JP2003167030A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体集積回路において複数のフリップフロ
ップでスキャンチェーンを構成するスキャンテスト実施
時のホールドエラーを抑制する。
【解決手段】 スキャン型フリップフロップ回路の領域
10内のスキャンデータ入力回路部601、マスター部
604S及びスレーブ部605S内でクロック系信号に
よって高インピーダンス制御を行う部分以外の部分、お
よびデータ出力バッファ部606のいずれかを含む部分
のトランジスタ(対象トランジスタ)の基板電位を、同
トランジスタのソース電位及び同トランジスタ以外の非
対象トランジスタのソース及び基板電位と分離する。通
常動作時には、対象トランジスタの基板電位を、非対象
トランジスタの基板電位と同電位にして使用し、スキャ
ンテスト実施時には、対象トランジスタの基板電位を、
トランジスタの閾値が上昇する側にバックバイアスを印
加してテストする。
(57) Abstract: In a semiconductor integrated circuit, a hold error during a scan test in which a scan chain is configured by a plurality of flip-flops is suppressed. SOLUTION: A scan data input circuit unit 601, a master unit 604S, and a slave unit 605S in a scan flip-flop circuit region 10 other than a unit that performs high impedance control by a clock signal, and a data output buffer unit 606. The substrate potential of a transistor (target transistor) in a portion including any of the above is separated from the source potential of the transistor and the source and substrate potentials of non-target transistors other than the transistor. During normal operation, the substrate potential of the target transistor is used with the same potential as the substrate potential of the non-target transistor.
A test is performed by applying a back bias to the side where the threshold value of the transistor increases.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
検査及びテスト設計技術に係るもので、特に、テストモ
ード時にフリップフロップ等データ保持回路をチェーン
状に連続的に接続してシフト動作を行わせ、着目回路部
のパターン加工の良否判定を行うスキャンシフトテスト
を行う半導体集積回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a test and test design technique for a semiconductor integrated circuit, and more particularly, in a test mode, a data holding circuit such as a flip-flop is continuously connected in a chain to perform a shift operation. In addition, the present invention relates to a semiconductor integrated circuit that performs a scan shift test for determining whether the pattern processing of the target circuit portion is good or bad.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年のデジタル回路設計では、回路の大
規模化に対応して設計効率を高める為に、機能記述設計
手法が多く用いられている。機能記述設計から論理合成
される回路は同期設計となり、データ保持回路であるフ
リップフロップが多数使用される。フリップフロップは
他のNAND/NOR等の論理構成セルと比較してセル
面積が大きい為、面積割合で見るとロジック部面積の半
分近くを占めるのが一般的である。さらに今後の微細プ
ロセスが低電圧仕様となりスピード向上が鈍化傾向にあ
る中でLSIの高速化を実現する為には、パイプライン
化やフリップフロップ間の論理段数を少なくした設計が
増える傾向にある。以上の様な状況から、ロジック回路
中のフリップフロップ面積率は高く、かつ今後も増大傾
向にある。2. Description of the Related Art In recent digital circuit design, a functional description design technique is often used in order to improve design efficiency in response to the increase in circuit scale. The circuit that is logically synthesized from the functional description design is a synchronous design, and many flip-flops that are data holding circuits are used. Since the flip-flop has a large cell area as compared with other logically configured cells such as NAND / NOR, it is common that the flip-flop occupies almost half of the area of the logic portion in terms of area ratio. Further, in the future, in order to realize high speed of LSI in the trend that the fine process becomes low voltage specification and the speed improvement tends to be slowed down, there is a tendency that the number of designs in which the number of logic stages between pipelines and flip-flops is reduced increases in order to realize the high speed of LSI. From the above situation, the flip-flop area ratio in the logic circuit is high, and it is increasing in the future.
【0003】LSIの良品判別検査も市場品質確保の為
に重要である。フリップフロップは順序回路である為、
効率良くテストするにはテスト時にフリップフロップを
任意に制御できる回路構成とする必要がある。その為、
多少回路面積は増えるものの、テスタビリティー向上を
優先して、図21(a)に概念図を示すスキャン型フリ
ップフロップ回路が用いられる。このスキャン型フリッ
プフロップは、テストモード時と通常動作モード時とで
データフリップフロップ22(以下、単にフリップフロ
ップと呼ぶ)への入力をセレクタ21で切り替えられる
様にしたものである。セレクタ21は、モード切り替え
信号NTに応じて、テストモード時にはテストデータD
Tを選択し、通常動作モード時には通常動作データDを
選択し、フリップフロップ22へ出力する。The non-defective inspection of the LSI is also important for ensuring the market quality. Since the flip-flop is a sequential circuit,
In order to test efficiently, it is necessary to have a circuit configuration that can arbitrarily control the flip-flop during the test. For that reason,
Although the circuit area increases to some extent, a scan flip-flop circuit whose conceptual diagram is shown in FIG. 21A is used with priority given to the improvement of testability. The scan type flip-flop has a selector 21 that can switch an input to a data flip-flop 22 (hereinafter, simply referred to as a flip-flop) in a test mode and a normal operation mode. In the test mode, the selector 21 responds to the test data D in response to the mode switching signal NT.
T is selected, and in the normal operation mode, normal operation data D is selected and output to the flip-flop 22.
【0004】先に述べた様にフリップフロップの面積占
有率は高いので、このフリップフロップを効率良くテス
トする手法が種々検討されている。代表的手法として、
テストモード時、図21(b)に示す様にスキャン型フ
リップフロップをチェーン状に連続的に接続し(以下、
スキャンチェーンと呼ぶ。)、そのスキャンチェーンに
シフトレジスタ動作を行わせることでパターン加工の良
否を判定するスキャンシフトテスト(以下、単にスキャ
ンテストと呼ぶ)がある。Since the area occupancy of the flip-flop is high as described above, various techniques for efficiently testing the flip-flop have been studied. As a typical method,
In the test mode, scan flip-flops are continuously connected in a chain as shown in FIG.
Call it a scan chain. ), There is a scan shift test (hereinafter, simply referred to as a scan test) for determining pass / fail of pattern processing by causing the scan chain to perform a shift register operation.
【0005】ここで、従来のスキャン型フリップフロッ
プの回路例を図22に示しておく。図22において、6
01はスキャンデータ入力回路部、602は通常データ
入力回路部、603はモード切り替え回路部、604は
マスター部、605はスレーブ部、606はデータ出力
バッファ部、607はクロック入力部である。クロック
入力部607に示したクロックCK,/CK(CKの反
転)は、それぞれマスター部604およびスレーブ部6
05のクロックCK,/CKとして供給される。モード
切り替え信号NTに応じ、通常動作モード時には通常動
作データDが通常データ入力回路部602を通ってマス
ター部604へ入力され、テストモード時にはテストデ
ータDTがスキャンデータ入力回路部601を通ってマ
スター部604へ入力される。Here, a circuit example of a conventional scan flip-flop is shown in FIG. In FIG. 22, 6
Reference numeral 01 is a scan data input circuit unit, 602 is a normal data input circuit unit, 603 is a mode switching circuit unit, 604 is a master unit, 605 is a slave unit, 606 is a data output buffer unit, and 607 is a clock input unit. The clocks CK and / CK (inversion of CK) shown in the clock input unit 607 are the master unit 604 and the slave unit 6 respectively.
05 clocks CK and / CK. According to the mode switching signal NT, the normal operation data D is input to the master unit 604 through the normal data input circuit unit 602 in the normal operation mode, and the test data DT passes through the scan data input circuit unit 601 in the test mode. It is input to 604.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来のスキャンテスト
には、以下の様な問題点が有る。The conventional scan test has the following problems.
【0007】同期クロックは通常同一であるから、フリ
ップフロップの出力が次段のフリップフロップに直接入
力された回路では、配線長差等に起因したクロックタイ
ミングのスキューにより、正確にスキャンシフト動作が
行えない不具合が起こり得る。例えば、図21(b)の
スキャン型フリップフロップ101に入力されるクロッ
ク信号103よりも、スキャン型フリップフロップ10
2に入力されるクロック信号104の方が配線長が長か
ったり寄生容量が多かったりした場合に、フリップフロ
ップ101のデータ遷移が速くて、フリップフロップ1
02にデータを取り込めず、スキャンシフト動作不具合
が発生し得る。Since the synchronous clocks are usually the same, in a circuit in which the output of the flip-flop is directly input to the next-stage flip-flop, the scan shift operation can be accurately performed due to the clock timing skew caused by the wiring length difference and the like. There can be no glitches. For example, rather than the clock signal 103 input to the scan flip-flop 101 of FIG.
When the clock signal 104 input to the 2 has a longer wiring length or a larger parasitic capacitance, the data transition of the flip-flop 101 is faster and the flip-flop 1
No data can be captured in 02, and a scan shift operation failure may occur.
【0008】このスキャンシフト動作不具合の原因とな
る配線遅延差は、ある程度はシミュレーションにより検
証可能であるが、実LSIとシミュレーションとの間に
は、以下の1〜4に示す様なシミュレーション誤差要因
が必ず存在するので、シミュレーションで完全に保証仕
切るのは現状難しい。The wiring delay difference that causes the scan shift operation failure can be verified to some extent by simulation. However, there are simulation error factors as shown in 1 to 4 below between the actual LSI and the simulation. Since it always exists, it is currently difficult to completely guarantee and partition by simulation.
【0009】1.トランジスタゲートのパターン分布粗
密に起因したゲート長の仕上がり差2.配線の分布粗密
に起因した配線幅や配線膜厚の仕上がり差3.各配線層
毎の仕上がり差4.配線クロストークセットアップタイ
ム不足による不良の場合には、検査時の動作周波数を落
とすことでエラーを回避可能であるが、ホールドタイム
不足による動作不良の場合には、外部からの動作タイミ
ング変更では回避不可能であり、結果的にマスク修正と
再試作が必要となる。マスク代よりも特に設計期間の観
点から、このスキャンテストのホールドエラーは可能な
限り避けたい課題である。1. Difference in finish of gate length due to pattern distribution of transistor gate 2. 2. Difference in finish of wiring width and wiring film thickness due to wiring distribution density Difference in finish for each wiring layer 4. In the case of a defect due to insufficient wiring crosstalk setup time, it is possible to avoid the error by lowering the operating frequency during inspection, but in the case of a defective operation due to insufficient hold time, it is not possible to avoid it by changing the operation timing from the outside. It is possible, and as a result, mask correction and re-trial production are required. The hold error in the scan test is a problem to be avoided as much as possible from the viewpoint of the design period rather than the mask cost.
【0010】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、スキャンテスト時のホールドエラー(ホールドタイ
ム不足による動作不良)を抑制することのできる半導体
集積回路を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a semiconductor integrated circuit capable of suppressing a hold error (operation failure due to insufficient hold time) during a scan test.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
半導体集積回路は、スキャンデータ入力回路部および通
常データ入力回路部を有するスキャン型フリップフロッ
プ回路を複数備え、スキャンテスト時に複数のスキャン
型フリップフロップ回路をシフトレジスタとして機能さ
せる半導体集積回路であって、スキャンデータ入力回路
部にスキャンデータの伝送を遅延させる遅延素子を設け
たことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to claim 1 of the present invention comprises a plurality of scan type flip-flop circuits each having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and a plurality of scans during a scan test. A semiconductor integrated circuit that causes a type flip-flop circuit to function as a shift register, characterized in that a delay element that delays the transmission of scan data is provided in the scan data input circuit unit.
【0012】本発明の請求項2記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部および通常データ入力回
路部を有するスキャン型フリップフロップ回路を複数備
え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリップフロ
ップ回路をシフトレジスタとして機能させる半導体集積
回路であって、スキャンデータ入力回路部は、電源電圧
間に接続されたデータ入力用トランジスタ回路に対し
て、論理構成としては冗長な導通状態のトランジスタを
直列に挿入したことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a second aspect of the present invention comprises a plurality of scan type flip-flop circuits having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and shifts the plurality of scan type flip-flop circuits during a scan test. A semiconductor integrated circuit functioning as a register, wherein the scan data input circuit unit has a transistor having a logically redundant conductive state inserted in series with respect to a data input transistor circuit connected between power supply voltages. Is characterized by.
【0013】本発明の請求項3記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部および通常データ入力回
路部を有するスキャン型フリップフロップ回路を複数備
え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリップフロ
ップ回路をシフトレジスタとして機能させる半導体集積
回路であって、スキャンデータ入力回路部は、第1およ
び第2の電源電圧間に接続されたデータ入力用トランジ
スタ回路を備え、第1の電源電圧とデータ入力用トラン
ジスタ回路との間、またはデータ入力用トランジスタ回
路と第2の電源電圧との間に、ダイオードを順方向に挿
入したことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a third aspect of the present invention is provided with a plurality of scan type flip-flop circuits having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and shifts the plurality of scan type flip-flop circuits during a scan test. A semiconductor integrated circuit that functions as a register, wherein a scan data input circuit section includes a data input transistor circuit connected between a first power supply voltage and a second power supply voltage, and the first power supply voltage and the data input transistor circuit. And a diode is inserted in the forward direction between the data input transistor circuit and the second power supply voltage.
【0014】本発明の請求項4記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部および通常データ入力回
路部を有するスキャン型フリップフロップ回路を複数備
え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリップフロ
ップ回路をシフトレジスタとして機能させる半導体集積
回路であって、スキャンデータ入力回路部は、スキャン
データを入力するインバータと、インバータの出力に接
続され高インピーダンス制御を行う回路との間に、負荷
容量素子を付与したことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a fourth aspect of the present invention comprises a plurality of scan type flip-flop circuits having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and shifts the plurality of scan type flip-flop circuits during a scan test. A semiconductor integrated circuit that functions as a register, wherein a scan data input circuit unit has a load capacitance element provided between an inverter that inputs scan data and a circuit that is connected to the output of the inverter and performs high impedance control. Is characterized by.
【0015】請求項1、2、3、4に記載の発明によれ
ば、スキャン型フリップフロップ回路のスキャン入力デ
ータをラッチするのに必要なホールドタイムを改善でき
る。また、通常出力端子を用いてスキャンチェーンを構
成する場合には、遅延素子を有したスキャン専用出力端
子を使用した場合に起こる通常出力がテストできないと
いう問題も発生しない。また、遅延素子を有したスキャ
ン専用出力端子を用いてスキャンチェーンを構成した場
合においても組み合わせて使用可能であり、その場合に
は、ホールドエラーに対するマージンがより高まる。According to the first, second, third, and fourth aspects of the invention, the hold time required to latch the scan input data of the scan flip-flop circuit can be improved. Further, when the scan chain is configured by using the normal output terminal, the problem that the normal output cannot be tested which occurs when the scan-dedicated output terminal having the delay element is not generated. Further, the scan chains can be used in combination even when the scan chains are formed using the scan-dedicated output terminals having the delay elements, in which case the margin for the hold error is further increased.
【0016】本発明の請求項5記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部および通常データ入力回
路部を有するスキャン型フリップフロップ回路を複数備
え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリップフロ
ップ回路をシフトレジスタとして機能させる半導体集積
回路であって、スキャン型フリップフロップ回路内で通
常動作モードではデータが通過せず、スキャンテストモ
ード時のスキャンデータのみが通過するスキャン専用回
路部分を構成するトランジスタを、スキャン専用回路部
分を除く他の回路部分を構成するトランジスタに対し高
閾値電圧化するために、スキャン専用回路部分を構成す
るトランジスタが形成されたウェル領域の不純物濃度を
他の回路部分を構成するトランジスタが形成されたウェ
ル領域の不純物濃度よりも高くしたことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a fifth aspect of the present invention is provided with a plurality of scan type flip-flop circuits having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and shifts the plurality of scan type flip-flop circuits during a scan test. A semiconductor integrated circuit that functions as a register, and scans a transistor that configures a scan-dedicated circuit portion in the scan flip-flop circuit in which data does not pass in the normal operation mode but only scan data in the scan test mode passes. In order to increase the threshold voltage of the transistors forming the other circuit parts except the dedicated circuit part, the impurity concentration of the well region in which the transistors forming the scan-dedicated circuit part are formed is changed by the transistor forming the other circuit part. Impurity concentration of formed well region Characterized in that the remote was high.
【0017】請求項5に記載の発明によれば、スキャン
型フリップフロップ回路において、通常動作モードでは
データが通過せずスキャンデータのみが通過するスキャ
ン専用回路部分を構成するトランジスタの閾値が他の回
路部分のトランジスタよりも高閾値となり、動作スピー
ドが遅くなる。これにより、他の回路部分で使用される
低閾値電圧トランジスタを用いて同一のゲート長・ゲー
ト幅・論理段数で遅延回路を構成するよりも、スキャン
データの変化をより遅くできる。したがって、クロック
の変化に対してどの程度データを保持しておかねばスレ
ーブ部側にデータを取り込めないかというデータホール
ドスペックを低閾値電圧トランジスタで構成したものよ
りもより小面積で改善できる。また、高閾値電圧トラン
ジスタで構成した部分は通常動作では使用しない領域で
ある為、実使用における動作スピードの問題は発生しな
い。また、高閾値電圧トランジスタで構成した部分は実
使用時においても存在しているが、低閾値電圧トランジ
スタ構成よりもトランジスタオフリーク電流を小さく抑
えることができる。According to the fifth aspect of the present invention, in the scan type flip-flop circuit, the threshold value of the transistor forming the scan-dedicated circuit portion through which data does not pass in the normal operation mode but only the scan data passes is another circuit. The threshold value is higher than that of some transistors, and the operation speed becomes slower. As a result, the change in scan data can be made slower than when a delay circuit is configured with the same gate length, gate width, and number of logic stages using low threshold voltage transistors used in other circuit parts. Therefore, it is possible to improve the data hold specification of how much data should be held with respect to the change of the clock so that it cannot be taken into the slave unit side with a smaller area than that of the one configured with the low threshold voltage transistor. Further, since the portion constituted by the high threshold voltage transistor is a region which is not used in the normal operation, the problem of the operation speed in the actual use does not occur. Further, although the portion configured by the high threshold voltage transistor is present even in actual use, the transistor off-leak current can be suppressed smaller than that in the low threshold voltage transistor configuration.
【0018】本発明の請求項6記載の半導体集積回路
は、請求項5記載の半導体集積回路において、高閾値電
圧化されたトランジスタを用いて構成されるスキャン専
用回路部分は、スキャンデータ入力回路部であることを
特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the fifth aspect, the scan-dedicated circuit portion configured by using a transistor having a high threshold voltage is a scan data input circuit portion. Is characterized in that.
【0019】請求項6に記載の発明によれば、スキャン
型フリップフロップ回路において、スキャンデータ入力
回路部が他の回路部分のトランジスタよりも高閾値とな
る。これにより、クロックの変化に対してどの程度デー
タを保持しておかねばスレーブ部側にデータを取り込め
ないかというデータホールドスペックを低閾値電圧トラ
ンジスタで構成したものよりもより小面積で改善でき
る。高閾値電圧トランジスタで構成したスキャンデータ
入力回路部は通常動作では使用しない領域である為、実
使用における動作スピードの問題は発生しない。また、
高閾値電圧トランジスタで構成することにより、低閾値
電圧トランジスタ構成よりもトランジスタオフリーク電
流を小さく抑えることができる。According to the sixth aspect of the present invention, in the scan flip-flop circuit, the scan data input circuit section has a higher threshold than the transistors in other circuit sections. As a result, the data hold specification of how much data should be held with respect to the change of the clock before the data can be fetched to the slave side can be improved in a smaller area than that of the one configured by the low threshold voltage transistor. Since the scan data input circuit section composed of high threshold voltage transistors is a region that is not used in normal operation, the problem of operating speed in actual use does not occur. Also,
By using a high threshold voltage transistor, the transistor off-leakage current can be suppressed smaller than that of the low threshold voltage transistor configuration.
【0020】本発明の請求項7記載の半導体集積回路
は、請求項5記載の半導体集積回路において、スキャン
型フリップフロップ回路はスキャンデータ専用出力回路
部および通常データ出力回路部を有し、高閾値電圧化さ
れたトランジスタを用いて構成されるスキャン専用回路
部分は、スキャンデータ専用出力回路部であることを特
徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the fifth aspect, the scan type flip-flop circuit has a scan data dedicated output circuit section and a normal data output circuit section, and has a high threshold value. The scan-dedicated circuit portion configured by using the voltage-converted transistor is a scan-data-dedicated output circuit portion.
【0021】請求項7に記載の発明によれば、スキャン
型フリップフロップ回路において、スキャン専用出力回
路部を構成するトランジスタの閾値が他の回路部分のト
ランジスタよりも高閾値となる。これにより、クロック
が変化してからどの程度の間、先のデータが出力され続
けているかというデータ出力ホールド時間を低閾値電圧
トランジスタで構成したものよりも長くできる。また、
高閾値電圧トランジスタで構成したスキャン専用出力回
路部は通常動作では使用しない為、実使用における動作
スピードの問題は発生しない。また、高閾値電圧トラン
ジスタで構成することにより、低閾値電圧トランジスタ
構成よりもトランジスタオフリーク電流を小さく抑える
ことができる。According to the seventh aspect of the present invention, in the scan flip-flop circuit, the threshold value of the transistor forming the scan-dedicated output circuit section becomes higher than the threshold value of the transistor of the other circuit section. As a result, the data output hold time, which is how long the previous data continues to be output after the clock changes, can be made longer than that formed by the low threshold voltage transistor. Also,
Since the scan-dedicated output circuit unit configured by the high threshold voltage transistor is not used in the normal operation, the problem of the operation speed in actual use does not occur. Further, the transistor off-leakage current can be suppressed to be smaller than that of the low threshold voltage transistor configuration by using the high threshold voltage transistor configuration.
