された構成を有している。メモリチップ21~24は、上述したメモリチップ20と同じ回路構成を有するチップである。メモリチップ21~24の主面21F~24Fには複数の表面マイクロバンプMFB及び複数のテストパッドTPが設けられ、メモリチップ21~23の裏面21B~23Bには複数の裏面マイクロバンプMBBが設けられている。最上層に位置するメモリチップ24の裏面24Bには裏面マイクロバンプMBBは設けられていない。 As shown in FIG. 11, the semiconductor device 100 according to the present embodiment has a configuration in which four memory chips 21 to 24 are stacked on a control chip 30. The memory chips 21 to 24 are chips having the same circuit configuration as the memory chip 20 described above. The main surfaces 21F to 24F of the memory chips 21 to 24 are provided with a plurality of front surface micro bumps MFB and a plurality of test pads TP, and the back surfaces 21B to 23B of the memory chips 21 to 23 are provided with a plurality of back surface micro bumps MBB. ing. The back surface micro-bump MBB is not provided on the back surface 24B of the memory chip 24 located in the uppermost layer.
 メモリチップ21~23には、表面マイクロバンプMFBと裏面マイクロバンプMBBとを接続する貫通電極TSVが設けられている。そして、下層に位置するコントロールチップ30又はメモリチップ21~23の裏面マイクロバンプMBBと、上層に位置するメモリチップ21~24の表面マイクロバンプMFBが互いに接合された構成を有している。 The memory chips 21 to 23 are provided with through electrodes TSV that connect the front surface micro bumps MFB and the back surface micro bumps MBB. Then, the back surface micro bump MBB of the control chip 30 or the memory chips 21 to 23 located in the lower layer and the front surface micro bump MFB of the memory chips 21 to 24 located in the upper layer are joined to each other.
 メモリチップ24に裏面マイクロバンプMBB及び貫通電極TSVを設けないのは、メモリチップ24が半導体装置100の最上段に位置するチップであるため、メモリチップ24に供給された信号をさらに他のチップに転送する必要がないからである。このようにメモリチップ24に貫通電極TSV及び裏面マイクロバンプMBBを形成しない場合、図11に例示するようにメモリチップ24を他のメモリチップ21~23に比べて厚くすることができる。その結果、半導体装置100の製造の際に、熱応力(メモリチップ21~24を積層するときに発生する熱応力)によるチップの変形を抑制することが可能になる。ただし、メモリチップ24として、メモリチップ21~23と同様の構造を有するチップを用いてもよいのは勿論である。 The reason why the back micro bump MBB and the through silicon via TSV are not provided in the memory chip 24 is that the memory chip 24 is a chip located at the uppermost stage of the semiconductor device 100, so that the signal supplied to the memory chip 24 is further transferred to another chip. This is because there is no need to transfer. Thus, when the through silicon via TSV and the back micro bump MBB are not formed on the memory chip 24, the memory chip 24 can be made thicker than the other memory chips 21 to 23 as illustrated in FIG. As a result, it is possible to suppress chip deformation due to thermal stress (thermal stress generated when the memory chips 21 to 24 are stacked) when the semiconductor device 100 is manufactured. However, as a matter of course, a chip having the same structure as the memory chips 21 to 23 may be used as the memory chip 24.
 半導体装置100の製造工程においては、回路基板40上にコントロールチップ30及びメモリチップ21~24を搭載した後、封止樹脂50によってこれらのチップ21~24,30を封止しても構わないし、図12に示す半製品100Aを用意し、これをコントロールチップ30及び回路基板40に接続しても構わない。図12に示す半製品100Aは、メモリチップ21とその主面21Fを除く各面を覆う封止樹脂50からなる。このような半製品100Aを用いれば、仕様や用途によって異なるコントロールチップ30を適宜接続することが可能となる。 In the manufacturing process of the semiconductor device 100, after mounting the control chip 30 and the memory chips 21 to 24 on the circuit board 40, these chips 21 to 24, 30 may be sealed with a sealing resin 50. A semi-finished product 100 </ b> A shown in FIG. 12 may be prepared and connected to the control chip 30 and the circuit board 40. A semi-finished product 100A shown in FIG. 12 includes a sealing resin 50 that covers each surface except the memory chip 21 and the main surface 21F. If such a semi-finished product 100A is used, it becomes possible to appropriately connect the control chips 30 that differ depending on the specifications and applications.
