JP2009270912A - Semiconductor integrated circuit and inspection method of semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
【課題】検査用のデータを外部からシリアル入力する場合に、外部端子の増加を極力抑制しつつ検査時間を短縮できる半導体集積回路を提供する。
【解決手段】被検査回路部4には電源入力端子12を介して外部より3V電源を供給し、検査回路部5に対しては電源入力端子13を介して5V電源を供給する。そして、検査回路部5は、検査データ入力端子10を介してクロック同期でシリアルに入力されるデータをパラレルに変換して、変換した検査用データをレベルシフト回路9でレベル変換して被検査回路部4に与える。
【選択図】図1A semiconductor integrated circuit capable of reducing an inspection time while suppressing an increase in external terminals as much as possible when data for inspection is serially input from the outside.
A 3V power supply is supplied to a circuit under test 4 from the outside via a power input terminal 12 and a 5V power is supplied to the circuit under test 5 via a power input terminal 13. Then, the inspection circuit unit 5 converts the data serially input in synchronization with the clock through the inspection data input terminal 10 to parallel, and converts the level of the converted inspection data by the level shift circuit 9 to inspect the circuit to be inspected. Part 4 is given.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、外部よりクロック同期でシリアルに入力されるデータをパラレルに変換して、被検査回路部に検査用データを出力する検査回路部を備える半導体集積回路,及びその半導体集積回路の検査方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit including a test circuit unit that converts data serially input from the outside in synchronization with a clock into parallel and outputs test data to the circuit unit to be tested, and a method for testing the semiconductor integrated circuit About.
半導体集積回路については、多機能化に応じて回路規模が増大する傾向にあり、各回路の機能を全て検査するのに時間を要することが問題となっている。機能検査用のデータを、外部よりシリアルに入力する場合には、検査用のデータ入力端子を増やすことで各部の検査を並行して行うようにすれば、検査時間を短縮することができる。しかしながら、その一方で、検査用の外部端子が増えると半導体集積回路のパッケージサイズが大型化することにつながる。半導体集積回路は、多機能化と同時に小型化も不断に要求されているため、検査時間の短縮とパッケージの小型化とはトレードオフの関係にある。 With respect to semiconductor integrated circuits, the circuit scale tends to increase as the number of functions increases, and it takes time to inspect all the functions of each circuit. When the function test data is serially input from the outside, the test time can be shortened by increasing the number of test data input terminals to test each part in parallel. However, when the number of external terminals for inspection increases, the package size of the semiconductor integrated circuit increases. Since semiconductor integrated circuits are constantly required to be miniaturized as well as multifunctional, there is a trade-off between shortening the inspection time and miniaturizing the package.
上記のような半導体集積回路の検査に関する従来技術として、例えば特許文献1に開示されているものがある。特許文献1では、内蔵する自己検査回路に対して被測定回路よりも高い電源電圧を供給可能とすることで、自己検査回路の動作マージンを確保するようにしている。
しかしながら、特許文献1の半導体集積回路では、検査データを外部から入力する構成ではなく、電源が投入されると、自己検査回路が自動的に検査用信号を発生させるようになっている。したがって、特許文献1の構成では、検査用の外部端子が増えることは問題とならないが、実行可能な検査パターンが限られてしまう。また、検査パターンを増やそうとすれば、内部で保持する検査データの容量が増加するため、例えば複数のICチップが搭載されているマルチチップ構成の場合などには、各チップに対応して自己検査回路を付加すると回路規模自体が増大することになってしまう。
However, in the semiconductor integrated circuit disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検査用のデータを外部からシリアル入力する場合に、外部端子の増加を極力抑制しつつ検査時間を短縮できる半導体集積回路及び半導体集積回路の検査方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit and a semiconductor capable of shortening the inspection time while suppressing the increase in the number of external terminals as much as possible when serially inputting inspection data from the outside. An object of the present invention is to provide an integrated circuit inspection method.
