本実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。
<実施形態1>
図1は、実施形態1に従う半導体装置1の概要を説明する図である。
図1を参照して、半導体装置1は、メモリマクロ15と、CPU20とを含む。
CPU20は、メモリマクロ15を制御して、メモリマクロ15に格納されているデータを取得する。
メモリマクロ15は、メモリアレイ2と、ワードドライバ3と、ロウデコーダ4と、検出回路5と、ロウエンコーダ6と、カラム選択回路7と、プリデコーダ8と、カラムエンコーダ9と、カラムデコーダ10とを含む。
メモリアレイ2は、行列状に配置された複数のメモリセルMCを有する。
メモリアレイ2は、メモリセル行にそれぞれ対応して設けられる複数のワード線WLと、メモリセル列にそれぞれ対応して設けられる複数のビット線BLを有する。
ワードドライバ3は、メモリセル行にそれぞれ対応して設けられる複数のワード線WLのうちの1本のワード線WLを駆動する。
ロウデコーダ4とワードドライバ3との間には複数のロウ選択線RWLが設けられる。
プリデコーダ8は、入力アドレス情報IADをデコードして入力ロウアドレス情報RADと入力カラムアドレス情報CADとに分けてそれぞれロウデコーダ4およびカラムデコーダ10に出力する。一例として本例においては、7ビットの入力アドレス情報IADに対して4ビットの入力ロウアドレス情報RADと、3ビットの入力カラムアドレス情報CADとに分割して、ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10にそれぞれ出力する。
ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のロウ選択線RWLに対してロウ選択信号を出力する。
ワードドライバ3は、ロウ選択信号にしたがってワード線WLを選択して「H」レベルに立ち上げる。
検出回路5は、ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10の故障を検出する。
ロウエンコーダ6は、複数のワード線WLと接続され、選択されたワード線WLの立ち上がりに基づいてロウアドレス情報をエンコードする。
カラム選択回路7は、複数のビット線BLのうちの1本のビット線BLを選択する。
カラムデコーダ10とカラム選択回路7との間には複数のカラム選択線Yが設けられる。
カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yに対してカラム選択信号を出力する。
カラムエンコーダ9は、複数のカラム選択線Yと接続され、選択されたカラム選択線Yの立ち上がりに基づいてカラムアドレス情報をエンコードする。
図2は、実施形態1に従うメモリアレイ2およびその周辺回路を説明する図である。
図2を参照して、メモリアレイ2は、行列状に配置された複数のメモリセルMCと、メモリセル行にそれぞれ対応して設けられる複数のワード線WLと、メモリセル列にそれぞれ対応して設けられる複数のビット線BL,/BLとを含む。
本例においては、一例としてメモリセル行にそれぞれ対応してワード線WL[0]〜WL[15]が設けられている。
また、メモリセル列にそれぞれ対応してビット線BL[0]〜BL[7]および相補のビット線/BL[0]〜/BL[7]が設けられている。
ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のロウ選択線RWL[0]〜RWL[15]にロウ選択信号を出力する。
ワードドライバ3は、複数のロウ選択線RWL[0]〜RWL[15]と接続され、複数のワード線WL[0]〜WL[15]のうちの1本のワード線WLを駆動するドライバユニットを含む。例えば、ワードドライバ3は、ロウ選択線RWL[0]が「H」レベルに設定された場合に、ワード線WL[0]を選択する。具体的には、ワード線WL[0]を「H」レベルに設定する。他のワード線WLについても同様である。
カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Y[0]〜Y[7]にカラム選択信号を出力する。
カラム選択回路7は、複数のカラム選択線Y[0]〜Y[7]と接続され、複数のビット線BLのうちの一本を選択する。具体的には、読出回路/書込回路12とビット線BLとを接続する。読出回路/書込回路12は、データ読出時には、選択されたビット線BLを介して読み出されたデータ信号を読出データDTOとして出力する。読出回路/書込回路12は、データ書込時には、読出/書込回路12は、入力された書込データDTIを選択されたビット線BLを介してメモリセルMCに書き込む。なお、本例においては、1ビットのデータ読出およびデータ書込について説明しているが、特にこれに限られず複数ビット(8ビット、16ビット等)の並列読出および並列書込を実行することも当然に可能である。
図3は、実施形態1に従う検出回路5、ロウエンコーダ6およびカラムエンコーダ9の回路構成を説明する図である。
図3を参照して、ロウエンコーダ6は、第1のロウエンコーダ6Aと、第2のロウエンコーダ6Bと、プリチャージ回路6Cと、ドライバ回路6Dとを含む。
第1のロウエンコーダ6Aは、複数のワード線WL[0]〜WL[15]と、複数のデータ線DL[0]〜DL[3]と、ワード線WLとデータ線DLとが交差する位置に行列状に所定の第1パターンで配置された複数のダミーセルDMCを含む。
第2のロウエンコーダ6Bは、複数のワード線WL[0]〜WL[15]と、複数のデータ線DL[4]〜DL[7]と、行列状に所定の第2パターンで配置された複数のダミーセルDMCを含む。
プリチャージ回路6Cは、複数のデータ線DL[0]〜DL[7]にそれぞれ対応して設けられ、複数のデータ線DL[0]〜DL[7]を所定の電圧にプリチャージする複数のプリチャージトランジスタPTを含む。プリチャージトランジスタPTは、制御信号PCBに従って動作し、制御信号PCBが「L」レベルの場合に複数のデータ線DL[0]〜DL[7]を所定の電圧にプリチャージする。
ドライバ回路6Dは、複数のデータ線DL[0]〜DL[7]にそれぞれ対応して設けられ、複数のデータ線DL[0]〜DL[7]のデータを反転して出力するインバータ群を含む。
図4は、実施形態1に従うダミーセルDMCの構成を説明する図である。
図4を参照して、ダミーセルDMCは、トランジスタTRSを含む。トランジスタTRSは、固定電圧VSSとデータ線DLとの間に接続され、ゲートはワード線WLと接続される。したがって、ワード線WLが「H」レベルの場合にトランジスタTRSは導通し、データ線DLを「L」レベルに設定する。
したがって、ワード線WLが「H」レベルに設定された場合に、当該ワード線WLとデータ線DLと交差する位置に配置されたダミーセルDMCは導通し、データ線DLを「L」レベルに設定する。
再び図3を参照して、第1のロウエンコーダ6Aに設けられた複数のダミーセルDMCは、任意のワード線WLが選択された場合に当該ワード線WLを選択するアドレス情報をエンコードするように所定の第1パターンで配置されている。
例えば、ワード線WL[0]が選択された場合には、当該ワード線WL[0]とデータ線DL[0]〜DL[3]と交差する位置にはダミーセルDMCは配置されていない。
したがって、データ線DL[0]〜DL[3]は、プリチャージされた所定の電圧レベル(「H」レベル)を維持する。
これに伴い、ドライバ回路6Dは、データ線DL[0]〜DL[3]のデータを反転して出力(「L」レベル)する。
本例においては、ドライバ回路6Dの出力が「H」レベルの場合にデータ「1」とする。また、ドライバ回路6Dの出力が「L」レベルの場合にはデータ「0」とする。
この場合、第1のロウエンコーダ6Aは、ワード線WL[0]が選択された場合にデータ線DL[0]〜DL[3]を介してドライバ回路6Dにより第1のロウアドレス情報RT(「0000」)を生成する。第1のロウエンコーダ6Aは、他のワード線WLが選択された場合についても同様にデータ線DL[0]〜DL[3]を介してワード線WLを選択する第1のロウアドレス情報RTを生成する。
第2のロウエンコーダ6Bは、第1のロウエンコーダ6Aと相補の関係にある第2のロウアドレス情報RBを生成する。
第2のロウエンコーダ6Bに設けられた複数のダミーセルDMCは、任意のワード線WLが選択された場合に当該ワード線WLを選択するアドレス情報をエンコードするように所定の第2パターンで配置されている。なお、第1のロウエンコーダ6Aに設けられた複数のダミーセルDMCの第1パターンと第2のロウエンコーダ6Bに設けられた複数のダミーセルDMCの第2パターンは、検出回路5の論理に応じて、互いに逆のパターンであってもよい。
例えば、ワード線WL[0]が選択された場合には、当該ワード線WL[0]とデータ線DL[4]〜DL[7]と交差する位置にはダミーセルDMCが配置されている。
したがって、データ線DL[4]〜DL[7]は、プリチャージされた所定の電圧レベルから「L」レベルに設定される。ドライバ回路6Dは、データ線DLのデータを反転して出力する。ドライバ回路6Dが「L」レベルの場合にデータ「0」とする。また、ドライバ回路6Dが「H」レベルの場合にはデータ「1」とする。
この場合、第2のロウエンコーダ6Bは、ワード線WL[0]が選択された場合にデータ線DL[4]〜DL[7]を介してドライバ回路6Dにより第2のロウアドレス情報RB(「1111)を生成する。第2のロウエンコーダ6Bは、他のワード線WLが選択された場合についても同様にデータ線DL[4]〜DL[7]を介してワード線WLを選択する第2のロウアドレス情報RBを生成する。
図5は、ワード線WLの選択とエンコードされる第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとの関係を説明する図である。
図5に示されるように、ワード線WL[0]〜WL[15]の選択に応じた第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが示されている。
第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとは、互いに相補の関係である場合が示されている。
再び図3を参照して、カラムエンコーダ9は、第1のカラムエンコーダ9Aと、第2のカラムエンコーダ9Bとを含む。
第1のカラムエンコーダ9Aは、複数のカラム選択線Y[0]〜Y[7]と、複数のNOR回路41,42,44,45,46,48と、複数のNAND回路40,43,47とを含む。
第1のカラムエンコーダ9Aに設けられた複数のNOR回路および複数のNAND回路は、任意のカラム選択線Yが選択された場合に当該カラム選択線Yを選択するアドレス情報をデコードするようにカラム選択線Yと所定の組み合わせで接続されている。
具体的には、NOR回路41は、カラム選択線Y[7]とカラム選択線Y[6]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路42は、カラム選択線Y[5]とカラム選択線Y[4]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路44は、カラム選択線Y[7]とカラム選択線Y[6]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路45は、カラム選択線Y[3]とカラム選択線Y[2]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路46は、カラム選択線Y[7]とカラム選択線Y[5]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路48は、カラム選択線Y[3]とカラム選択線Y[1]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。
NAND回路40は、NOR回路41,42からの入力を受けてNAND論理演算結果を出力する。
NAND回路43は、NOR回路44,45からの入力を受けてNAND論理演算結果を出力する。
NAND回路45は、NOR回路46,48からの入力を受けてNAND論理演算結果を出力する。
例えば、カラム選択線Y[7]が選択された場合には、当該カラム選択線Y[7]と接続されているNOR回路41,44,46は「L」レベルを出力する。これに従ってNAND回路40,43,47はそれぞれ「H」レベルを出力する。
この場合、第1のカラムエンコーダ9Aは、カラム選択線Y[7]が選択された場合に第1のカラムアドレス情報CT(「111」)を生成する。第1のカラムエンコーダ9Aは、カラム選択線Yが選択された場合についても同様にカラム選択線Yを選択する第1のカラムアドレス情報CTを生成する。
第2のカラムエンコーダ9Bは、第1のカラムエンコーダ9Aと相補の関係にある第2のカラムアドレス情報CBを生成する。
第2のカラムエンコーダ9Bは、複数のカラム選択線Y[0]〜Y[7]と、複数のNOR回路49,51,52,54,55,57と、複数のNAND回路50,53,56とを含む。なお、第1のカラムエンコーダ9Aと第2のカラムエンコーダ9Bは、第1のロウエンコーダ6Aと第2のロウエンコーダ6Bと同様に、ダミーセルDMCを用いて構成してもよい。
第2のカラムエンコーダ9Bに設けられた複数のNOR回路および複数のNAND回路は、任意のカラム選択線Yが選択された場合に当該カラム選択線Yを選択するアドレス情報をデコードするようにカラム選択線Yと所定の組み合わせで接続されている。
具体的には、NOR回路49は、カラム選択線Y[3]とカラム選択線Y[2]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路51は、カラム選択線Y[1]とカラム選択線Y[0]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路52は、カラム選択線Y[5]とカラム選択線Y[4]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路54は、カラム選択線Y[1]とカラム選択線Y[0]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路55は、カラム選択線Y[6]とカラム選択線Y[4]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。NOR回路57は、カラム選択線Y[2]とカラム選択線Y[0]からの入力を受けてNOR論理演算結果を出力する。
NAND回路50は、NOR回路49,51からの入力を受けてNAND論理演算結果を出力する。
NAND回路53は、NOR回路52,54からの入力を受けてNAND論理演算結果を出力する。
NAND回路56は、NOR回路55,57からの入力を受けてNAND論理演算結果を出力する。
例えば、カラム選択線Y[7]が選択された場合には、NOR回路は、接続されていない。したがって、NAND回路50,53,56は「L」レベルを維持する。
この場合、第2のカラムエンコーダ9Bは、カラム選択線Y[7]が選択された場合に第2のカラムアドレス情報CB(「000」)を生成する。第2のカラムエンコーダ9Bは、カラム選択線Yが選択された場合についても同様にカラム選択線Yを選択する第2のカラムアドレス情報CBを生成する。
図6は、カラム選択線Yの選択とエンコードされる第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBとの関係を説明する図である。
図6に示されるように、カラム選択線Y[0]〜Y[7]の選択に応じた第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBとが示されている。
第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとは、互いに相補の関係である場合が示されている。
再び図3を参照して、検出回路5は、第1ロウ判定回路5Aと、第2ロウ判定回路5Bと、第1カラム判定回路5Cと、第2カラム判定回路5Dと、合成回路5Eとを含む。
第1ロウ判定回路5Aは、EXOR回路64〜67とNAND回路70とを含む。
第2ロウ判定回路5Bは、EXOR回路60〜63と、NOR回路72とを含む。
第1カラム判定回路5Cは、EXOR回路33〜35と、NAND回路36とを含む。
第2カラム判定回路5Dは、EXOR回路30〜32と、NAND回路37とを含む。
合成回路5Eは、NAND回路74と、OR回路75と、フリップフロップ(FF)76とを含む。
第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して比較結果に基づく第1ロウ判定信号RFLGを出力する。
EXOR回路64〜67は、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとのそれぞれの1ビットずつの入力を受けてEXOR論理演算結果RBOをNAND回路70に出力する。
第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとは、正常である場合には互いに相補の関係にある。
したがって、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係にある場合(正常である場合)には、EXOR回路64〜67のEXOR論理演算結果RBOは全て「H」レベルを出力する。この場合、NAND回路70は、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。一方、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとが相補の関係に無い場合(正常でない場合)には、EXOR回路64〜67のEXOR論理演算結果RBOの少なくともいずれか1つは「L」レベルを出力する。この場合、NAND回路70は、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)を出力する。
第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)により、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとが相補の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、ロウデコーダ4に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常と、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常が判定される。
第2ロウ判定回路5Bは、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較して比較結果に基づく第2ロウ判定信号RCMPを出力する。
EXOR回路60〜63は、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとのそれぞれの1ビットずつの入力を受けてEXOR論理演算結果RTOをNOR回路72に出力する。
入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとは、正常である場合には同一の関係にある。
したがって、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとが同一の関係にある場合(正常である場合)には、EXOR回路60〜63のEXOR論理演算結果RTOは全て「L」レベルを出力する。この場合、NOR回路72は、第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)を出力する。一方、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとが同一の関係に無い場合(正常でない場合)には、EXOR回路60〜63のEXOR論理演算結果RTOの少なくともいずれか1つは「H」レベルを出力する。この場合、NOR回路72は、第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)を出力する。
第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)により、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとが同一の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、ロウデコーダ4に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択された誤選択異常が判定される。