 メモリチップ21~23に設けられた貫通電極TSVには、第1のタイプの貫通電極TSV1と、第2のタイプの貫通電極TSV2が含まれる。 The through electrodes TSV provided in the memory chips 21 to 23 include a first type of through electrode TSV1 and a second type of through electrode TSV2.
 図13(a),(b)は、それぞれ貫通電極TSV1,TSV2の接続状態を説明するための模式図である。 FIGS. 13A and 13B are schematic diagrams for explaining the connection state of the through silicon vias TSV1 and TSV2, respectively.
 図13(a)に示す貫通電極TSV1は、積層方向から見た平面視で、すなわち図11に示す矢印Aから見た場合に、同じ平面位置に設けられた他層の貫通電極TSV1と短絡されている。つまり、図13(a)に示すように、平面視で同じ位置に設けられた上下の貫通電極TSV1が短絡され、これら貫通電極TSV1によって1本の信号パスが構成されている。この信号パスは、各メモリチップ21~24の内部回路2に接続されている。したがって、この信号パスに対し、メモリチップ21の主面21Fを介してコントロールチップ30から供給される入力信号(コマンド信号、アドレス信号、クロック信号、ライトデータなど)は、各メモリチップ21~24の内部回路2に共通に入力される。また、各メモリチップ21~24の内部回路2からこの信号パスに供給される出力信号(リードデータなど)は、ワイヤードオアされてメモリチップ21の主面21Fからコントロールチップ30に出力される。 The through silicon via TSV1 shown in FIG. 13A is short-circuited with the through silicon via TSV1 in the other layer provided in the same plane position in a plan view seen from the stacking direction, that is, when seen from the arrow A shown in FIG. ing. That is, as shown in FIG. 13A, the upper and lower through electrodes TSV1 provided at the same position in plan view are short-circuited, and one signal path is configured by these through electrodes TSV1. This signal path is connected to the internal circuit 2 of each of the memory chips 21 to 24. Therefore, input signals (command signal, address signal, clock signal, write data, etc.) supplied from the control chip 30 via the main surface 21F of the memory chip 21 to this signal path are transmitted to the memory chips 21 to 24, respectively. It is input to the internal circuit 2 in common. Further, an output signal (read data or the like) supplied to the signal path from the internal circuit 2 of each of the memory chips 21 to 24 is wired or output from the main surface 21F of the memory chip 21 to the control chip 30.
 図14は、貫通電極TSV1の構造を示す断面図である。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of the through silicon via TSV1.
 図14に示すように、貫通電極TSV1は半導体基板90及びその表面の層間絶縁膜91を貫通して設けられている。貫通電極TSV1と半導体基板90の間には絶縁膜92が設けられており、これによって、貫通電極TSV1と半導体基板90との絶縁が確保される。 As shown in FIG. 14, the through silicon via TSV1 is provided through the semiconductor substrate 90 and the interlayer insulating film 91 on the surface thereof. An insulating film 92 is provided between the through silicon via TSV1 and the semiconductor substrate 90, thereby ensuring insulation between the through silicon via TSV1 and the semiconductor substrate 90.
 貫通電極TSV1の下端は、各配線層L0~L3に設けられたパッドP0~P3及びパッド間を接続する複数のスルーホール電極TH1~TH3を介して、メモリチップ21~23の主面に設けられた表面マイクロバンプMFBに接続される。一方、貫通電極TSV1の上端は、メモリチップ21~23の裏面マイクロバンプMBBに接続される。裏面マイクロバンプMBBは、上層のメモリチップ22~24に設けられた表面マイクロバンプMFBに接続される。これにより、平面視で同じ位置に設けられた2つの貫通電極TSV1は、互いに短絡された状態となる。図13(a)に示した内部回路2との接続は、配線層L0~L3に設けられたパッドP0~P3から引き出される内部配線(図示せず)を介して行われる。 The lower end of the through silicon via TSV1 is provided on the main surface of the memory chips 21 to 23 via the pads P0 to P3 provided in the wiring layers L0 to L3 and the plurality of through hole electrodes TH1 to TH3 connecting the pads. Are connected to the surface micro-bump MFB. On the other hand, the upper end of the through silicon via TSV1 is connected to the backside micro bumps MBB of the memory chips 21 to 23. The back surface micro bumps MBB are connected to the front surface micro bumps MFB provided in the upper memory chips 22 to 24. Thereby, two penetration electrode TSV1 provided in the same position by planar view will be in the state where it mutually short-circuited. Connection to the internal circuit 2 shown in FIG. 13A is made through internal wiring (not shown) drawn from the pads P0 to P3 provided in the wiring layers L0 to L3.