請求項1記載の半導体集積回路によれば、検査回路部は、検査データ入力端子を介してクロック同期でシリアルに入力されるデータをパラレルに変換して被検査回路部に出力する。この場合、被検査回路部には第1電源端子を介して外部より電源が供給され、検査回路部に対しては第2電源端子を介して、被検査回路部に供給される電源電圧よりも高い電圧の電源が供給される。そして、検査用データは、レベルシフト回路によりレベル変換されて被検査回路部に与えられる。 According to the semiconductor integrated circuit of the first aspect, the inspection circuit unit converts the data input serially in synchronization with the clock via the inspection data input terminal into parallel and outputs the parallel data to the circuit under test. In this case, power is supplied from the outside to the circuit portion to be inspected via the first power supply terminal, and the power supply voltage supplied to the circuit portion to be inspected is supplied to the circuit portion to be inspected via the second power supply terminal. High voltage power is supplied. Then, the inspection data is level-converted by the level shift circuit and given to the circuit portion to be inspected.
即ち、検査回路部には被検査回路部よりも高い電圧の電源が供給されるので、検査回路部を構成する各素子はより高速に動作することができる。従って、外部より与える同期クロックの周波数を高くして検査データをシリアル入力する時間を短縮できるため、検査データ入力端子の数を減らして、1つの端子よりシリアルに入力するデータのビット数が多くなった場合でも検査を短時間で行うことができ、外部端子の増加を抑制してパッケージサイズを小型化することができる。
そして、検査回路部を使用する頻度は被検査回路部に比較して極めて低いので、より高い電源電圧を与えることでストレスが加わるとしても機能的に問題がない。そして、使用頻度が高い被検査回路部については、そのような影響が及ばないため、信頼性が低下することも無い。
That is, since a power supply having a voltage higher than that of the circuit portion to be inspected is supplied to the inspection circuit portion, each element constituting the inspection circuit portion can operate at a higher speed. Therefore, since the time for serially inputting the inspection data can be shortened by increasing the frequency of the synchronous clock applied from the outside, the number of inspection data input terminals is reduced and the number of bits of data input serially from one terminal is increased. In this case, the inspection can be performed in a short time, and the increase in the number of external terminals can be suppressed and the package size can be reduced.
Since the frequency of using the test circuit unit is extremely low compared to the circuit unit to be tested, there is no functional problem even if stress is applied by applying a higher power supply voltage. Since the circuit portion to be inspected that is frequently used does not have such an influence, the reliability is not lowered.
請求項2記載の半導体集積回路によれば、被検査回路部が複数のICチップであるものに適用する。即ち、マルチチップ構成の場合、機能検査をより多くの項目について行なう必要があり、全体の検査時間も長引くことになる。そこで、本発明を適用すれば、外部端子の増加を抑制しつつ検査を短時間で行うことができるようになり好適である。 According to the semiconductor integrated circuit of the second aspect, the present invention is applied to a case where the circuit portion to be inspected is a plurality of IC chips. That is, in the case of a multi-chip configuration, it is necessary to perform functional inspection for more items, and the overall inspection time is also prolonged. Therefore, the application of the present invention is preferable because the inspection can be performed in a short time while suppressing the increase in the number of external terminals.
請求項3記載の半導体集積回路によれば、検査回路部を複数のICチップに対して共通化するので、検査回路部をICチップと同数設ける必要がなく、半導体集積回路の全体を小型に構成できる。 According to the semiconductor integrated circuit of the third aspect, since the test circuit unit is shared by a plurality of IC chips, it is not necessary to provide the same number of test circuit units as the IC chips, and the entire semiconductor integrated circuit is configured in a small size. it can.