第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して比較結果に基づく第1カラム判定信号CFLGを出力する。
EXOR回路33〜35は、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとのそれぞれの1ビットずつの入力を受けてEXOR論理演算結果CBOをNAND回路36に出力する。
第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとは、正常である場合には互いに相補の関係にある。
したがって、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係にある場合(正常である場合)には、EXOR回路33〜35のEXOR論理演算結果CBOは全て「H」レベルを出力する。この場合、NAND回路36は、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。一方、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報とが相補の関係に無い場合(正常でない場合)には、EXOR回路33〜35のEXOR論理演算結果CBOの少なくともいずれか1つは「L」レベルを出力する。この場合、NAND回路36は、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)を出力する。
第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)により、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが相補の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、カラムデコーダ10に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常と、複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が判定される。
第2カラム判定回路5Dは、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとを比較して比較結果に基づく第2カラム判定信号CCMPを出力する。
EXOR回路30〜32は、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとのそれぞれの1ビットずつの入力を受けてEXOR論理演算結果CTOをNOR回路37に出力する。
入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとは、正常である場合には同一の関係にある。
したがって、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとが同一の関係にある場合(正常である場合)には、EXOR回路30〜32のEXOR論理演算結果CTOは全て「L」レベルを出力する。この場合、NOR回路37は、第2カラム判定信号CCMP(「H」レベル)を出力する。一方、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとが同一の関係に無い場合(正常でない場合)には、EXOR回路30〜32のEXOR論理演算結果CTOの少なくともいずれか1つは「H」レベルを出力する。この場合、NOR回路37は、第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)を出力する。
第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)により、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとが同一の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、カラムデコーダ10に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択された誤選択異常が判定される。
合成回路5Eにおいて、NAND回路74は、第2ロウ判定信号RCMPと、第2カラム判定信号RCMPとの入力を受けてそのNAND論理演算結果をOR回路75に出力する。OR回路75は、第1ロウ判定信号RFLGと、第1カラム判定信号CFLGと、NAND回路74の出力とを受けてOR論理演算結果をフリップフロップ76に出力する。
OR回路75は、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と、第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)と、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)と、第2カラム判定信号CCMP(「H」レベル)であればフリップフロップ76に「L」レベルを格納する。一方、OR回路75は、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)、第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)、第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)のいずれかの状態であればフリップフロップ76に「H」レベルを格納する。
フリップフロップ76は、格納されたデータに基づいて異常信号FLAGを出力する。
図7は、実施形態1に従うロウデコーダ4およびカラムデコーダ10の異常を説明する図である。
図7に示されるように、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択された誤選択異常が生じた場合には、第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択された誤選択異常が生じた場合には、第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10がともに正常である場合には、異常信号FLAG(「L」レベル)に設定される。
実施形態1に従う検出回路5は、異常信号FLAGをCPU20に出力する。
実施形態1に従う検出回路5は、データ読出およびデータ書込の際に異常信号FLAGを出力する。したがって、実施形態1に従う構成により、簡易な方式でアドレスデコーダ(ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10)の故障を早期に検出することが可能である。
図8は、実施形態1に従う半導体装置1の動作を説明するタイミングチャート図(その1)である。
本例においては、正常動作する場合について説明する。
図8に示されるように、時刻T0において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T0において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T1において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T2において、第2カラム判定回路5Dは、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとを比較して一致しているため第2カラム判定信号CCMP(「「H」レベル)を出力する。
また、時刻T2において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T3において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T4において、第2ロウ判定回路5Bは、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較して一致しているため第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)を出力する。
時刻T5において、検出回路5は、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と、第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)と、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)と、第2カラム判定信号CCMP(「「H」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「L」レベル)を出力する。
図9は、実施形態1に従う半導体装置1の動作を説明するタイミングチャート図(その2)である。
本例においては、ワード線WLの選択動作が無い場合について説明する。
図9に示されるように、時刻T6において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T7において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T7において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T8において、第2カラム判定回路5Dは、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとを比較して一致しているため第2カラム判定信号CCMP(「H」レベル)を出力する。
また、本例においては、ロウデコーダ4は、異常により入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択しない。
第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成するが、本例においては第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T9において、第2ロウ判定回路5Bは、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較して一致していないため第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)を出力する。
時刻T10において、検出回路5は、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)と、第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)と、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)と、第2カラム判定信号CCMP(「H」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
したがって、複数のワード線WLのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図10は、実施形態1に従う半導体装置1の動作を説明するタイミングチャート図(その3)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合について説明する。
図10に示されるように、時刻T11において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T12において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T12において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T13において、第2カラム判定回路5Dは、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとを比較して一致しているため第2カラム判定信号CCMP(「H」レベル)を出力する。
また、時刻T13において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて異常により複数のワード線WLのうちの複数のワード線WLを選択する。
時刻T14において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成するが、本例においては第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T15において、第2ロウ判定回路5Bは、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較して一致していないため第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)を出力する。本例においては、第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)を出力する場合について説明するが、条件によっては入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較した場合に一致して第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)を出力する場合も考えられる。
時刻T16において、検出回路5は、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)と、第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)と、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)と、第2カラム判定信号CCMP(「H」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図11は、実施形態1に従う半導体装置1の動作を説明するタイミングチャート図(その4)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択される誤選択異常の場合について説明する。
図11に示されるように、時刻T17において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T17において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T18において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T19において、第2カラム判定回路5Dは、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとを比較して一致しているため第2カラム判定信号CCMP(「H」レベル)を出力する。
また、時刻T19において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて異常により複数のワード線WLのうちの誤ったワード線WLを選択する。
時刻T20において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成するが、本例においては誤ったワード線WLに従って第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係であるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T21において、第2ロウ判定回路5Bは、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較して一致していないため第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)を出力する。
時刻T22において、検出回路5は、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と、第2ロウ判定信号RCMP(「L」レベル)と、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)と、第2カラム判定信号CCMP(「H」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択される誤選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図12は、実施形態1に従う半導体装置1の動作を説明するタイミングチャート図(その5)である。
本例においては、カラム選択線Yの選択動作が無い場合について説明する。
図12に示されるように、時刻T23において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、本例においては、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択しない。
第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T23において、第2カラム判定回路5Dは、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとを比較して一致しないため第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)を出力する。
また、時刻T23において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T24において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T25において、第2ロウ判定回路5Bは、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較して一致しているため第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)を出力する。
時刻T26において、検出回路5は、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と、第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)と、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)と、第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図13は、実施形態1に従う半導体装置1の動作を説明するタイミングチャート図(その6)である。
本例においては、複数のカラム選択線Yのうちの複数のカラム選択線Yが選択される場合について説明する。
図13に示されるように、時刻T26において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T26において、本例においては、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの複数本を選択する。
時刻T27において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T28において、第2カラム判定回路5Dは、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとを比較して一致しないため第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)を出力する。
また、時刻T28において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T29において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T30において、第2ロウ判定回路5Bは、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較して一致しているため第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)を出力する。
