KR20120078218A - 반도체 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 데이터를 라이트한 후 리드하는 메모리셀 어레이, 상기 리드한 복수의 데이터와 상기 라이트한 복수의 데이터가 동일한 레벨인지를 비교하여 데이터판별신호를 생성하는 결함판별부 및 테스트신호에 응답하여 상기 데이터판별신호를 외부에 전달하는 신호전달부를 포함하는 반도체 장치를 제공한다.

Description

반도체 장치{SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE}

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 구체적으로 설명하면 메모리셀 어레이의 결함 유무를 판별하는 반도체 장치에 관한 것이다.

반도체 장치는 신뢰성을 보증하기 위해서 제조 후, 고가의 테스트 장비를 이용하여 테스트를 받는다. 이때, 데이터 저장용량이 증가하면서, 반도체 장치의 테스트 시간은 점차 증가하고 있으며, 이에 따라 반도체 장치의 출시 시점이 늦어지고, 테스트 단가가 증가한다. 따라서, 효율적으로 테스트 시간을 줄인다면 테스트 단가를 감소시킬 수 있는 기술이 요구되었다.

일반적으로 반도체 장치를 대표하는 DRAM은 X4, X8, X16 등의 데이터 출력 동작을 갖추고 있다. 여기서, X4, X8, X16은 한 번의 동작으로 출력되는 데이터의 개수를 의미한다. 예를 들어, X16이면 한 번의 동작으로 16개의 데이터가 출력된다. X16에서 X8로 동작시키기 위해서는 어드레스가 하나 더 증가하게 되고, X4로 동작시키기 위해서는 어드레스가 2개 더 증가하게 된다. 즉, X16에서 X8로 동작하면 테스트 시간은 2배 증가하고, X16에서 X4로 동작하면 테스트 시간은 4배 증가한다.

한편, 메모리셀 어레이를 테스트할 때 하나의 칩(chip)씩 테스트하는 것이 아니라 동시에 8개 또는 16개의 칩을 테스트한다. 이 경우, 테스트 시간을 줄이기 위해서는 X16으로 진행해야 하는데, 이는 DQ핀(pin)이 각각의 칩당 16개가 존재해야 한다는 것을 의미한다. 하지만, 이는 메모리셀 어레이를 테스트하기 위한 프로브 카드(probe card)의 단가를 증가시킬 뿐만 아니라 제작상에 상당한 어려움을 준다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 대안으로 도입된 것이 DQ 압축모드(DQ compress mode)이다. DQ 압축 모드는 외부에서는 X4로 동작하도록 하고, 내부적으로는 X16으로 동작시키는 모드이다. 즉, 하나의 데이터는 내부적으로 4개의 데이터를 함축하고 있는 것이다. 이렇게 함으로써 테스트 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 4개의 DQ핀만을 가지고도 하나의 칩을 테스트할 수 있다. 또한, DQ 압축모드는 테스트 장비가 가지고 있는 버퍼 사이즈를 줄일 수 있다는 것이다. 예를 들면, 64M를 테스트할 수 있는 테스트 장비를 256M에 적용한다면 메모리 사이즈가 작기 때문에 불가능하지만, DQ 압축모드를 사용한다면 256/4만큼의 메모리 사이즈를 가지고도 테스트할 수 있으므로 새로운 장비가 없어도 테스트가 가능하다.

그러나, 현재의 반도체 장치는 DQ 압축모드로 테스트를 진행한다고 해도, 테스트 장비의 버퍼 사이즈가 감당하기 어려울 정도로 대용량화되었다. 버퍼 사이즈가 큰 테스트 장비로 교체하면 간단히 해결될 문제이지만, 테스트 장비는 매우 고가이기 때문에 경제적인 부담이 생긴다.

본 발명은 반도체 장치에서 메모리셀 어레이의 결함 유무를 판별하여 테스트 장비에 제공하는 반도체 장치를 제공한다.

본 발명은 복수의 데이터를 라이트한 후 리드하는 메모리셀 어레이, 상기 리드한 복수의 데이터와 상기 라이트한 복수의 데이터가 동일한 레벨인지를 비교하여 데이터판별신호를 생성하는 결함판별부 및 테스트신호에 응답하여 상기 데이터판별신호를 외부에 전달하는 신호전달부를 포함하는 반도체 장치를 포함한다.