以下、本願発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1は、本実施例の半導体集積回路の構成を要旨に係る部分について示す機能ブロック図である。マルチチップモジュール1(半導体集積回路)は、例えば、2つのICチップ2,3を備えている。ICチップ2は、被検査回路部4と検査回路部5とで構成されている。被検査回路部4は、例えば4個のフリップフロップ6をシリアルに接続して構成される4ビットのシフトレジスタ7(1,2),このシフトレジタ7(1,2)より出力される4ビットデータをラッチするラッチ回路8(1,2),ラッチ回路8の出力データをレベルシフトして被検査回路部4に出力するレベルシフト回路9を備えている。
シフトレジスタ7(1,2)を構成する初段のフリップフロップ6のD入力端子は、マルチチップモジュール1の外部端子である検査データ入力端子10(1,2)に接続されている。そして、各フリップフロップ6のクロック端子CLKは、同外部端子であるクロック入力端子11に接続されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing a part related to the gist of the configuration of the semiconductor integrated circuit of the present embodiment. The multichip module 1 (semiconductor integrated circuit) includes, for example, two
The D input terminal of the first stage flip-
また、マルチチップモジュール1は、2つの電源入力端子12,13(第1,第2電源端子)を備えており、これらの電源入力端子12,13は、外部より与えられた電源V1,V2を、被検査回路部4,検査回路部5にそれぞれ独立して供給する。被検査回路部4は例えば3Vの電源電圧で動作し、検査回路部5は例えば5Vの電源電圧で動作する。そこで、レベルシフト回路9は、検査回路部5より被検査回路部4に出力されるデータのハイレベルを、5V→3Vにレベル変換するようになっている。
尚、ICチップ3は、被検査回路部4に相当する構成だけを備えており、レベルシフト回路9より出力される8ビットのデータバスは、ICチップ3にも接続されている。
The
The
次に、本実施例の作用について、図2も参照して説明する。マルチチップモジュール1が通常動作する場合には、電源入力端子12に3Vの電源V1が供給される。そして、被検査回路部4の検査を行う場合には、電源入力端子13に5Vの電源V1を供給して検査回路部5を動作させる。
この時、クロック入力端子11よりシリアルクロック信号(例えば、周波数数MHz〜10数MHz程度)が入力されると共に、そのクロック信号に同期して検査データがシリアルに入力されると、シフトレジスタ7が、そのシリアルデータをパラレルに変換する。ラッチ回路8は、図示しない制御回路が例えば上記クロック信号のパルス入力数をカウントすることで、シリアルデータの入力が完了した時点で与えられるラッチ信号により、シフトレジスタ7でシリアル/パラレル変換されたデータをラッチする。ラッチされたデータは、レベルシフト回路9を介して被検査回路部4に出力され、その検査データによって被検査回路部4の機能が検査される。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. When the
At this time, when a serial clock signal (for example, a frequency of about several MHz to several tens MHz) is input from the
この場合、検査回路部5は、被検査回路部4よりも高い電圧の電源V2が供給されているので高速動作が可能であり、シフトレジスタ7におけるシリアル/パラレル変換処理を迅速に行うことができる。一般に、論理回路では、電源電圧が高くなるほど信号の伝搬遅延時間が短くなるため、高速に動作するようになる。したがって、図1では図示の都合上シフトレジスタ7を4ビット構成で示しているが、より大規模な8ビットや16ビット,或いはそれ以上に構成することも可能である。
そして、検査データの入力を短時間で行うことが可能であれば、上記のようにシフトレジスタ7を大規模化することができるから、検査データ入力端子10を設ける数を減らすことができる。
In this case, since the
If the inspection data can be input in a short time, the
ここで、図2には、比較のため、マルチチップモジュール1と同様に検査データを外部よりシリアルに入力する構成の従来例を示す。従来のマルチチップモジュール21では、被検査回路部22と検査回路部23に供給される電源が共通であり、1つの電源入力端子12によって、被検査回路部22の動作電圧が3Vであれば3V電源が供給される。すると、シフトレジスタ24の動作速度が上がらないため、検査を短時間で行うには、シフトレジスタ24を小規模に(図2では2ビット)構成するしかない。その結果、検査データ入力端子10の数が増加することになる。
Here, for comparison, FIG. 2 shows a conventional example of a configuration in which inspection data is serially input from the outside as in the