時刻T31において、検出回路5は、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と、第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)と、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)と、第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうちの複数のカラム選択線Yが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図14は、実施形態1に従う半導体装置1の動作を説明するタイミングチャート図(その7)である。
本例においては、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択される誤選択異常の場合について説明する。
図14に示されるように、時刻T32において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T32において、本例においては、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの誤ったカラム選択線Yを選択する。
時刻T33において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、本例においては、誤ったカラム選択線Yに従って第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係ではあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T34において、第2カラム判定回路5Dは、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとを比較して一致しないため第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)を出力する。
また、時刻T34において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T35において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T36において、第2ロウ判定回路5Bは、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較して一致しているため第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)を出力する。
時刻T37において、検出回路5は、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と、第2ロウ判定信号RCMP(「H」レベル)と、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)と、第2カラム判定信号CCMP(「L」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択される誤選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
<実施形態2>
図15は、実施形態2に従う半導体装置1#の概要を説明する図である。
図15を参照して、半導体装置1#は、メモリマクロ15#と、CPU20と、比較回路11とを含む。
CPU20は、メモリマクロ15#を制御して、メモリマクロ15#に格納されているデータを取得する。
メモリマクロ15#は、メモリマクロ15と比較して検出回路5を検出回路5Pに置換した点が異なる。その他の構成については同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
検出回路5Pは、ロウエンコーダ6から出力される第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBならびにカラムエンコーダ9から出力される第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBに基づく出力アドレス情報AQを出力する。出力アドレス情報AQは、出力ロウアドレス情報ORADおよび出力カラムアドレス情報OCADを含む。
比較回路11は、検出回路5Pから出力された出力アドレス情報AQと入力アドレス情報IADとを比較して比較結果をCPU20に出力する。
図16は、実施形態2に従う検出回路5P、ロウエンコーダ6およびカラムエンコーダ9の回路構成を説明する図である。
図16を参照して、図3の検出回路5と比較して、検出回路5Pは、第1ロウ判定回路5Aと、第2ロウ判定回路5B#と、第1カラム判定回路5Cと、第2カラム判定回路5D#とを含む。
第1ロウ判定回路5Aは、EXOR回路64〜67とNAND回路70とを含む。
第2ロウ判定回路5B#は、EXOR回路60#〜63#と、フリップフロップ(FFF)80〜83とを含む。
第1カラム判定回路5Cは、EXOR回路33〜35と、NAND回路36とを含む。
第2カラム判定回路5D#は、EXOR回路30#〜32#と、フリップフロップ(FF)77〜79とを含む。
第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して比較結果に基づく第1ロウ判定信号RFLGを出力する。
実施形態1で説明したのと同様に、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)により、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとが相補の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、ロウデコーダ4に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常と、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常が判定される。
第2ロウ判定回路5B#は、第1のロウアドレス情報RTと第1カラム判定信号CFLGとに基づいて出力ロウアドレス情報ORADを生成する。
EXOR回路60#〜63#は、第1のロウアドレス情報RTの1ビットと第1カラム判定信号CFLGの入力をそれぞれ受けてEXOR論理演算結果RTOをフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力する。
カラムデコーダ10に異常が無い場合には第1カラム判定信号CFLGは「L」レベルに設定される。一方、カラムデコーダ10に異常が有る場合には第1カラム判定信号CFLGは「H」レベルに設定される。
EXOR回路60#〜63#は、第1のロウアドレス情報RTの1ビットと第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)の入力をそれぞれ受けてEXOR論理演算結果RTOをフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力する。
この場合、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTがそのままEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
第1のロウアドレス情報RTは、フリップフロップ80〜83でラッチされて、出力ロウアドレス情報ORADとして比較回路11に出力される。
EXOR回路60#〜63#は、第1のロウアドレス情報RTの1ビットと第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)の入力をそれぞれ受けてEXOR論理演算結果RTOをフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力する。
この場合、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTのデータが反転する。例えば、第1のロウアドレス情報RTが「1111」の場合には、EXOR論理演算結果RTOは「0000」に変化する。すなわち、第1のロウアドレス情報RTは第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)の入力に従って反転したアドレス情報に変更される。当該反転した第1のロウアドレス情報RTは、フリップフロップ80〜83でラッチされて、出力ロウアドレス情報ORADとして比較回路11に出力される。
したがって、比較回路11において、出力ロウアドレス情報ORADが変更されているため出力アドレス情報AQと入力アドレス情報IADとを比較して比較結果は一致しない。すなわち、不一致の判定信号がCPU20に出力される。
第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して比較結果に基づく第1カラム判定信号CFLGを出力する。
実施形態1で説明したのと同様に、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)により、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが相補の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、カラムデコーダ10に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常と、複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が判定される。
第2カラム判定回路5D#は、第2のカラムアドレス情報CBと第1ロウ判定信号RFLGとに基づいて出力カラムアドレス情報OCADを生成する。
EXOR回路30#〜32#は、第1のカラムアドレス情報CTの1ビットと第1ロウ判定信号RFLGの入力をそれぞれ受けてEXOR論理演算結果CTOをフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力する。
ロウデコーダ4に異常が無い場合には第1ロウ判定信号RFLGは「L」レベルに設定される。一方、ロウデコーダ4に異常が有る場合には第1ロウ判定信号RFLGは「H」レベルに設定される。
EXOR回路30#〜32#は、第1のカラムアドレス情報CTの1ビットと第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)の入力をそれぞれ受けてEXOR論理演算結果CTOをフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力する。
この場合、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTがそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。
第1のカラムアドレス情報CTは、フリップフロップ77〜79でラッチされて、出力カラムアドレス情報OCADとして比較回路11に出力される。
EXOR回路30#〜32#は、第1のカラムアドレス情報CTの1ビットと第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)の入力をそれぞれ受けてEXOR論理演算結果CTOをフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力する。
この場合、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTのデータが反転する。例えば、第1のカラムアドレス情報CTが「111」の場合には、EXOR論理演算結果CTOは「000」に変化する。すなわち、第1のカラムアドレス情報CTは第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)の入力に従って反転したアドレス情報に変更される。当該反転した第1のカラムアドレス情報CTは、フリップフロップ77〜79でラッチされて、出力カラムアドレス情報OCADとして比較回路11に出力される。
したがって、比較回路11において、出力カラムアドレス情報OCADが変更されているため出力アドレス情報AQと入力アドレス情報IADとを比較して比較結果は一致しない。すなわち、不一致の判定信号がCPU20に出力される。
図17は、実施形態2に従うロウデコーダ4およびカラムデコーダ10の異常を説明する図である。
図17(A)に示されるように、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)が出力される。
図17(B)に示されるように、カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)が出力される。
図17(C)に示されるように、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいはカラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常が生じた場合には、検出回路5Pから出力された出力アドレス情報AQのうちの一部のロウアドレス情報あるいはカラムアドレス情報が反転している。
したがって、比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合でも入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致せずの判定信号(Fail)がCPU20に出力される。
複数のワード線WLのうちの1本が正常に選択された場合および複数のカラム選択線Yのうちの1本が正常に選択された場合には、検出回路5Pから出力された出力アドレス情報AQは正しいロウアドレス情報およびカラムアドレス情報を含む。
したがって、比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致する判定信号(Pass)がCPU20に出力される。
ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常、あるいは、カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、検出回路5Pから出力された出力アドレス情報AQのうちの一部のロウアドレス情報あるいはカラムアドレス情報が反転している。
したがって、比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合でも入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致せずの判定信号(Fail)がCPU20に出力される。
ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択された誤選択異常が生じた場合、あるいは、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択された誤選択異常が生じた場合には、検出回路5Pから出力された出力アドレス情報AQは誤ったロウアドレス情報あるいはカラムアドレス情報を含む。
したがって、比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合でも入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致せずの判定信号(Fail)がCPU20に出力される。
図18は、実施形態2に従う半導体装置1#の動作を説明するタイミングチャート図(その1)である。
本例においては、正常動作する場合について説明する。
図18に示されるように、時刻T40において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T40において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T41において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T42において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T43において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T44において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTがそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。また、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTがそのままEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Pは、正しいロウアドレス情報およびカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致の判定信号(Pass)をCPU20に出力する。
図19は、実施形態2に従う半導体装置1#の動作を説明するタイミングチャート図(その2)である。
本例においては、ワード線WLの選択動作が無い場合について説明する。
図19に示されるように、時刻T45において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T45において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T46において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
本例においては、ロウデコーダ4は、異常により入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択しない。
第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成するが、本例においては第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成されない。
時刻T47において、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTは反転されてEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。ワード線WLが選択されないため第1のロウアドレス情報RT(「1111」)がそのままEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Pは、誤ったロウアドレス情報および反転したカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
したがって、複数のワード線WLのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図20は、実施形態2に従う半導体装置1#の動作を説明するタイミングチャート図(その3)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合について説明する。
図20に示されるように、時刻T49において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T49において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T50において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T51において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて異常により複数のワード線WLのうちの複数のワード線WLを選択する。