 図13(b)に示す貫通電極TSV2は、平面視で異なる位置に設けられた他のメモリチップの貫通電極TSV2と短絡されている。具体的に説明すると、各メモリチップ21~23には、平面視で同じ位置にそれぞれ4つの貫通電極TSV2が設けられ、下層のメモリチップに設けられたN(N=1~3)番目の貫通電極TSV2は、上層のメモリチップに設けられたN+1番目の貫通電極TSV2に接続される。下層のメモリチップに設けられた4番目の貫通電極TSV2(図13(b)では最も右側の貫通電極TSV2)は、上層のメモリチップに設けられた1番目の貫通電極TSV2(図13(b)では最も左側の貫通電極TSV2)に接続される。このような循環的な接続により、4つの独立した信号パスが形成される。 The through silicon via TSV2 shown in FIG. 13B is short-circuited with the through silicon via TSV2 of another memory chip provided at a different position in plan view. Specifically, each of the memory chips 21 to 23 is provided with four through electrodes TSV2 at the same position in plan view, and the N (N = 1 to 3) th through holes provided in the lower memory chip. The electrode TSV2 is connected to the (N + 1) th through electrode TSV2 provided in the upper memory chip. The fourth through electrode TSV2 (the rightmost through electrode TSV2 in FIG. 13B) provided in the lower memory chip is the first through electrode TSV2 (FIG. 13B) provided in the upper memory chip. Then, it is connected to the leftmost through silicon via TSV2). Such a cyclic connection forms four independent signal paths.
 そして、これら4つの貫通電極TSV2のうち、平面視で所定の位置に設けられた貫通電極TSV2(図13(b)では最も左側の貫通電極TSV2)は、当該メモリチップ21~23内の内部回路3に接続される。また、最上層のメモリチップ24に含まれる内部回路3は、メモリチップ23に含まれる最も右側の貫通電極TSV2に接続される。 Of the four through electrodes TSV2, the through electrode TSV2 (the leftmost through electrode TSV2 in FIG. 13B) provided at a predetermined position in plan view is an internal circuit in the memory chips 21 to 23. 3 is connected. The internal circuit 3 included in the uppermost memory chip 24 is connected to the rightmost through silicon via TSV <b> 2 included in the memory chip 23.
 かかる構成により、図13(b)に示す信号S1~S4は、それぞれメモリチップ21~24の内部回路3に対して選択的に入力されることになる。このような信号としては、チップセレクト信号CSやクロックイネーブル信号CLKなどが挙げられる。 With this configuration, the signals S1 to S4 shown in FIG. 13B are selectively input to the internal circuits 3 of the memory chips 21 to 24, respectively. Examples of such signals include a chip select signal CS and a clock enable signal CLK.
 このように、本発明による半導体装置は、複数のメモリチップ21~24が積層されてなる積層型の半導体装置100に適用することも可能である。 As described above, the semiconductor device according to the present invention can be applied to the stacked semiconductor device 100 in which the plurality of memory chips 21 to 24 are stacked.
 尚、複数のメモリチップ21~24を積層することによって図12に示す半製品100Aとした後は、メモリチップ22~24のテストパッドTPが封止樹脂50で覆われるため、テスタのプローブを接触させることができないが、最下層のメモリチップ21のテストパッドTPにテスタのプローブを接触させることにより、貫通電極TSVを介して各メモリチップ21~24に対して動作テストを実行することが可能である。また、図11に示す半導体装置100を構成した後は、コントロールチップ30を介してダイレクトアクセス用のマイクロバンプMFB,MBB及び貫通電極TSVを介して、各メモリチップ21~24の動作テストを行うことができる。 After the semi-finished product 100A shown in FIG. 12 is formed by stacking a plurality of memory chips 21 to 24, the test pads TP of the memory chips 22 to 24 are covered with the sealing resin 50, so that the tester probe is contacted. However, it is possible to perform an operation test on each of the memory chips 21 to 24 through the through silicon via TSV by bringing a tester probe into contact with the test pad TP of the lowermost memory chip 21. is there. Further, after the configuration of the semiconductor device 100 shown in FIG. 11, the operation test of each of the memory chips 21 to 24 is performed via the control chip 30 and the direct access micro bumps MFB and MBB and the through silicon via TSV. Can do.