図2でも、図示の都合上、被検査回路部22に出力される検査データは6ビット分しか示していないが、8ビットであれば検査データ入力端子10は4本必要である。すなわち、図1のマルチチップモジュール1では、電源入力端子が1本余分に必要であるが、外部端子の総本数は5本であり、図2のマルチチップモジュール21では、外部端子の総本数は6本となる。この本数の差は、マルチチップモジュール1のシフトレジスタ7をより大規模化すれば、更に大きくなる。また、マルチチップモジュール1側にはレベルシフト回路9が必要となるが、それに伴う回路規模の増加が負担となることはない。
Also in FIG. 2, for the convenience of illustration, the inspection data output to the
尚、図2の構成において、被検査回路部22と検査回路部23とを何れも5V電源で動作させることも考えられるが、例えばMOSプロセスで構成されている場合、回路に高い電圧を印加すると、ホットキャリア劣化による寿命の短命化が進む。すなわち、ホットキャリア劣化による回路の寿命は、基板電流をIsubとすると、
(寿命)∝Isub−α…(1)
で表され、基板電流Isubが増加すると短命化が加速する。そして、基板電流Isubは、電源電圧をVdsとすると、
Isub∝Vdsβ …(2)
で表されるから、電源電圧Vdsの上昇に応じて短命化が進むことになる。尚、(1),(2)式におけるα,βは定数である。
In the configuration of FIG. 2, it is conceivable that both the circuit under
(Life) ∝Isub -α (1)
As the substrate current Isub increases, the shortening of life is accelerated. And the substrate current Isub is Vds as the power supply voltage.
Isub∝Vds β (2)
Therefore, the lifespan shortens as the power supply voltage Vds increases. Note that α and β in the equations (1) and (2) are constants.
そして、マルチチップモジュール1本来の機能をなす被検査回路部4が動作する時間に比較して、検査回路部5が動作する時間は検査時のみであるから極めて短い。したがって、検査回路部5側に高い電圧を検査時だけ与えてストレスを加えても、マルチチップモジュール1としての機能に影響が及ぶことはない。
Compared with the time during which the
以上のように本実施例によれば、被検査回路部4には電源入力端子12を介して外部より3V電源を供給し、検査回路部5に対しては電源入力端子13を介して5V電源を供給する。そして、検査回路部5は、検査データ入力端子10を介してクロック同期でシリアルに入力されるデータをパラレルに変換して、変換した検査用データをレベルシフト回路9でレベル変換して被検査回路部4に与えるようにした。
従って、外部より与える同期クロックの周波数を高くして検査データをシリアル入力する時間を短縮できるので、検査データ入力端子10の数を減らして、1つの端子よりシリアルに入力するデータのビット数が多くなった場合でも検査を短時間で行うことができ、外部端子の増加を抑制してパッケージサイズを小型化することができる。そして、高い電圧は使用される頻度が低い検査回路部5側だけに印加されるので、使用頻度が高い被検査回路部4にはそのような影響が及ぶことがなく、信頼性が低下することも無い。
As described above, according to the present embodiment, 3 V power is supplied to the circuit under
Therefore, since the time for serially inputting the inspection data can be shortened by increasing the frequency of the synchronous clock given from the outside, the number of inspection
そして、複数のICチップ2,3を備えるマルチチップモジュール1に適用するので、機能検査をより多くの項目について行なう必要があり、全体の検査時間が長引かざるを得ないものに本発明を適用すれば、外部端子の増加を抑制しつつ検査を短時間で行うことができるようになり好適である。
加えて、検査回路部5を複数のICチップ2,3に対して共通化するので、検査回路部5をICチップと同数設ける必要がなく、マルチチップモジュール1の全体を小型に構成できる。
Since the present invention is applied to the
In addition, since the
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
シングルチップ構成の半導体集積回路に適用しても良い。また、ICチップを3つ以上備えるものに適用しても良い。
複数のICチップを備えている場合、各ICチップの被検査回路部に対応して検査回路部を設けても良い。
検査データのビット数は、適宜変更して実施すれば良い。
被検査回路部と検査回路部とにそれぞれ与える電源電圧も一例であり、条件(V1<V2)を満たす範囲で個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
You may apply to the semiconductor integrated circuit of a single chip structure. Moreover, you may apply to what is equipped with three or more IC chips.