時刻T52において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成するが、本例においては第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T53において、第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTは反転されてEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。ワード線WLが複数選択されるため第1のロウアドレス情報RT(不明)がEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Pは、誤ったロウアドレス情報および反転したカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図21は、実施形態2に従う半導体装置1#の動作を説明するタイミングチャート図(その4)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択される誤選択異常の場合について説明する。
図21に示されるように、時刻T54において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T54において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T55において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
また、時刻T56において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて異常により複数のワード線WLのうちの誤ったワード線WLを選択する。
時刻T57において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成するが、本例においては誤ったワード線WLに従って第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係であるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T58において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTがそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。また、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTがそのままEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Pは、誤ったロウアドレス情報およびカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択される誤選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図22は、実施形態2に従う半導体装置1#の動作を説明するタイミングチャート図(その5)である。
本例においては、カラム選択線Yの選択動作が無い場合について説明する。
図22に示されるように、時刻T59において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、本例においては、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択しない。
第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T60において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T61において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T62において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTがそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。また、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTは反転されてEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Pは、反転したロウアドレス情報および誤ったカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図23は、実施形態2に従う半導体装置1#の動作を説明するタイミングチャート図(その6)である。
本例においては、複数のカラム選択線Yのうちの複数のカラム選択線Yが選択される場合について説明する。
図23に示されるように、時刻T64において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T64において、本例においては、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T65において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T66において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T67において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T68において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTがそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。また、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTは反転されてEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Pは、反転したロウアドレス情報および誤ったカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうちの複数のカラム選択線Yが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図24は、実施形態2に従う半導体装置1#の動作を説明するタイミングチャート図(その7)である。
本例においては、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択される誤選択異常の場合について説明する。
図24に示されるように、時刻T69において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T69において、本例においては、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの誤ったカラム選択線Yを選択する。
時刻T70において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、本例においては、誤ったカラム選択線Yに従って第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係ではあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
また、時刻T71において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T72において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T73において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTがそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。また、第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTがそのままEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Pは、ロウアドレス情報および誤ったカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択される誤選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
<実施形態3>
図25は、実施形態3に従う半導体装置1#Aの概要を説明する図である。
図25を参照して、半導体装置1#Aは、メモリマクロ15#Aと、CPU20と、比較回路11とを含む。
CPU20は、メモリマクロ15#Aを制御して、メモリマクロ15#Aに格納されているデータを取得する。
メモリマクロ15#Aは、メモリマクロ15と比較して検出回路5を検出回路5Qに置換した点が異なる。その他の構成については同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
検出回路5Qは、ロウエンコーダ6から出力される第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBならびにカラムエンコーダ9から出力される第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBに基づく出力アドレス情報AQを出力する。出力アドレス情報AQは、出力ロウアドレス情報ORADおよび出力カラムアドレス情報OCADを含む。
比較回路11は、検出回路5Qから出力された出力アドレス情報AQと入力アドレス情報IADとを比較して比較結果をCPU20に出力する。
図26は、実施形態3に従う検出回路5Q、ロウエンコーダ6およびカラムエンコーダ9の回路構成を説明する図である。
図26を参照して、図16の検出回路5Pと比較して、OR回路84をさらに追加した点が異なる。検出回路5Qは、第1ロウ判定回路5Aと、第2ロウ判定回路5B#と、第1カラム判定回路5Cと、第2カラム判定回路5D#とを含む。
第1ロウ判定回路5Aは、EXOR回路64〜67とNAND回路70とを含む。
第2ロウ判定回路5B#は、EXOR回路60#〜63#と、フリップフロップ(FFF)80〜83とを含む。
第1カラム判定回路5Cは、EXOR回路33〜35と、NAND回路36とを含む。
第2カラム判定回路5D#は、EXOR回路30#〜32#と、フリップフロップ(FF)77〜79とを含む。
第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して比較結果に基づく第1ロウ判定信号RFLGを出力する。
第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して比較結果に基づく第1カラム判定信号CFLGを出力する。
OR回路84は、第1ロウ判定信号RFLGと、第1カラム判定信号CFLGとのOR論理演算結果XFLGを第2ロウ判定回路5B#および第2カラム判定回路5D#にそれぞれ出力する。
第2ロウ判定回路5B#は、第1のロウアドレス情報RTとOR論理演算結果XFLGとに基づいて出力ロウアドレス情報ORADを生成する。
第2カラム判定回路5D#は、第2のカラムアドレス情報CBとOR論理演算結果XFLGとに基づいて出力カラムアドレス情報OCADを生成する。
実施形態2で説明したのと同様にOR論理演算結果XFLG(「L」レベル)が入力される場合には、第2ロウ判定回路5B#は、第1のロウアドレス情報RTをそのままEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ格納する。
また、OR論理演算結果XFLG(「L」レベル)が入力される場合には、第2カラム判定回路5D#は、第1のカラムアドレス情報CTをそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ格納する。
一方、OR論理演算結果XFLG(「H」レベル)が入力される場合には、第2ロウ判定回路5B#は、第1のロウアドレス情報RTを反転させてEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ格納する。
また、OR論理演算結果XFLG(「H」レベル)が入力される場合には、第2カラム判定回路5D#は、第1のカラムアドレス情報CTを反転させてEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ格納する。
したがって、ロウデコーダ4あるいはカラムデコーダ10の異常があった場合には、第1ロウ判定信号RFLGと、第1カラム判定信号CFLGの一方が「H」レベルとなるためOR論理演算結果XFLGが「H」レベルに設定される。
したがって、OR論理演算結果XFLGが「H」レベルの場合には、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のカラムアドレス情報CTが共に反転してフリップフロップに格納される。
したがって、比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)がCPU20に出力される。
図27は、実施形態3に従うロウデコーダ4およびカラムデコーダ10の異常を説明する図である。
図27に示されるように、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいはカラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常が生じた場合には、検出回路5Qから出力された出力アドレス情報AQのうちのロウアドレス情報およびカラムアドレス情報は反転している。
したがって、比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合でも入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致せずの判定信号(Fail)がCPU20に出力される。
複数のワード線WLのうちの1本が正常に選択された場合および複数のカラム選択線Yのうちの1本が正常に選択された場合には、検出回路5Qから出力された出力アドレス情報AQは正しいロウアドレス情報およびカラムアドレス情報を含む。
したがって、比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致する判定信号(Pass)がCPU20に出力される。
ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常、あるいは、カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、検出回路5Qから出力された出力アドレス情報AQのうちのロウアドレス情報およびカラムアドレス情報は反転している。
したがって、比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合でも入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致せずの判定信号(Fail)がCPU20に出力される。
ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択された誤選択異常が生じた場合、あるいは、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択された誤選択異常が生じた場合には、検出回路5Qから出力された出力アドレス情報AQは誤ったロウアドレス情報あるいはカラムアドレス情報を含む。
したがって、比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合でも入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致せずの判定信号(Fail)がCPU20に出力される。
図28は、実施形態3に従う半導体装置1#Aの動作を説明するタイミングチャート図(その1)である。
本例においては、正常動作する場合について説明する。
図28に示されるように、時刻T74において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T74において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T75において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T76において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T77において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T78において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTがそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。また、第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTがそのままEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Qは、正しいロウアドレス情報およびカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は一致の判定信号(Pass)をCPU20に出力する。
図29は、実施形態3に従う半導体装置1#Aの動作を説明するタイミングチャート図(その2)である。
本例においては、ワード線WLの選択動作が無い場合について説明する。
図29に示されるように、時刻T79において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T79において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T80において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
本例においては、ロウデコーダ4は、異常により入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択しない。
第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報をそれぞれ生成するが、本例においては第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報CTとが互いに相補の関係として生成されない。
時刻T81において、第1ロウ判定信号RFLG(「「H」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTは反転されてEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。第1ロウ判定信号RFLG(「「H」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RT(「1111」)は反転されてEXOR論理演算結果RTO(「0000」)としてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Qは、反転したロウアドレス情報および反転したカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
したがって、複数のワード線WLのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図30は、実施形態3に従う半導体装置1#Aの動作を説明するタイミングチャート図(その3)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合について説明する。
図30に示されるように、時刻T83において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T84において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T84において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T85において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて異常により複数のワード線WLのうちの複数のワード線WLを選択する。