【0022】本発明の請求項8記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部および通常データ入力回
路部を有するスキャン型フリップフロップ回路を複数備
え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリップフロ
ップ回路をシフトレジスタとして機能させる半導体集積
回路であって、スキャン型フリップフロップ回路内で通
常動作モードではデータが通過せず、スキャンテストモ
ード時のスキャンデータのみが通過するスキャン専用回
路部分を構成するトランジスタのゲート絶縁膜の膜厚
を、スキャン専用回路部分を除く他の回路部分を構成す
るトランジスタのゲート絶縁膜よりも厚くしたことを特
徴とする。A semiconductor integrated circuit according to claim 8 of the present invention comprises a plurality of scan type flip-flop circuits having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and shifts the plurality of scan type flip-flop circuits during a scan test. A semiconductor integrated circuit that functions as a register, in which the data does not pass in the normal operation mode in the scan flip-flop circuit, and the gate insulation of the transistor that constitutes the scan-dedicated circuit portion through which only the scan data in the scan test mode passes It is characterized in that the film thickness is made thicker than the gate insulating film of the transistors constituting the other circuit portion excluding the scan-dedicated circuit portion.
【0023】本発明の請求項9記載の半導体集積回路
は、請求項8記載の半導体集積回路において、ゲート絶
縁膜の厚いトランジスタを用いて構成されるスキャン専
用回路部分は、スキャンデータ入力回路部であることを
特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a ninth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the eighth aspect, wherein the scan-dedicated circuit portion configured by using a transistor having a thick gate insulating film is a scan data input circuit portion. It is characterized by being.
【0024】本発明の請求項10記載の半導体集積回路
は、請求項8記載の半導体集積回路において、スキャン
型フリップフロップ回路はスキャンデータ専用出力回路
部および通常データ出力回路部を有し、ゲート絶縁膜の
厚いトランジスタを用いて構成されるスキャン専用回路
部分は、スキャンデータ専用出力回路部であることを特
徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a tenth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the eighth aspect, wherein the scan flip-flop circuit has a scan data dedicated output circuit section and a normal data output circuit section, and gate insulation. The scan-dedicated circuit portion configured by using a thick-film transistor is a scan-data-dedicated output circuit portion.
【0025】請求項8、9、10に記載の発明によれ
ば、スキャン型フリップフロップ回路において、ゲート
リーク電流を抑制しながら、スキャンテストにおけるホ
ールド特性を改善できる。スキャン専用回路部分を構成
するトランジスタの閾値が他の回路部分のトランジスタ
と閾値電圧の設定注入が同じ場合には、駆動能力を落と
すことができる。なぜならば、駆動電流はゲート酸化膜
容量に比例し、閾値電圧はゲート酸化膜容量に反比例す
るので、ゲート酸化膜の厚いトランジスタは、閾値電圧
が高く駆動能力が低くなるからである。また、ゲート酸
化膜の厚いものと薄いものとで、ソースドレイン間のオ
フリークが同等という条件で最適なトランジスタを作り
こんでも、やはりゲート酸化膜の厚いトランジスタの方
が駆動能力の低いトランジスタとなる。また、ゲート酸
化膜が厚いことにより、極薄膜ゲート酸化膜で発生する
ゲートリーク電流も抑制することが可能となる。According to the eighth, ninth and tenth aspects of the present invention, in the scan flip-flop circuit, the hold characteristic in the scan test can be improved while suppressing the gate leak current. When the threshold voltage of the transistor forming the scan-dedicated circuit portion is the same as that of the transistors in the other circuit portions when the threshold voltage is set and injected, the driving capability can be lowered. This is because the driving current is proportional to the gate oxide film capacitance and the threshold voltage is inversely proportional to the gate oxide film capacitance, so that a transistor having a thick gate oxide film has a high threshold voltage and a low driving capability. Further, even if an optimal transistor is manufactured under the condition that the source and drain have the same off leak between the thick and thin gate oxide films, the transistor having a thick gate oxide film also has a lower driving capability. In addition, since the gate oxide film is thick, it is possible to suppress the gate leak current generated in the extremely thin gate oxide film.
【0026】本発明の請求項11記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部および通常データ入力回
路部を有するスキャン型フリップフロップ回路を複数備
え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリップフロ
ップ回路をシフトレジスタとして機能させる半導体集積
回路であって、スキャン型フリップフロップ回路内で通
常動作モードではデータが通過せず、スキャンテストモ
ード時のスキャンデータのみが通過するスキャン専用回
路部分を構成するトランジスタの基板電位を、スキャン
専用回路部分を除く他の回路部分を構成するトランジス
タの基板電位と電気的に分離し、かつスキャン専用回路
部分を構成するトランジスタの閾値電圧が高くなる側に
バックバイアス設定したことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to claim 11 of the present invention comprises a plurality of scan type flip-flop circuits having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and shifts the plurality of scan type flip-flop circuits during a scan test. A semiconductor integrated circuit that functions as a register, in which the data does not pass in the scan flip-flop circuit in the normal operation mode, but only the scan data in the scan test mode passes through. Is electrically separated from the substrate potential of the transistors forming the other circuit parts excluding the scan-dedicated circuit part, and the back bias is set on the side where the threshold voltage of the transistor forming the scan-dedicated circuit part becomes higher. And
【0027】本発明の請求項12記載の半導体集積回路
は、請求項11記載の半導体集積回路において、トラン
ジスタの閾値電圧が高くなる側にバックバイアス設定さ
れたスキャン専用回路部分は、スキャンデータ入力回路
部であることを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a twelfth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the eleventh aspect, wherein the scan-dedicated circuit portion in which the back bias is set on the side where the threshold voltage of the transistor is high is the scan data input circuit. It is characterized by being a part.
【0028】本発明の請求項13記載の半導体集積回路
は、請求項11記載の半導体集積回路において、スキャ
ン型フリップフロップ回路はスキャンデータ専用出力回
路部および通常データ出力回路部を有し、トランジスタ
の閾値電圧が高くなる側にバックバイアス設定されたス
キャン専用回路部分は、スキャンデータ専用出力回路部
であることを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a thirteenth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to the eleventh aspect, wherein the scan type flip-flop circuit has a scan data dedicated output circuit section and a normal data output circuit section. The scan-dedicated circuit portion in which the back bias is set on the side where the threshold voltage is high is characterized in that it is a scan-data-dedicated output circuit portion.
【0029】請求項11、12、13に記載の発明によ
れば、スキャン型フリップフロップ回路において、通常
動作モードではデータが通過せずスキャンデータのみが
通過するスキャン専用回路部分が、基板電位を分離して
バックバイアスを印加している為にトランジスタの閾値
電圧が高くなる。これにより、請求項5と同様のデータ
ホールド特性改善やリーク電流抑制効果を、プロセス的
な閾値調整プロセス工程無しに得ることができる。According to the eleventh, twelfth and thirteenth aspects of the present invention, in the scan flip-flop circuit, the scan-dedicated circuit portion through which only the scan data does not pass in the normal operation mode separates the substrate potential. Since the back bias is applied, the threshold voltage of the transistor becomes high. As a result, the same data hold characteristic improvement and leakage current suppression effect as those of the fifth aspect can be obtained without a process threshold adjustment process step.
【0030】本発明の請求項14記載の半導体集積回路
は、請求項11〜13のいずれかに記載の半導体集積回
路において、スキャン専用回路部分を除く他の回路部分
を構成するトランジスタの基板電位を入力し、閾値電圧
が高くなる側にバックバイアス設定されるスキャン専用
回路部分を構成するトランジスタの基板電位を供給する
バイアス発生回路を設けたことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a fourteenth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to any one of the eleventh to thirteenth aspects, in which the substrate potential of a transistor forming a circuit portion other than the scan-dedicated circuit portion is It is characterized in that a bias generation circuit for supplying a substrate potential of a transistor which forms a scan-dedicated circuit portion in which a back bias is set to the side where the input voltage is increased is provided.
【0031】請求項14に記載の発明によれば、請求項
11〜13の構成において、バックバイアス印加用電位
を内部のバイアス発生回路で供給することになるので、
バックバイアス印加用電位を外部から供給する必要が無
くなる。According to the fourteenth aspect of the present invention, in the configuration of the eleventh to thirteenth aspects, the back bias applying potential is supplied by the internal bias generating circuit.
It becomes unnecessary to supply the back bias application potential from the outside.
【0032】本発明の請求項15記載の半導体集積回路
は、請求項2、3、5〜14のいずれかに記載の半導体
集積回路において、スキャンテストモード時の電源電圧
を通常動作モード時の電源電圧よりも低電圧にするよう
にしたことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a fifteenth aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit according to any one of the second, third, and fifth to fifteenth aspects, wherein the power supply voltage in the scan test mode is the power supply voltage in the normal operation mode. It is characterized in that the voltage is lower than the voltage.
【0033】請求項15に記載の発明によれば、スキャ
ンテストモード時の電源電圧を通常動作モード時の電源
電圧よりも低くすることにより、電源電圧が低くなった
際の低閾値電圧トランジスタと高閾値電圧トランジスタ
とのスピード低下割合の違いを利用して、データの変化
を遅くすることを目的に高閾値電圧化している部分と、
その他の部分とのスピード差をさらに拡大し、スキャン
シフト動作時のホールド特性をより改善することができ
る。According to the fifteenth aspect of the present invention, by setting the power supply voltage in the scan test mode lower than the power supply voltage in the normal operation mode, the low threshold voltage transistor and the high threshold voltage transistor when the power supply voltage becomes low are provided. By utilizing the difference in speed reduction rate from the threshold voltage transistor, the part where the threshold voltage is raised for the purpose of slowing the change of data,
It is possible to further widen the speed difference from other portions and further improve the hold characteristic during the scan shift operation.
【0034】本発明の請求項16記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部および通常データ入力回
路部を有するとともにスキャンテストモードおよび通常
動作モード時にデータを出力するデータ出力回路部を有
したスキャン型フリップフロップ回路を複数備え、スキ
ャンテスト時に複数のスキャン型フリップフロップ回路
をシフトレジスタとして機能させる半導体集積回路であ
って、データ出力回路部は、データの通過する少なくと
も一部分を2つの経路の並列回路構成とし、一方の経路
にはスキャンテストモードおよび通常動作モード時にデ
ータを伝達する第1のバッファ部を設け、他方の経路に
は通常動作モード時にデータを伝達し、かつスキャンテ
ストモード時には高インピーダンス出力となる第2のバ
ッファ部を設けたことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a sixteenth aspect of the present invention is a scan having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode. Is a semiconductor integrated circuit having a plurality of flip-flop circuits each of which functions as a shift register at the time of a scan test, wherein the data output circuit section is a parallel circuit having at least a part through which data passes through two paths. A first buffer unit for transmitting data in the scan test mode and the normal operation mode is provided in one path, data is transmitted in the normal operation mode in the other path, and a high impedance output is provided in the scan test mode. The second buffer part that becomes And wherein the door.
【0035】請求項16に記載の発明によれば、通常動
作モードでは第1および第2のバッファ部がともにデー
タ出力バッファとして機能し、スキャンテスト時には、
第1のバッファ部は機能するが第2のバッファ部が機能
しないため、データ出力バッファの駆動能力を通常動作
時よりも落とすことができる。これにより、スキャンテ
スト時のみ、出力データの遷移時間を遅くし、スキャン
シフト動作時のホールド特性を改善することができる。According to the sixteenth aspect of the invention, both the first and second buffer sections function as a data output buffer in the normal operation mode, and during the scan test,
Since the first buffer unit functions but the second buffer unit does not function, the driving capability of the data output buffer can be made lower than that during normal operation. As a result, the transition time of the output data can be delayed only during the scan test, and the hold characteristic during the scan shift operation can be improved.
【0036】本発明の請求項17記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部および通常データ入力回
路部を有するとともにスキャンテストモードおよび通常
動作モード時にデータを出力するデータ出力回路部を有
したスキャン型フリップフロップ回路を複数備え、スキ
ャンテスト時に複数のスキャン型フリップフロップ回路
をシフトレジスタとして機能させる半導体集積回路であ
って、スキャン型フリップフロップ回路内のスキャンデ
ータ通過経路上のノードに一端が接続され、スキャンテ
ストモード時に導通状態、通常動作モード時に非導通状
態となるスイッチ回路と、スイッチ回路の他端と固定電
位との間に接続した負荷容量素子とを設けたことを特徴
とする。A semiconductor integrated circuit according to a seventeenth aspect of the present invention is a scan having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode. A semiconductor integrated circuit that includes a plurality of flip-flop circuits, and that functions as a shift register in a scan test, and has one end connected to a node on a scan data passage in the scan flip-flop circuit. A switch circuit that is conductive in the scan test mode and non-conductive in the normal operation mode, and a load capacitance element connected between the other end of the switch circuit and a fixed potential are provided.
【0037】請求項17に記載の発明によれば、スキャ
ンテストモード時にスイッチ回路を導通状態にすること
によって、スキャンテスト時にのみ、スキャンデータが
通過する経路上に、充放電が必要な負荷容量を付与せし
めることができる。これにより、スキャンテスト時の
み、出力データの遷移時間を遅くし、スキャンシフト動
作時のホールド特性を改善することができる。According to the seventeenth aspect of the present invention, by making the switch circuit conductive in the scan test mode, the load capacitance required to be charged and discharged is provided on the path through which the scan data passes only during the scan test. Can be given. As a result, the transition time of the output data can be delayed only during the scan test, and the hold characteristic during the scan shift operation can be improved.
【0038】本発明の請求項18記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部および通常データ入力回
路部を有するとともにスキャンテストモードおよび通常
動作モード時にデータを出力するデータ出力回路部を有
したスキャン型フリップフロップ回路を複数備え、スキ
ャンテスト時に複数のスキャン型フリップフロップ回路
をシフトレジスタとして機能させる半導体集積回路であ
って、データ出力回路部のデータ通過経路上のノード
を、スキャンテストモード時に導通状態、通常動作モー
ドに非導通状態となる駆動能力の低いスイッチ回路を介
して、固定電位に接続したことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to claim 18 of the present invention is a scan having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, and a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode. Is a semiconductor integrated circuit having a plurality of flip-flop circuits each of which functions as a shift register at the time of a scan test, wherein a node on a data passage path of a data output circuit unit is in a conductive state in a scan test mode. It is characterized in that it is connected to a fixed potential through a switch circuit having a low drive capability that is in a non-conduction state in the normal operation mode.
【0039】請求項18に記載の発明によれば、High
(ハイ)データからLow(ロー)データへの遷移とLowデ
ータからHighデータへの遷移とのうちで、どちらかの方
が遷移が速い場合には、スキャンシフト動作におけるホ
ールドエラーはデータ遷移の速い側で発生するため、ス
キャンテスト時にのみ、データ出力回路部のデータ通過
経路上のノードを駆動能力の低いスイッチ回路を介して
固定電位に接続してスキャンデータの変化を妨げること
によって、データ遷移の速い側の遷移を遅くすることと
し、スキャンシフト動作時のホールド特性を改善するこ
とができる。According to the invention of claim 18, High
If one of the transitions from (high) data to low (low) data and transition from low data to high data is faster, the hold error in the scan shift operation is faster in data transition. Since it occurs on the side, the node on the data passage path of the data output circuit section is connected to the fixed potential via the switch circuit with low drive capability to prevent the change of the scan data only during the scan test. By making the transition on the fast side slow, the hold characteristic during the scan shift operation can be improved.
【0040】本発明の請求項19記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部、通常データ入力回路
部、マスター部、スレーブ部、および、スキャンテスト
モードおよび通常動作モード時にデータを出力するデー
タ出力回路部を有したスキャン型フリップフロップ回路
を複数備え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリ
ップフロップ回路をシフトレジスタとして機能させる半
導体集積回路であって、スキャン型フリップフロップ回
路内において、スキャンデータ入力回路部、マスター部
及びスレーブ部内のクロック系信号によって高インピー
ダンス制御を行う部分以外の部分、およびデータ出力回
路部のうちの少なくとも一部分を構成する第1のトラン
ジスタの基板電位を、第1のトランジスタのソース電位
および第1のトランジスタで構成される部分を除いた他
の部分を構成する第2のトランジスタの基板電位と電気
的に分離し、通常動作モード時には第1のトランジスタ
の基板電位を第1のトランジスタのソース電位および第
2のトランジスタの基板電位と同電位に設定し、スキャ
ンテストモード時には第1のトランジスタの閾値電圧が
第2のトランジスタよりも高くなるように第1のトラン
ジスタの基板電位をバックバイアス設定するようにした
ことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a nineteenth aspect of the present invention is a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output for outputting data in the scan test mode and the normal operation mode. What is claimed is: 1. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan type flip-flop circuits having a circuit section, wherein the scan type flip-flop circuits function as shift registers during a scan test. , The substrate potential of the first transistor forming at least a part of the portion other than the portion for performing high impedance control by the clock system signals in the master portion and the slave portion, and the source potential of the first transistor. And the first tran Is electrically separated from the substrate potential of the second transistor forming the other portion except the portion formed by the transistor, and the substrate potential of the first transistor is set to the source potential of the first transistor and the first transistor in the normal operation mode. The substrate potential of the first transistor is set to the same potential as the substrate potential of the second transistor, and the substrate potential of the first transistor is set to the back bias so that the threshold voltage of the first transistor is higher than that of the second transistor in the scan test mode. It is characterized by
【0041】請求項19に記載の発明によれば、通常動
作においては、スキャンデータ経路の基板電位は周辺の
基板電位と同電位であるので、通常動作と全く条件は変
わらず、クロック立ち上がりからデータが出力されるま
での特性は全く劣化しない。しかしながら、スキャンテ
スト時にはスキャンデータ経路のトランジスタの閾値電
圧が高くなるのでクロック立ち上がりからの出力データ
の変化と内部に取り込んだ入力データの変化とが共に遅
くなり、シフトレジスタ動作時のホールドエラー対策を
行うことができる。また、スキャン専用出力端子を設け
ず、通常の出力端子をスキャンチェーンとして使用する
ことにより、スキャン専用出力端子付加によるホールド
対策では見られない通常出力端子のでき栄え評価も可能
となる。新たな素子の追加も無いので、歩留まり低下の
要因も無く、クロック系の入力容量等も不変の為、通常
動作での性能低下を起こすことなくスキャンホールドの
対策ができる。According to the nineteenth aspect of the invention, in the normal operation, since the substrate potential of the scan data path is the same as the peripheral substrate potential, the conditions are not changed at all in the normal operation, and the data rises from the clock rising edge. The characteristics are not deteriorated until is output. However, since the threshold voltage of the transistor in the scan data path becomes high during the scan test, both the change in the output data from the rising edge of the clock and the change in the input data taken in are delayed, and a hold error countermeasure is taken during the shift register operation. be able to. Further, by using the normal output terminal as a scan chain without providing the scan-dedicated output terminal, it becomes possible to evaluate the performance of the normal output terminal which is not seen in the hold countermeasure by adding the scan-dedicated output terminal. Since no new element is added, there is no factor of yield reduction, and the input capacitance of the clock system is unchanged, so it is possible to take measures against scan hold without degrading performance during normal operation.
【0042】本発明の請求項20記載の半導体集積回路
は、請求項19記載の半導体集積回路において、スキャ
ンテストモード時の電源電圧を通常動作モード時の電源
電圧よりも低電圧にするようにしたことを特徴とする。According to a twentieth aspect of the present invention, in the semiconductor integrated circuit according to the nineteenth aspect, the power supply voltage in the scan test mode is lower than the power supply voltage in the normal operation mode. It is characterized by
【0043】請求項20に記載の発明によれば、請求項
19の発明において、スキャンテスト時に、バックバイ
アス印加によってスキャンデータ経路のトランジスタの
閾値電圧をその周辺トランジスタの閾値電圧よりも高く
したが、さらに、電源電圧を下げることにより、トラン
ジスタ駆動電流と回路動作スピードを決める電源電圧と
閾値電圧との差分により差が出るので、低閾値電圧トラ
ンジスタのスピード低下分よりも高閾値電圧トランジス
タのスピード低下分の方が相対的に大きくなり、より大
きなシフトレジスタ動作時のホールドエラー対策の改善
効果を得ることができる。According to the twentieth aspect of the invention, in the nineteenth aspect of the invention, the threshold voltage of the transistor in the scan data path is made higher than the threshold voltage of the peripheral transistor by applying the back bias during the scan test. Furthermore, by lowering the power supply voltage, there is a difference due to the difference between the threshold voltage and the power supply voltage that determines the transistor drive current and circuit operation speed.Therefore, the speed decrease of the high threshold voltage transistor is smaller than that of the low threshold voltage transistor. Is relatively large, and it is possible to obtain a larger effect of improving the measure against the hold error during the shift register operation.
【0044】本発明の請求項21記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部、通常データ入力回路
部、マスター部、スレーブ部、および、スキャンテスト
モードおよび通常動作モード時にデータを出力するデー
タ出力回路部を有したスキャン型フリップフロップ回路
を複数備え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリ
ップフロップ回路をシフトレジスタとして機能させる半
導体集積回路であって、スキャン型フリップフロップ回
路内において、スキャンデータ入力回路部、マスター部
及びスレーブ部内のクロック系信号によって高インピー
ダンス制御を行う部分以外の部分、およびデータ出力回
路部のうちの少なくとも一部分の電源電位を、他の部分
の電源電位と電気的に分離し、通常動作モード時には一
部分の電源電位と他の部分の電源電位とを同電位に設定
し、スキャンテストモード時には一部分の電源電位を他
の部分の電源電位よりも低い電位に設定するようにした
ことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to claim 21 of the present invention is a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output for outputting data in the scan test mode and the normal operation mode. What is claimed is: 1. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan type flip-flop circuits having a circuit section, wherein the scan type flip-flop circuits function as shift registers during a scan test. , The power supply potential of at least a part of the part other than the part that performs high impedance control by the clock system signals in the master part and the slave part and the data output circuit part is electrically separated from the power supply potential of other parts, In operating mode, part of the power supply potential and other And a power supply potential of the portion is set to the same potential, the scan in the test mode, characterized in that so as to set the power supply potential of a portion to a lower potential than the power supply potential of the other portions.