When a plurality of IC chips are provided, an inspection circuit portion may be provided corresponding to the circuit portion to be inspected of each IC chip.
The number of bits of the inspection data may be changed as appropriate.
The power supply voltages applied to the circuit part to be inspected and the circuit part to be inspected are also examples, and may be appropriately changed according to individual designs within a range that satisfies the condition (V1 <V2).
図面中、1はマルチチップモジュール(半導体集積回路)、2はICチップ、3はICチップ(被検査回路部)、4は被検査回路部、5は検査回路部、7はシフトレジスタ、9はレベルシフト回路、10は検査データ入力端子、11はクロック入力端子、12,13は電源入力端子(第1,第2電源端子)を示す。 In the drawings, 1 is a multichip module (semiconductor integrated circuit), 2 is an IC chip, 3 is an IC chip (circuit portion to be inspected), 4 is a circuit portion to be inspected, 5 is an inspection circuit portion, 7 is a shift register, A level shift circuit, 10 is an inspection data input terminal, 11 is a clock input terminal, and 12 and 13 are power supply input terminals (first and second power supply terminals).
Claims (6)
前記被検査回路部に対して外部より電源が供給される第1電源端子と、
前記第1電源端子に供給される電源電圧よりも高い電源電圧が印加され、前記検査回路部に対して外部より電源が供給される第2電源端子とを備え、
前記検査回路部は、前記検査用データのレベルを変換して前記被検査回路部に出力するレベルシフト回路を有していることを特徴とする半導体集積回路。 When a clock signal is given from the outside via a circuit input to be inspected and a clock input terminal, and the data input serially through the inspection data input terminal is converted into parallel in synchronization with the clock signal, the circuit to be inspected In a semiconductor integrated circuit comprising a test circuit unit that outputs test data to the unit,
A first power supply terminal to which power is supplied from the outside to the circuit part to be inspected;
A power supply voltage higher than a power supply voltage supplied to the first power supply terminal is applied, and a second power supply terminal is provided to supply power to the inspection circuit unit from the outside,
The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the inspection circuit unit includes a level shift circuit that converts a level of the inspection data and outputs the converted data to the circuit under test.
前記被検査回路部に対して供給する電源電圧よりも高い電源電圧を、前記検査回路部に供給し、その状態で前記検査データを外部よりシリアルに入力し、
前記パラレルに変換した検査用データのレベルを変換して前記被検査回路部に出力することを特徴とする半導体集積回路の検査方法。 A clock signal is given from the circuit to be inspected and the clock input terminal from the outside, and the data inputted serially through the inspection data input terminal is converted into parallel in synchronization with the clock signal, and the object to be inspected In a test method for a semiconductor integrated circuit comprising a test circuit unit that outputs test data to a circuit unit,
Supply a power supply voltage higher than the power supply voltage supplied to the circuit portion to be inspected to the inspection circuit portion, and in that state, input the inspection data serially from the outside,
A method for inspecting a semiconductor integrated circuit, wherein the level of inspection data converted into parallel is converted and output to the circuit portion to be inspected.
Priority Applications (1)
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| JP2008121136A JP2009270912A (en) | 2008-05-07 | 2008-05-07 | Semiconductor integrated circuit and inspection method of semiconductor integrated circuit |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102433941B1 (en) * | 2021-11-11 | 2022-08-19 | 충남대학교 산학협력단 | New device performance test system and the new device performance test method |
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2008
- 2008-05-07 JP JP2008121136A patent/JP2009270912A/en active Pending
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| KR102433941B1 (en) * | 2021-11-11 | 2022-08-19 | 충남대학교 산학협력단 | New device performance test system and the new device performance test method |
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