時刻T86において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成するが、本例においては第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1ロウ判定信号RFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T87において、第1ロウ判定信号RFLG(「「H」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTは反転されてEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。第1ロウ判定信号RFLG(「「H」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RT(不明)は反転されてEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Qは、反転したロウアドレス情報および反転したカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図31は、実施形態3に従う半導体装置1#Aの動作を説明するタイミングチャート図(その4)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択される誤選択異常の場合について説明する。
図31に示されるように、時刻T88において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T88において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T89において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
また、時刻T90において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて異常により複数のワード線WLのうちの誤ったワード線WLを選択する。
時刻T91において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成するが、本例においては誤ったワード線WLに従って第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係であるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T92において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTがそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。また、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTがそのままEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Pは、誤ったロウアドレス情報およびカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択される誤選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図32は、実施形態3に従う半導体装置1#Aの動作を説明するタイミングチャート図(その5)である。
本例においては、カラム選択線Yの選択動作が無い場合について説明する。
図32に示されるように、時刻T93において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、本例においては、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択しない。
第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T94において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T95において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T96において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTは反転されてEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTは反転されてEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Qは、反転したロウアドレス情報および反転したカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図33は、実施形態3に従う半導体装置1#Aの動作を説明するタイミングチャート図(その6)である。
本例においては、複数のカラム選択線Yのうちの複数のカラム選択線Yが選択される場合について説明する。
図33に示されるように、時刻T97において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T97において、本例においては、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T98において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係ではないため第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)を維持する。
時刻T99において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T100において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T101において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTは反転されてEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。また、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「H」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTは反転されてEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Qは、反転したロウアドレス情報および反転したカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうちの複数のカラム選択線Yが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図34は、実施形態3に従う半導体装置1#Aの動作を説明するタイミングチャート図(その7)である。
本例においては、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択される誤選択異常の場合について説明する。
図34に示されるように、時刻T102において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴いプリチャージ回路6Cのデータ線DL[0]〜DL[7]に対するプリチャージ動作が終了する。
また、時刻T102において、本例においては、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの誤ったカラム選択線Yを選択する。
時刻T103において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、本例においては、誤ったカラム選択線Yに従って第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1カラム判定回路5Cは、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係ではあるため第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)を出力する。
また、時刻T104において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
時刻T105において、第1および第2のロウエンコーダ6A,6Bは、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係として生成される。
これに伴い、第1ロウ判定回路5Aは、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して互いに相補の関係にあるため第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)を出力する。
時刻T106において、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「H」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のカラムアドレス情報CTはそのままEXOR論理演算結果CTOとしてフリップフロップ77〜79にそれぞれ出力される。また、第1ロウ判定信号RFLG(「L」レベル)と第1カラム判定信号CFLG(「L」レベル)とのOR論理演算結果XFLG(「L」レベル)に設定されているため第1のロウアドレス情報RTはそのままEXOR論理演算結果RTOとしてフリップフロップ80〜83にそれぞれ出力される。
検出回路5Qは、ロウアドレス情報および誤ったカラムアドレス情報を含む出力アドレス情報AQを出力する。
比較回路11は、入力アドレス情報IADが正しいアドレス情報であった場合に入力アドレス情報と出力アドレス情報AQとを比較した場合に比較結果は不一致の判定信号(Fail)をCPU20に出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択される誤選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
<実施形態4>
図35は、実施形態4に従う半導体装置100の概要を説明する図である。
図35を参照して、半導体装置100は、メモリマクロ16、CPU20とを含む。
CPU20は、メモリマクロ16を制御して、メモリマクロ16に格納されているデータを取得する。
メモリマクロ16は、メモリアレイ2と、ワードドライバ3と、ロウデコーダ4と、デコーダ故障検知回路110と、カラム選択回路7と、プリデコーダ8と、カラムデコーダ10と、判定回路120とを含む。
メモリアレイ2、ワードドライバ3、ロウデコーダ4、カラム選択回路7、プリデコーダ8、カラムデコーダ10は、上記の実施形態で説明したのと同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
デコーダ故障検知回路110は、ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10の異常を検知する。
判定回路120は、デコーダ故障検知回路110からの検知信号に基づいて異常信号をCPU20に出力する。
本例においては、ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10による無選択異常およびマルチ選択異常を検出する場合について説明する。
図36は、実施形態4に従うロウ側のデコーダ故障検知回路200を説明する図である。
図36を参照して、ロウ側のデコーダ故障検知回路200は、ロウ側のデータ線RDL0,RDL1と、ロウ側の基準データ線RDL0REF,RDL1REFと、PチャネルMOSトランジスタ201,202,204,205と、NチャネルMOSトランジスタ203,206と、ゲートトランジスタGT0,GT1とを含む。
NチャネルMOSトランジスタ203は、基準データ線RDL0REFと固定電圧VSSとの間に設けられ、そのゲートは制御信号ACTの入力を受ける。
PチャネルMOSトランジスタ202は、電源電圧VDDと基準データ線RDL0REFとの間に設けられ、そのゲートはドレイン側のノードN0と接続される。PチャネルMOSトランジスタ201は、電源電圧VDDとデータ線RDL0との間に設けられ、そのゲートはノードN0と接続される。PチャネルMOSトランジスタ201,202はカレントミラー回路を形成する。
NチャネルMOSトランジスタ206は、基準データ線RDL1REFと固定電圧VSSとの間に設けられ、そのゲートは制御信号ACTの入力を受ける。
PチャネルMOSトランジスタ205は、電源電圧VDDと基準データ線RDL1REFとの間に設けられ、そのゲートはドレイン側のノードN1と接続される。PチャネルMOSトランジスタ204は、電源電圧VDDとデータ線RDL1との間に設けられ、そのゲートはノードN1と接続される。PチャネルMOSトランジスタ204,205はカレントミラー回路を形成する。
また、本例においては、ワード線WLにそれぞれ対応してゲートトランジスタGT0,GT1が設けられる。ゲートトランジスタGT0,GT1は、NチャネルMOSトランジスタである。本例においては一例として1つのワード線WLに対応するゲートトランジスタGT0,GT1が設けられている場合が示されている。
ゲートトランジスタGT0は、データ線RDL0と固定電圧VSSとの間に設けられ、そのゲートはワード線WLと接続される。
ゲートトランジスタGT1は、データ線RDL1と固定電圧VSSとの間に設けられ、そのゲートはワード線WLと接続される。
本例においては、ゲートトランジスタGT0,GT1のサイズに対して、NチャネルMOSトランジスタ203のサイズは、1.5倍、NチャネルMOSトランジスタ201は0.5倍のサイズに設定される。
ワード線WLが「H」レベルに設定された場合には、ゲートトランジスタGT0,GT1が導通する。これによりゲートトランジスタGT0,GT1を介して電流が流れる。
一方で、ゲートトランジスタGT0,GT1のサイズに対して、NチャネルMOSトランジスタ203のサイズは、1.5倍、NチャネルMOSトランジスタ201は0.5倍のサイズに設定されているためデータ線RDL0は「H」レベル、データ線RDL1は「L」レベルに設定される。
ワード線WLが選択されない場合、すなわち「L」レベルに設定された場合には、ゲートトランジスタGT0,GT1は導通しない。
この場合、データ線RDL0,RDL1は共に「H」レベルの状態を維持する。
複数のワード線WLが「H」レベルに設定された場合には、複数のゲートトランジスタGT0,GT1が導通する。これによりゲートトランジスタGT0,GT1を介して電流が流れる。
ゲートトランジスタGT0,GT1のサイズに対して、NチャネルMOSトランジスタ203のサイズは、1.5倍、NチャネルMOSトランジスタ201は0.5倍のサイズに設定されているが、複数のゲートトランジスタGT0,GT1が導通するためデータ線RDL0,RDL1は共に「L」レベルに設定される。
カラム側のデコーダ故障検知回路についても同様の構成である。
具体的には、カラム選択線Yにそれぞれ対応してゲートトランジスタGTが設けられる。カラム側のデータ線CDL0,RDL1と、カラム側の基準データ線RDL0REF,RDL1REF等が同様に設けられる。
カラム選択線Yが「H」レベルに設定された場合には、ゲートトランジスタGTが導通する。データ線CDL0は「H」レベル、データ線CDL1は「L」レベルに設定される。
カラム選択線Yが選択されない場合、すなわち「L」レベルに設定された場合には、ゲートトランジスタGTは導通しない。データ線CDL0,CDL1は共に「H」レベルの状態を維持する。
複数のカラム選択線Yが「H」レベルに設定された場合には、複数のゲートトランジスタGTが導通する。データ線CDL0,CDL1は共に「L」レベルに設定される。
図37は、実施形態4に従うデコーダ故障検知回路110の検知結果を説明する図である。
図37に示されるように、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常の場合には、データ線RDL0,RDL1はともに「H」レベルに設定される。ロウデコーダ4の異常により複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、データ線RDL0,RDL1はともに「L」レベルに設定される。
ロウデコーダ4が正常である場合には、データ線RDL0,RDL1は「H」レベル、「L」レベルにそれぞれ設定される。
カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常の場合には、データ線CDL0,CDL1はともに「H」レベルに設定される。カラムデコーダ10の異常により複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、データ線CDL0,CDL1はともに「L」レベルに設定される。
カラムデコーダ10が正常である場合には、データ線CDL0,CDL1は「H」レベル、「L」レベルにそれぞれ設定される。
図38は、実施形態4に従う判定回路120の回路構成図である。
図38を参照して、判定回路120は、第1および第2の判定ユニット310,320と、NOR回路330と、インバータ332と、フリップフロップ(FF)334とを含む。
第1の判定ユニット310は、NAND回路312,314を含む。
NAND回路314は、データ線RDL0およびRDL1からの信号入力を受けてそのNAND論理演算結果をNAND回路312に出力する。
NAND回路312は、データ線RDL0からの信号と、NAND回路314からの出力とを受けてそのNAND論理演算結果をNOR回路330に出力する。
本例においては、データ線RDL0,RDL1がともに「H」レベルの場合、およびともに「L」レベルの場合には、NAND回路312の出力は「H」レベルに設定される。
一方、データ線RDL0,RDL1が「H」レベルおよび「L」レベルの場合には、NAND回路312の出力は「L」レベルに設定される。
第2の判定ユニット320は、NAND回路322,324を含む。
NAND回路324は、データ線CDL0およびCDL1からの信号入力を受けてそのNAND論理演算結果をNAND回路322に出力する。
NAND回路322は、データ線CDL0からの信号と、NAND回路324からの出力とを受けてそのNAND論理演算結果をNOR回路330に出力する。
本例においては、データ線CDL0,CDL1がともに「H」レベルの場合、およびともに「L」レベルの場合には、NAND回路322の出力は「H」レベルに設定される。
一方、データ線CDL0,CDL1が「H」レベルおよび「L」レベルの場合には、NAND回路322の出力は「L」レベルに設定される。
NOR回路330は、NAND回路312および322の入力を受けてそのNOR論理演算結果をインバータ332に出力する。
インバータ332は、NOR回路330の信号を反転してフリップフロップ(FF)334に格納する。
本例においては、NAND回路312および322のいずれか一方の出力が「H」レベルである場合には、フリップフロップ(FF)334に「H」レベルが格納されて異常信号FLAG(「H」レベル)が出力される。
図39は、実施形態4に従うロウデコーダ4およびカラムデコーダ10の異常を説明する図である。
図39に示されるように、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、NAND回路312の出力(「H」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、NAND回路322の出力(「H」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10がともに正常である場合には、異常信号FLAG(「L」レベル)に設定される。
図40は、実施形態4に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その1)である。
本例においては、正常動作する場合について説明する。
図40に示されるように、時刻T110において、制御信号ACTが「H」レベルに設定される。これに伴いデコーダ故障検知回路110が動作する。
基準データ線RDL0REF,RDL1REFは、トランジスタのサイズに従って「L」レベルに下がり始める。
時刻T111において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。これに伴い、ゲートトランジスタGT0,GT1が導通する。
時刻T112において、データ線RDL0,RDL1はそれぞれ「H」レベル、「L」レベルに増幅される。