【0045】請求項21に記載の発明によれば、スキャ
ンテスト時にはスキャンデータ経路の速度を落としたい
回路部分への供給電源電圧が低くなり、動作速度が遅く
なる。これにより、シフトレジスタ動作時のホールドエ
ラー対策を行うことができる。通常動作においては、分
離していた電源の電位を周辺回路と同電位にするので、
通常動作時の回路性能低下は全く無い。また、スキャン
専用出力端子を通さず通常の出力端子を通すことによ
り、スキャン専用出力端子付加によるホールド対策では
見られない通常出力端子のでき栄え評価も可能となる。
新たな素子の追加も無いので、歩留まり低下の要因も無
く、クロック系の入力容量等も全く不変でスキャンホー
ルドの対策ができる。According to the twenty-first aspect of the present invention, during the scan test, the power supply voltage to the circuit portion for which the speed of the scan data path is desired to be lowered becomes low, and the operation speed becomes slow. As a result, it is possible to take measures against a hold error when the shift register operates. In normal operation, the potential of the separated power supply is set to the same potential as the peripheral circuits,
There is no deterioration in circuit performance during normal operation. Further, by passing the normal output terminal instead of the scan-dedicated output terminal, it becomes possible to evaluate the quality of the normal output terminal which is not seen in the hold countermeasure by adding the scan-dedicated output terminal.
Since no new element is added, there is no factor of yield reduction, and the input capacitance of the clock system is completely unchanged, so that a measure for scan hold can be taken.
【0046】本発明の請求項22記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部、通常データ入力回路
部、マスター部、スレーブ部、および、スキャンテスト
モードおよび通常動作モード時にデータを出力するデー
タ出力回路部を有したスキャン型フリップフロップ回路
を複数備え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリ
ップフロップ回路をシフトレジスタとして機能させる半
導体集積回路であって、スキャン型フリップフロップ回
路内において、スキャン型フリップフロップ回路内にお
いて、スキャンデータ入力回路部、マスター部及びスレ
ーブ部内のクロック系信号によって高インピーダンス制
御を行う部分以外の部分、およびデータ出力回路部のう
ちの少なくとも一部分からなる第1の回路部内のトラン
ジスタのソースに接続する電源電位を、トランジスタの
基板電位および第1の回路部を除いた他の回路部の電源
電位と電気的に分離し、通常動作モード時にはトランジ
スタのソースに接続する電源電位を、トランジスタの基
板電位および他の回路部の電源電位と同電位に設定し、
スキャンテストモード時にはトランジスタのソースに接
続する電源電位を、トランジスタの基板電位および他の
回路部の電源電位よりも低い電位に設定するようにした
ことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a twenty-second aspect of the present invention is a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output for outputting data in the scan test mode and the normal operation mode. What is claimed is: 1. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan type flip-flop circuits having a circuit portion, wherein the plurality of scan type flip-flop circuits function as shift registers during a scan test. The source of the transistor in the first circuit portion, which includes at least a part of the scan data input circuit portion, the portion other than the portion that performs high impedance control by the clock system signals in the master portion and the slave portion, and the data output circuit portion. Contact The power supply potential to be electrically separated from the substrate potential of the transistor and the power supply potential of the other circuit parts except the first circuit part, and the power supply potential connected to the source of the transistor in the normal operation mode is the substrate potential of the transistor. And set to the same potential as the power supply potential of other circuit parts,
In the scan test mode, the power supply potential connected to the source of the transistor is set to a potential lower than the substrate potential of the transistor and the power supply potential of other circuit parts.
【0047】請求項22に記載の発明によれば、請求項
21に記載の発明と同様の効果が得られることに加え、
スキャンテスト時にはスキャンデータ経路の速度を落と
したい回路部分への供給電源電圧が低くなるのに加え
て、基板電位にバックバイアスが印加される形になり、
さらに閾値電圧が高まって大きな速度低下量を得ること
ができる。電源電位を落とす領域とその出力を受ける領
域の電源電位とは、High/Lowの信号伝達ができる程度
のレベルでしか差をつけられないので、そうした制約条
件の中で、より大きな速度低下量を得ることができる。According to the invention of claim 22, in addition to the same effect as that of the invention of claim 21,
In the scan test, in addition to lowering the power supply voltage to the circuit part where you want to reduce the speed of the scan data path, back bias is applied to the substrate potential,
Further, the threshold voltage is increased and a large amount of speed reduction can be obtained. Since the power supply potential in the area where the power supply potential is dropped and the power supply potential in the area that receives the output can be made only at a level that allows high / low signal transmission, a larger amount of speed reduction is required under such restrictions. Obtainable.
【0048】本発明の請求項23記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部、通常データ入力回路
部、マスター部、スレーブ部、および、スキャンテスト
モードおよび通常動作モード時にデータを出力するデー
タ出力回路部を有したスキャン型フリップフロップ回路
を複数備え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリ
ップフロップ回路をシフトレジスタとして機能させる半
導体集積回路であって、スキャン型フリップフロップ回
路内において、スキャンデータ入力回路部、マスター部
及びスレーブ部内のクロック系信号によって高インピー
ダンス制御を行う部分以外の部分、およびデータ出力回
路部のうちの少なくとも一部分のグランド電位を、他の
部分のグランド電位と電気的に分離し、通常動作モード
時には一部分のグランド電位と他の部分のグランド電位
とを同電位に設定し、スキャンテストモード時には一部
分のグランド電位を他の部分のグランド電位よりも高い
電位に設定するようにしたことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a twenty-third aspect of the present invention is a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output for outputting data in the scan test mode and the normal operation mode. What is claimed is: 1. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan type flip-flop circuits having a circuit section, wherein the scan type flip-flop circuits function as shift registers during a scan test. , The ground potential of at least a part of the data output circuit part other than the part that performs high impedance control by the clock system signals in the master part and the slave part is electrically separated from the ground potential of other parts, In operating mode, some graphs A ground potential of the de potential and the other part is set to the same potential, the scan in the test mode, characterized in that so as to set the ground potential of a portion to a potential higher than the ground potential of the other portions.
【0049】請求項23に記載の発明によれば、スキャ
ンテスト時にはスキャンデータ経路の速度を落としたい
回路部分のグランド電位が持ち上げられることで、ソー
スドレイン間に印加される電圧が小さくなり、動作速度
が遅くなる。これにより、シフトレジスタ動作時のホー
ルドエラー対策を行うことができる。通常動作において
は、分離していたグランドの電位を周辺回路のグランド
電位と同電位にするので、通常動作時の回路性能低下は
全く無い。また、スキャン専用出力端子を通さず通常の
出力端子を通すことにより、スキャン専用出力端子付加
によるホールド対策では見られない通常出力端子のでき
栄え評価も可能となる。新たな素子の追加も無いので、
歩留まり低下の要因も無く、クロック系の入力容量等も
全く不変でスキャンホールドの対策ができる。According to the twenty-third aspect of the present invention, during the scan test, the ground potential of the circuit portion for which the speed of the scan data path is desired to be lowered is raised, so that the voltage applied between the source and drain is reduced, and the operating speed is reduced. Will be late. As a result, it is possible to take measures against a hold error when the shift register operates. In the normal operation, the separated ground potential is set to be the same as the ground potential of the peripheral circuit, so that there is no deterioration in circuit performance during normal operation. Further, by passing the normal output terminal instead of the scan-dedicated output terminal, it becomes possible to evaluate the quality of the normal output terminal which is not seen in the hold countermeasure by adding the scan-dedicated output terminal. Since there is no addition of new elements,
There is no factor of yield reduction, and the input capacitance of the clock system is completely unchanged, so that a measure for scan hold can be taken.
【0050】本発明の請求項24記載の半導体集積回路
は、スキャンデータ入力回路部、通常データ入力回路
部、マスター部、スレーブ部、および、スキャンテスト
モードおよび通常動作モード時にデータを出力するデー
タ出力回路部を有したスキャン型フリップフロップ回路
を複数備え、スキャンテスト時に複数のスキャン型フリ
ップフロップ回路をシフトレジスタとして機能させる半
導体集積回路であって、スキャン型フリップフロップ回
路内において、スキャンデータ入力回路部、マスター部
及びスレーブ部内のクロック系信号によって高インピー
ダンス制御を行う部分以外の部分、およびデータ出力回
路部のうちの少なくとも一部分からなる第1の回路部内
のトランジスタのソースに接続するグランド電位を、ト
ランジスタの基板電位および第1の回路部を除いた他の
回路部のグランド電位と電気的に分離し、通常動作モー
ド時にはトランジスタのソースに接続するグランド電位
を、トランジスタの基板電位および他の回路部のグラン
ド電位と同電位に設定し、スキャンテストモード時には
トランジスタのソースに接続するグランド電位を、トラ
ンジスタの基板電位および他の回路部のグランド電位よ
りも高い電位に設定するようにしたことを特徴とする。A semiconductor integrated circuit according to a twenty-fourth aspect of the present invention is a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output for outputting data in the scan test mode and the normal operation mode. What is claimed is: 1. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan type flip-flop circuits having a circuit section, wherein the scan type flip-flop circuits function as shift registers during a scan test. A ground potential connected to the source of the transistor in the first circuit portion, which includes at least a portion of the data output circuit portion, and a portion other than the portion for performing high impedance control in the master portion and the slave portion by the clock system signal, Board electric And a ground potential that is electrically separated from the ground potentials of the other circuit parts other than the first circuit part and is connected to the source of the transistor in the normal operation mode are the substrate potential of the transistor and the ground potential of the other circuit part. It is characterized in that the same potential is set, and the ground potential connected to the source of the transistor in the scan test mode is set to a potential higher than the substrate potential of the transistor and the ground potential of other circuit portions.
【0051】請求項24に記載の発明によれば、請求項
23に記載の発明と同様の効果が得られることに加え、
スキャンテスト時にはスキャンデータ経路の速度を落と
したい回路部分のグランド電位が持ち上がり、ソースド
レイン間にかかる電圧が小さくなるのに加えて、基板電
位にバックバイアスが印加される形になってさらに閾値
電圧が高まって大きな速度低下量を得ることができる。
ソース電位を持ち上げる領域とその出力を受ける領域の
電源電位とは、High/Lowの信号伝達ができる程度のレ
ベルでしか差をつけられないので、そうした制約条件の
中で、より大きな速度低下量を得ることができる。According to the invention as set forth in claim 24, in addition to obtaining the same effect as that of the invention as set forth in claim 23,
During the scan test, the ground potential of the circuit part where you want to reduce the speed of the scan data path rises, the voltage applied between the source and drain decreases, and the back bias is applied to the substrate potential, further increasing the threshold voltage. It is possible to increase and obtain a large amount of speed reduction.
The power supply potential in the region that raises the source potential and the power supply potential in the region that receives the output can be differentiated only at a level that allows high / low signal transmission. Obtainable.
【0052】[0052]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の説明
に先立って、まず比較例について説明し、後述の各実施
の形態では、比較例に対する利点も明らかにする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Prior to the description of the embodiments of the present invention, comparative examples will be described first, and the advantages of the comparative examples will be clarified in the respective embodiments described below.
【0053】比較例として、従来問題となっているスキ
ャンシフト時のホールドタイム不足不良への対策をおこ
なった例を以下に説明する。但し、フリップフロップ
は、クロックの立ち上がりで同期動作するポジティブエ
ッジ型であるとして説明する。As a comparative example, a description will be given below of an example in which a measure against a hold time shortage defect at the time of scan shift, which has been a conventional problem, is taken. However, the flip-flop will be described as a positive edge type that operates synchronously at the rising edge of the clock.
【0054】(比較例1)ホールドタイムスペックの設
定マージンを増やす。この場合、タイミングエラー発生
数が増え、そのデバッグの為に設計期間が伸びるという
問題がある。(Comparative Example 1) The setting margin of the hold time specification is increased. In this case, there is a problem that the number of timing errors increases and the design period is extended for debugging the timing errors.
【0055】(比較例2)スキャンデータ出力部分に遅
延素子を挿入して、クロックが立ち上がってからデータ
が変化するまでのデータ保持時間を大きくする。この場
合に、通常出力端子に遅延素子を挿入してしまうと実動
作時にクロックが立ち上がってからデータが出力される
までの時間が遅くなるという弊害が生じる為、通常出力
端子とは別個にスキャン専用出力端子を設け、そのスキ
ャン専用出力端子に遅延素子を挿入する対処方法がある
(特許第2139223号)。この場合、以下のような
問題がある。通常出力のバッファ部分がスキャンチェー
ンに含まれない為、その部分のでき栄え検査ができない
ためテスタビリティーが低下する。また、スキャン専用
出力端子を別個に付加する為、面積が増加する。遅延さ
せる為に、多段化や長ゲート長化すると面積がさらに増
える。また、消費電力面からも、余分な回路が付加され
ることで動作時消費電力が増加するし、近年の低電圧微
細プロセスで懸案化しているドレインリーク電流も増え
る。(Comparative Example 2) A delay element is inserted in the scan data output portion to increase the data holding time from the rise of the clock to the change of the data. In this case, if a delay element is inserted in the normal output terminal, there will be an adverse effect that the time from the rise of the clock to the output of data will be delayed during actual operation. There is a coping method in which an output terminal is provided and a delay element is inserted in the scan-dedicated output terminal (Japanese Patent No. 2139223). In this case, there are the following problems. Since the buffer part of the normal output is not included in the scan chain, the performance of that part cannot be inspected and the testability deteriorates. Further, since the scan-dedicated output terminal is separately added, the area is increased. If the number of stages is increased or the gate length is increased to delay, the area is further increased. Also, in terms of power consumption, the power consumption during operation increases due to the addition of an extra circuit, and the drain leakage current, which has been a concern in recent low-voltage fine processes, also increases.
【0056】(比較例3)通常動作時には一相クロック
で全クロック群を動作させ、スキャンテスト時にはスキ
ャンチェーンフリップフロップの奇数段と偶数段とで、
クロックを正相と逆相に分けるという方法がある(特許
第2130898号)。この対策は、ホールドタイムエ
ラーをほぼ完全に無くせるという点では理想的である。
しかし以下のような問題がある。スキャンテスト時に奇
数段のフリップフロップを正相動作に偶数段のフリップ
フロップを逆相動作に振り分ける為に、各フリップフロ
ップのクロック信号の入力側に排他的論理和回路(以
下、EXORと記述する。)を付加しておく必要があ
る。EXORは、その回路構成にもよるが、通常6〜1
0個程度と多くのトランジスタ数を必要とする。付加ト
ランジスタ数が多いので、比較例2と同様に、面積・消
費電流・オフリーク電流の増加が発生する。通常動作時
においてもクロック信号が縦積みトランジスタで構成さ
れるEXORを通る為、クロックが立ち上がってからデ
ータが出力されるまでの時間が遅くなる。また、単純な
インバータでクロック信号を受ける場合と比較してクロ
ック入力負荷容量が2倍以上になる為、クロック系統自
体の遅延増加や消費電力増加といったデメリットが発生
する。(Comparative Example 3) All clock groups are operated by a one-phase clock during normal operation, and the odd number and even number of scan chain flip-flops are used during the scan test.
There is a method of dividing a clock into a positive phase and a negative phase (Japanese Patent No. 2130898). This measure is ideal in that the hold time error can be almost completely eliminated.
However, there are the following problems. In order to distribute the odd-numbered flip-flops to the normal phase operation and the even-numbered flip-flops to the negative phase operation during the scan test, an exclusive OR circuit (hereinafter referred to as EXOR) is provided on the input side of the clock signal of each flip-flop. ) Must be added. The EXOR is usually 6 to 1 depending on the circuit configuration.
A large number of transistors, about 0, is required. Since the number of additional transistors is large, an increase in area, current consumption, and off-leakage current occurs as in Comparative Example 2. Even in the normal operation, the clock signal passes through the EXOR composed of vertically stacked transistors, so that the time from the rise of the clock to the output of data is delayed. Further, the clock input load capacity is more than doubled as compared with the case where the clock signal is received by a simple inverter, which causes disadvantages such as increase in delay of the clock system itself and increase in power consumption.
【0057】以下で述べる各実施の形態における例は、
スキャンテスト時にスキャンチェーンを構成する複数の
スキャン型フリップフロップ回路を備えた半導体集積回
路であるが、以下では、主にその主要部(スキャン型フ
リップフロップ回路)について説明する。また、以下の
例において、スキャン型フリップフロップ回路にスキャ
ン専用出力回路部の無い場合は、例えば図21(b)に
示されるように、各スキャン型フリップフロップ回路は
通常データ出力端子(Q)とスキャンデータ入力端子
(DT)とが接続されてスキャンチェーンが構成され
る。また、スキャン型フリップフロップ回路にスキャン
専用出力回路部の有る場合は、各スキャン型フリップフ
ロップ回路は前述の通常データ出力端子(Q)に代えて
スキャン専用出力端子(SQ)とスキャンデータ入力端
子(DT)とが接続されてスキャンチェーンが構成され
る。Examples in the respective embodiments described below are as follows:
The semiconductor integrated circuit includes a plurality of scan-type flip-flop circuits that form a scan chain at the time of a scan test, but the main part (scan-type flip-flop circuit) will be mainly described below. Further, in the following example, when the scan flip-flop circuit does not have a scan-dedicated output circuit section, each scan flip-flop circuit has a normal data output terminal (Q) as shown in FIG. 21B, for example. A scan chain is formed by connecting the scan data input terminal (DT). When the scan flip-flop circuit has a scan-dedicated output circuit section, each scan flip-flop circuit has a scan-dedicated output terminal (SQ) and a scan-data input terminal (instead of the normal data output terminal (Q) described above. DT) is connected to form a scan chain.
【0058】(第1の実施の形態)第1の実施の形態に
関して、図面を用いて説明する。本実施の形態は主に請
求項1〜請求項4に関するものであり、スキャンデータ
入力部に遅延素子等の素子を付加することにより、スキ
ャンシフト時のホールドエラーを抑制するものである。(First Embodiment) The first embodiment will be described with reference to the drawings. The present embodiment mainly relates to claims 1 to 4, and an element such as a delay element is added to the scan data input section to suppress a hold error during scan shift.
【0059】本実施の形態におけるスキャン型フリップ
フロップの第1の例を図1に示す。601〜607は図
22と同様であり、それらの説明を省略する。この例
は、請求項1に対応するもので、図1(a)に示す様
に、スキャンデータ入力端子(DT)とスキャンデータ入
力回路部601との間に遅延素子110を挿入する。こ
の遅延素子110の挿入により、スキャン型フリップフ
ロップへのスキャンデータ入力端子(DT)の電位変化が
スキャン型フリップフロップのマスター部604へと伝
わる速度が遅くなるので、クロック変化に対してデータ
DTがどの程度の時間まで保持されていなくてはデータ
が取り込めないかを定義する入力データホールド時間の
スペック値が小さくなる。負値の場合であっても、さら
に小さな負の値となる。これによって、スキャンシフト
動作時のホールドエラー対策が可能となる。FIG. 1 shows a first example of the scan flip-flop in this embodiment. Reference numerals 601 to 607 are the same as those in FIG. 22, and a description thereof will be omitted. This example corresponds to claim 1, and as shown in FIG. 1A, a delay element 110 is inserted between the scan data input terminal (DT) and the scan data input circuit unit 601. The insertion of the delay element 110 slows down the speed at which the potential change of the scan data input terminal (DT) to the scan flip-flop is transmitted to the master unit 604 of the scan flip-flop. The specification value of the input data hold time, which defines how long the data cannot be fetched until it is held, becomes small. Even if it is a negative value, it will be a smaller negative value. This makes it possible to take hold error measures during the scan shift operation.
【0060】一番簡単な遅延素子110は、図1(b)
の111に示す様な多段のインバータ回路である。一般
には、ゲート幅は小さく、ゲート長は長くした方が、よ
り遅い遅延を得られる。但し、ゲート長を長くすること
は、面積と消費電流の増加に繋がる。The simplest delay element 110 is shown in FIG.
111 is a multi-stage inverter circuit. In general, a smaller gate width and a longer gate length give a slower delay. However, increasing the gate length leads to an increase in area and current consumption.
【0061】また、第2〜第4の例として、遅延素子1
10(111)を設けずに、スキャンデータ入力回路部
分を図2(a),(b),(c)のように構成すること
によっても、スキャンシフト動作時のホールドエラー対
策が可能となる。以下に説明する。As the second to fourth examples, the delay element 1
By configuring the scan data input circuit portion as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C without providing 10 (111), it is possible to take hold error countermeasures during the scan shift operation. This will be described below.
【0062】第2の例は、図1(a)において、遅延素
子110を設けずに、スキャン入力データの高インピー
ダンス制御を行うトライステートバッファであるスキャ
ンデータ入力回路部601に対して、図2(a)に示す
様に、オン状態のPch(Pチャネル)トランジスタ1
12やオン状態のNch(Nチャネル)トランジスタ1
13を挿入することで、スキャンデータ入力の駆動能力
を弱めることができる。これが、本発明の請求項2に対
応する。In the second example, the scan data input circuit unit 601 which is a tri-state buffer for performing high impedance control of scan input data without providing the delay element 110 in FIG. As shown in (a), an on-state Pch (P-channel) transistor 1
12 and Nch (N channel) transistor 1 in ON state
By inserting 13, the drive capability of scan data input can be weakened. This corresponds to claim 2 of the present invention.
【0063】また、第3の例は、図1(a)において、
遅延素子110を設けずに、図2(b)に示す様に、ダ
イオード115を、電源とスキャンデータ入力回路部6
01との間に順方向に挿入することにより、0.4〜0.
7V程度下がった電圧で、スキャンデータ入力回路部6
01を動作させ、スキャンデータ入力の駆動能力を弱め
ることができる。これが、本発明の請求項3に対応す
る。The third example is as shown in FIG.
As shown in FIG. 2B, the delay element 110 is not provided, and the diode 115 is connected to the power supply and the scan data input circuit unit 6 as shown in FIG.
By inserting in the forward direction between 01 and 0.4, it is possible to set 0.4 to 0.
Scan data input circuit unit 6 with a voltage lowered by about 7V
01 can be operated to weaken the drive capability of scan data input. This corresponds to claim 3 of the present invention.