본 발명의 반도체 장치는 메모리셀 어레이의 결함 유무를 판별한 후, 판별 결과를 테스트 장비에 전달하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 테스트 장비는 큰 버퍼 사이즈가 아니어도 메모리셀 어레이의 결함 유무를 판별할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1과 같은 반도체 장치 내 각 구성들을 보다 구체적으로 나타낸 회로도이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 보호 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 장치를 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 장치는 메모리셀 어레이(1), 결함판별부(2), 신호전달부(3) 및 리드라이트부(4)를 포함한다.

메모리셀 어레이(1)는 데이터를 라이트(write)하고 리드(read)하기 위한 저장매체들이 밀집되어 있는 영역을 의미한다. 이하부터는 라이트한 데이터를 라이트데이터(WD)라고 표기하고, 리드한 데이터를 리드데이터(RD)라고 표기한다.

결함판별부(2)는 라이트데이터(WD<1:4>)와 리드데이터(RD<1:4>)의 레벨이 동일한지를 비교하여 전치데이터판별신호(PREDF)를 생성한다. 리드데이터(RD<1:4>)는 메모리셀 어레이(1)를 통해 전달받으며, 라이트데이터(WD<1:4>)는 반도체 장치의 설정이 저장되는 레지스터, 즉 MRS에서 전달받거나, 테스트 장비에서 전달받는다.

신호전달부(3)는 테스트신호(TM)에 응답하여 전치데이터판별신호(PREDF)를 데이터판별신호(DF)로 출력한다. 이때, 데이터판별신호(DF)는 외부에 위치하는 테스트 장비에 전달된다. 테스트신호(TM)는 반도체 장치가 메모리셀 어레이(1)에 대한 테스트를 진행할 때 활성화되는 신호이다.

도 2는 도 1과 같은 반도체 장치 내 각 구성들을 보다 구체적으로 나타낸 회로도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 결함판별부(2)는 제1 리드데이터(RD<1>)와 제1 라이트데이터(WD<1>)의 레벨이 동일한지를 판별하여 제1 비교신호(COM1)로 출력하는 제1 판별부(21), 제2 리드데이터(RD<2>)와 제2 라이트데이터(WD<2>)의 레벨이 동일한지를 판별하여 제2 비교신호(COM2)로 출력하는 제2 판별부(22), 제3 리드데이터(RD<3>)와 제3 라이트데이터(WD<3>)의 레벨이 동일한지를 판별하여 제3 비교신호(COM3)로 출력하는 제3 판별부(23), 제4 리드데이터(RD<4>)와 제4 라이트데이터(WD<4>)의 레벨이 동일한지를 판별하여 제4 비교신호(COM4)로 출력하는 제4 판별부(24), 제1 내지 제4 비교신호(COM1~COM4)를 낸드(nand)하여 전치데이터판별신호(PREDF)로 출력하는 제1 신호출력부(24)를 포함한다. 이를 위해, 각 판별부(21~24)는 XNOR게이트를 포함하고, 제1 신호출력부(24)는 낸드게이트를 포함한다. 여기서, 제1 리드데이터(RD<1>)는 메모리셀 어레이(1) 내 특정 메모리셀에 제1 라이트데이터(WD<1>)가 저장된 후 출력된 신호이다. 즉, 제1 리드데이터(RD<1>)와 제1 라이트데이터(WD<1>)는 동일한 정보, 즉 레벨을 가져야 한다. 제1 리드데이터(RD<1>)가 하이레벨이면 제1 라이트데이터(WD<1>)도 하이레벨이어야 한다는 것이다.

신호전달부(3)는 테스트신호(TM)와 리드플래그신호(RF)에 응답하여 전달제어신호(TCONT)를 생성하는 전달제어신호 생성부(31)와 전달제어신호(TCONT)에 응답하여 전치데이터판별신호(PREDF)를 전달하는 전달부(32) 및 전치데이터판별신호(PREDF)를 저장하고 버퍼링하여 데이터판별신호(DF)로 출력하는 제2 신호출력부(33)를 포함한다. 이를 위해, 전달제어신호 생성부(31)는 낸드게이트를 포함하고, 전달부(32)는 트랜스퍼게이트를 포함한다. 여기서, 리드플래그신호(RF)는 메모리셀 어레이에 저장된 데이터를 리드할 때 활성화되는 신호이다.

이와 같은 반도체 장치의 메모리셀 어레이를 테스트하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 메모리셀 어레이에 제1 내지 제4 라이트데이터(WD<1:4>)를 라이트한다. 이후, 리드플래그신호(RF)가 하이레벨로 활성화되면, 제1 내지 제4 라이트데이터(WD<1:4>)는 제1 내지 제4 리드데이터(RD<1:4>)로 출력된다.