次に、時刻T113において、判定回路120は、データ線RDL0(「H」レベル),RDL1(「L」レベル)に基づいて異常信号FLAG(「L」レベル)を出力する。
なお、本例においては、ワード線WLについて説明したが、カラム選択線Yについても同様である。
図41は、実施形態4に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その2)である。
本例においては、ワード線WLの選択動作が無い場合について説明する。
図41に示されるように、時刻T114において、制御信号ACTが「H」レベルに定される。これに伴いデコーダ故障検知回路110が動作する。
基準データ線RDL0REF,RDL1REFは、トランジスタのサイズに従って「L」レベルに下がり始める。
本例においては、ロウデコーダ4は、異常により入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択しない。この場合、ゲートトランジスタGT0,GT1は導通しない。
時刻T115において、データ線RDL0,RDL1はそれぞれ「H」レベルを維持する。
次に、時刻T116において、判定回路120は、データ線RDL0(「H」レベル),RDL1(「H」レベル)に基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
したがって、複数のワード線WLのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
なお、本例においては、ワード線WLについて説明したが、カラム選択線Yについても同様である。
図42は、実施形態4に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その3)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合について説明する。
図42に示されるように、時刻T117において、制御信号ACTが「H」レベルに設定される。これに伴いデコーダ故障検知回路110が動作する。
基準データ線RDL0REF,RDL1REFは、トランジスタのサイズに従って「L」レベルに下がり始める。
時刻T118において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの複数本を選択する。これに伴い、複数のゲートトランジスタGT0,GT1が導通する。
時刻T119において、データ線RDL0,RDL1はともに「L」レベルに設定される。
次に、時刻T120において、判定回路120は、データ線RDL0(「L」レベル),RDL1(「L」レベル)に基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
なお、本例においては、ワード線WLについて説明したが、カラム選択線Yについても同様である。
<実施形態4の変形例>
図43は、実施形態4の変形例に従うデコーダ故障検知回路110#および判定回路120#の回路構成を説明する図である。
図43を参照して、デコーダ故障検知回路110#は、カラムエンコーダ9と、ロウ側のデコーダ故障検知回路210とを含む。
カラムエンコーダ9は、実施形態1で説明したのと同様である。
カラムエンコーダ9は、複数のカラム選択線Yと接続され、選択されたカラム選択線Yの立ち上がりに基づいてカラムアドレス情報をエンコードする。
ロウ側のデコーダ故障検知回路210は、データ線DLと、基準データ線DREF1,DREF2と、NチャネルMOSトランジスタTRS0〜TRS15と、プリチャージ回路6C#と、ダミー回路410,412とを含む。
プリチャージ回路6C#は、データ線DLと、基準データ線DREF1,DREF2とにそれぞれ対応して設けられ、データ線DLと、基準データ線DREF1,DREF2とを所定の電圧にプリチャージする複数のプリチャージトランジスタPTと、調整トランジスタTRSP,TRSQを含む。プリチャージトランジスタPTは、制御信号PCBに従って動作し、制御信号PCBが「L」レベルの場合にデータ線DLと、基準データ線DREF1,DREF2を所定の電圧にプリチャージする。
調整トランジスタTRSPは、基準データ線DREF1に対応して設けられる。
調整トランジスタTRSQは、基準データ線DREF2に対応して設けられる。
調整トランジスタTRSP,TRSQは、NチャネルMOSトランジスタであり、制御信号PCBに従って基準データ線DREF1,DREF2のそれぞれの電圧を調整する。
基準データ線DREF1,DREF2は、プリチャージされた所定の電圧から調整トランジスタTRSP,TRSQが導通することにより基準電圧VREF1,VREF2に調整される。
NチャネルMOSトランジスタTRS0〜TRS15の駆動能力を1とした場合に調整トランジスタTRSPの駆動能力は1.5に設定する。また、NチャネルMOSトランジスタTRS0〜TRS15の駆動能力を1とした場合に調整トランジスタTRSQの駆動能力は0.5に設定する。
ダミー回路410,412は、基準データ線DREF1,DREF2のそれぞれについて擬似的にデータ線DLと同一の容量を付加するための回路である。具体的には、15個のNチャネルMOSトランジスタTRSが基準データ線DREF1,DREF2にそれぞれ接続されており、制御信号TIEL1,TIEL2の入力を受ける。
通常、ワード線WLを選択した場合には、ワード線WL[0]−WL[15]のうちの1本のワード線WLが活性化されて、他のワード線WLは非活性化状態である。
すなわち、データ線DLと接続されている16個のNチャネルMOSトランジスタTRS0〜TRS15のうちの1つのNチャネルMOSトランジスタTRSが導通し、残りの15個のNチャネルMOSトランジスタTRSは導通しない。
したがって、データ線DLには、残りの15個のNチャネルMOSトランジスタTRSのドレイン容量が付加された状態となる。
本例においては、ダミー回路410,412の制御信号TIEL1,TIEL2をそれぞれ「L」レベルに設定することにより、基準データ線DREF1,DREF2のそれぞれについてデータ線DLに付加されるドレイン容量と同一のドレイン容量を設けることが可能となる。
そして、制御信号PCBが「H」レベルに設定されることに従い、調整トランジスタTRSP,TRSQが導通する。
この場合、NチャネルMOSトランジスタTRS0〜TRS15の駆動能力を1とした場合に調整トランジスタTRSPの駆動能力は1.5に設定されており、調整トランジスタTRSQの駆動能力は0.5に設定されている。
したがって、ワード線WLを選択した場合のデータ線DLの電圧は、基準電圧VREF1と基準電圧VREF2との間に設定される。
判定回路120#は、EXOR回路33〜35と、センスアンプ(SA)401,402と、トランスファーゲートTF0〜TF4と、NOR回路403と、NAND回路404と、フリップフロップ(FF)405と、インバータINVとを含む。
トランスファーゲートTF0〜TF4は、制御信号ADSAEの入力およびインバータINVを介する制御信号ADSAEの反転信号の入力を受けて導通する。
具体的には、トランスファーゲートTF0は、センスアンプ(SA)401の一方の入力ノードをデータ線DLと接続する。また、トランスファーゲートTF1は、センスアンプ(SA)401の他方の入力ノードを基準データ線DREF1と接続する。
また、トランスファーゲートTF2は、センスアンプ(SA)402の一方の入力ノードを基準データ線DREF2と接続する。また、トランスファーゲートTF3は、センスアンプ(SA)402の他方の入力ノードをデータ線DLと接続する。
センスアンプ(SA)401は、制御信号ADSAEの入力にしたがって活性化されてセンスアンプ(SA)401の一方の入力ノードと接続されたデータ線DLと、他方の入力ノードと接続された基準データ線DREF1との電圧を比較して増幅し、制御信号NONEを出力する。
センスアンプ(SA)402は、制御信号ADSAEの入力にしたがって活性化されてセンスアンプ(SA)402の一方の入力ノードと接続された基準データ線DREF2と、他方の入力ノードと接続されたデータ線DLとの電圧を比較して増幅し、制御信号MULTIを出力する。
NOR回路403は、制御信号NONEおよびMULTIの入力を受けてそのNOR論理演算結果をNAND回路404に出力する。
NAND回路404は、制御信号NONEおよびMULTIがともに「L」レベルであれば「H」レベルを出力する。一方、NAND回路404は、制御信号NONEおよびMULTIのいずれか一方が「H」レベルであれば「L」レベルを出力する。
EXOR回路33〜35は、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較してEXOR論理演算結果CBOを出力する。
第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係にある場合(正常である場合)には、EXOR回路33〜35のEXOR論理演算結果CBOは全て「H」レベルを出力する。一方、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報とが相補の関係に無い場合(正常でない場合)には、EXOR回路33〜35のEXOR論理演算結果CBOの少なくともいずれか1つは「L」レベルを出力する。
したがって、カラムエンコーダ9で異常が検知されない場合には、EXOR論理演算結果CBOは全て「H」レベルに設定される。また、ロウ側のデコーダ故障検知回路210で異常が検知されない場合には、制御信号NONEは「L」レベルに設定され、制御信号MULTIは「L」レベルに設定される。
これにより、NAND回路404は、「L」レベルを出力し、フリップフロップ(FF)405は「L」レベルを格納する。そして、制御信号FLAG(「L」レベル)を出力する。
一方、カラムエンコーダ9で異常が検知された場合には、EXOR論理演算結果CBOのいずれか1つのビットは「L」レベルに設定される。また、ロウ側のデコーダ故障検知回路210で異常が検知された場合には、制御信号NONEあるいは制御信号MULTIいずれか一方は「H」レベルに設定される。
これにより、NAND回路404は、「H」レベルを出力し、フリップフロップ(FF)405は「H」レベルを格納する。そして、制御信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
図44は、実施形態4の変形例に従うロウデコーダ4およびカラムデコーダ10の異常を説明する図である。
図44(A)に示されるように、カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常が生じた場合には、EXOR論理演算結果CBOは「111」ではなく、いずれか1つのビットは「L」レベルに設定される。
また、複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合にもEXOR論理演算結果CBOは「111」ではなく、いずれか1つのビットは「L」レベルに設定される。
また、複数のカラム選択線Yのうち1本が選択された場合には、EXOR論理演算結果CBOは「111」に設定される。
図44(B)に示されるように、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常の場合には、制御信号NONE(「H」レベル)であり、制御信号MULTI(「L」レベル)に設定される。
複数のワード線WLのうちの1本が正常に選択された場合には、制御信号NONE(「L」レベル)であり、制御信号MULTI(「L」レベル)に設定される。
ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常の場合には、制御信号NONE(「L」レベル)であり、制御信号MULTI(「H」レベル)に設定される。
図44(C)に示されるように、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、NOR回路403の出力(「L」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が生じた場合には、EXOR論理演算結果CBOのいずれか1つのビット(「L」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10がともに正常である場合には、異常信号FLAG(「L」レベル)に設定される。
図45は、実施形態4の変形例に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その1)である。
本例においては、正常動作する場合について説明する。
図45に示されるように、時刻T121において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T122において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるためEXOR論理演算結果CBO(全て「H」レベル)を出力する。
時刻T123において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
また、制御信号PCB(「H」レベル)の入力に従って基準データ線DREF1,DREF2は基準電圧VREF1,VREF2にそれぞれ設定される。
ここで、データ線DLの電圧は、基準電圧VREF1とVREF2との間に設定される。
時刻T124において、制御信号ADSAE(「H」レベル)が活性化される。これに従いセンスアンプ(SA)401,402が活性化されて、制御信号NONE(「L」レベル)およびMULTI(「L」レベル)が出力される。
時刻T125において、判定回路120#は、EXOR論理演算結果CBO(全て「H」レベル)と、制御信号NONE(「L」レベル)およびMULTI(「L」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「L」レベル)を出力する。
図46は、実施形態4の変形例に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その2)である。
本例においては、ワード線WLの選択動作が無い場合について説明する。
図46に示されるように、時刻T126において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T127において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるためEXOR論理演算結果CBO(全て「H」レベル)を出力する。
また、本例においては、ロウデコーダ4は、異常により入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択しない。したがって、データ線DLは、所定のプリチャージ電圧を維持する。
また、制御信号PCB(「H」レベル)の入力(「HL」レベル)に従って基準データ線DREF1,DREF2は基準電圧VREF1,VREF2にそれぞれ設定される。
ここで、データ線DLの電圧は、基準電圧VREF1,VREF2よりも大きい。
時刻T129において、制御信号ADSAE(「H」レベル)が活性化される。これに従いセンスアンプ(SA)401,402が活性化されて、制御信号NONE(「H」レベル)およびMULTI(「L」レベル)が出力される。
時刻T130において、判定回路120#は、EXOR論理演算結果CBO(全て「H」レベル)と、制御信号NONE(「H」レベル)およびMULTI(「L」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
したがって、複数のワード線WLのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図47は、実施形態4の変形例に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その3)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合について説明する。
図47に示されるように、時刻T131において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの1本を選択する。
時刻T132において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成する。本例においては、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成される。
第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係にあるためEXOR論理演算結果CBO(全て「H」レベル)を出力する。
時刻T133において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて異常により複数のワード線WLのうちの複数のワード線WLを選択する。
また、制御信号PCB(「H」レベル)の入力(「HL」レベル)に従って基準データ線DREF1,DREF2は基準電圧VREF1,VREF2にそれぞれ設定される。
ここで、データ線DLの電圧は、基準電圧VREF1,VREF2よりも小さい。
時刻T134において、制御信号ADSAE(「H」レベル)が活性化される。これに従いセンスアンプ(SA)401,402が活性化されて、制御信号NONE(「L」レベル)およびMULTI(「H」レベル)が出力される。
時刻T135において、判定回路120#は、EXOR論理演算結果CBO(全て「H」レベル)と、制御信号NONE(「L」レベル)およびMULTI(「H」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図48は、実施形態4の変形例に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その4)である。
本例においては、カラム選択線Yの選択動作が無い場合について説明する。
図48に示されるように、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBはそれぞれ全て「L」レベルに設定される。したがって、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係として生成されない。
第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係に無いためEXOR論理演算結果CBO(全て「L」レベル)を出力する。
時刻T136において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて異常により複数のワード線WLのうちの複数のワード線WLを選択する。
また、制御信号PCB(「H」レベル)の入力(「HL」レベル)に従って基準データ線DREF1,DREF2は基準電圧VREF1,VREF2にそれぞれ設定される。
ここで、データ線DLの電圧は、基準電圧VREF1とVREF2との間に設定される。
時刻T137において、制御信号ADSAE(「H」レベル)が活性化される。これに従いセンスアンプ(SA)401,402が活性化されて、制御信号NONE(「L」レベル)およびMULTI(「L」レベル)が出力される。
時刻T138において、判定回路120#は、EXOR論理演算結果CBO(全て「L」レベル)と、制御信号NONE(「L」レベル)およびMULTI(「L」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
図49は、実施形態4の変形例に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その5)である。
本例においては、複数のカラム選択線Yのうちの複数のカラム選択線Yが選択される場合について説明する。
図49に示されるように、時刻T139において、カラムデコーダ10は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のカラム選択線Yのうちの複数本を選択する。
時刻T140において、第1および第2のカラムエンコーダ9A,9Bは、第1のカラムアドレス情報CTおよび第2のカラムアドレス情報CBをそれぞれ生成するが、互いに相補の関係として生成されない。
これに伴い、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して互いに相補の関係に無いためEXOR論理演算結果CBO(少なくとも1つの信号は「L」レベル)を出力する。