【0064】また、第4の例は、図1(a)において、
遅延素子110を設けずに、図2(c)に示す様に、ス
キャンデータ入力回路部601に容量素子118を付与
してもスキャンデータの変化を遅くすることができる。
但し、その容量挿入箇所には注意が必要で、スキャンデ
ータ(DT)をゲートで受けるインバータ116と、高
インピーダンス制御を行うトランスファゲート117と
の間に、負荷容量素子118を配置している。これが、
本発明の請求項4に対応する。The fourth example is as shown in FIG.
Even if the capacitive element 118 is added to the scan data input circuit unit 601 as shown in FIG. 2C without providing the delay element 110, the change in scan data can be delayed.
However, attention must be paid to the location where the capacitance is inserted, and the load capacitance element 118 is arranged between the inverter 116 that receives scan data (DT) at its gate and the transfer gate 117 that performs high impedance control. This is,
It corresponds to claim 4 of the present invention.
【0065】容量素子118を、フリップフロップとし
て一番外側にあたるスキャンデータ入力端子の部分に有
していると、スキャンデータ入力端子(DT)にはスキ
ャン専用出力だけでなく通常出力端子が接続される場合
もあるので、その接続された通常出力端子に対する駆動
負荷を増やし、スピード低下や消費電流増加等の性能低
下を引き起こす。また、トランスファゲート117の右
側(マスター部604側)に配置した場合にも、通常デ
ータ入力端子(D)から負荷容量が見えることになるの
で、通常動作時の性能低下を引き起こすことになる。When the capacitive element 118 is provided at the outermost scan data input terminal portion as a flip-flop, not only the scan-dedicated output but also the normal output terminal is connected to the scan data input terminal (DT). In some cases, the drive load on the connected normal output terminal is increased, causing performance deterioration such as speed reduction and current consumption increase. Further, even when the transfer gate 117 is arranged on the right side (on the master unit 604 side), the load capacitance can be seen from the normal data input terminal (D), which causes a deterioration in performance during normal operation.
【0066】容量素子118は、トランジスタゲート容
量、拡散容量、アナログ用のDMOS容量やポリシリコ
ンやメタル電極で作る容量、ゲートに対するセルフアラ
インコンタクト技術における、窒化膜を絶縁体としたゲ
ートと拡散上コンタクトとの容量等、何でも良く、形成
工程や構造については特に限定要因は無い。The capacitance element 118 is a transistor gate capacitance, a diffusion capacitance, a DMOS capacitance for analog, a capacitance made of polysilicon or a metal electrode, and a gate made of a nitride film as an insulator and a diffusion upper contact in the self-align contact technique with respect to the gate. And the like, and there is no particular limiting factor in the forming process and the structure.
【0067】以上のように本実施の形態によれば、スキ
ャンデータ入力部に遅延素子110、オン状態のトラン
ジスタ112,113、ダイオード115あるいは負荷
容量素子118を付加することにより、スキャン型フリ
ップフロップのスキャン入力データをラッチするのに必
要なホールドタイムを改善でき、ホールドエラーを抑制
することができる。As described above, according to this embodiment, by adding the delay element 110, the transistors 112 and 113 in the ON state, the diode 115 or the load capacitance element 118 to the scan data input section, the scan flip-flop can be realized. The hold time required to latch the scan input data can be improved, and the hold error can be suppressed.
【0068】本実施の形態では、比較例1における問題
を回避できる。また、通常出力端子(Q)を用いてスキ
ャンチェーンを構成するため、比較例2のように遅延素
子を有したスキャン専用出力端子を使用した場合に起こ
る通常出力回路部分がテストできないという問題も発生
しない。また、比較例3のように、通常動作時での遅延
増加や消費電流増加という悪影響もない。In this embodiment, the problem in Comparative Example 1 can be avoided. Further, since the scan chain is configured using the normal output terminal (Q), there is a problem that the normal output circuit portion cannot be tested, which occurs when the scan-dedicated output terminal having the delay element is used as in Comparative Example 2. do not do. Further, unlike Comparative Example 3, there is no adverse effect such as an increase in delay during normal operation or an increase in current consumption.
【0069】なお、本実施の形態の各例の構成におい
て、遅延素子を有したスキャン専用出力部(図4(b)
の205の部分参照)を追加し、そのスキャン専用出力
端子を用いてスキャンチェーンを構成することもでき、
その場合には、比較例2のように通常出力回路部分がテ
ストできないという問題が生じるが、ホールドエラーに
対するマージンがより高まる。In the structure of each example of the present embodiment, a scan-dedicated output section having a delay element (see FIG. 4B).
(Refer to the part 205 of No. 2), and a scan chain can be configured by using the scan-dedicated output terminal,
In that case, although there is a problem that the normal output circuit portion cannot be tested as in Comparative Example 2, the margin for a hold error is further increased.
【0070】(第2の実施の形態)第2の実施の形態に
関して、図面を用いて説明する。本実施の形態は主に請
求項5〜10に関するものである。(Second Embodiment) A second embodiment will be described with reference to the drawings. The present embodiment mainly relates to claims 5 to 10.
【0071】本実施の形態では、図22に示すスキャン
型フリップフロップのスキャンデータ入力回路部601
に対して、その他の通常データ入力回路部602、モー
ド切り替え回路部603、マスター部604、スレーブ
部605、データ出力バッファ部606等で使用するト
ランジスタよりも、より閾値電圧を高くする不純物イオ
ン注入を施す(請求項5,6に関連)。他の領域で使用
される低閾値電圧のトランジスタを用いた場合と比較し
て、同一のゲート長・ゲート幅・論理段数で遅延回路を
構成するよりも、スキャンデータの変化をより遅くでき
るので、スキャンシフト時のホールドエラーを改善でき
る。In this embodiment, the scan data input circuit unit 601 of the scan flip-flop shown in FIG.
On the other hand, the impurity ion implantation for increasing the threshold voltage is higher than the transistors used in the other normal data input circuit unit 602, mode switching circuit unit 603, master unit 604, slave unit 605, data output buffer unit 606, and the like. Apply (related to claims 5 and 6). Compared to the case of using a low threshold voltage transistor used in other regions, the change of scan data can be slower than that of configuring a delay circuit with the same gate length, gate width, and number of logic stages. Hold error during scan shift can be improved.
【0072】高閾値電圧(高Vt)化処理の具体的手順
について以下に説明する。The specific procedure of the high threshold voltage (high Vt) processing will be described below.
【0073】高閾値電圧化処理前のスキャン型フリップ
フロップのレイアウト概略イメージ図を図3(a)に示
す。図3(b)のように、スキャンデータ入力部上に、
高Vt領域定義レイヤー203によって、閾値を高める
処理をする領域を定義する。プロセス的な作り方は種々
あるが、一般的には、高Vt領域定義レイヤー203と
Nウェル領域201との重なり部分、高Vt領域定義レ
イヤー203とPウェル領域202との重なり部分をそ
れぞれマスク化し、ウェルと同極性の不純物イオンを追
加注入することによって閾値電圧を高める。したがっ
て、高Vt領域定義レイヤー203内のNウェル領域2
01は、それ以外の領域のNウェル領域201よりも高
濃度のN型不純物領域となり、高Vt領域定義レイヤー
203内のPウェル領域202は、それ以外の領域のP
ウェル領域202よりも高濃度のP型不純物領域となっ
ている。Nウェル領域201にはMOS型のPchトラ
ンジスタが、Pウェル領域202にはMOS型のNch
トランジスタが形成されている。結果として、図4
(a)の204に示す部分に、高閾値電圧トランジスタ
を使用したスキャンデータ入力回路部が形成されること
になる。FIG. 3A shows a schematic layout image diagram of the scan type flip-flop before the threshold voltage raising process. As shown in FIG. 3B, on the scan data input section,
The high Vt region definition layer 203 defines a region for performing a process of increasing the threshold value. Although there are various process-based methods, generally, the overlapping portion of the high Vt region defining layer 203 and the N well region 201 and the overlapping portion of the high Vt region defining layer 203 and the P well region 202 are masked, The threshold voltage is increased by additionally implanting impurity ions having the same polarity as the well. Therefore, the N well region 2 in the high Vt region definition layer 203 is
01 is an N-type impurity region having a higher concentration than the N well region 201 in the other region, and the P well region 202 in the high Vt region defining layer 203 is the P region in the other region.
The P-type impurity region has a higher concentration than the well region 202. A MOS type Pch transistor is provided in the N well region 201, and a MOS type Nch is provided in the P well region 202.
A transistor is formed. As a result, FIG.
A scan data input circuit section using a high threshold voltage transistor is formed in the portion indicated by 204 in (a).
【0074】閾値電圧が高いトランジスタの場合、閾値
電圧が低いトランジスタよりも電源電圧との差分が小さ
くなる為、電流駆動能力が低下する。これにより、スキ
ャン型フリップフロップへのスキャンデータ入力端子
(DT)の電位変化が、スキャン型フリップフロップのマ
スター部604に伝わる速度が遅くなるので、クロック
変化に対してスキャンデータDTがどの程度の時間まで
保持されていなくてはならないかを決める入力データホ
ールド時間のスペックが小さくなるし、高閾値電圧トラ
ンジスタで構成した部分は通常動作では使用しない領域
である為、実使用における動作速度には影響しない。A transistor having a high threshold voltage has a smaller difference from the power supply voltage than a transistor having a low threshold voltage, so that the current driving capability is lowered. This enables the scan data input terminal to the scan flip-flop.
Since the speed at which the potential change of (DT) is transmitted to the master unit 604 of the scan type flip-flop becomes slow, the input data that determines how long the scan data DT must be held with respect to the clock change. The specifications of the hold time are reduced, and since the portion configured by the high threshold voltage transistor is the area that is not used in normal operation, it does not affect the operation speed in actual use.
【0075】また、スキャンデータ入力回路部204を
高閾値電圧トランジスタで構成することにより、低閾値
電圧トランジスタで構成するよりも、実使用時における
トランジスタのソース−ドレイン間のオフリーク電流を
小さく抑えることができる。Further, by configuring the scan data input circuit section 204 with a high threshold voltage transistor, the off-leakage current between the source and drain of the transistor during actual use can be suppressed to a smaller value than when it is configured with a low threshold voltage transistor. it can.
【0076】上記の例では、比較例1における問題を回
避できる。また、通常出力端子(Q)を用いてスキャン
チェーンを構成するため、比較例2のように遅延素子を
有したスキャン専用出力端子を使用した場合に起こる通
常出力回路部分がテストできないという問題も発生しな
い。また、比較例3のように、通常動作時での遅延増加
や消費電流増加という悪影響もない。In the above example, the problem in Comparative Example 1 can be avoided. Further, since the scan chain is configured using the normal output terminal (Q), there is a problem that the normal output circuit portion cannot be tested, which occurs when the scan-dedicated output terminal having the delay element is used as in Comparative Example 2. do not do. Further, unlike Comparative Example 3, there is no adverse effect such as an increase in delay during normal operation or an increase in current consumption.
【0077】また、同様の理由によって、図4(b)に
示す様に、スキャン専用出力回路部205を設け、その
スキャン専用出力回路部205に対して高閾値電圧化処
理を施した場合でも、次段のスキャン型フリップフロッ
プに出力するデータの変化が遅れる形となり、結果とし
て図4(a)のスキャンデータ入力回路部204の高閾
値電圧化と同様にスキャンシフト動作におけるホールド
タイミングの改善効果が得られる。ただし、比較例2の
ように通常出力回路部分がテストできないという問題は
生じる。これが、請求項5,7に関する実施の形態であ
る。For the same reason, as shown in FIG. 4B, even when the scan-dedicated output circuit unit 205 is provided and the scan-dedicated output circuit unit 205 is subjected to the high threshold voltage processing, The change in the data output to the scan flip-flop in the next stage is delayed, and as a result, the effect of improving the hold timing in the scan shift operation is similar to the high threshold voltage of the scan data input circuit unit 204 in FIG. 4A. can get. However, there is a problem that the normal output circuit portion cannot be tested as in Comparative Example 2. This is the embodiment relating to claims 5 and 7.
【0078】また、0.10μm世代の微細プロセスか
らは、前述のトランジスタのソース−ドレイン間のオフ
リーク電流に加えて、薄いゲート酸化膜をトンネル電流
が通過することによって発生するゲートリーク電流も問
題化し始めている。ゲート酸化膜の厚いトランジスタ
は、薄いゲート酸化膜のトランジスタと比較して、ゲー
トリーク電流の抑制効果は有るものの、閾値電圧が同一
程度であれば電流能力自体は劣ることになる。この厚膜
トランジスタを前述のスキャンデータ入力回路部204
やスキャン専用出力回路部205の位置に用いれば、デ
ータ変化が遅くなることによるホールドタイム特性の改
善とゲートリーク電流の削減効果を得ることができる。From the 0.10 μm generation fine process, in addition to the source-drain off-leakage current of the transistor described above, the gate leakage current caused by the tunnel current passing through the thin gate oxide film becomes a problem. Have begun. Although a transistor having a thick gate oxide film has an effect of suppressing a gate leak current as compared with a transistor having a thin gate oxide film, if the threshold voltage is about the same, the current capability itself is inferior. This thick film transistor is connected to the scan data input circuit section 204 described above.
When used in the position of the scan-dedicated output circuit unit 205, it is possible to obtain an effect of improving the hold time characteristic and reducing the gate leak current due to the delay of data change.
【0079】また、スキャンデータ入力回路部204や
スキャン専用出力回路部205に低閾値電圧トランジス
タと同じ閾値電圧調整注入がなされる場合には、ゲート
酸化膜が厚くて酸化膜容量の小さい方が閾値電圧が高く
なるので、前述の高閾値電圧化注入を施したトランジス
タを使用した場合と同様の効果が得られる(請求項8〜
10に関連)。When the same threshold voltage adjustment injection as that of the low threshold voltage transistor is made to the scan data input circuit section 204 and the scan dedicated output circuit section 205, the thicker the gate oxide film and the smaller the oxide film capacitance are, the more the threshold value is. Since the voltage becomes higher, the same effect as that obtained when the above-mentioned transistor to which the high threshold voltage is injected is used is obtained (claims 8 to 9).
10 related).
【0080】(第3の実施の形態)第3の実施の形態に
関して、図面を用いて説明する。本実施の形態は主に請
求項11〜14に関するものである。(Third Embodiment) A third embodiment will be described with reference to the drawings. The present embodiment mainly relates to claims 11 to 14.
【0081】先の第2の実施の形態では、トランジスタ
閾値電圧(Vt)の高Vt化やゲート酸化膜厚の厚膜化
等で追加のプロセス工程が必要であった。マルチVtや
マルチゲート酸化膜は、微細化限界下でのLSI性能向
上を実現する為に採用が進む方向ではあるが、本第3の
実施の形態では、プロセス的追加工程無しに、同様の改
善効果を得る手法について説明する。In the above second embodiment, additional process steps are required for increasing the transistor threshold voltage (Vt) Vt and increasing the gate oxide film thickness. Although the multi-Vt and multi-gate oxide films are being adopted in order to improve the LSI performance under the limit of miniaturization, in the third embodiment, the same improvement is made without additional process steps. A method for obtaining the effect will be described.
【0082】図5(a)は本実施の形態に係わるスキャ
ン型フリップフロップ回路のゲートレベル回路図であ
り、図5(b)はそのトランジスタレベル回路図であ
る。本実施の形態では、セット/リセット機能付きスキ
ャン型フリップフロップとしている。すなわち、図22
の構成とは、マスター部604Sおよびスレーブ部60
5Sにセット信号SET,リセット信号RSETが入力
されるように構成されている点が異なる。そしてさら
に、本実施の形態では、スキャン入力回路部300の電
源構成が異なる点に特徴がある。FIG. 5A is a gate level circuit diagram of the scan type flip-flop circuit according to this embodiment, and FIG. 5B is a transistor level circuit diagram thereof. In this embodiment, a scan flip-flop with a set / reset function is used. That is, FIG.
Of the master unit 604S and the slave unit 60
The difference is that the set signal SET and the reset signal RSET are input to 5S. Furthermore, the present embodiment is characterized in that the power supply configuration of the scan input circuit section 300 is different.
【0083】本実施の形態におけるスキャン型フリップ
フロップ回路では、図5(b)に示す様に、スキャンデ
ータ入力回路部300において、Pchトランジスタの
ソース電源(VDD1)と基板電源(VDD2)を分離
するとともに、Nchトランジスタのソース電源(VS
S1)と基板電源(VSS2)とを分離し、VDD2を
VDD1より高電位に、VSS2をVSS1よりも低電
位に設定する(請求項11に関連)。この場合、Pch
トランジスタはNウェル領域201(図3参照)にP型
のソース領域およびドレイン領域が形成されるので、P
chトランジスタ形成領域であるスキャン入力回路部3
00のNウェル領域201(図3参照)とそれ以外の領
域のNウェル領域201(図3参照)とを分離し、スキ
ャン入力回路部300のNウェル領域に基板電位VDD
2が印加され、それ以外の領域のNウェル領域には電位
VDD1が印加される。また、NchトランジスタはP
ウェル領域202(図3参照)にN型のソース領域およ
びドレイン領域が形成されるので、Nchトランジスタ
形成領域であるスキャン入力回路部300のPウェル領
域202(図3参照)とそれ以外の領域のPウェル領域
202(図3参照)とを分離し、スキャン入力回路部3
00のPウェル領域に基板電位VSS2が印加され、そ
れ以外の領域のPウェル領域には電位VSS1が印加さ
れる。In the scan flip-flop circuit according to the present embodiment, as shown in FIG. 5B, in the scan data input circuit section 300, the source power supply (VDD1) of the Pch transistor is separated from the substrate power supply (VDD2). In addition, the source power of the Nch transistor (VS
S1) and the substrate power supply (VSS2) are separated, and VDD2 is set to a higher potential than VDD1 and VSS2 is set to a lower potential than VSS1 (related to claim 11). In this case, Pch
In the transistor, since P-type source and drain regions are formed in the N well region 201 (see FIG. 3), P
Scan input circuit section 3 which is a ch transistor formation region
The N-well region 201 (see FIG. 3) of No. 00 and the N-well region 201 (see FIG. 3) in other regions are separated, and the substrate potential VDD is applied to the N-well region of the scan input circuit section 300.
2 is applied, and the potential VDD1 is applied to the other N well regions. Also, the Nch transistor is P
Since the N-type source region and the drain region are formed in the well region 202 (see FIG. 3), the P-well region 202 (see FIG. 3) of the scan input circuit unit 300, which is an Nch transistor forming region, and the other regions are formed. The scan input circuit unit 3 is separated from the P-well region 202 (see FIG. 3).
The substrate potential VSS2 is applied to the P-well region of No. 00, and the potential VSS1 is applied to the P-well regions of the other regions.
【0084】上述の様なバイアス条件とすることで、ト
ランジスタにバックバイアスが印加され、閾値電圧の絶
対値が大きくなる。これにより、第2の実施の形態のよ
うに高閾値電圧トランジスタを採用した場合と同一の効
果を、追加のプロセス工程無しに得ることができる。但
し、配線の混雑度にも依存するが、ウェルを分離するこ
とによって面積デメリットが発生する可能性も有る。By setting the bias conditions as described above, a back bias is applied to the transistor, and the absolute value of the threshold voltage increases. As a result, the same effect as in the case of adopting the high threshold voltage transistor as in the second embodiment can be obtained without additional process steps. However, although it depends on the degree of wiring congestion, separating the wells may cause a disadvantage in area.
【0085】また、図6(a)に示す様なスキャン専用
出力回路部301を設けたフリップフロップの場合にお
いて、図6(b)に示すように、スキャン専用出力回路
部301に図5のスキャン入力回路部300同様のバッ
クバイアス印加手法によって、通常動作時にスピード低
下を生じないホールド特性改善が可能である(請求項1
1,13に関連)。In the case of a flip-flop provided with the scan-dedicated output circuit section 301 as shown in FIG. 6A, the scan-dedicated output circuit section 301 is provided with the scan of FIG. 5 as shown in FIG. 6B. By a back bias applying method similar to the input circuit unit 300, it is possible to improve the hold characteristic without causing a speed decrease during normal operation (claim 1).
1 and 13).
【0086】スキャン型フリップフロップ回路を図5,
図6の構成とする場合に、半導体集積回路を構成するス
キャン型フリップフロップ群とその他のロジック群との
電源構成例を図7に示す。VDD2及びVSS2に対し
てバックバイアスを印加する為、VDD2はVDD1よ
りもより高電位に、VSS2はVSS1よりもより低電
位に設定する。スキャン型フリップフロップ群のVDD
1はその他のロジック群のVDDと、スキャン型フリッ
プフロップ群のVSS1はその他のロジック群のVSS
と接続していて良い。また、ソースと基板を分離した設
計は、近年の微細プロセスにおけるオフリーク問題対策
の為のVTCMOS技術やIDDQテスト対応等の目的
でも採用される傾向が見られており、そうしたケースに
おいては、本発明の採用がより容易となる。The scan flip-flop circuit is shown in FIG.
FIG. 7 shows a power supply configuration example of the scan flip-flop group and the other logic groups which configure the semiconductor integrated circuit in the case of the configuration of FIG. Since a back bias is applied to VDD2 and VSS2, VDD2 is set to a higher potential than VDD1 and VSS2 is set to a lower potential than VSS1. VDD of scan flip-flops
1 is VDD of the other logic group and VSS of the scan flip-flop group is 1 of VSS of the other logic group
You can connect with. Further, the design in which the source and the substrate are separated tends to be adopted also for the purpose of the VTCMOS technology for the countermeasure against the off-leakage problem in the recent fine process, the IDDQ test correspondence, and the like. Easy to adopt.