 次に、本発明の第5の実施形態について説明する。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
 図15は、本発明の第5の実施形態による半導体装置200の構造を説明するための模式的な断面図である。 FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 200 according to the fifth embodiment of the present invention.
 図15に示すように、本発明の第5の実施形態による半導体装置200は、コントロールチップ30がフェイスアップ方式で回路基板40上に搭載されている点において、図11に示した第4の実施形態による半導体装置100と相違している。メモリチップ21~24の積層構造については、第4の実施形態による半導体装置100と同じである。本実施形態においては、コントロールチップ30と回路基板40との接続は、ボンディングワイヤBWを用いて行われる。このため、コントロールチップ30に貫通電極TSVを形成する必要が無くなる。 As shown in FIG. 15, the semiconductor device 200 according to the fifth embodiment of the present invention is similar to the fourth embodiment shown in FIG. 11 in that the control chip 30 is mounted on the circuit board 40 in a face-up manner. This is different from the semiconductor device 100 according to the form. The stacked structure of the memory chips 21 to 24 is the same as that of the semiconductor device 100 according to the fourth embodiment. In the present embodiment, the connection between the control chip 30 and the circuit board 40 is performed using the bonding wire BW. For this reason, it is not necessary to form the through silicon via TSV in the control chip 30.
 次に、本発明の第6の実施形態について説明する。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
 図16は、本発明の第6の実施形態による半導体装置300の構造を説明するための模式的な断面図である。 FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a semiconductor device 300 according to the sixth embodiment of the present invention.
 図16に示すように、本発明の第6の実施形態による半導体装置300は、メモリチップ21~24とコントロールチップ30がシリコンインターポーザSI上の別平面に搭載されており、かかるシリコンインターポーザSIが回路基板40に搭載されている点において、図11に示した第4の実施形態による半導体装置100と相違している。メモリチップ21~24の積層構造については、第4の実施形態による半導体装置100と同じである。 As shown in FIG. 16, in the semiconductor device 300 according to the sixth embodiment of the present invention, the memory chips 21 to 24 and the control chip 30 are mounted on different planes on the silicon interposer SI. The semiconductor device 100 is different from the semiconductor device 100 according to the fourth embodiment shown in FIG. 11 in that it is mounted on the substrate 40. The stacked structure of the memory chips 21 to 24 is the same as that of the semiconductor device 100 according to the fourth embodiment.
 シリコンインターポーザSIは、表面マイクロバンプSMB、裏面マイクロバンプSBB及びこれらを接続する貫通電極TSVを有している。表面マイクロバンプSMBは、メモリチップ21の表面マイクロバンプMFB及びコントロールチップ30の表面マイクロバンプCFBに接続され、裏面マイクロバンプSBBは回路基板40上に設けられた基板電極41に接続される。かかる構成により、本実施形態においてもコントロールチップ30に貫通電極TSVを形成する必要が無くなる。 The silicon interposer SI has a front surface micro bump SMB, a back surface micro bump SBB, and a through electrode TSV connecting them. The front surface microbump SMB is connected to the front surface microbump MFB of the memory chip 21 and the front surface microbump CFB of the control chip 30, and the back surface microbump SBB is connected to the substrate electrode 41 provided on the circuit board 40. With this configuration, it is not necessary to form the through silicon via TSV in the control chip 30 also in the present embodiment.
 このように、メモリチップ20(21~24)とコントロールチップ30の接続方法としては種々の接続方法を用いることができ、本発明においてこれらの接続方法が特定の接続方法に限定されるものではない。 As described above, various connection methods can be used as the connection method between the memory chip 20 (21 to 24) and the control chip 30, and in the present invention, these connection methods are not limited to specific connection methods. .