時刻T141において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて異常により複数のワード線WLのうちの1本を選択する。
また、制御信号PCB(「H」レベル)の入力(「HL」レベル)に従って基準データ線DREF1,DREF2は基準電圧VREF1,VREF2にそれぞれ設定される。
ここで、データ線DLの電圧は、基準電圧VREF1とVREF2との間に設定される。
時刻T142において、制御信号ADSAE(「H」レベル)が活性化される。これに従いセンスアンプ(SA)401,402が活性化されて、制御信号NONE(「L」レベル)およびMULTI(「L」レベル)が出力される。
時刻T143において、判定回路120#は、EXOR論理演算結果CBO(少なくとも1つの信号は「L」レベル)と、制御信号NONE(「L」レベル)およびMULTI(「L」レベル)とに基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
したがって、複数のカラム選択線Yのうちの複数のカラム選択線Yが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
<実施形態5>
図50は、実施形態5に従う半導体装置1Pの概要を説明する図である。
図50を参照して、半導体装置1Pは、メモリマクロ15Pと、CPU20とを含む。
CPU20は、メモリマクロ15Pを制御して、メモリマクロ15Pに格納されているデータを取得する。
メモリマクロ15Pは、メモリマクロ15と比較してロウエンコーダ6およびカラムエンコーダ9の代わりにサブデコーダ130と、検出回路5の代わりに検出回路132とを設けた点で異なる。その他の構成については同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
サブデコーダ130は、ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10と同様にサブロウデコーダ4#およびサブカラムデコーダ10#を含む。
検出回路132は、ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10の故障を検出する。
図51は、実施形態5に従うメモリアレイ2およびその周辺回路を説明する図である。
図51を参照して、図2の構成と比較して、サブロウデコーダ4#およびサブカラムデコーダ10#が設けられている点が異なる。
サブロウデコーダ4#は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のダミーのロウ選択線DRWLに対してロウ選択信号を出力する。サブカラムデコーダ10#は、入力カラムアドレス情報CADに基づいて複数のダミーのカラム選択線DYに対してカラム選択信号を出力する。本例においては、ダミーのロウ選択線DRWL[0]〜DRWL[15]が設けられている場合が示されている。また、ダミーのカラム選択線DY[0]〜DY[7]が設けられている場合が示されている。
図52は、実施形態5に従う検出回路132の検出ユニット140について説明する図である。
図52を参照して、検出回路132は、メモリセル行にそれぞれ対応してロウ側のロウデコーダ4の異常を検出するための複数の検出ユニット140と、データ線145,146と、PチャネルMOSトランジスタ141,142と、インバータ143,144とを含む。PチャネルMOSトランジスタ141,142は、データ線145,146をプリチャージするプリチャージトランジスタである。
PチャネルMOSトランジスタ141,142は、データ線145,146と接続され、制御信号PCB(「L」レベル)に従って導通する。データ線145,146を「H」レベルに設定する。
データ線145,146は、複数の検出ユニット140に対して共通に設けられる。
具体的には、制御信号PCB(「L」レベル)に従ってデータ線145,146をプリチャージして所定電圧に設定する。
インバータ143は、データ線145の電圧信号を反転させた制御信号PDL0を出力する。
インバータ144は、データ線146の電圧信号を反転させた制御信号PDL1を出力する。
本例においては、1つの検出ユニット140が示されている。
検出ユニット140は、ゲートトランジスタGT0〜GT3と、インバータINVとを含む。
ゲートトランジスタGT0,GT2は、データ線145と固定電圧VSSとの間に直列に接続され、そのゲートは、ワード線WLの信号および対応するダミーのロウ選択線DRWLの信号をそれぞれ受ける。
ゲートトランジスタGT1,GT3は、データ線146と固定電圧VSSとの間に直列に接続され、そのゲートは、ワード線WLの信号および対応するダミーのロウ選択線DRWLのインバータINVを介する反転信号の入力をそれぞれ受ける。
例えば、ロウデコーダ4およびサブロウデコーダ4#が正常に動作している場合には、ワード線WLが「H」レベルに設定された場合、対応するダミーのロウ選択線DRWLも「H」レベルに設定される。
これにより、ゲートトランジスタGT0,GT2がともに導通し、データ線145は固定電圧VSSと接続される。すなわち、データ線145は「L」レベルに設定される。
一方、ゲートトランジスタGT3は、インバータINVを介するダミーのロウ選択線DRWLの反転信号が入力されるため導通しない。すなわち、データ線146は「H」レベルに設定される。
制御信号PDL0は、「H」レベルに設定され、制御信号PDL1は、「L」レベルに設定される。
図53は、実施形態5に従う検出回路132の検知結果を説明する図である。
図53に示されるように、例えば、ロウデコーダ4およびサブロウデコーダ4#が正常に動作せずワード線WLが選択されない場合には、ゲートトランジスタGT0,GT1は導通しない。すなわち、データ線145,146はともに「H」レベルを維持する。
制御信号PDL0,PDL1は、共に「L」レベルに設定される。
例えば、ロウデコーダ4およびサブロウデコーダ4#が正常に動作して、ワード線WLが1本選択される場合には、ゲートトランジスタGT0,GT2はともに導通する。データ線145は、固定電圧VSSと接続される。すなわち、データ線145は「L」レベルに設定される。データ線146は、固定電圧VSSと接続されない。すなわち、データ線145は「H」レベルに設定される。
制御信号PDL0は「H」レベル、制御信号PDL1は「L」レベルに設定される。
例えば、ロウデコーダ4およびサブロウデコーダ4#が正常に動作せずワード線WLが複数本選択される場合には、検出ユニット140のゲートトランジスタGT0,GT2はともに導通する。データ線145は、固定電圧VSSと接続される。すなわち、データ線145は「L」レベルに設定される。また、別の検出ユニット140のゲートトランジスタGT1,GT3も導通する。データ線146は、固定電圧VSSと接続される。すなわち、データ線145は「L」レベルに設定される。
制御信号PDL0,PDL1は、共に「H」レベルに設定される。
例えば、ロウデコーダ4およびサブロウデコーダ4#が正常に動作せずワード線WLが誤ったワード線を選択する場合には、ゲートトランジスタGT0,GT2はともに導通しない。また、ゲートトランジスタGT1,GT3はともに導通しない。すなわち、データ線145,146はともに「H」レベルを維持する。
制御信号PDL0,PDL1は、共に「L」レベルに設定される。
なお、本例においては、ロウデコーダ4およびサブロウデコーダ4#について以上を検出する検出ユニット140について説明したが、カラムデコーダ10およびサブカラムデコーダ10#についても同様にカラム側の検出ユニットが設けられている。
具体的には、カラム側の検出ユニットは、ロウ側の検出ユニットと同様にワード線WLの代わりにカラム選択線YがゲートトランジスタGT0,GT1のゲートと接続される。また、ダミーのロウ選択線DRWLの代わりにダミーのカラム選択線DYとゲートトランジスタGT2およびインバータINVを介してゲートトランジスタGT3とが接続される。
そして、例えば、カラムデコーダ10およびダミーカラムデコーダ10#が正常に動作している場合には、カラム選択線Yが「H」レベルに設定された場合、対応するダミーのカラム選択線DYも「H」レベルに設定される。
これにより、ゲートトランジスタGT0,GT2がともに導通し、データ線145は固定電圧VSSと接続される。すなわち、データ線145は「L」レベルに設定される。
一方、ゲートトランジスタGT3は、インバータINVを介するダミーのカラム選択線DYの反転信号が入力されるため導通しない。すなわち、データ線146は「H」レベルに設定される。
制御信号QDL0は、「H」レベルに設定され、制御信号QDL1は、「L」レベルに設定される。
例えば、カラムデコーダ10およびサブカラムデコーダ10#が正常に動作せずカラム選択線Yが選択されない場合には、ゲートトランジスタGT0,GT1は導通しない。すなわち、データ線145,146はともに「H」レベルを維持する。
制御信号QDL0,QDL1は、ともに「L」レベルに設定される。
例えば、カラムデコーダ10およびサブカラムデコーダ10#が正常に動作せずカラム選択線Yが複数本選択される場合には、ゲートトランジスタGT0,GT2はともに導通する。データ線145は、固定電圧VSSと接続される。すなわち、データ線145は「L」レベルに設定される。データ線146は、固定電圧VSSと接続される。すなわち、データ線145は「L」レベルに設定される。
制御信号QDL0,QDL1は、ともに「H」レベルに設定される。
例えば、カラムデコーダ10およびサブカラムデコーダ10#が正常に動作せず誤ったカラム選択線Yを選択する場合には、ゲートトランジスタGT0,GT2はともに導通しない。また、ゲートトランジスタGT1,GT3はともに導通しない。すなわち、データ線145,146はともに「H」レベルを維持する。
制御信号QDL0,QDL1は、ともに「L」レベルに設定される。
図54は、実施形態5に従う検出回路132の合成回路134について説明する図である。
図54を参照して、合成回路134は、合成ユニット340,350と、NOR回路360と、インバータ362と、フリップフロップ(FF)364とを含む。
合成ユニット340は、NAND回路342,344とを含む。
合成ユニット350は、NAND回路352,354とを含む。
NAND回路344は、制御信号PDL0およびPDL1からの信号入力を受けてそのNAND論理演算結果をNAND回路342に出力する。
NAND回路342は、制御信号PDL0と、NAND回路344からの出力とを受けてそのNAND論理演算結果をNOR回路360に出力する。
制御信号PDL0,PDL1がともに「H」レベルの場合、およびともに「L」レベルの場合には、NAND回路342の出力は「H」レベルに設定される。
一方、制御信号PDL0,PDL1が「H」レベルおよび「L」レベルの場合には、NAND回路342の出力は「L」レベルに設定される。
NAND回路354は、制御信号QDL0およびQDL1からの信号入力を受けてそのNAND論理演算結果をNAND回路352に出力する。
NAND回路352は、制御信号QDL0と、NAND回路354からの出力とを受けてそのNAND論理演算結果をNOR回路360に出力する。
制御信号QDL0,QDL1がともに「H」レベルの場合、およびともに「L」レベルの場合には、NAND回路352の出力は「H」レベルに設定される。
一方、制御信号QDL0,QDL1が「H」レベルおよび「L」レベルの場合には、NAND回路352の出力は「L」レベルに設定される。
NOR回路360は、NAND回路342および352の入力を受けてそのNOR論理演算結果をインバータ362に出力する。
インバータ362は、NOR回路360の信号を反転してフリップフロップ(FF)364に格納する。
本例においては、NAND回路342および352のいずれか一方の出力が「H」レベルである場合には、フリップフロップ(FF)364に「H」レベルが格納されて異常信号FLAG(「H」レベル)が出力される。
図55は、実施形態5に従うロウデコーダ4およびカラムデコーダ10の異常を説明する図である。
図55に示されるように、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常、あるいは複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択される誤選択異常が生じる。当該異常が生じた場合には、NAND回路342の出力(「H」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常、あるいは複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常、あるいは複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択される誤選択異常が生じる。当該異常が生じた場合には、NAND回路352の出力(「H」レベル)に従って異常信号FLAG(「H」レベル)に設定される。
ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10がともに正常である場合には、異常信号FLAG(「L」レベル)に設定される。
図56は、実施形態5に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その1)である。
本例においては、正常動作する場合について説明する。
図56に示されるように、時刻T150において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴い検出回路132が動作する。これに伴いプリチャージトランジスタが非導通に設定され、データ線145,146に対するプリチャージ動作が終了する。
時刻T151において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの1本を選択する。サブロウデコーダ4#は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のダミーのワード線DWLのうちの1本を選択する。これに伴い、ゲートトランジスタGT0,GT2が導通する。
したがって、データ線145,146は、それぞれ「L」レベル、「H」レベルに設定される。
時刻T152において、制御信号PDL0,PDL1はそれぞれ「H」レベル、「L」レベルに増幅される。
次に、時刻T153において、検出回路132は、制御信号PDL0(「H」レベル),PDL1(「L」レベル)に基づいて異常信号FLAG(「L」レベル)を出力する。
なお、本例においては、ワード線WLについて説明したが、カラム選択線Yについても同様である。
図57は、実施形態5に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その2)である。
本例においては、ワード線WLの選択動作が無い場合について説明する。
図57に示されるように、時刻T154において、制御信号PCBが「H」レベルに定される。これに伴い検出回路132が動作する。これに伴いプリチャージトランジスタが非導通に設定され、データ線145,146に対するプリチャージ動作が終了する。
本例においては、ロウデコーダ4およびサブロウデコーダ4#は、異常により入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLおよびダミーの複数のワード線DWLのうちの1本を選択しない。この場合、ゲートトランジスタGT0,GT2は導通しない。また、ゲートトランジスタGT1,GT3は導通しない。
データ線145,146はともに「H」レベルを維持する。
次に、時刻T155において、判定回路132は、制御信号PDL0(「L」レベル),PDL1(「L」レベル)に基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
したがって、複数のワード線WLのうちの1本も選択されない無選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
なお、本例においては、ワード線WLについて説明したが、カラム選択線Yについても同様である。
図58は、実施形態5に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その3)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合について説明する。
図58に示されるように、時刻T156において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴い検出回路132が動作する。これに伴いプリチャージトランジスタが非導通に設定され、データ線145,146に対するプリチャージ動作が終了する。
時刻T157において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの複数本を選択する。サブロウデコーダ4#は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のダミーのワード線DWLのうちの複数本を選択する。これに伴い、検出ユニット140のゲートトランジスタGT0,GT2が導通する。また、別の検出ユニット140のゲートトランジスタGT1,GT3が導通する。
これに伴いデータ線145,146はともに「L」レベルに設定される。
次に、時刻T158において、制御信号PDL0,PDL1は共に「H」レベルに増幅される。
次に、時刻T159において、判定回路132は、制御信号PDL0(「H」レベル),PDL1(「H」レベル)に基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択されるマルチ選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
なお、本例においては、ワード線WLについて説明したが、カラム選択線Yについても同様である。
図59は、実施形態5に従う半導体装置100の動作を説明するタイミングチャート図(その4)である。
本例においては、複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択される場合について説明する。
図59に示されるように、時刻T160において、制御信号PCBが「H」レベルに設定される。これに伴い検出回路132が動作する。これに伴いプリチャージトランジスタが非導通に設定され、データ線145,146に対するプリチャージ動作が終了する。
時刻T161において、ロウデコーダ4は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のワード線WLのうちの誤ったワード線を選択する。サブロウデコーダ4#は、入力ロウアドレス情報RADに基づいて複数のダミーのワード線DWLのうちの誤ったダミーのワード線を選択する。これに伴い、検出ユニット140のゲートトランジスタGT0,GT2が導通しない。また、別の検出ユニット140のゲートトランジスタGT1,GT3も導通しない。
これに伴いデータ線145,146はともに「H」レベルを維持する。
次に、時刻T162において、判定回路132は、制御信号PDL0(「H」レベル),PDL1(「H」レベル)に基づいて異常信号FLAG(「H」レベル)を出力する。
複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択される誤選択異常が生じた場合には、異常を検出することが可能である。
なお、本例においては、ワード線WLについて説明したが、カラム選択線Yについても同様である。
<実施形態6>
図60は、実施形態6に従う検出回路5Qの回路構成を説明する図である。
図60を参照して、検出回路5Qは、実施形態1の検出回路5と置換可能な構成を説明する図である。
検出回路5Qは、第1ロウ判定回路5A#と、第2ロウ判定回路5B#と、第1カラム判定回路5C#と、第2カラム判定回路5D#と、合成回路5E#とを含む。
第1ロウ判定回路5A#は、EXNOR回路64#〜67#とを含む。
第2ロウ判定回路5B#は、EXOR回路60〜63とを含む。
第1カラム判定回路5C#は、EXNOR回路33#〜35#とを含む。
第2カラム判定回路5D#は、EXOR回路30〜32とを含む。
合成回路5E#は、NチャネルMOSトランジスタ85〜98と、プリチャージトランジスタ99A,99Bと、インバータ99Cと、フリップフロップ(FF)76と、データ線LN0,LN1とを含む。プリチャージトランジスタ99Aは、PチャネルMOSトランジスタである。プリチャージトランジスタ99Bは、NチャネルMOSトランジスタである。