【0087】さらに、図7に示すブロックに対して、ワ
ンチップレベルでどの様な方法で電源を供給するかにつ
いて示す。図8は、ワンチップのレベルでも、外部から
VSS、VDDに加えて、VSS2、VDD2も供給を
受けるチップ開発の立場では一番安易な例である。これ
に対して、図9に示す様に、チップ内部に内部バイアス
発生回路302,303を設け、内部バイアス発生回路
302により外部から供給された電位VDD1から電位
VDD2を作り出し、内部バイアス発生回路303によ
り外部から供給された電位VSS1から電位VSS2を
作り出す(請求項14に関連)。これにより、チップと
しての見かけ上の電源数を増やすことなく、スキャンシ
フト対策が実施可能となる。図8,図9において、30
4は電源端子である。Further, how to supply power to the block shown in FIG. 7 at the one-chip level will be described. FIG. 8 is the easiest example from the standpoint of chip development in which VSS2 and VDD2 are supplied from the outside in addition to VSS and VDD even at the one-chip level. On the other hand, as shown in FIG. 9, internal bias generation circuits 302 and 303 are provided inside the chip, and the internal bias generation circuit 302 generates the potential VDD2 from the potential VDD1 supplied from the outside. The potential VSS2 is generated from the potential VSS1 supplied from the outside (related to claim 14). This makes it possible to implement the scan shift countermeasure without increasing the apparent number of power sources as a chip. In FIGS. 8 and 9, 30
4 is a power supply terminal.
【0088】(第4の実施の形態)第4の実施の形態に
関して、図10を用いて説明する。本実施の形態は主に
請求項15に関するものである。(Fourth Embodiment) The fourth embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment mainly relates to claim 15.
【0089】先の第2の実施の形態で、高閾値電圧トラ
ンジスタを使用したスキャンシフトのホールド特性改善
手法について説明した。高閾値電圧トランジスタと低閾
値電圧トランジスタとのスピード差は低電圧になるほど
大きくなる。定性的な解析を以下に示す。In the second embodiment, the method of improving the hold characteristic of scan shift using the high threshold voltage transistor has been described. The speed difference between the high threshold voltage transistor and the low threshold voltage transistor becomes larger as the voltage becomes lower. The qualitative analysis is shown below.
【0090】電荷Qは、容量Cと電圧Vと、Q=CVの
関係にある。また、電荷Qと、遅延時間△Tと電流Iと
の関係は、Q=I×△Tの関係にある。故に、△T=C
V/Iとなる。The charge Q has a relationship of Q = CV with the capacitance C and the voltage V. Further, the relationship between the charge Q, the delay time ΔT, and the current I is Q = I × ΔT. Therefore, ΔT = C
It becomes V / I.
【0091】遅延時間に対して支配的なトランジスタの
飽和電流Idsは、Ids=A(Vgs−Vt)α (ここ
で、A、αは定数。Vtは閾値電圧。)と表現できる。
微細プロセスでは、α=1程度であり、容量CとAを電
圧に関する定数とみなせば、△T=VDD/(VDD−
Vt) となる。The saturation current Ids of the transistor which is dominant with respect to the delay time can be expressed as Ids = A (Vgs-Vt) α (where A and α are constants, Vt is a threshold voltage).
In the fine process, α = 1, and if the capacitors C and A are regarded as constants related to voltage, ΔT = VDD / (VDD−
Vt).
【0092】低Vt=0.3V、高Vt=0.5Vとする
と、高Vtと低Vtとの遅延比率は、高Vt遅延/低V
t遅延 ∝ (VDD−0.3)/(VDD−0.5)と
なる。結果を図10にグラフ化する。If low Vt = 0.3V and high Vt = 0.5V, the delay ratio between high Vt and low Vt is high Vt delay / low Vt.
t delay ∝ (VDD-0.3) / (VDD-0.5). The results are graphed in FIG.
【0093】図10を見ても分かる様に、低電圧領域で
高閾値電圧トランジスタの方が低閾値電圧トランジスタ
よりもさらに遅くなっている。As can be seen from FIG. 10, the high threshold voltage transistor is slower than the low threshold voltage transistor in the low voltage region.
【0094】したがって本実施の形態では、この低閾値
電圧トランジスタと高閾値電圧トランジスタとの動作ス
ピードの電圧依存性差を考慮し、先の第2の実施の形態
の各例において、スキャンテスト時に動作電源電圧を通
常動作時よりも低電圧とすることにより、スキャンシフ
トのホールド特性がさらに改善されることになる。Therefore, in the present embodiment, in consideration of the voltage dependence difference between the operating speeds of the low threshold voltage transistor and the high threshold voltage transistor, in each example of the second embodiment, the operating power supply during the scan test is used. By setting the voltage to be lower than that during normal operation, the hold characteristic of scan shift is further improved.
【0095】また、バックバイアスを印加して高閾値電
圧化を図った第3の実施の形態においても、同様にスキ
ャンテスト時に動作電源電圧(VDD1・VSS1間の
電圧)を、通常動作時よりも低電圧とすることにより、
スキャンシフトのホールド特性がさらに改善されること
になる。Also in the third embodiment in which a back bias is applied to increase the threshold voltage, the operating power supply voltage (voltage between VDD1 and VSS1) during the scan test is higher than that during the normal operation. By setting a low voltage,
The hold characteristic of the scan shift is further improved.
【0096】また、図2(a)のようにスキャンデータ
入力回路部601にオン状態のトランジスタを挿入した
構成や、図2(b)のようにスキャンデータ入力回路部
601にダイオードを順方向に挿入した構成において
も、同様にスキャンテスト時に動作電源電圧を、通常動
作時よりも低電圧とすることにより、スキャンシフトの
ホールド特性がさらに改善されることになる。これは、
オン状態のトランジスタやダイオードを挿入すること
は、動作に寄与するトランジスタ(スキャンデータ入力
回路部601を構成するトランジスタ)にかかる電圧が
ある程度下げる働きをするからである。例えばダイオー
ドの挿入で0.6V下がるものと仮定すると、VDD−
Vt=1.0(V)であったトランジスタに対して、ダ
イオードの挿入によりVDD−0.6−Vt=0.4
(V)しかかからない。ここからさらに電源電圧VDD
を0.2(V)下げたとすると、VDD−Vt=0.8
(V)、VDD−0.6−Vt=0.2(V)となり、
電流値はそれぞれ、0.8/1.0=80%、0.2/
0.4=50%となり、ダイオードやオン状態のトラン
ジスタを挿入したものの方が低電圧で、よりスピードが
落ちる傾向となる。Further, as shown in FIG. 2A, the scan data input circuit section 601 has an on-state transistor inserted therein, and as shown in FIG. 2B, the scan data input circuit section 601 has a diode in the forward direction. In the inserted configuration as well, similarly, by setting the operating power supply voltage at the time of the scan test to be lower than that at the normal operation, the hold characteristic of the scan shift is further improved. this is,
This is because the on-state transistor or diode is inserted because the voltage applied to the transistor (transistor forming the scan data input circuit unit 601) contributing to the operation is lowered to some extent. For example, assuming that the voltage drops by 0.6V when the diode is inserted, VDD-
For the transistor having Vt = 1.0 (V), VDD-0.6-Vt = 0.4 by inserting the diode.
It only takes (V). From here, the power supply voltage VDD
If lowering by 0.2 (V), VDD-Vt = 0.8
(V), VDD-0.6-Vt = 0.2 (V),
The current values are 0.8 / 1.0 = 80% and 0.2 /
It becomes 0.4 = 50%, and the one in which the diode or the transistor in the ON state is inserted has a lower voltage and tends to have a lower speed.
【0097】(第5の実施の形態)第5の実施の形態に
関して、図面を用いて説明する。本実施の形態は主に請
求項16〜18に関するものである。(Fifth Embodiment) A fifth embodiment will be described with reference to the drawings. The present embodiment mainly relates to claims 16 to 18.
【0098】この第5の実施の形態では、スキャンテス
トモードと通常動作モードとを切り替えるモード切り替
え信号NTを用いて、スキャンテストモード時にのみ出
力データの遷移時間を遅らせる回路とすることが先の第
1〜4の実施の形態とは異なっている。In the fifth embodiment, the circuit for delaying the transition time of output data only in the scan test mode is used by using the mode switching signal NT for switching between the scan test mode and the normal operation mode. This is different from the first to fourth embodiments.
【0099】図11は本実施の形態における第1の例
(請求項16に関連)を示すスキャン型フリップフロッ
プ回路のゲートレベル回路図であり、図22とはデータ
出力バッファ部606の構成が異なり、他の構成は同じ
である。501は、スキャンテストモードと通常動作モ
ードでバッファ能力を変更する機能を有するバッファ部
である。FIG. 11 is a gate level circuit diagram of a scan type flip-flop circuit showing a first example (related to claim 16) of the present embodiment. The configuration of the data output buffer section 606 is different from that of FIG. , Other configurations are the same. A buffer unit 501 has a function of changing the buffer capacity between the scan test mode and the normal operation mode.
【0100】図11の構成では、バッファ部501に示
す様に、データ出力バッファ部606の少なくとも一部
を2系列に分割し、入力と出力は同一ながら、一方の経
路にインバータ502を設け、他方の経路には、モード
切り替え信号NT,/NTで制御可能なスキャンテスト
モード時には高インピーダンス状態となるトライステー
トバッファ503を設ける。これは、トランスファゲー
ト等、高インピーダンス制御ができる素子であれば何で
も良く、トライステートバッファに限定するものではな
い。In the configuration of FIG. 11, as shown in the buffer unit 501, at least a part of the data output buffer unit 606 is divided into two series, the input and the output are the same, but the inverter 502 is provided in one path and the other is provided. A tri-state buffer 503 that is in a high impedance state in the scan test mode that can be controlled by the mode switching signals NT and / NT is provided on the path. This is not limited to the tri-state buffer, as long as it is an element capable of controlling high impedance such as a transfer gate.
【0101】通常動作モード(NT=Highレベル)で
は、トライステートバッファ503はインバータ502
と入出力を兼用しておりデータ出力バッファとして機能
するが、スキャンテストモード(NT=Lowレベル)で
はトライステートバッファ503は高インピーダンス出
力となり、インバータ502のみでの負荷駆動となる。In the normal operation mode (NT = High level), the tri-state buffer 503 operates as the inverter 502.
, And also functions as a data output buffer, but in the scan test mode (NT = Low level), the tri-state buffer 503 has a high impedance output, and only the inverter 502 drives a load.
【0102】これにより、通常動作モードでの遅延増加
を抑え、スキャンテストモードでのホールドタイミング
改善が可能となる。As a result, it is possible to suppress an increase in delay in the normal operation mode and improve the hold timing in the scan test mode.
【0103】図12の(a),(b)はそれぞれ本実施
の形態における第2の例(請求項17に関連)を示すス
キャン型フリップフロップ回路のゲートレベル回路図で
あり、それぞれスイッチ及び負荷容量回路701,70
4を付加した点が図22とは異なり、他の構成は同じで
ある。12A and 12B are gate-level circuit diagrams of the scan type flip-flop circuit showing the second example (related to claim 17) of the present embodiment, which are a switch and a load, respectively. Capacitance circuit 701, 70
22 is different in that 4 is added, and other configurations are the same.
【0104】図12(a)の構成では、モード切り替え
信号NT,/NTで制御され、スキャンテストモード時
に導通状態、通常動作モード時に非導通状態となるスイ
ッチ702と、負荷容量703とを有する。スキャンテ
ストモードには上記スイッチ702を経由して、スキャ
ン出力上のノードを、一端を固定電位に接続した負荷容
量703に繋げることになる。これにより、スキャンテ
ストモード時にのみ、負荷容量703の充放電が必要と
なり、その分データ変化が遅くなってスキャンシフトの
ホールド特性が改善される。The structure of FIG. 12A has a switch 702 which is controlled by the mode switching signals NT and / NT and is in a conductive state in the scan test mode and a non-conductive state in the normal operation mode, and a load capacitance 703. In the scan test mode, the node on the scan output is connected to the load capacitor 703 having one end connected to the fixed potential via the switch 702. As a result, the load capacitance 703 needs to be charged / discharged only in the scan test mode, and the data change is delayed accordingly, and the scan shift hold characteristic is improved.
【0105】また、図12(a)ではスイッチ及び負荷
容量回路701をスキャン出力側に付加しているが、図
12(b)の様にスキャン入力部やマスター部の中に回
路701と同様の回路704を付加しても、スキャン型
フリップフロップのホールド特性が改善されてスキャン
シフトが容易になる。Further, although the switch and load capacitance circuit 701 are added to the scan output side in FIG. 12A, they are similar to the circuit 701 in the scan input section and the master section as shown in FIG. 12B. Even if the circuit 704 is added, the hold characteristic of the scan flip-flop is improved and the scan shift is facilitated.
【0106】また、図12(a),(b)のスイッチ7
02は、PchとNchトランジスタとを両方有する相
補型であり、充放電電位は電源電位分完全に振幅する
が、Nchトランジスタ1つだけとして素子数を減ら
し、容量の充放電が閾値電圧分少ないVDD−Vt分と
なっても、遅延を発生させる効果を得ることができる。In addition, the switch 7 shown in FIGS.
Reference numeral 02 is a complementary type having both Pch and Nch transistors, and the charge / discharge potential is completely oscillated by the power supply potential, but the number of elements is reduced to only one Nch transistor, and the charge / discharge of the capacitance is less by the threshold voltage VDD. Even if it becomes −Vt, it is possible to obtain the effect of causing the delay.
【0107】図13は本実施の形態における第3の例
(請求項18に関連)を示すスキャン型フリップフロッ
プ回路のゲートレベル回路図であり、データ出力バッフ
ァ部606に固定電位に接続したスイッチ705を設け
た点が図22の構成とは異なり、他の構成は同じであ
る。FIG. 13 is a gate level circuit diagram of a scan type flip-flop circuit showing a third example (related to claim 18) of the present embodiment, and a switch 705 connected to a fixed potential in the data output buffer section 606. 22 is different from the configuration of FIG. 22, and the other configurations are the same.
【0108】本実施の形態では、図13に示す様に、モ
ード切り替え信号NTで制御され、スキャンテストモー
ド時に導通状態、通常動作モード時に非導通状態とな
る、ソース側を固定電位(VDD)に接続したトランジ
スタからなるスイッチ705を設け、そのドレイン側を
データ出力信号線に接続する。このスイッチ705は、
ゲート幅を狭くしたりゲート長を長くしたり、あるいは
高Vt化したりして、駆動能力を落としておく。これに
より、スキャン動作の際にのみ、出力されるデータに対
してVDD電源が衝突することになる。High側に遷移す
る場合には、逆に遷移を助けて遅延時間を短くする方向
に働くが、スキャンのホールドエラーはHigh/Lowのデ
ータ遷移のうち、速い側のスピードで動作不良が決まる
ので、こうしたケースでは、速い側の遷移をより遅める
本発明が有効である。また、スキャンテストでは、スイ
ッチ705の能力を絞っているとはいえ、信号衝突で消
費電流が若干増えるが、それも通常動作の際にはスイッ
チ705がオフ状態になるので、スタンバイ電流の増加
不具合には至らない。In this embodiment, as shown in FIG. 13, the source side is set to a fixed potential (VDD) which is controlled by the mode switching signal NT and is in the conducting state in the scan test mode and is in the non-conducting state in the normal operation mode. A switch 705 including a connected transistor is provided, and the drain side thereof is connected to the data output signal line. This switch 705
The drive capability is lowered by narrowing the gate width, increasing the gate length, or increasing the Vt. As a result, the VDD power source collides with the output data only during the scan operation. On the other hand, when transitioning to the High side, on the contrary, it works in the direction of helping the transition and shortening the delay time, but the hold error of the scan determines the operation failure at the faster speed of the High / Low data transitions. In such a case, the present invention that delays the transition on the faster side is effective. Further, in the scan test, although the power of the switch 705 is narrowed down, the current consumption slightly increases due to a signal collision, but the switch 705 is turned off in the normal operation, which causes an increase in standby current. Does not reach.
【0109】また、スイッチ705を高抵抗のオントラ
ンジスタで構成する以外にも、スイッチと高抵抗素子を
用い、高抵抗素子を経由して固定電源に接続される形と
しても本発明の主旨と変わらない。Further, in addition to the switch 705 having a high resistance ON transistor, a switch and a high resistance element may be used and connected to a fixed power source via the high resistance element, which is different from the gist of the present invention. Absent.
【0110】以上のように本実施の形態では、図11,
図12,図13のいずれの構成においても、比較例1に
おける問題を回避できる。また、通常出力端子(Q)を
用いてスキャンチェーンを構成するため、比較例2のよ
うに遅延素子を有したスキャン専用出力端子を使用した
場合に起こる通常出力回路部分がテストできないという
問題も発生しない。また、比較例3のように、通常動作
時での遅延増加や消費電流増加という悪影響もない。As described above, in the present embodiment, as shown in FIG.
In both configurations of FIG. 12 and FIG. 13, the problem in Comparative Example 1 can be avoided. Further, since the scan chain is configured using the normal output terminal (Q), there is a problem that the normal output circuit portion cannot be tested, which occurs when the scan-dedicated output terminal having the delay element is used as in Comparative Example 2. do not do. Further, unlike Comparative Example 3, there is no adverse effect such as an increase in delay during normal operation or an increase in current consumption.
【0111】なお、図11,図13の構成では、本実施
の形態ではスキャンチェーンを構成しないNQ出力側に
もQ出力側と同じバッファ部501,スイッチ705が
設けられているが、これは必ずしも必要ではない。例え
ば、NQ出力を通常動作で使用していない場合には、N
Q出力を用いてスキャンチェーンを構成した方が実動作
時の負荷が小さくなり、そうした場合にも対応できるよ
うに、図11や図13ではNQ出力側とQ出力側のどち
らにも同じバッファ部501,スイッチ705を設けた
例を示している。In the configurations of FIGS. 11 and 13, the NQ output side, which does not form the scan chain, is provided with the same buffer section 501 and the switch 705 as the Q output side in the present embodiment, but this is not always the case. Not necessary. For example, if the NQ output is not used in normal operation, then N
If the scan chain is configured using the Q output, the load at the time of actual operation becomes smaller, and in order to cope with such a case, the same buffer unit is provided on both the NQ output side and the Q output side in FIGS. 11 and 13. An example in which 501 and a switch 705 are provided is shown.
【0112】(第6の実施の形態)第6の実施の形態に
関して、図面を用いて説明する。本実施の形態は主に請
求項19〜20に関するものである。(Sixth Embodiment) A sixth embodiment will be described with reference to the drawings. The present embodiment mainly relates to claims 19 to 20.
【0113】図14は本実施の形態におけるスキャン型
フリップフロップ回路のゲートレベル回路図であり、図
15はそのトランジスタレベル回路図である。FIG. 14 is a gate level circuit diagram of the scan flip-flop circuit according to the present embodiment, and FIG. 15 is its transistor level circuit diagram.
【0114】本実施の形態では、図5(a)と同様のセ
ット/リセット機能付きフリップフロップに対して、図
14に示す領域10内のスキャンデータ入力回路部60
1、マスター部604S及びスレーブ部605S内でク
ロック系信号によって高インピーダンス制御を行う部分
以外の部分、およびデータ出力バッファ部606のいず
れかを含む部分のトランジスタ(以下「対象トランジス
タ」とする)の基板電位を、同対象トランジスタのソー
ス電位(対象Pchトランジスタのソース電位はVDD
1,対象Nchトランジスタのソース電位はVSS1)
及び対象トランジスタ以外の周囲のトランジスタ(以下
「非対象トランジスタ」とする)のソース及び基板電位
(非対象Pchトランジスタのソース及び基板電位はV
DD1,非対象Nchトランジスタのソース及び基板電
位はVSS1)と分離する。この場合、Pchトランジ
スタはNウェル領域201(図3参照)にP型のソース
領域およびドレイン領域が形成されるので、対象Pch
トランジスタ形成領域のNウェル領域201(図3参
照)とそれ以外の非対象Pchトランジスタ形成領域の
Nウェル領域201(図3参照)とを分離し、それぞれ
の基板電位はそれぞれのNウェル領域に印加される。ま
た、NchトランジスタはPウェル領域202(図3参
照)にN型のソース領域およびドレイン領域が形成され
るので、対象Nchトランジスタ形成領域のPウェル領
域202(図3参照)とそれ以外の非対象Nchトラン
ジスタ形成領域のPウェル領域202(図3参照)とを
分離し、それぞれの基板電位はそれぞれのPウェル領域
に印加される。In the present embodiment, the scan data input circuit section 60 in the area 10 shown in FIG. 14 is provided for the flip-flop with the set / reset function similar to that shown in FIG.
1. Substrate of transistors (hereinafter referred to as “target transistors”) in a portion other than a portion for performing high impedance control by a clock system signal in the master portion 604S and the slave portion 605S, and a portion including any of the data output buffer portions 606 Source potential of the same target transistor (source potential of the target Pch transistor is VDD
1, the source potential of the target Nch transistor is VSS1)
And source and substrate potentials of surrounding transistors (hereinafter referred to as “non-target transistors”) other than the target transistor (source and substrate potential of the non-target Pch transistor are V
The source and substrate potential of DD1, the non-target Nch transistor are separated from VSS1). In this case, since the P-type source region and the drain region are formed in the N-well region 201 (see FIG. 3) in the Pch transistor, the target Pch
The N-well region 201 (see FIG. 3) in the transistor formation region and the N-well region 201 (see FIG. 3) in the other non-target Pch transistor formation region are separated, and the respective substrate potentials are applied to the respective N-well regions. To be done. In addition, since the N-type source region and the drain region are formed in the P-well region 202 (see FIG. 3) of the Nch transistor, the P-well region 202 (see FIG. 3) of the target Nch transistor forming region and other non-target regions are formed. The P-well region 202 (see FIG. 3) in the Nch transistor formation region is separated and each substrate potential is applied to each P-well region.