 以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
2,3  内部回路
10,100,200,300  半導体装置
10A,100A  半製品
20~24  メモリチップ
20F~24F  メモリチップの主面
21B~24B  メモリチップの裏面
30   コントロールチップ
30F  コントロールチップの主面
30B  コントロールチップの裏面
40   回路基板
41   基板電極
42   外部端子
50   封止樹脂
60   メモリセルアレイ
61   アクセス制御回路
62   入力切替回路
63   切替回路
64   データ入出力回路
65   データ比較回路
65a  ANDゲート回路
66   テストデータレジスタ
67   出力回路
68   テストモード制御回路
69   ライトスイッチ
70   ANDゲート回路
80   保持回路
90   半導体基板
91   層間絶縁膜
92   絶縁膜
BW   ボンディングワイヤ
CBB  裏面マイクロバンプ
CFB  表面マイクロバンプ
ChA~ChD  チャネル
CSL  セレクタ回路
DQOL,DQIL  データラッチ回路
ENOR0~ENORn  排他的否論理和回路
IB   入力バッファ
ISL  セレクタ回路
L0~L3  配線層
MBB  裏面マイクロバンプ
MFB  表面マイクロバンプ
OB   出力バッファ
OSL  セレクタ回路
RWBS リードライトバス
SI   シリコンインターポーザ
SBB  裏面マイクロバンプ
SMB  表面マイクロバンプ
TBS  テストバス
TH1~TH3  スルーホール電極
TP   テストパッド
TSV,TSV1,TSV2  貫通電極
2,3 Internal circuit 10, 100, 200, 300 Semiconductor device 10A, 100A Semi-finished product 20-24 Memory chip 20F-24F Main surface 21B-24B of memory chip Back surface 30 of memory chip Control chip 30F Main surface 30B of control chip Chip back surface 40 Circuit board 41 Substrate electrode 42 External terminal 50 Sealing resin 60 Memory cell array 61 Access control circuit 62 Input switching circuit 63 Switching circuit 64 Data input / output circuit 65 Data comparison circuit 65a AND gate circuit 66 Test data register 67 Output circuit 68 Test Mode Control Circuit 69 Light Switch 70 AND Gate Circuit 80 Holding Circuit 90 Semiconductor Substrate 91 Interlayer Insulating Film 92 Insulating Film BW Bonding Wire CBB Back Microvan CFB surface micro bump ChA to ChD channel CSL selector circuit DQOL, DQIL data latch circuit ENOR0 to ENORn exclusive OR circuit IB input buffer ISL selector circuit L0 to L3 wiring layer MBB back surface micro bump MFB surface micro bump OB output buffer OSL selector Circuit RWBS Read / write bus SI Silicon interposer SBB Back micro bump SMB Front micro bump TBS Test bus TH1 to TH3 Through hole electrode TP Test pad TSV, TSV1, TSV2 Through electrode

Claims (16)

  1.  第1及び第2の端子と、
     出力ノードが前記第1の端子に接続された出力バッファと、
     入力ノードが前記第1の端子に接続された入力バッファと、
     メモリセルアレイと、
     出力ノードが前記第2の端子に接続されたデータ比較回路と、
     前記出力バッファの入力ノードと前記メモリセルアレイとを接続する第1の配線と、
     前記第1の配線とは独立に設けられ、前記入力バッファの出力ノードと前記データ比較回路の入力ノードとを接続する第2の配線と、
     を備えることを特徴とする半導体装置。
    First and second terminals;
    An output buffer having an output node connected to the first terminal;
    An input buffer having an input node connected to the first terminal;
    A memory cell array;
    A data comparison circuit having an output node connected to the second terminal;
    A first wiring connecting the input node of the output buffer and the memory cell array;
    A second wiring that is provided independently of the first wiring and connects an output node of the input buffer and an input node of the data comparison circuit;
    A semiconductor device comprising:
  2.  前記入力バッファの前記出力ノードを前記第1又は第2の配線に接続する第1の切替回路をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, further comprising a first switching circuit that connects the output node of the input buffer to the first or second wiring.
  3.  前記メモリセルアレイとは独立に設けられ、テストライトデータを保持するデータレジスタをさらに備え、
     前記データ比較回路は、前記データレジスタに保持された前記テストライトデータと、前記第2の配線を介して供給されるテストリードデータとを比較することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
    A data register that is provided independently of the memory cell array and holds test write data;
    2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the data comparison circuit compares the test write data held in the data register with test read data supplied via the second wiring. .
  4.  前記第1及び第2の配線とは独立に設けられ、前記データレジスタから前記テストライトデータが供給される第3の配線と、
     前記第1及び第3の配線のいずれか一方を前記メモリセルアレイに接続する第2の切替回路と、をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
    A third wiring provided independently of the first and second wirings and supplied with the test write data from the data register;
    4. The semiconductor device according to claim 3, further comprising: a second switching circuit that connects one of the first and third wirings to the memory cell array. 5.