결함판별부(2) 내 각 판별부(21~24)는 제1 내지 제4 라이트데이터(WD<1:4>) 각각과 제1 내지 제4 리드데이터(RD<1:4>) 각각의 레벨이 동일한지를 판별한다. 즉, 메모리셀 어레이의 결함에 의해 라이트데이터(WD<1:4>)가 저장되고 리드데이터(RD<1:4>)가 출력되는 과정에서 변형됐는지를 판별한다. 만약, 제1 내지 제4 리드데이터(RD<1:4>) 중 어느 하나라도 제1 내지 제4 라이트데이터(WD<1:4>)와 레벨이 다르면 제1 신호출력부(25)는 하이레벨의 전치데이터판별신호(PREDF)를 출력한다.

이어서, 테스트신호(TM)가 하이레벨로 활성화되면, 이미 하이레벨로 활성화된 리드플래그신호(RF)와 낸드되어 로우레벨의 전달제어신호(TCONT)가 생성된다. 따라서, 전치데이터판별신호(PREDF)는 전달부(32)를 거쳐 제2 신호출력부(33)에 전달되며, 제2 신호출력부(33)에서 버퍼링되어 데이터판별신호(DF)로 출력된다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 내지 제4 리드데이터(RD<1:4>) 중 어느 하나라도 제1 내지 제4 라이트데이터(WD<1:4>)와 레벨이 다르면 하이레벨의 데이터판별신호(DF)가 생성되기 때문에, 이를 수신한 테스트 장비는 메모리셀 어레이(1)에 결함이 존재한다는 것을 판별한다. 반대로, 제1 내지 제4 리드데이터(RD<1:4>)와 제1 내지 제4 라이트데이터(WD<1:4>)의 레벨이 같으면 로우레벨의 데이터판별신호(DF)가 생성되기 때문에, 이를 수신한 테스트 장비는 메모리셀 어레이(1)가 정상이라고 판별한다.

기존에는 테스트 장비가 제1 내지 제4 리드데이터(RD<1:4>) 모두를 수신하여 데이터 이상유무를 판단하였다. 그러나, 본 발명의 일실시예는 반도체 장치가 데이터 이상유무를 판별한 후 판별 결과만을 테스트 장비에 전달한다. 따라서, 작은 버퍼 사이즈의 테스트 장비로도 충분히 대용량의 메모리셀 어레이(1)를 테스트할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다. 예컨대, 전술한 실시예에서 예시한 논리 게이트 및 트랜지스터는 입력되는 신호의 극성에 따라 그 위치 및 종류가 다르게 구현될 수 있다.

1: 메모리셀 어레이
2: 결함판별부
3: 신호전달부

Claims (3)

1. 복수의 데이터를 라이트한 후 리드하는 메모리셀 어레이;
   상기 리드한 복수의 데이터와 상기 라이트한 복수의 데이터가 동일한 레벨인지를 비교하여 데이터판별신호를 생성하는 결함판별부; 및
   테스트신호에 응답하여 상기 데이터판별신호를 외부에 전달하는 신호전달부
   를 포함하는 반도체 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 결함판별부는
   상기 리드한 복수의 데이터 중 제1 리드데이터 및 상기 라이트한 복수의 데이터 중 제1 라이트데이터의 레벨이 동일한지를 판별하여 제1 비교신호로 출력하는 제1 판별부;
   상기 리드한 복수의 데이터 중 제2 리드데이터 및 상기 라이트한 복수의 데이터 중 제2 라이트데이터의 레벨이 동일한지를 판별하여 제2 비교신호로 출력하는 제2 판별부;
   상기 리드한 복수의 데이터 중 제3 리드데이터 및 상기 라이트한 복수의 데이터 중 제3 라이트데이터의 레벨이 동일한지를 판별하여 제3 비교신호로 출력하는 제3 판별부;
   상기 리드한 복수의 데이터 중 제4 리드데이터 및 상기 라이트한 복수의 데이터 중 제4 라이트데이터의 레벨이 동일한지를 판별하여 제4 비교신호로 출력하는 제4 판별부; 및
   상기 제1 내지 제4 비교신호를 조합하여 전치데이터판별신호(PREDF)로 출력하는 제1 신호출력부를 포함하는 반도체 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 신호전달부는
   상기 테스트신호와 리드플래그신호에 응답하여 전달제어신호를 생성하는 전달제어신호 생성부;
   상기 전달제어신호에 응답하여 상기 데이터판별신호를 전달하는 전달부; 및
   상기 데이터판별신호를 저장하고 버퍼링하여 외부에 전달하는 제2 신호출력부를 포함하는 반도체 장치.
   
   

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