【0115】そして、通常動作時には、対象トランジス
タの基板電位を、非対象トランジスタの基板電位(Pc
hトランジスタはVDD1,NchトランジスタはVS
S1)と同電位にして使用する。また、スキャンテスト
実施時には、対象トランジスタの基板電位を、トランジ
スタの閾値が上昇する側にバックバイアスを印加して試
験する。すなわち、対象Pchトランジスタの基板電位
をVDD1よりも高電位であるVDD2に設定し、対象
Nchトランジスタの基板電位をVSS1よりも低電位
であるVSS2に設定する。このように、バックバイア
スを印加することにより、第3の実施の形態でも説明し
た様に閾値電圧を高めることができる。During normal operation, the substrate potential of the target transistor is set to the substrate potential (Pc) of the non-target transistor.
h transistor is VDD1, Nch transistor is VS
Use the same potential as S1). When the scan test is performed, the substrate potential of the target transistor is tested by applying a back bias to the side where the threshold value of the transistor rises. That is, the substrate potential of the target Pch transistor is set to VDD2, which is higher than VDD1, and the substrate potential of the target Nch transistor is set to VSS2, which is lower potential than VSS1. By applying the back bias in this way, the threshold voltage can be increased as described in the third embodiment.
【0116】なお、第3の実施の形態では、通常動作時
にもバックバイアスを印加することを想定しており、ス
キャンデータ入力回路部やスキャンデータ専用出力部
等、通常動作ではデータが通過せずスキャンテストモー
ド時にのみデータが通る部分に対してのみ、バックバイ
アス印加が可能であったが、本実施の形態の場合には、
通常動作時にはバックバイアス印加を行わないのでデー
タ出力バッファ部606やマスター部604Sやスレー
ブ部605Sの一部に対してもバックバイアスが印加可
能となり、より大きなホールドデータ特性改善効果を得
ることができる。In the third embodiment, it is assumed that the back bias is applied even in the normal operation, and the data does not pass in the normal operation such as the scan data input circuit section and the scan data dedicated output section. The back bias could be applied only to the portion through which the data passes in the scan test mode, but in the case of the present embodiment,
Since the back bias is not applied during the normal operation, the back bias can be applied to part of the data output buffer unit 606, the master unit 604S, and the slave unit 605S, and a larger hold data characteristic improving effect can be obtained.
【0117】なお、マスター部604S及びスレーブ部
605Sの領域で、高インピーダンス制御を行う部分を
バックバイアス印加可能領域10から外しているのは、
その部分が速く変化する程、データをホールドしておか
ねばならない時間が短くて済む為である。Incidentally, in the areas of the master section 604S and the slave section 605S, the part for performing high impedance control is removed from the back bias applicable area 10.
This is because the faster the part changes, the shorter the time for holding the data.
【0118】本実施の形態によれば、比較例1における
問題を回避できる。通常動作においては、分離していた
電源の電位を周辺回路と同電位にするので、通常動作時
の回路性能低下は全く無い。また、スキャン専用出力端
子を通さず通常の出力端子を通すことにより、スキャン
専用出力端子付加によるホールド対策では見られない通
常出力端子のでき栄え評価も可能となる。新たな素子の
追加やクロック系の入力容量増加等も無いので、通常動
作時の性能低下無しにスキャンシフト動作のホールド対
策を行うことができる。According to this embodiment, the problem in Comparative Example 1 can be avoided. In the normal operation, the potential of the separated power supply is set to the same potential as that of the peripheral circuit, so that the circuit performance does not deteriorate during the normal operation. Further, by passing the normal output terminal instead of the scan-dedicated output terminal, it becomes possible to evaluate the quality of the normal output terminal which is not seen in the hold countermeasure by adding the scan-dedicated output terminal. Since there is no addition of a new element or increase in the input capacity of the clock system, it is possible to take hold measures for the scan shift operation without deterioration in performance during normal operation.
【0119】また、本実施の形態において、スキャンテ
スト時に、バックバイアスを印加すると同時に、さらに
電源電圧を通常動作時よりも下げることにより、第4の
実施の形態で説明したのと同様の効果で、スキャンのホ
ールド特性をさらに改善できる(請求項20に関連)。Further, in the present embodiment, at the same time as applying the back bias during the scan test, and further lowering the power supply voltage from that during the normal operation, the same effect as described in the fourth embodiment is obtained. , The scan hold characteristic can be further improved (related to claim 20).
【0120】(第7の実施の形態)第7の実施の形態に
関して、図面を用いて説明する。本実施の形態は主に請
求項21〜24に関するものである。(Seventh Embodiment) A seventh embodiment will be described with reference to the drawings. The present embodiment mainly relates to claims 21 to 24.
【0121】図16は本実施の形態におけるスキャン型
フリップフロップ回路のゲートレベル回路図である。FIG. 16 is a gate level circuit diagram of the scan flip-flop circuit according to the present embodiment.
【0122】本実施の形態では、図5(a)と同様のセ
ット/リセット機能付きフリップフロップに対して、第
6の実施の形態と同様の図14に示す領域10内のスキ
ャンデータ入力回路部601、マスター部604S及び
スレーブ部605S内でクロック系信号によって高イン
ピーダンス制御を行う部分以外の部分、およびデータ出
力バッファ部606のいずれかを含む部分に対して、ス
キャンテストモード時にのみ、データ遅延時間を大きく
する手法を取る。但し、本第7の実施の形態を示す、図
16、図17、図18、図19においては、ホールドタ
イム改善効果の小さいマスター部の部分については、本
発明の改善対策を実施していないことに注意されたい。
図16に示す領域11が本第7の実施の形態にて対策を
施す領域であるとする。In this embodiment, a flip-flop with a set / reset function similar to that of FIG. 5A is used, but a scan data input circuit section in the region 10 shown in FIG. 14 similar to that of the sixth embodiment is provided. 601, the master unit 604S and the slave unit 605S, other than the portion other than the portion that performs high impedance control by the clock system signal, and the portion including any of the data output buffer unit 606, the data delay time only in the scan test mode. Take a method to increase. However, in FIG. 16, FIG. 17, FIG. 18, and FIG. 19 showing the seventh embodiment, the improvement measures of the present invention have not been implemented for the master portion portion having a small hold time improvement effect. Please note.
It is assumed that the area 11 shown in FIG. 16 is an area where countermeasures are taken in the seventh embodiment.
【0123】本実施の形態における第1の例は請求項2
1の発明に対応し、そのスキャン型フリップフロップ回
路のトランジスタレベルの回路図を図17に示す。この
図17に示す様に、遅延を遅くしたい回路部分(図16
の領域11)の電源電位VDD2を、周囲の回路の電源
電位VDD1と電気的に分離する。そして、通常動作時
には、VDD1とVDD2を同電位にして使用し、スキ
ャンテスト実施時にはVDD2をVDD1よりも低くし
て試験することで、領域11中の回路の遅延時間を遅く
してスキャンシフト時のホールド特性を改善する。The first example of the present embodiment is Claim 2
FIG. 17 shows a transistor-level circuit diagram of the scan flip-flop circuit corresponding to the first aspect of the invention. As shown in FIG. 17, the circuit portion (FIG.
The power supply potential VDD2 in the region 11) is electrically separated from the power supply potential VDD1 of the peripheral circuits. Then, in normal operation, VDD1 and VDD2 are used with the same potential, and when a scan test is performed, VDD2 is made lower than VDD1 for testing, thereby delaying the delay time of the circuit in the region 11 and performing scan shift. Improves hold characteristics.
【0124】本実施の形態における第2の例は請求項2
3の発明に対応し、そのスキャン型フリップフロップ回
路のトランジスタレベルの回路図を図18に示す。この
図18に示す様に、遅延を遅くしたい回路部分(図16
の領域11)のグランド電位VSS2を、周囲の回路の
グランド電位VSS1と電気的に分離する。そして、通
常動作時には、VSS1とVSS2を同電位にして使用
し、スキャンテスト実施時にはVSS2をVSS1より
も高い電位に設定して試験することで、領域11中の回
路の遅延時間を遅くしてスキャンシフト時のホールド特
性を改善する。The second example of the present embodiment is Claim 2
FIG. 18 shows a transistor-level circuit diagram of the scan flip-flop circuit corresponding to the third aspect of the invention. As shown in FIG. 18, a circuit portion whose delay is desired to be delayed (see FIG.
The ground potential VSS2 of the area 11) is electrically separated from the ground potential VSS1 of the surrounding circuits. Then, during normal operation, VSS1 and VSS2 are used with the same potential, and when performing a scan test, VSS2 is set to a potential higher than VSS1 for testing, thereby delaying the delay time of the circuit in the area 11 and performing scanning. Improves hold characteristics during shift.
【0125】この請求項21、23の発明に対応する本
実施の形態の第1、第2の例の場合も、請求項19の発
明に対応する第6の実施の形態と同様、比較例1におけ
る問題を回避でき、通常動作においては、分離していた
電源の電位を周辺回路と同電位にするので、通常動作時
の回路性能低下は全く無い。また、スキャン専用出力端
子を通さず通常の出力端子を通すことによってスキャン
専用出力端子付加によるホールド対策では見られない通
常出力端子のでき栄え評価が可能で、新たな素子の追加
やクロック系の入力容量増加が全く無い形でスキャンホ
ールドの対策ができる。Also in the case of the first and second examples of the present embodiment corresponding to the inventions of claims 21 and 23, as in the sixth embodiment corresponding to the invention of claim 19, Comparative Example 1 In the normal operation, the potential of the separated power supply is set to the same potential as that of the peripheral circuit, so that the circuit performance does not deteriorate during the normal operation. Also, by passing the normal output terminal instead of the scan-dedicated output terminal, it is possible to evaluate the appearance of the normal output terminal, which is not seen in the hold measure by adding the scan-dedicated output terminal, and to add new elements or input clock signals. Measures for scan hold can be taken without any increase in capacity.
【0126】さらに、スキャンホールド特性を改善させ
る請求項22、請求項24に関連する本実施の形態にお
ける第3の例のスキャン型フリップフロップ回路のトラ
ンジスタレベルの回路図を、図19に示す。Further, FIG. 19 shows a transistor level circuit diagram of the scan type flip-flop circuit of the third example in the present embodiment relating to claims 22 and 24 for improving the scan hold characteristic.
【0127】この第3の例では、図16の領域11の回
路のトランジスタに対して、さらにソース電位と基板電
位を分離する。図19の場合には、Pchトランジスタ
のソースをVDD2、基板をVDD1とし、Nchトラ
ンジスタのソースをVSS2、基板をVSS1とし、さ
らに図20に示す様に、基板電位VDD1、VSS1を
それぞれ、スキャン型フリップフロップ群以外のロジッ
ク群の電源VDD、VSSに接続している。In the third example, the source potential and the substrate potential are further separated for the transistors of the circuit in the region 11 of FIG. In the case of FIG. 19, the source of the Pch transistor is VDD2, the substrate is VDD1, the source of the Nch transistor is VSS2, and the substrate is VSS1. Further, as shown in FIG. Connected to the power supplies VDD and VSS of the logic group other than the logic group.
【0128】通常動作時には、VDD2をVDD(=V
DD1)と同電位にし、VSS2をVSS(=VSS
1)と同電位にして使用する。スキャンテスト実施時に
は、領域11中の遅延を遅くしたい回路のソース電位V
DD2とVSS2を各々、VDD2はVDDより低く、
VSS2はVSSより高くする。これにより、スキャン
テスト時にソースドレイイン間にかかる電圧が低くなる
だけでなく、バックバイアスが印加された形となり、さ
らに大きなスキャンホールド特性の改善を行うことが可
能となる。In normal operation, VDD2 is set to VDD (= V
DD1) and set VSS2 to VSS (= VSS)
Use the same potential as 1). During the scan test, the source potential V of the circuit in the region 11 where the delay is desired to be delayed
For DD2 and VSS2, VDD2 is lower than VDD,
VSS2 should be higher than VSS. As a result, not only the voltage applied between the source and drain lines during the scan test is lowered, but also the back bias is applied, which makes it possible to further improve the scan hold characteristic.
【0129】なお、図19の例では、Pchトランジス
タ側とNchトランジスタ側の両方に対して本発明を実
施した例となっているが、片方だけで実施しても良い。In the example of FIG. 19, the present invention is applied to both the Pch transistor side and the Nch transistor side, but it may be applied to only one side.
【0130】[0130]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、スキャン
テストにおけるホールドエラーを抑制することが可能に
なる。以下、詳細にのべる。As described above, according to the present invention, it becomes possible to suppress the hold error in the scan test. The details are given below.
【0131】請求項1、2、3、4に記載の発明によれ
ば、スキャン型フリップフロップ回路のスキャン入力デ
ータをラッチするのに必要なホールドタイムを改善でき
る。また、通常出力端子を用いてスキャンチェーンを構
成する場合には、遅延素子を有したスキャン専用出力端
子を使用した場合に起こる通常出力がテストできないと
いう問題も発生しない。また、遅延素子を有したスキャ
ン専用出力端子を用いてスキャンチェーンを構成した場
合においても組み合わせて使用可能であり、その場合に
は、ホールドエラーに対するマージンがより高まる。According to the invention described in claims 1, 2, 3, and 4, the hold time required for latching scan input data of the scan flip-flop circuit can be improved. Further, when the scan chain is configured by using the normal output terminal, the problem that the normal output cannot be tested which occurs when the scan-dedicated output terminal having the delay element is not generated. Further, the scan chains can be used in combination even when the scan chains are formed using the scan-dedicated output terminals having the delay elements, in which case the margin for the hold error is further increased.
【0132】請求項5に記載の発明によれば、スキャン
型フリップフロップ回路において、通常動作モードでは
データが通過せずスキャンデータのみが通過するスキャ
ン専用回路部分を構成するトランジスタの閾値が他の回
路部分のトランジスタよりも高閾値となり、動作スピー
ドが遅くなる。これにより、他の回路部分で使用される
低閾値電圧トランジスタを用いて同一のゲート長・ゲー
ト幅・論理段数で遅延回路を構成するよりも、スキャン
データの変化をより遅くできる。したがって、クロック
の変化に対してどの程度データを保持しておかねばスレ
ーブ部側にデータを取り込めないかというデータホール
ドスペックを低閾値電圧トランジスタで構成したものよ
りもより小面積で改善できる。また、高閾値電圧トラン
ジスタで構成した部分は通常動作では使用しない領域で
ある為、実使用における動作スピードの問題は発生しな
い。また、高閾値電圧トランジスタで構成した部分は実
使用時においても存在しているが、低閾値電圧トランジ
スタ構成よりもトランジスタオフリーク電流を小さく抑
えることができる。According to the fifth aspect of the present invention, in the scan flip-flop circuit, the threshold value of the transistor forming the scan-dedicated circuit portion through which the data does not pass in the normal operation mode but only the scan data passes is another circuit. The threshold value is higher than that of some transistors, and the operation speed becomes slower. As a result, the change in scan data can be made slower than when a delay circuit is configured with the same gate length, gate width, and number of logic stages using low threshold voltage transistors used in other circuit parts. Therefore, it is possible to improve the data hold specification of how much data should be held with respect to the change of the clock so that it cannot be taken into the slave unit side with a smaller area than that of the one configured with the low threshold voltage transistor. Further, since the portion constituted by the high threshold voltage transistor is a region which is not used in the normal operation, the problem of the operation speed in the actual use does not occur. Further, although the portion configured by the high threshold voltage transistor is present even in actual use, the transistor off-leak current can be suppressed smaller than that in the low threshold voltage transistor configuration.
【0133】請求項6に記載の発明によれば、スキャン
型フリップフロップ回路において、スキャンデータ入力
回路部が他の回路部分のトランジスタよりも高閾値とな
る。これにより、クロックの変化に対してどの程度デー
タを保持しておかねばスレーブ部側にデータを取り込め
ないかというデータホールドスペックを低閾値電圧トラ
ンジスタで構成したものよりもより小面積で改善でき
る。高閾値電圧トランジスタで構成したスキャンデータ
入力回路部は通常動作では使用しない領域である為、実
使用における動作スピードの問題は発生しない。また、
高閾値電圧トランジスタで構成することにより、低閾値
電圧トランジスタ構成よりもトランジスタオフリーク電
流を小さく抑えることができる。According to the sixth aspect of the invention, in the scan type flip-flop circuit, the scan data input circuit section has a higher threshold value than the transistors in other circuit sections. As a result, the data hold specification of how much data should be held with respect to the change of the clock before the data can be fetched to the slave side can be improved in a smaller area than that of the one configured by the low threshold voltage transistor. Since the scan data input circuit section composed of high threshold voltage transistors is a region that is not used in normal operation, the problem of operating speed in actual use does not occur. Also,
By using a high threshold voltage transistor, the transistor off-leakage current can be suppressed smaller than that of the low threshold voltage transistor configuration.
【0134】請求項7に記載の発明によれば、スキャン
型フリップフロップ回路において、スキャン専用出力回
路部を構成するトランジスタの閾値が他の回路部分のト
ランジスタよりも高閾値となる。これにより、クロック
が変化してからどの程度の間、先のデータが出力され続
けているかというデータ出力ホールド時間を低閾値電圧
トランジスタで構成したものよりも長くできる。また、
高閾値電圧トランジスタで構成したスキャン専用出力回
路部は通常動作では使用しない為、実使用における動作
スピードの問題は発生しない。また、高閾値電圧トラン
ジスタで構成することにより、低閾値電圧トランジスタ
構成よりもトランジスタオフリーク電流を小さく抑える
ことができる。According to the seventh aspect of the present invention, in the scan flip-flop circuit, the threshold value of the transistor forming the scan-dedicated output circuit section becomes higher than the threshold value of the transistor of the other circuit section. As a result, the data output hold time, which is how long the previous data continues to be output after the clock changes, can be made longer than that formed by the low threshold voltage transistor. Also,
Since the scan-dedicated output circuit unit configured by the high threshold voltage transistor is not used in the normal operation, the problem of the operation speed in actual use does not occur. Further, the transistor off-leakage current can be suppressed to be smaller than that of the low threshold voltage transistor configuration by using the high threshold voltage transistor configuration.
【0135】請求項8、9、10に記載の発明によれ
ば、スキャン型フリップフロップ回路において、ゲート
リーク電流を抑制しながら、スキャンテストにおけるホ
ールド特性を改善できる。スキャン専用回路部分を構成
するトランジスタの閾値が他の回路部分のトランジスタ
と閾値電圧の設定注入が同じ場合には、駆動能力を落と
すことができる。なぜならば、駆動電流はゲート酸化膜
容量に比例し、閾値電圧はゲート酸化膜容量に反比例す
るので、ゲート酸化膜の厚いトランジスタは、閾値電圧
が高く駆動能力が低くなるからである。また、ゲート酸
化膜の厚いものと薄いものとで、ソースドレイン間のオ
フリークが同等という条件で最適なトランジスタを作り
こんでも、やはりゲート酸化膜の厚いトランジスタの方
が駆動能力の低いトランジスタとなる。また、ゲート酸
化膜が厚いことにより、極薄膜ゲート酸化膜で発生する
ゲートリーク電流も抑制することが可能となる。According to the eighth, ninth and tenth aspects of the present invention, in the scan flip-flop circuit, the hold characteristic in the scan test can be improved while suppressing the gate leak current. When the threshold voltage of the transistor forming the scan-dedicated circuit portion is the same as that of the transistors in the other circuit portions when the threshold voltage is set and injected, the driving capability can be lowered. This is because the driving current is proportional to the gate oxide film capacitance and the threshold voltage is inversely proportional to the gate oxide film capacitance, so that a transistor having a thick gate oxide film has a high threshold voltage and a low driving capability. Further, even if an optimal transistor is manufactured under the condition that the source and drain have the same off leak between the thick and thin gate oxide films, the transistor having a thick gate oxide film also has a lower driving capability. In addition, since the gate oxide film is thick, it is possible to suppress the gate leak current generated in the extremely thin gate oxide film.
【0136】請求項11、12、13に記載の発明によ
れば、スキャン型フリップフロップ回路において、通常
動作モードではデータが通過せずスキャンデータのみが
通過するスキャン専用回路部分が、基板電位を分離して
バックバイアスを印加している為にトランジスタの閾値
電圧が高くなる。これにより、請求項5と同様のデータ
ホールド特性改善やリーク電流抑制効果を、プロセス的
な閾値調整プロセス工程無しに得ることができる。According to the eleventh, twelfth and thirteenth aspects of the present invention, in the scan flip-flop circuit, the scan-dedicated circuit portion through which only scan data does not pass in the normal operation mode separates the substrate potential. Since the back bias is applied, the threshold voltage of the transistor becomes high. As a result, the same data hold characteristic improvement and leakage current suppression effect as those of the fifth aspect can be obtained without a process threshold adjustment process step.
【0137】請求項14に記載の発明によれば、請求項
11〜13の構成において、バックバイアス印加用電位
を内部のバイアス発生回路で供給することになるので、
バックバイアス印加用電位を外部から供給する必要が無
くなる。According to the fourteenth aspect of the invention, in the configuration of the eleventh to thirteenth aspects, the back bias applying potential is supplied by the internal bias generating circuit.
It becomes unnecessary to supply the back bias application potential from the outside.
【0138】請求項15に記載の発明によれば、スキャ
ンテストモード時の電源電圧を通常動作モード時の電源
電圧よりも低くすることにより、電源電圧が低くなった
際の低閾値電圧トランジスタと高閾値電圧トランジスタ
とのスピード低下割合の違いを利用して、データの変化
を遅くすることを目的に高閾値電圧化している部分と、
その他の部分とのスピード差をさらに拡大し、スキャン
シフト動作時のホールド特性をより改善することができ
る。According to the fifteenth aspect of the present invention, by setting the power supply voltage in the scan test mode lower than the power supply voltage in the normal operation mode, the low threshold voltage transistor and the high threshold voltage transistor when the power supply voltage becomes low are provided. By utilizing the difference in speed reduction rate from the threshold voltage transistor, the part where the threshold voltage is raised for the purpose of slowing the change of data,
It is possible to further widen the speed difference from other portions and further improve the hold characteristic during the scan shift operation.