  5.  前記テストライトデータ及び前記テストリードデータは、いずれも複数ビットのパラレルなデータからなり、
     前記データ比較回路は、前記テストライトデータを構成する複数ビットと前記テストリードデータを構成する複数ビットが全て一致したことに応答して、パス信号を出力することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
    The test write data and the test read data are both composed of parallel data of a plurality of bits,
    4. The data comparison circuit according to claim 3, wherein the data comparison circuit outputs a pass signal in response to the fact that a plurality of bits constituting the test write data and a plurality of bits constituting the test read data all match. Semiconductor device.
  6.  前記データ比較回路は、前記テストライトデータを構成する複数ビットと前記テストリードデータを構成する複数ビットの少なくとも1ビットが一致しなかったことに応答して、フェイル信号を出力することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。 The data comparison circuit outputs a fail signal in response to the fact that at least one bit of the plurality of bits constituting the test write data and the plurality of bits constituting the test read data do not match. The semiconductor device according to claim 5.
  7.  前記データ比較回路と前記第2の端子との間に接続され、前記フェイル信号を保持する保持回路をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6, further comprising a holding circuit connected between the data comparison circuit and the second terminal and holding the fail signal.
  8.  前記メモリセルアレイに含まれる複数のメモリセルのいずれかを指定するアドレス信号が入力される第3の端子をさらに備え、
     前記テストライトデータは、前記第3の端子を介して前記データレジスタに供給されることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
    A third terminal to which an address signal designating any of the plurality of memory cells included in the memory cell array is input;
    The semiconductor device according to claim 3, wherein the test write data is supplied to the data register through the third terminal.
  9.  前記第2の配線を所定の論理レベルに固定するゲート回路をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a gate circuit for fixing the second wiring to a predetermined logic level.
  10.  前記データ比較回路は、イネーブル信号が第1の論理レベルであることに応答して活性化され、
     前記ゲート回路は、前記イネーブル信号が第2の論理レベルであることに応答して前記第2の配線を前記所定の論理レベルに固定することを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。
    The data comparison circuit is activated in response to the enable signal being at a first logic level;
    The semiconductor device according to claim 9, wherein the gate circuit fixes the second wiring to the predetermined logic level in response to the enable signal being a second logic level.
  11.  前記第1の端子は、前記第2の端子よりも平面サイズが小さいことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the first terminal has a smaller planar size than the second terminal.
  12.  前記第2の端子に並列接続され、前記第1の端子と同じ平面サイズを有する第4の端子をさらに備えることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 11, further comprising a fourth terminal connected in parallel to the second terminal and having the same planar size as the first terminal.
  13.  第1の端子と、
     第1及び第2の配線と、
     出力ノードが前記第1の端子に接続された出力バッファと、
     入力ノードが前記第1の端子に接続された入力バッファと、
     メモリセルアレイと、
     前記第2の配線に接続されたデータ比較回路と、
     切替信号に基づいて、前記入力バッファの出力ノードを前記第1又は第2の配線に接続する切替回路と、を備え、
     前記第1の配線は、前記メモリセルアレイ、前記出力バッファの入力ノード及び前記切替回路を相互に接続し、
     前記第2の配線は、前記切替回路及び前記データ比較回路を相互に接続することを特徴とする半導体装置。
    A first terminal;
    First and second wirings;
    An output buffer having an output node connected to the first terminal;
    An input buffer having an input node connected to the first terminal;
    A memory cell array;
    A data comparison circuit connected to the second wiring;
    A switching circuit for connecting an output node of the input buffer to the first or second wiring based on a switching signal;
    The first wiring connects the memory cell array, the input node of the output buffer, and the switching circuit to each other,
    The semiconductor device, wherein the second wiring connects the switching circuit and the data comparison circuit to each other.
  14.  前記メモリセルアレイとは独立に設けられ、テストライトデータを保持するデータレジスタをさらに備え、
     前記データ比較回路は、前記データレジスタに保持された前記テストライトデータと、前記第2の配線を介して供給されるテストリードデータとを比較することを特徴とする請求項13に記載の半導体装置。
    A data register that is provided independently of the memory cell array and holds test write data;
    The semiconductor device according to claim 13, wherein the data comparison circuit compares the test write data held in the data register with test read data supplied via the second wiring. .
  15.  前記データ比較回路に接続され、比較の結果を示す信号が出力される第2の端子をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。 15. The semiconductor device according to claim 14, further comprising a second terminal connected to the data comparison circuit and outputting a signal indicating a result of the comparison.