NチャネルMOSトランジスタ85〜98は、データ線LN0とLN1との間に並列に接続される。プリチャージトランジスタ99Aは、電源電圧VDDとデータ線LN0との間に設けられ、そのゲートは制御信号PCB2の入力を受ける。プリチャージトランジスタ99Bは、固定電圧VSSとデータ線LN1との間に設けられ、そのゲートは制御信号PCB2の入力を受ける。
制御信号PCB2は、検出動作前は「L」レベルに設定され、検出動作時には「H」レベルに設定される。これに伴い、データ線LN0は「H」レベルにプリチャージされる。また、検出動作時には、データ線LN1は「L」レベルに設定される。
インバータ99Cは、データ線LN0の信号を反転させてフリップフロップ(FF)にデータを格納する。
EXNOR回路64#〜67#の出力は、NチャネルMOSトランジスタ95〜98のゲートとそれぞれ接続される。
EXOR回路60〜63の出力は、NチャネルMOSトランジスタ91〜94のゲートとそれぞれ接続される。
EXNOR回路33#〜35#の出力は、NチャネルMOSトランジスタ88〜90のゲートとそれぞれ接続される。
EXOR回路30〜32は、NチャネルMOSトランジスタ85〜87のゲートとそれぞれ接続される。
第1ロウ判定回路5A#は、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとを比較して比較結果に基づきNチャネルMOSトランジスタ95〜98を導通させる。
EXNOR回路64#〜67#は、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとのそれぞれの1ビットずつの入力を受けてEXNOR論理演算結果RBOを出力する。
第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとは、正常である場合には互いに相補の関係にある。
したがって、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとが互いに相補の関係にある場合(正常である場合)には、EXNOR回路64#〜67#のEXNOR論理演算結果RBOは全て「L」レベルを出力する。この場合、NチャネルMOSトランジスタ95〜98はすべて導通しない。したがってデータ線LN0は「H」レベルを維持する。
一方、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとが相補の関係に無い場合(正常でない場合)には、EXNOR回路64#〜67#のEXNOR論理演算結果RBOの少なくともいずれか1つは「H」レベルを出力する。この場合、NチャネルMOSトランジスタ95〜98のいずれか1つは導通する。したがって、データ線LN0は、データ線LN1と接続されて「L」レベルに設定される。
データ線LN0が「L」レベルに設定されることにより、第1のロウアドレス情報RTと第2のロウアドレス情報RBとが相補の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、ロウデコーダ4に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLが1つも選択されない場合の無選択異常と、複数のワード線WLのうち複数のワード線WLが選択される場合のマルチ選択異常が判定される。
第2ロウ判定回路5B#は、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとを比較して比較結果に基づきNチャネルMOSトランジスタ91〜94を導通させる。
EXOR回路60〜63は、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとのそれぞれの1ビットずつの入力を受けてEXOR論理演算結果RTOを出力する。
入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとは、正常である場合には同一の関係にある。
したがって、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとが同一の関係にある場合(正常である場合)には、EXOR回路60〜63のEXOR論理演算結果RTOは全て「L」レベルを出力する。この場合、NチャネルMOSトランジスタ91〜94はすべて導通しない。したがって、データ線LN0は「H」レベルを維持する。
一方、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとが同一の関係に無い場合(正常でない場合)には、EXOR回路60〜63のEXOR論理演算結果RTOの少なくともいずれか1つは「H」レベルを出力する。この場合、NチャネルMOSトランジスタ91〜94の少なくともいずれか1つは導通する。したがって、データ線LN0は、データ線LN1と接続されて「L」レベルに設定される。
データ線LN0が「L」レベルに設定されることにより、入力ロウアドレス情報RADと第1のロウアドレス情報RTとが同一の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、ロウデコーダ4に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、ロウデコーダ4の異常により、複数のワード線WLのうち誤ったワード線WLが選択された誤選択異常が判定される。
第1カラム判定回路5C#は、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとを比較して比較結果に基づきNチャネルMOSトランジスタ88〜90を導通させる。
EXNOR回路33#〜35#は、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとのそれぞれの1ビットずつの入力を受けてEXNOR論理演算結果CBOを出力する。
第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとは、正常である場合には互いに相補の関係にある。
したがって、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが互いに相補の関係にある場合(正常である場合)には、EXNOR回路33#〜35#のEXNOR論理演算結果CBOは全て「L」レベルを出力する。この場合、NチャネルMOSトランジスタ88〜90はすべて導通しない。したがって、データ線LN0は「H」レベルを維持する。
一方、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報とが相補の関係に無い場合(正常でない場合)には、EXNOR回路33#〜35#のEXNOR論理演算結果CBOの少なくともいずれか1つは「H」レベルを出力する。この場合、NチャネルMOSトランジスタ88〜90のいずれか1つは導通する。したがって、データ線LN0は、データ線LN1と接続されて「L」レベルに設定される。
データ線LN0が「L」レベルに設定されることにより、第1のカラムアドレス情報CTと第2のカラムアドレス情報CBとが相補の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、カラムデコーダ10に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yが1つも選択されない場合の無選択異常と、複数のカラム選択線Yのうち複数のカラム選択線Yが選択される場合のマルチ選択異常が判定される。
第2カラム判定回路5D#は、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとを比較して比較結果に基づきNチャネルMOSトランジスタ85〜87を導通させる。
EXOR回路30〜32は、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとのそれぞれの1ビットずつの入力を受けてEXOR論理演算結果CTOを出力する。
入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとは、正常である場合には同一の関係にある。
したがって、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとが同一の関係にある場合(正常である場合)には、EXOR回路30〜32のEXOR論理演算結果CTOは全て「L」レベルを出力する。この場合、NチャネルMOSトランジスタ85〜87はすべて導通しない。したがって、データ線LN0は「H」レベルを維持する。
一方、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとが同一の関係に無い場合(正常でない場合)には、EXOR回路30〜32のEXOR論理演算結果CTOの少なくともいずれか1つは「H」レベルを出力する。この場合、NチャネルMOSトランジスタ85〜87のいずれか1つは導通する。したがって、データ線LN0は、データ線LN1と接続されて「L」レベルに設定される。
データ線LN0が「L」レベルに設定されることにより、入力カラムアドレス情報CADと第1のカラムアドレス情報CTとが同一の関係に無い(正常でない場合)ことが判定される。すなわち、カラムデコーダ10に異常があり、正常にデコードされなかったことが判定される。
具体的には、カラムデコーダ10の異常により、複数のカラム選択線Yのうち誤ったカラム選択線Yが選択された誤選択異常が判定される。
合成回路5E#において、データ線LN0が「L」レベルの場合には、フリップフロップ76に「H」レベルを格納する。データ線LN0が「H」レベルの場合には、フリップフロップ76に「L」レベルを格納する。
フリップフロップ76は、格納されたデータに基づいて異常信号FLAGを出力する。
当該構成により、実施形態1の構成と比較して論理回路の部品点数を削減することが可能である。すなわち、NチャネルMOSトランジスタ等の個数を削減することにより簡易な方式で実施形態1で説明した検出回路5と同様の検出回路5Qを実現することが可能である。これによりレイアウト面積も縮小することが可能である。
<実施形態7>
実施形態7においては、半導体装置のテスト回路の構成について説明する。
図61は、実施形態7に従う検出回路5Xの構成について説明する図である。
図61を参照して、検出回路5Xは、図3で検出した検出回路5と比較してDFT(Design For Test)回路140,142をさらに追加した点が異なる。
その他の構成については同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
DFT回路142は、制御信号PTN、制御信号SELXORおよび入力ロウアドレス情報RADに基づいて第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBを設定する。
DFT回路140は、制御信号PTN、制御信号SELXORおよび入力カラムアドレス情報CADに基づいて第1のカラムアドレス情報CTおよび第のカラムアドレス情報RBを設定する。
したがって、ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10を動作させることなく検出回路5についてテスト動作を実行することが可能となる。
図62は、実施形態7に従うDFT回路140,142のテストパターンを説明する図である。
図62に示されるように、DFT回路140,142は、制御信号PTN、制御信号SELXOR、入力ロウアドレス情報RADおよび入力カラムアドレス情報CADに基づいて種々のテストパターンを出力するように設定されている。
一例として、制御信号PTNに応じて第2のロウアドレス情報RBおよび第2のカラムアドレス情報を設定する。
例えば、DFT回路140,142は、制御信号PTN(「L」レベル)に従って、第2のロウアドレス情報RB[0]〜RB[3]および第2のカラムアドレス情報CB[0]〜CB[2]をすべて「H」レベルに設定する。
また、DFT回路140,142は、制御信号PTN(「H」レベル)に従って、第2のロウアドレス情報RB[0]〜RB[3]および第2のカラムアドレス情報CB[0]〜CB[2]はすべて「L」レベルに設定する。
また、DFT回路142は、制御信号SELXORおよび入力ロウアドレス情報RADの組み合わせに基づいて第1のロウアドレス情報RT[0]〜RT[3]を設定する。
また、DFT回路140は、制御信号SELXORおよび入力カラムアドレス情報CADの組み合わせに基づいて第1のカラムアドレス情報CT[0]〜CT[2]を設定する。
また、本例においては、第2のロウアドレス情報RBおよび第2のカラムアドレス情報CBならびに第1のロウアドレス情報RTおよび第1のカラムアドレス情報CTの設定に基づくEXOR回路の出力ならびに制御信号FLAGの設定結果が示されている。
テストパターンに基づいて第2のロウアドレス情報RBおよび第2のカラムアドレス情報CBならびに第1のロウアドレス情報RTおよび第1のカラムアドレス情報CTを設定し、当該設定に基づくEXOR回路の出力ならびに制御信号FLAGが予想結果と異なる場合には、対象となるEXOR回路の異常を判定することが可能となる。
本方式の如くDFT回路140,142を設けることにより、検出回路5に設けられているEXOR回路30〜35および60〜67を1つずつテストすることが可能となり、当該EXOR回路が正常に動作するか否かを確認することが可能となる。
<実施形態7の変形例1>
図63は、実施形態7の変形例1に従う検出回路5Yの構成について説明する図である。
図63を参照して、検出回路5Yは、図60で検出した検出回路5QにDFT(Design For Test)回路140,142をさらに追加した点が異なる。
その他の構成については同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
DFT回路142は、制御信号PTN、制御信号SELXORおよび入力ロウアドレス情報RADに基づいて第1のロウアドレス情報RTおよび第2のロウアドレス情報RBを設定する。
DFT回路140は、制御信号PTN、制御信号SELXORおよび入力カラムアドレス情報CADに基づいて第1のカラムアドレス情報CTおよび第のカラムアドレス情報RBを設定する。
したがって、ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10を動作させることなく検出回路5についてテスト動作を実行することが可能となる。
図64は、実施形態7の変形例1に従うDFT回路140,142のテストパターンを説明する図である。
図64に示されるように、DFT回路140,142は、制御信号PTN、制御信号SELXOR、入力ロウアドレス情報RADおよび入力カラムアドレス情報CADに基づいて種々のテストパターンを出力するように設定されている。
一例として、制御信号PTNに応じて第2のロウアドレス情報RBおよび第2のカラムアドレス情報を設定する。
例えば、DFT回路140,142は、制御信号PTN(「L」レベル)に従って、第2のロウアドレス情報RB[0]〜RB[3]および第2のカラムアドレス情報CB[0]〜CB[2]をすべて「H」レベルに設定する。
また、DFT回路140,142は、制御信号PTN(「H」レベル)に従って、第2のロウアドレス情報RB[0]〜RB[3]および第2のカラムアドレス情報CB[0]〜CB[2]はすべて「L」レベルに設定する。
また、DFT回路142は、制御信号SELXORおよび入力ロウアドレス情報RADの組み合わせに基づいて第1のロウアドレス情報RT[0]〜RT[3]を設定する。
また、DFT回路140は、制御信号SELXORおよび入力カラムアドレス情報CADの組み合わせに基づいて第1のカラムアドレス情報CT[0]〜CT[2]を設定する。
また、本例においては、第2のロウアドレス情報RBおよび第2のカラムアドレス情報CBならびに第1のロウアドレス情報RTおよび第1のカラムアドレス情報CTの設定に基づくEXOR回路の出力ならびに制御信号FLAGの設定結果が示されている。
テストパターンに基づいて第2のロウアドレス情報RBおよび第2のカラムアドレス情報CBならびに第1のロウアドレス情報RTおよび第1のカラムアドレス情報CTを設定し、当該設定に基づくEXOR回路およびEXNOR回路の出力ならびに制御信号FLAGが予想結果と異なる場合には、対象となるEXOR回路およびEXNOR回路2の異常を判定することが可能となる。
本方式の如くDFT回路140,142を設けることにより、検出回路5に設けられているEXOR回路30〜32,60〜63ならびにEXNOR回路33#〜35#,64#〜67#を1つずつテストすることが可能となり、当該EXOR回路およびEXNOR回路が正常に動作するか否かを確認することが可能となる。
<実施形態7の変形例2>
図65は、実施形態7の変形例2に従うロウ側のデコーダ故障検知回路210を説明する図である。本例においては、デコーダ故障検知回路にテスト回路を設ける場合について説明する。
図65を参照して、図36のロウ側のデコーダ故障検知回路200と比較して、テスト用のワード線TWLと、テスト用のゲートトランジスタTGT0,TGT1をさらに追加した点が異なる。
テスト用のゲートトランジスタTGT0は、データ線RDL0と固定電圧VSSとの間に設けられ、そのゲートはテスト用のワード線TWLと接続される。
テスト用のゲートトランジスタTGT1は、データ線RDL1と固定電圧VSSとの間に設けられ、そのゲートはテスト用のワード線TWLと接続される。
当該構成により、ロウデコーダ4を駆動させることなく、テスト用のワード線TWLを駆動することによりテスト動作を実行して、テスト用のゲートトランジスタTGT0,TGT1を動作させてデータ線RDL0,RDL1を設定することが可能となる。
これにより、ロウ側のデコーダ故障検知回路210の動作が正常に動作するか否かを確認することが可能となる。
なお、ロウ側に限られず、カラム側のデコーダ故障検知回路にもテスト回路を設けて、当該カラム側のデコーダ故障検知回路の動作が正常に動作するか否かについても確認することが可能である。
<実施形態7の変形例3>
図66は、実施形態7の変形例3に従うデコーダ故障検知回路110#Xおよび判定回路120#Xの回路構成を説明する図である。本例においては、デコーダ故障検知回路110#Xおよび判定回路120#Xにテスト回路を設ける場合について説明する。
図66を参照して、図43で説明した構成と比較して、判定回路120#XにDFT回路140を設けた点と、デコーダ故障検知回路110#にテスト用のワード線TWLと、テスト用のゲートトランジスタTRSTをさらに追加した点が異なる。
テスト用のゲートトランジスタTRSTは、データ線DLと固定電圧VSSとの間に設けられ、そのゲートはテスト用のワード線TWLと接続される。
DFT回路140は、上記で説明したのと同様であるのでその詳細な説明については繰り返さない。
また、テスト用のワード線TWLを駆動することによりゲートトランジスタTRSTを動作させてデータ線DLを設定することが可能となる。
当該構成により、ロウデコーダ4およびカラムデコーダ10を駆動させることなく、テスト用のワード線TWLおよびDFT回路140を用いることによりテスト動作を実行して、デコーダ故障検知回路110#Xおよび判定回路120#Xの動作が正常に動作するか否かを確認することが可能となる。
<実施形態7の変形例4>
図67は、実施形態7の変形例4に従う検出回路132の検出ユニット140#について説明する図である。
図67を参照して、検出ユニット140#は、検出ユニット140と比較して、インバータINVの代わりにNAND回路145を設けた点が異なる。
NAND回路145は、ダミーのロウ選択戦DRWLの信号および制御信号DFTNの入力を受けて、そのNAND論理演算結果をゲートトランジスタGT3に出力する。
制御信号DFTNが「H」レベルに設定される場合には、NAND回路145は、インバータとして機能する。すなわち、図52で説明した検出ユニット140と同様の構成になる。
また、制御信号DFTNが「L」レベルに設定される場合には、ゲートトランジスタGT3は導通する。したがって、ワード線WLを「H」レベルに設定することにより、意図的にデータ線145,146の任意の組み合わせの電圧信号に設定することが可能となる。
当該構成により、検出回路132のテスト動作を実行して、検出回路132が正常に動作するか否かを確認することが可能となる。
以上、本開示を実施形態に基づき具体的に説明したが、本開示は、実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。