【0139】請求項16に記載の発明によれば、通常動
作モードでは第1および第2のバッファ部がともにデー
タ出力バッファとして機能し、スキャンテスト時には、
第1のバッファ部は機能するが第2のバッファ部が機能
しないため、データ出力バッファの駆動能力を通常動作
時よりも落とすことができる。これにより、スキャンテ
スト時のみ、出力データの遷移時間を遅くし、スキャン
シフト動作時のホールド特性を改善することができる。According to the sixteenth aspect of the present invention, both the first and second buffer sections function as data output buffers in the normal operation mode, and during the scan test,
Since the first buffer unit functions but the second buffer unit does not function, the driving capability of the data output buffer can be made lower than that during normal operation. As a result, the transition time of the output data can be delayed only during the scan test, and the hold characteristic during the scan shift operation can be improved.
【0140】請求項17に記載の発明によれば、スキャ
ンテストモード時にスイッチ回路を導通状態にすること
によって、スキャンテスト時にのみ、スキャンデータが
通過する経路上に、充放電が必要な負荷容量を付与せし
めることができる。これにより、スキャンテスト時の
み、出力データの遷移時間を遅くし、スキャンシフト動
作時のホールド特性を改善することができる。According to the seventeenth aspect of the present invention, by making the switch circuit conductive in the scan test mode, the load capacitance that needs to be charged and discharged is provided on the path through which the scan data passes only during the scan test. Can be given. As a result, the transition time of the output data can be delayed only during the scan test, and the hold characteristic during the scan shift operation can be improved.
【0141】請求項18に記載の発明によれば、High
(ハイ)データからLow(ロー)データへの遷移とLowデ
ータからHighデータへの遷移とのうちで、どちらかの方
が遷移が速い場合には、スキャンシフト動作におけるホ
ールドエラーはデータ遷移の速い側で発生するため、ス
キャンテスト時にのみ、データ出力回路部のデータ通過
経路上のノードを駆動能力の低いスイッチ回路を介して
固定電位に接続してスキャンデータの変化を妨げること
によって、データ遷移の速い側の遷移を遅くすることと
し、スキャンシフト動作時のホールド特性を改善するこ
とができる。According to the invention of claim 18, High
If one of the transitions from (high) data to low (low) data and transition from low data to high data is faster, the hold error in the scan shift operation is faster in data transition. Since it occurs on the side, the node on the data passage path of the data output circuit section is connected to the fixed potential via the switch circuit with low drive capability to prevent the change of the scan data only during the scan test. By making the transition on the fast side slow, the hold characteristic during the scan shift operation can be improved.
【0142】請求項19に記載の発明によれば、通常動
作においては、スキャンデータ経路の基板電位は周辺の
基板電位と同電位であるので、通常動作と全く条件は変
わらず、クロック立ち上がりからデータが出力されるま
での特性は全く劣化しない。しかしながら、スキャンテ
スト時にはスキャンデータ経路のトランジスタの閾値電
圧が高くなるのでクロック立ち上がりからの出力データ
の変化と内部に取り込んだ入力データの変化とが共に遅
くなり、シフトレジスタ動作時のホールドエラー対策を
行うことができる。また、スキャン専用出力端子を設け
ず、通常の出力端子をスキャンチェーンとして使用する
ことにより、スキャン専用出力端子付加によるホールド
対策では見られない通常出力端子のでき栄え評価も可能
となる。新たな素子の追加も無いので、歩留まり低下の
要因も無く、クロック系の入力容量等も不変の為、通常
動作での性能低下を起こすことなくスキャンホールドの
対策ができる。According to the nineteenth aspect of the invention, in the normal operation, since the substrate potential of the scan data path is the same as the peripheral substrate potential, the condition does not change at all in the normal operation, and the data rises from the clock rising edge. The characteristics are not deteriorated until is output. However, since the threshold voltage of the transistor in the scan data path becomes high during the scan test, both the change in the output data from the rising edge of the clock and the change in the input data taken in are delayed, and a hold error countermeasure is taken during the shift register operation. be able to. Further, by using the normal output terminal as a scan chain without providing the scan-dedicated output terminal, it becomes possible to evaluate the performance of the normal output terminal which is not seen in the hold countermeasure by adding the scan-dedicated output terminal. Since no new element is added, there is no factor of yield reduction, and the input capacitance of the clock system is unchanged, so it is possible to take measures against scan hold without degrading performance during normal operation.
【0143】請求項20に記載の発明によれば、請求項
19の発明において、スキャンテスト時に、バックバイ
アス印加によってスキャンデータ経路のトランジスタの
閾値電圧をその周辺トランジスタの閾値電圧よりも高く
したが、さらに、電源電圧を下げることにより、トラン
ジスタ駆動電流と回路動作スピードを決める電源電圧と
閾値電圧との差分により差が出るので、低閾値電圧トラ
ンジスタのスピード低下分よりも高閾値電圧トランジス
タのスピード低下分の方が相対的に大きくなり、より大
きなシフトレジスタ動作時のホールドエラー対策の改善
効果を得ることができる。According to the invention of claim 20, in the invention of claim 19, the threshold voltage of the transistor of the scan data path is made higher than the threshold voltage of the peripheral transistor thereof by applying the back bias during the scan test. Furthermore, by lowering the power supply voltage, there is a difference due to the difference between the threshold voltage and the power supply voltage that determines the transistor drive current and circuit operation speed.Therefore, the speed decrease of the high threshold voltage transistor is smaller than that of the low threshold voltage transistor. Is relatively large, and it is possible to obtain a larger effect of improving the measure against the hold error during the shift register operation.
【0144】請求項21に記載の発明によれば、スキャ
ンテスト時にはスキャンデータ経路の速度を落としたい
回路部分への供給電源電圧が低くなり、動作速度が遅く
なる。これにより、シフトレジスタ動作時のホールドエ
ラー対策を行うことができる。通常動作においては、分
離していた電源の電位を周辺回路と同電位にするので、
通常動作時の回路性能低下は全く無い。また、スキャン
専用出力端子を通さず通常の出力端子を通すことによ
り、スキャン専用出力端子付加によるホールド対策では
見られない通常出力端子のでき栄え評価も可能となる。
新たな素子の追加も無いので、歩留まり低下の要因も無
く、クロック系の入力容量等も全く不変でスキャンホー
ルドの対策ができる。According to the twenty-first aspect of the present invention, during the scan test, the power supply voltage to the circuit portion for which the speed of the scan data path is desired to be lowered becomes low, and the operation speed becomes slow. As a result, it is possible to take measures against a hold error when the shift register operates. In normal operation, the potential of the separated power supply is set to the same potential as the peripheral circuits,
There is no deterioration in circuit performance during normal operation. Further, by passing the normal output terminal instead of the scan-dedicated output terminal, it becomes possible to evaluate the quality of the normal output terminal which is not seen in the hold countermeasure by adding the scan-dedicated output terminal.
Since no new element is added, there is no factor of yield reduction, and the input capacitance of the clock system is completely unchanged, so that a measure for scan hold can be taken.
【0145】請求項22に記載の発明によれば、請求項
21に記載の発明と同様の効果が得られることに加え、
スキャンテスト時にはスキャンデータ経路の速度を落と
したい回路部分への供給電源電圧が低くなるのに加え
て、基板電位にバックバイアスが印加される形になり、
さらに閾値電圧が高まって大きな速度低下量を得ること
ができる。電源電位を落とす領域とその出力を受ける領
域の電源電位とは、High/Lowの信号伝達ができる程度
のレベルでしか差をつけられないので、そうした制約条
件の中で、より大きな速度低下量を得ることができる。According to the invention described in Item 22, in addition to the same effect as the invention described in Item 21, is obtained.
In the scan test, in addition to lowering the power supply voltage to the circuit part where you want to reduce the speed of the scan data path, back bias is applied to the substrate potential,
Further, the threshold voltage is increased and a large amount of speed reduction can be obtained. Since the power supply potential in the area where the power supply potential is dropped and the power supply potential in the area that receives the output can be made only at a level that allows high / low signal transmission, a larger amount of speed reduction is required under such restrictions. Obtainable.
【0146】請求項23に記載の発明によれば、スキャ
ンテスト時にはスキャンデータ経路の速度を落としたい
回路部分のグランド電位が持ち上げられることで、ソー
スドレイン間に印加される電圧が小さくなり、動作速度
が遅くなる。これにより、シフトレジスタ動作時のホー
ルドエラー対策を行うことができる。通常動作において
は、分離していたグランドの電位を周辺回路のグランド
電位と同電位にするので、通常動作時の回路性能低下は
全く無い。また、スキャン専用出力端子を通さず通常の
出力端子を通すことにより、スキャン専用出力端子付加
によるホールド対策では見られない通常出力端子のでき
栄え評価も可能となる。新たな素子の追加も無いので、
歩留まり低下の要因も無く、クロック系の入力容量等も
全く不変でスキャンホールドの対策ができる。According to the twenty-third aspect of the present invention, the voltage applied between the source and the drain is reduced by raising the ground potential of the circuit portion for which the speed of the scan data path is desired to be reduced during the scan test. Will be late. As a result, it is possible to take measures against a hold error when the shift register operates. In the normal operation, the separated ground potential is set to be the same as the ground potential of the peripheral circuit, so that there is no deterioration in circuit performance during normal operation. Further, by passing the normal output terminal instead of the scan-dedicated output terminal, it becomes possible to evaluate the quality of the normal output terminal which is not seen in the hold countermeasure by adding the scan-dedicated output terminal. Since there is no addition of new elements,
There is no factor of yield reduction, and the input capacitance of the clock system is completely unchanged, so that a measure for scan hold can be taken.
【0147】請求項24に記載の発明によれば、請求項
23に記載の発明と同様の効果が得られることに加え、
スキャンテスト時にはスキャンデータ経路の速度を落と
したい回路部分のグランド電位が持ち上がり、ソースド
レイン間にかかる電圧が小さくなるのに加えて、基板電
位にバックバイアスが印加される形になってさらに閾値
電圧が高まって大きな速度低下量を得ることができる。
ソース電位を持ち上げる領域とその出力を受ける領域の
電源電位とは、High/Lowの信号伝達ができる程度のレ
ベルでしか差をつけられないので、そうした制約条件の
中で、より大きな速度低下量を得ることができる。According to the invention described in Item 24, in addition to obtaining the same effect as that of the invention described in Item 23,
During the scan test, the ground potential of the circuit part where you want to reduce the speed of the scan data path rises, the voltage applied between the source and drain decreases, and the back bias is applied to the substrate potential, further increasing the threshold voltage. It is possible to increase and obtain a large amount of speed reduction.
The power supply potential in the region that raises the source potential and the power supply potential in the region that receives the output can be differentiated only at a level that allows high / low signal transmission. Obtainable.
【図1】(a)は本発明の第1の実施の形態に係わる第
1の例のスキャン入力部に遅延素子を挿入したスキャン
型フリップフロップ回路のゲートレベル回路図、(b)
はその遅延素子の具体例を示したゲートレベル回路図で
ある。FIG. 1A is a gate level circuit diagram of a scan flip-flop circuit in which a delay element is inserted in a scan input section of a first example according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a gate level circuit diagram showing a specific example of the delay element.
【図2】(a)は本発明の第1の実施の形態に係わる第
2の例のスキャン入力部にオントランジスタを挿入した
回路図、(b)は同実施の形態に係わる第3の例のスキ
ャン入力部にダイオードを挿入した回路図、(c)は同
実施の形態に係わる第4の例のスキャン入力部に容量を
付加した回路図である。FIG. 2A is a circuit diagram in which an ON transistor is inserted in a scan input section of a second example according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a third example according to the same embodiment. FIG. 6C is a circuit diagram in which a diode is inserted in the scan input section, and FIG. 7C is a circuit diagram in which a capacitance is added to the scan input section of the fourth example according to the embodiment.
【図3】(a),(b)は本発明の第2の実施の形態に
係わる高閾値電圧化手法の説明用レイアウトイメージ図
である。FIGS. 3 (a) and 3 (b) are layout image diagrams for explaining a high threshold voltage increasing method according to a second embodiment of the present invention.
【図4】(a),(b)はそれぞれ本発明の第2の実施
の形態に係わるスキャン型フリップフロップ回路の例を
示すゲートレベル回路図である。FIG. 4A and FIG. 4B are gate level circuit diagrams showing an example of a scan flip-flop circuit according to a second embodiment of the invention.
【図5】(a)は本発明の第3の実施の形態に係わる第
1の例のスキャン型フリップフロップ回路のゲートレベ
ル回路図、(b)はそのトランジスタレベル回路図であ
る。FIG. 5A is a gate level circuit diagram of a scan type flip-flop circuit according to a first example of the third embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a transistor level circuit diagram thereof.
【図6】(a)は本発明の第3の実施の形態に係わる第
2の例のスキャン型フリップフロップ回路のゲートレベ
ル回路図、(b)はそのトランジスタレベル回路図であ
る。6A is a gate level circuit diagram of a scan type flip-flop circuit according to a second example of the third embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a transistor level circuit diagram thereof.
【図7】本発明の第3の実施の形態に係わるブロックレ
ベルの説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a block level according to a third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3の実施の形態に係わる基板バイア
ス用電位が外部から供給される場合のチップイメージ図
である。FIG. 8 is a chip image diagram in the case where a substrate bias potential according to a third embodiment of the present invention is supplied from the outside.
【図9】本発明の第3の実施の形態に係わる基板バイア
ス用電位をチップ内部で作り出す場合のチップイメージ
図である。FIG. 9 is a chip image diagram in the case where a substrate bias potential according to the third embodiment of the present invention is created inside the chip.
【図10】本発明の第4の実施の形態に係わる高閾値電
圧トランジスタと低閾値電圧トランジスタとの遅延電圧
依存性を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a delay voltage dependency between a high threshold voltage transistor and a low threshold voltage transistor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第5の実施の形態に係わる第1の例
を示すスキャン型フリップフロップ回路のゲートレベル
回路図である。FIG. 11 is a gate-level circuit diagram of a scan flip-flop circuit showing a first example according to the fifth embodiment of the present invention.
【図12】(a),(b)はそれぞれ本発明の第5の実
施の形態に係わる第2の例を示すスキャン型フリップフ
ロップ回路のゲートレベル回路図である。12A and 12B are gate level circuit diagrams of a scan type flip-flop circuit showing a second example according to the fifth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第5の実施の形態に係わる第3の例
を示すスキャン型フリップフロップ回路のゲートレベル
回路図である。FIG. 13 is a gate-level circuit diagram of a scan flip-flop circuit showing a third example according to the fifth embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第6の実施の形態に係わるスキャン
型フリップフロップ回路のゲートレベル回路図である。FIG. 14 is a gate level circuit diagram of a scan flip-flop circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第6の実施の形態に係わるスキャン
型フリップフロップ回路のトランジスタレベル回路図で
ある。FIG. 15 is a transistor level circuit diagram of a scan flip-flop circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第7の実施の形態に係わるスキャン
型フリップフロップ回路のゲートレベル回路図である。FIG. 16 is a gate level circuit diagram of a scan flip-flop circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
【図17】本発明の第7の実施の形態に係わる第1の例
を示すスキャン型フリップフロップ回路のトランジスタ
レベル回路図である。FIG. 17 is a transistor level circuit diagram of a scan flip-flop circuit showing a first example according to the seventh embodiment of the invention.
【図18】本発明の第7の実施の形態に係わる第2の例
を示すスキャン型フリップフロップ回路のトランジスタ
レベル回路図である。FIG. 18 is a transistor level circuit diagram of a scan flip-flop circuit showing a second example according to the seventh embodiment of the invention.
【図19】本発明の第7の実施の形態に係わる第3の例
を示すスキャン型フリップフロップ回路のトランジスタ
レベル回路図である。FIG. 19 is a transistor level circuit diagram of a scan flip-flop circuit showing a third example according to the seventh embodiment of the invention.
【図20】本発明の第7の実施の形態に係わる第3の例
におけるブロックレベルの説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram of a block level in a third example according to the seventh embodiment of the present invention.
【図21】(a)はスキャン型フリップフロップの概念
説明図、(b)はスキャンシフトのスキャンチェーン構
成図である。21A is a conceptual explanatory diagram of a scan flip-flop, and FIG. 21B is a scan shift scan chain configuration diagram.
【図22】従来のスキャン型フリップフロップ回路のゲ
ートレベル回路図である。FIG. 22 is a gate level circuit diagram of a conventional scan flip-flop circuit.
10 スキャンテストモード時に基板バイアスを印加す
る領域
11 スキャンテストモード時に電源電圧を下げる領域
101 スキャンチェーン上のフリップフロップ
102 スキャンチェーン上のフリップフロップ
103 フリップフロップ101のクロック入力配線
104 フリップフロップ102のクロック入力配線
110 遅延素子
111 多段ゲートで構成する遅延素子
112 導通状態のPchトランジスタ
113 導通状態のNchトランジスタ
115 ダイオード
116 スキャンデータ入力受け用インバータ
117 スキャンデータ高インピーダンス制御用トラン
スファゲート
118 容量素子
201 Nウェル領域
202 Pウェル領域
203 高Vt領域定義レイヤー
204 高閾値電圧トランジスタを使用したスキャン入
力回路部
205 高閾値電圧トランジスタを使用したスキャン専
用出力回路部
300 バックバイアス印加によって閾値電圧を高めた
トランジスタを使用したスキャン入力回路部
301 バックバイアス印加によって閾値電圧を高めた
トランジスタを使用したスキャン専用出力回路部
302 内部バイアス発生回路
303 内部バイアス発生回路
501 バッファ能力を変更する機能を有するバッファ
部
502 インバータ
503 スキャンテストモード時に高インピーダンス出
力状態となるトライステートバッファ
601 スキャンデータ入力回路部
602 通常データ入力回路部
603 モード切り替え回路部
604 マスター部
605 スレーブ部
606 データ出力バッファ部
607 クロック入力部
701 データ出力部に付与されたスイッチ及び負荷容
量回路
702 モード切り替え信号で導通/非導通を切り替え
るスイッチ
703 負荷容量
704 マスター部に付与されたスイッチ及び負荷容量
回路10 Region for Applying Substrate Bias in Scan Test Mode 11 Region for Reducing Power Supply Voltage in Scan Test Mode 101 Flip-Flop 102 on Scan Chain Flip-Flop 103 on Scan Chain Clock Input Wiring 104 of Flip-Flop 101 Clock Input of Flip-Flop 102 Wiring 110 Delay element 111 Delay element 112 composed of multistage gates Pch transistor 113 in conduction state Nch transistor 115 in conduction state Diode 116 Scan data input receiving inverter 117 Scan data high impedance control transfer gate 118 Capacitance element 201 N well region 202 P well region 203 High Vt region definition layer 204 Scan input circuit unit 205 using high threshold voltage transistor High threshold Scan-only output circuit unit 300 that uses a value-voltage transistor Scan input circuit unit 301 that uses a transistor whose threshold voltage is increased by applying back bias 301 Scan-only output circuit unit 302 that uses a transistor whose threshold voltage is increased by applying a back bias Bias generation circuit 303 Internal bias generation circuit 501 Buffer unit 502 having a function of changing buffer capacity Inverter 503 Tri-state buffer 601 that is in a high impedance output state in scan test mode Scan data input circuit unit 602 Normal data input circuit unit 603 Mode switching Circuit unit 604 Master unit 605 Slave unit 606 Data output buffer unit 607 Clock input unit 701 Switch and load capacitance circuit 702 mode applied to data output unit Switch 703 for switching conduction / non-conduction with a switching signal 703 Load capacitance 704 Switch and load capacitance circuit provided to master unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G132 AA01 AA03 AA05 AA06 AA17 AB01 AC14 AD07 AK07 AK12 AK14 AK15 AK23 AK27 AL11 AL16 5J043 AA09 EE01 HH06 JJ04 KK06 KK07 5J056 AA03 BB60 CC05 CC14 DD12 DD29 EE00 FF01 FF08 GG14 KK02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2G132 AA01 AA03 AA05 AA06 AA17 AB01 AC14 AD07 AK07 AK12 AK14 AK15 AK23 AK27 AL11 AL16 5J043 AA09 EE01 HH06 JJ04 KK06 KK07 5J056 AA03 BB60 CC05 CC14 DD12 DD29 EE00 FF01 FF08 GG14 KK02
Claims (24)
ータ入力回路部を有するスキャン型フリップフロップ回
路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャン
型フリップフロップ回路をシフトレジスタとして機能さ
せる半導体集積回路であって、 前記スキャンデータ入力回路部にスキャンデータの伝送
を遅延させる遅延素子を設けたことを特徴とする半導体
集積回路。1. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan flip-flop circuits having a scan data input circuit portion and a normal data input circuit portion, wherein the plurality of scan flip-flop circuits function as a shift register during a scan test. A semiconductor integrated circuit comprising a delay element for delaying the transmission of scan data in the scan data input circuit section.
ータ入力回路部を有するスキャン型フリップフロップ回
路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャン
型フリップフロップ回路をシフトレジスタとして機能さ
せる半導体集積回路であって、 前記スキャンデータ入力回路部は、電源電圧間に接続さ
れたデータ入力用トランジスタ回路に対して、論理構成
としては冗長な導通状態のトランジスタを直列に挿入し
たことを特徴とする半導体集積回路。2. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan flip-flop circuits having a scan data input circuit portion and a normal data input circuit portion, wherein the plurality of scan flip-flop circuits function as a shift register during a scan test. The semiconductor integrated circuit is characterized in that the scan data input circuit unit has a transistor for data input, which is connected between power supply voltages, in series with a transistor in a redundant conductive state as a logical configuration.
ータ入力回路部を有するスキャン型フリップフロップ回
路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャン
型フリップフロップ回路をシフトレジスタとして機能さ
せる半導体集積回路であって、 前記スキャンデータ入力回路部は、第1および第2の電
源電圧間に接続されたデータ入力用トランジスタ回路を
備え、前記第1の電源電圧と前記データ入力用トランジ
スタ回路との間、または前記データ入力用トランジスタ
回路と前記第2の電源電圧との間に、ダイオードを順方
向に挿入したことを特徴とする半導体集積回路。3. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan flip-flop circuits having a scan data input circuit portion and a normal data input circuit portion, wherein the plurality of scan flip-flop circuits function as a shift register during a scan test. The scan data input circuit unit includes a data input transistor circuit connected between first and second power supply voltages, and is provided between the first power supply voltage and the data input transistor circuit or the data input transistor circuit. A semiconductor integrated circuit in which a diode is inserted in a forward direction between the input transistor circuit and the second power supply voltage.