  16.  前記第1の端子は、前記第2の端子よりも平面サイズが小さいことを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 15, wherein the first terminal has a smaller plane size than the second terminal.
PCT/JP2014/060162 2013-04-23 2014-04-08 Semiconductor device WO2014175057A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-090058 2013-04-23
JP2013090058 2013-04-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014175057A1 true WO2014175057A1 (en) 2014-10-30

Family

ID=51791638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/060162 WO2014175057A1 (en) 2013-04-23 2014-04-08 Semiconductor device

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW201510996A (en)
WO (1) WO2014175057A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018137486A (en) * 2018-06-06 2018-08-30 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021048230A (en) 2019-09-18 2021-03-25 キオクシア株式会社 Semiconductor storage device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09148540A (en) * 1995-11-28 1997-06-06 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2003338175A (en) * 2002-05-20 2003-11-28 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor circuit device
JP2005108430A (en) * 1997-12-08 2005-04-21 Samsung Electronics Co Ltd Semiconductor memory device pin assignment method and semiconductor memory device using packet unit signal as input
US20080175080A1 (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory device and test method thereof
JP2009070456A (en) * 2007-09-12 2009-04-02 Renesas Technology Corp Semiconductor storage device
JP2011146081A (en) * 2010-01-12 2011-07-28 Sony Corp Storage device, storage controller, laminating storage device, and laminating circuit device
JP2011214873A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Sony Corp Semiconductor circuit device, and measuring method of the same
JP2011258266A (en) * 2010-06-08 2011-12-22 Sony Corp Semiconductor device and integrated semiconductor device
US20120126840A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-24 Dong-Hyuk Lee Semiconductor Device with Cross-shaped Bumps and Test Pads Alignment

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09148540A (en) * 1995-11-28 1997-06-06 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2005108430A (en) * 1997-12-08 2005-04-21 Samsung Electronics Co Ltd Semiconductor memory device pin assignment method and semiconductor memory device using packet unit signal as input
JP2003338175A (en) * 2002-05-20 2003-11-28 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor circuit device
US20080175080A1 (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory device and test method thereof
JP2009070456A (en) * 2007-09-12 2009-04-02 Renesas Technology Corp Semiconductor storage device
JP2011146081A (en) * 2010-01-12 2011-07-28 Sony Corp Storage device, storage controller, laminating storage device, and laminating circuit device
JP2011214873A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Sony Corp Semiconductor circuit device, and measuring method of the same
JP2011258266A (en) * 2010-06-08 2011-12-22 Sony Corp Semiconductor device and integrated semiconductor device
US20120126840A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-24 Dong-Hyuk Lee Semiconductor Device with Cross-shaped Bumps and Test Pads Alignment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018137486A (en) * 2018-06-06 2018-08-30 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
TW201510996A (en) 2015-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240345971A1 (en) Semiconductor memory systems with on-die data buffering
TWI690713B (en) Semiconductor memory device
US9252081B2 (en) Semiconductor device having plural memory chip
US8981808B2 (en) Semiconductor device and test method thereof
JP5932324B2 (en) Semiconductor device and test method thereof
JP5623088B2 (en) Semiconductor device and test method and system thereof
US12009043B2 (en) Integrated circuit chip and die test without cell array
US9472253B2 (en) Semiconductor device including spiral data path
JP2013131533A (en) Semiconductor device
JP5635924B2 (en) Semiconductor device and test method thereof
TW201301472A (en) Semiconductor device
WO2014077154A1 (en) Semiconductor device
US9411015B2 (en) Semiconductor device having penetrating electrodes each penetrating through substrate
TW201417219A (en) Through-silicon via self-routing circuit and routing method thereof
JP5310439B2 (en) Semiconductor memory device and chip stacked semiconductor device
US20170031653A1 (en) Buffer, semiconductor apparatus and semiconductor system using the same
US20130258788A1 (en) Semiconductor device having plural chip connected to each other
US11531584B2 (en) Memory device and test operation thereof
WO2014175057A1 (en) Semiconductor device
US9171588B2 (en) Semiconductor device capable of performing a read leveling and a write leveling based on an ambient temperature
JP2011100898A (en) Semiconductor device
JP2013134794A (en) Semiconductor device
KR102295895B1 (en) Semiconductor memory apparatus and data processing system
JP2016091576A (en) Semiconductor device
JP2013131282A (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14788537

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14788537

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1