ータ入力回路部を有するスキャン型フリップフロップ回
路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャン
型フリップフロップ回路をシフトレジスタとして機能さ
せる半導体集積回路であって、 前記スキャンデータ入力回路部は、スキャンデータを入
力するインバータと、前記インバータの出力に接続され
高インピーダンス制御を行う回路との間に、負荷容量素
子を付与したことを特徴とする半導体集積回路。4. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan flip-flop circuits having a scan data input circuit portion and a normal data input circuit portion, the scan integrated flip-flop circuits functioning as shift registers during a scan test. The scan data input circuit unit is characterized in that a load capacitance element is provided between an inverter for inputting scan data and a circuit connected to the output of the inverter for performing high impedance control.
ータ入力回路部を有するスキャン型フリップフロップ回
路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャン
型フリップフロップ回路をシフトレジスタとして機能さ
せる半導体集積回路であって、 前記スキャン型フリップフロップ回路内で通常動作モー
ドではデータが通過せず、スキャンテストモード時のス
キャンデータのみが通過するスキャン専用回路部分を構
成するトランジスタを、前記スキャン専用回路部分を除
く他の回路部分を構成するトランジスタに対し高閾値電
圧化するために、前記スキャン専用回路部分を構成する
トランジスタが形成されたウェル領域の不純物濃度を前
記他の回路部分を構成するトランジスタが形成されたウ
ェル領域の不純物濃度よりも高くしたことを特徴とする
半導体集積回路。5. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan type flip-flop circuits each having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section, the plurality of scan type flip-flop circuits functioning as a shift register during a scan test. In the scan-type flip-flop circuit, transistors that constitute a scan-dedicated circuit portion through which data does not pass in the normal operation mode but only scan data in the scan test mode pass through circuits other than the scan-dedicated circuit portion. In order to increase the threshold voltage of the transistor forming the portion, the impurity concentration of the well region in which the transistor forming the scan-dedicated circuit portion is formed is adjusted to that of the well region in which the transistor forming the other circuit portion is formed. Higher than impurity concentration The semiconductor integrated circuit according to claim.
て構成されるスキャン専用回路部分は、スキャンデータ
入力回路部であることを特徴とする請求項5記載の半導
体集積回路。6. The semiconductor integrated circuit according to claim 5, wherein the scan-dedicated circuit portion configured by using a transistor having a high threshold voltage is a scan data input circuit portion.
ャンデータ専用出力回路部および通常データ出力回路部
を有し、高閾値電圧化されたトランジスタを用いて構成
されるスキャン専用回路部分は、前記スキャンデータ専
用出力回路部であることを特徴とする請求項5記載の半
導体集積回路。7. A scan flip-flop circuit has a scan data dedicated output circuit section and a normal data output circuit section, and the scan dedicated circuit section configured by using a transistor having a high threshold voltage is dedicated to the scan data. The semiconductor integrated circuit according to claim 5, wherein the semiconductor integrated circuit is an output circuit section.
ータ入力回路部を有するスキャン型フリップフロップ回
路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャン
型フリップフロップ回路をシフトレジスタとして機能さ
せる半導体集積回路であって、 前記スキャン型フリップフロップ回路内で通常動作モー
ドではデータが通過せず、スキャンテストモード時のス
キャンデータのみが通過するスキャン専用回路部分を構
成するトランジスタのゲート絶縁膜の膜厚を、前記スキ
ャン専用回路部分を除く他の回路部分を構成するトラン
ジスタのゲート絶縁膜よりも厚くしたことを特徴とする
半導体集積回路。8. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan flip-flop circuits each having a scan data input circuit portion and a normal data input circuit portion, wherein the plurality of scan flip-flop circuits function as a shift register during a scan test. In the scan flip-flop circuit, the film thickness of the gate insulating film of the transistor forming the scan-dedicated circuit portion where the data does not pass in the normal operation mode but only the scan data in the scan test mode passes A semiconductor integrated circuit characterized in that it is thicker than a gate insulating film of a transistor constituting other circuit parts excluding the circuit part.
て構成されるスキャン専用回路部分は、スキャンデータ
入力回路部であることを特徴とする請求項8記載の半導
体集積回路。9. The semiconductor integrated circuit according to claim 8, wherein the scan-dedicated circuit portion configured by using a transistor having a thick gate insulating film is a scan data input circuit portion.
キャンデータ専用出力回路部および通常データ出力回路
部を有し、ゲート絶縁膜の厚いトランジスタを用いて構
成されるスキャン専用回路部分は、前記スキャンデータ
専用出力回路部であることを特徴とする請求項8記載の
半導体集積回路。10. A scan flip-flop circuit has a scan data dedicated output circuit section and a normal data output circuit section, and the scan dedicated circuit section configured by using a transistor having a thick gate insulating film outputs the scan data dedicated output. 9. The semiconductor integrated circuit according to claim 8, which is a circuit unit.
データ入力回路部を有するスキャン型フリップフロップ
回路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャ
ン型フリップフロップ回路をシフトレジスタとして機能
させる半導体集積回路であって、 前記スキャン型フリップフロップ回路内で通常動作モー
ドではデータが通過せず、スキャンテストモード時のス
キャンデータのみが通過するスキャン専用回路部分を構
成するトランジスタの基板電位を、前記スキャン専用回
路部分を除く他の回路部分を構成するトランジスタの基
板電位と電気的に分離し、かつ前記スキャン専用回路部
分を構成するトランジスタの閾値電圧が高くなる側にバ
ックバイアス設定したことを特徴とする半導体集積回
路。11. A semiconductor integrated circuit comprising a plurality of scan flip-flop circuits each having a scan data input circuit portion and a normal data input circuit portion, the plurality of scan flip-flop circuits functioning as a shift register during a scan test. In the scan type flip-flop circuit, the substrate potential of a transistor forming a scan dedicated circuit portion through which data does not pass in the normal operation mode but only scan data in the scan test mode passes, excluding the scan dedicated circuit portion, A semiconductor integrated circuit characterized by being electrically isolated from a substrate potential of a transistor constituting another circuit portion and having a back bias set on a side where a threshold voltage of a transistor constituting the scan-dedicated circuit portion becomes higher.
にバックバイアス設定されたスキャン専用回路部分は、
スキャンデータ入力回路部であることを特徴とする請求
項11記載の半導体集積回路。12. A scan-dedicated circuit portion in which a back bias is set on the side where the threshold voltage of a transistor is high,
12. The semiconductor integrated circuit according to claim 11, which is a scan data input circuit unit.
キャンデータ専用出力回路部および通常データ出力回路
部を有し、トランジスタの閾値電圧が高くなる側にバッ
クバイアス設定されたスキャン専用回路部分は、前記ス
キャンデータ専用出力回路部であることを特徴とする請
求項11記載の半導体集積回路。13. A scan type flip-flop circuit has a scan data dedicated output circuit section and a normal data output circuit section, and the scan dedicated circuit section in which back bias is set on the side where the threshold voltage of the transistor becomes high is the scan data. The semiconductor integrated circuit according to claim 11, wherein the semiconductor integrated circuit is a dedicated output circuit section.
部分を構成するトランジスタの基板電位を入力し、閾値
電圧が高くなる側にバックバイアス設定されるスキャン
専用回路部分を構成するトランジスタの基板電位を供給
するバイアス発生回路を設けたことを特徴とする請求項
11〜13のいずれかに記載の半導体集積回路。14. A substrate potential of a transistor constituting a circuit portion other than the scan-dedicated circuit portion is inputted, and a substrate potential of a transistor constituting the scan-dedicated circuit portion whose back bias is set on the side where the threshold voltage becomes higher is set. 14. The semiconductor integrated circuit according to claim 11, further comprising a bias generating circuit for supplying the bias.
通常動作モード時の電源電圧よりも低電圧にするように
したことを特徴とする請求項2、3、5〜14のいずれ
かに記載の半導体集積回路。15. The semiconductor according to claim 2, wherein the power supply voltage in the scan test mode is lower than the power supply voltage in the normal operation mode. Integrated circuit.
データ入力回路部を有するとともにスキャンテストモー
ドおよび通常動作モード時にデータを出力するデータ出
力回路部を有したスキャン型フリップフロップ回路を複
数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャン型フリ
ップフロップ回路をシフトレジスタとして機能させる半
導体集積回路であって、 前記データ出力回路部は、データの通過する少なくとも
一部分を2つの経路の並列回路構成とし、一方の前記経
路にはスキャンテストモードおよび通常動作モード時に
データを伝達する第1のバッファ部を設け、他方の前記
経路には通常動作モード時にデータを伝達し、かつスキ
ャンテストモード時には高インピーダンス出力となる第
2のバッファ部を設けたことを特徴とする半導体集積回
路。16. A plurality of scan-type flip-flop circuits having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section and having a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode are provided. A semiconductor integrated circuit that causes the plurality of scan-type flip-flop circuits to function as a shift register, wherein the data output circuit unit has a parallel circuit configuration of two paths in at least a part through which data passes, and one of the paths has a parallel circuit configuration. A second buffer unit is provided which transmits data in the scan test mode and the normal operation mode, and transmits the data to the other path in the normal operation mode and which has a high impedance output in the scan test mode. Semiconductor provided with Product circuit.
データ入力回路部を有するとともにスキャンテストモー
ドおよび通常動作モード時にデータを出力するデータ出
力回路部を有したスキャン型フリップフロップ回路を複
数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャン型フリ
ップフロップ回路をシフトレジスタとして機能させる半
導体集積回路であって、 前記スキャン型フリップフロップ回路内のスキャンデー
タ通過経路上のノードに一端が接続され、スキャンテス
トモード時に導通状態、通常動作モード時に非導通状態
となるスイッチ回路と、 前記スイッチ回路の他端と固定電位との間に接続した負
荷容量素子とを設けたことを特徴とする半導体集積回
路。17. A plurality of scan flip-flop circuits each having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section and having a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode are provided, and a scan type flip-flop circuit is provided. A semiconductor integrated circuit that causes the plurality of scan-type flip-flop circuits to function as shift registers, wherein one end is connected to a node on a scan data passage in the scan-type flip-flop circuit, which is in a conductive state in a scan test mode. A semiconductor integrated circuit comprising: a switch circuit that is turned off in an operation mode; and a load capacitance element connected between the other end of the switch circuit and a fixed potential.
データ入力回路部を有するとともにスキャンテストモー
ドおよび通常動作モード時にデータを出力するデータ出
力回路部を有したスキャン型フリップフロップ回路を複
数備え、スキャンテスト時に前記複数のスキャン型フリ
ップフロップ回路をシフトレジスタとして機能させる半
導体集積回路であって、 前記データ出力回路部のデータ通過経路上のノードを、
スキャンテストモード時に導通状態、通常動作モードに
非導通状態となる駆動能力の低いスイッチ回路を介し
て、固定電位に接続したことを特徴とする半導体集積回
路。18. A plurality of scan-type flip-flop circuits having a scan data input circuit section and a normal data input circuit section and having a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode are provided. A semiconductor integrated circuit that causes the plurality of scan flip-flop circuits to function as a shift register, wherein a node on a data passage path of the data output circuit unit is
A semiconductor integrated circuit characterized in that it is connected to a fixed potential through a switch circuit having a low drive capability that is conductive in a scan test mode and nonconductive in a normal operation mode.
タ入力回路部、マスター部、スレーブ部、および、スキ
ャンテストモードおよび通常動作モード時にデータを出
力するデータ出力回路部を有したスキャン型フリップフ
ロップ回路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数の
スキャン型フリップフロップ回路をシフトレジスタとし
て機能させる半導体集積回路であって、 前記スキャン型フリップフロップ回路内において、前記
スキャンデータ入力回路部、前記マスター部及びスレー
ブ部内のクロック系信号によって高インピーダンス制御
を行う部分以外の部分、および前記データ出力回路部の
うちの少なくとも一部分を構成する第1のトランジスタ
の基板電位を、前記第1のトランジスタのソース電位お
よび前記第1のトランジスタで構成される部分を除いた
他の部分を構成する第2のトランジスタの基板電位と電
気的に分離し、通常動作モード時には前記第1のトラン
ジスタの基板電位を前記第1のトランジスタのソース電
位および前記第2のトランジスタの基板電位と同電位に
設定し、スキャンテストモード時には前記第1のトラン
ジスタの閾値電圧が前記第2のトランジスタよりも高く
なるように前記第1のトランジスタの基板電位をバック
バイアス設定するようにしたことを特徴とする半導体集
積回路。19. A scan type flip-flop circuit having a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode. A semiconductor integrated circuit having a plurality of scan type flip-flop circuits as a shift register at the time of a scan test, wherein the scan data input circuit section, the master section and the slave section are provided in the scan type flip-flop circuit. The substrate potential of the first transistor, which constitutes at least a part of the data output circuit section other than the section for performing high impedance control by a clock signal, is set to the source potential of the first transistor and the first transistor. Structure with transistor Electrically separated from the substrate potential of the second transistor that constitutes the other portion except the above-mentioned portion, and the substrate potential of the first transistor is set to the source potential of the first transistor and the first transistor in the normal operation mode. The substrate potential of the first transistor is set to the same potential as the substrate potential of the second transistor, and the substrate potential of the first transistor is back-biased so that the threshold voltage of the first transistor is higher than that of the second transistor in the scan test mode. A semiconductor integrated circuit characterized by the above.
通常動作モード時の電源電圧よりも低電圧にするように
したことを特徴とする請求項19記載の半導体集積回
路。20. The semiconductor integrated circuit according to claim 19, wherein the power supply voltage in the scan test mode is set to be lower than the power supply voltage in the normal operation mode.
タ入力回路部、マスター部、スレーブ部、および、スキ
ャンテストモードおよび通常動作モード時にデータを出
力するデータ出力回路部を有したスキャン型フリップフ
ロップ回路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数の
スキャン型フリップフロップ回路をシフトレジスタとし
て機能させる半導体集積回路であって、 前記スキャン型フリップフロップ回路内において、前記
スキャンデータ入力回路部、前記マスター部及びスレー
ブ部内のクロック系信号によって高インピーダンス制御
を行う部分以外の部分、および前記データ出力回路部の
うちの少なくとも一部分の電源電位を、他の部分の電源
電位と電気的に分離し、通常動作モード時には前記一部
分の電源電位と前記他の部分の電源電位とを同電位に設
定し、スキャンテストモード時には前記一部分の電源電
位を前記他の部分の電源電位よりも低い電位に設定する
ようにしたことを特徴とする半導体集積回路。21. A scan type flip-flop circuit having a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode. A semiconductor integrated circuit having a plurality of scan type flip-flop circuits as a shift register at the time of a scan test, wherein the scan data input circuit section, the master section and the slave section are provided in the scan type flip-flop circuit. A power supply potential of a portion other than a portion for performing high impedance control by a clock signal and at least a portion of the data output circuit portion is electrically separated from a power supply potential of another portion, and in the normal operation mode, the power The power supply potential and the voltage of the other parts The semiconductor integrated circuit, characterized in that the potential is set to the same potential, the scan test mode and to set the power supply potential of said portion to a lower potential than the power supply potential of the other portion.
タ入力回路部、マスター部、スレーブ部、および、スキ
ャンテストモードおよび通常動作モード時にデータを出
力するデータ出力回路部を有したスキャン型フリップフ
ロップ回路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数の
スキャン型フリップフロップ回路をシフトレジスタとし
て機能させる半導体集積回路であって、 前記スキャン型フリップフロップ回路内において、前記
スキャンデータ入力回路部、前記マスター部及びスレー
ブ部内のクロック系信号によって高インピーダンス制御
を行う部分以外の部分、および前記データ出力回路部の
うちの少なくとも一部分からなる第1の回路部内のトラ
ンジスタのソースに接続する電源電位を、前記トランジ
スタの基板電位および前記第1の回路部を除いた他の回
路部の電源電位と電気的に分離し、通常動作モード時に
は前記トランジスタのソースに接続する電源電位を、前
記トランジスタの基板電位および前記他の回路部の電源
電位と同電位に設定し、スキャンテストモード時には前
記トランジスタのソースに接続する電源電位を、前記ト
ランジスタの基板電位および前記他の回路部の電源電位
よりも低い電位に設定するようにしたことを特徴とする
半導体集積回路。22. A scan type flip-flop circuit having a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode. A semiconductor integrated circuit having a plurality of scan type flip-flop circuits as a shift register at the time of a scan test, wherein the scan data input circuit section, the master section and the slave section are provided in the scan type flip-flop circuit. A power supply potential connected to a source other than a portion for performing high impedance control by a clock system signal and a source of a transistor in a first circuit portion including at least a part of the data output circuit portion is set to the substrate potential of the transistor and the source potential of the transistor. First The power supply potential that is electrically separated from the power supply potentials of the other circuit parts except the path part and is connected to the source of the transistor in the normal operation mode is the same as the substrate potential of the transistor and the power supply potential of the other circuit part. And a power supply potential connected to the source of the transistor in the scan test mode is set to a potential lower than the substrate potential of the transistor and the power supply potential of the other circuit portion. Integrated circuit.
タ入力回路部、マスター部、スレーブ部、および、スキ
ャンテストモードおよび通常動作モード時にデータを出
力するデータ出力回路部を有したスキャン型フリップフ
ロップ回路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数の
スキャン型フリップフロップ回路をシフトレジスタとし
て機能させる半導体集積回路であって、 前記スキャン型フリップフロップ回路内において、前記
スキャンデータ入力回路部、前記マスター部及びスレー
ブ部内のクロック系信号によって高インピーダンス制御
を行う部分以外の部分、および前記データ出力回路部の
うちの少なくとも一部分のグランド電位を、他の部分の
グランド電位と電気的に分離し、通常動作モード時には
前記一部分のグランド電位と前記他の部分のグランド電
位とを同電位に設定し、スキャンテストモード時には前
記一部分のグランド電位を前記他の部分のグランド電位
よりも高い電位に設定するようにしたことを特徴とする
半導体集積回路。23. A scan-type flip-flop circuit having a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode. A semiconductor integrated circuit having a plurality of scan type flip-flop circuits as a shift register at the time of a scan test, wherein the scan data input circuit section, the master section and the slave section are provided in the scan type flip-flop circuit. The ground potential of at least a portion of the portion other than the portion for performing high impedance control by a clock system signal and the data output circuit portion is electrically separated from the ground potential of the other portion, and in the normal operation mode, the ground potential of the portion is Ground potential and above The semiconductor integrated circuit of a ground potential portion is set to the same potential, the scan in the test mode, characterized in that so as to set the ground potential of the portion to a potential higher than the ground potential of the other portion.
タ入力回路部、マスター部、スレーブ部、および、スキ
ャンテストモードおよび通常動作モード時にデータを出
力するデータ出力回路部を有したスキャン型フリップフ
ロップ回路を複数備え、スキャンテスト時に前記複数の
スキャン型フリップフロップ回路をシフトレジスタとし
て機能させる半導体集積回路であって、 前記スキャン型フリップフロップ回路内において、前記
スキャンデータ入力回路部、前記マスター部及びスレー
ブ部内のクロック系信号によって高インピーダンス制御
を行う部分以外の部分、および前記データ出力回路部の
うちの少なくとも一部分からなる第1の回路部内のトラ
ンジスタのソースに接続するグランド電位を、前記トラ
ンジスタの基板電位および前記第1の回路部を除いた他
の回路部のグランド電位と電気的に分離し、通常動作モ
ード時には前記トランジスタのソースに接続するグラン
ド電位を、前記トランジスタの基板電位および前記他の
回路部のグランド電位と同電位に設定し、スキャンテス
トモード時には前記トランジスタのソースに接続するグ
ランド電位を、前記トランジスタの基板電位および前記
他の回路部のグランド電位よりも高い電位に設定するよ
うにしたことを特徴とする半導体集積回路。24. A scan-type flip-flop circuit having a scan data input circuit section, a normal data input circuit section, a master section, a slave section, and a data output circuit section for outputting data in a scan test mode and a normal operation mode. A semiconductor integrated circuit having a plurality of scan type flip-flop circuits as a shift register at the time of a scan test, wherein the scan data input circuit section, the master section and the slave section are provided in the scan type flip-flop circuit. A ground potential connected to the source of the transistor in the first circuit section, which is formed of at least a part of the data output circuit section other than the section for performing high impedance control by a clock signal, is set to the substrate potential of the transistor and the ground potential. First Electrically separated from the ground potential of the other circuit portion except the circuit portion, the ground potential connected to the source of the transistor in the normal operation mode, the substrate potential of the transistor and the ground potential of the other circuit portion. The same potential is set, and in the scan test mode, the ground potential connected to the source of the transistor is set to a potential higher than the substrate potential of the transistor and the ground potential of the other circuit section. Semiconductor integrated circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001365586A JP2003167030A (en) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001365586A JP2003167030A (en) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | Semiconductor integrated circuit |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2007254905A Division JP2008070375A (en) | 2007-09-28 | 2007-09-28 | Semiconductor integrated circuit |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003167030A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7082068B2 (en) | 2004-06-03 | 2006-07-25 | Hynix Semiconductor Inc. | Semiconductor memory device and method for adjusting internal voltage thereof |
| JP2006279621A (en) * | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Yamaha Corp | Sequential circuit |
| US7320098B2 (en) | 2004-05-28 | 2008-01-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor integrated circuit device having scan flip-flop circuit |
| US7480844B2 (en) | 2005-03-18 | 2009-01-20 | Fujitsu Limited | Method for eliminating hold error in scan chain |
| EP2392833A1 (en) | 2003-06-11 | 2011-12-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Shaft structure for variable vanes |
-
2001
- 2001-11-30 JP JP2001365586A patent/JP2003167030A/en active Pending
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