Title:
Eingabeschaltung eines Halbleiterspeicherelements, Halbleiterspeicherelement und Verfahren zum Steuern der Eingabeschaltung
Kind Code:
A1


Abstract:

Eine Eingabeschaltung für ein Halbleiterspeicherelement umfasst eine Datenabtastschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Datenabtastsignal zu puffern, um ein erstes internes Abtastsignal zu erzeugen und um ein zweites internes Abtastsignal in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal und einem Betriebsmodus des Halbleiterspeicherelements zu erzeugen, sowie eine Dateneingabeschaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Datenverarbeitung von Eingabedaten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal, dem zweiten internen Abtastsignal und dem Betriebsmodus durchzuführen, um interne Schreibdaten zu erzeugen.




Inventors:
Oh, Reum (Seoul, KR)
Application Number:
DE102007010310
Publication Date:
10/11/2007
Filing Date:
02/23/2007
Assignee:
Samsung Electronics Co., Ltd. (Suwon, Kyonggi, KR)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Patentanwälte Ruff, Wilhelm, Beier, Dauster & Partner (Stuttgart, 70174)
Claims:
1. Eingabeschaltung für ein Halbleiterspeicherelement, aufweisend:
eine Datenabtastschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Datenabtastsignal zu puffern, um ein erstes internes Abtastsignal zu erzeugen und um ein zweites internes Abtastsignal in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal und einem Betriebsmodus des Halbleiterspeicherelements zu erzeugen; und
eine Dateneingabeschaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Datenverarbeitung von Eingabedaten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal, dem zweiten internen Abtastsignal und dem Betriebsmodus durchzuführen, um interne Schreibdaten zu erzeugen.

2. Eingabeschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenabtastschaltung aufweist:
einen Datenabtastpuffer, der dazu ausgebildet ist, das Datenabtastsignal zu puffern, um das erste interne Abtastsignal zu erzeugen;
einen Frequenzteiler, der dazu ausgebildet ist, eine Frequenz des ersten internen Abtastsignals zu teilen, um ein frequenzgeteiltes Abtastsignal zu erzeugen, wobei der Frequenzteiler dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem Schreibsignal und einem Testmodussignal in einem normalen Modus durch ein erstes Teilerverhältnis zu teilen und in einem Testmodus durch ein zweites Teilerverhältnis zu teilen;
ein UND-Gatter, dass dazu ausgebildet ist, eine logische UND-Operation an dem ersten internen Abtastsignal und dem frequenzgeteilten Abtastsignal durchzuführen; und
eine Verzögerungseinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des UND-Gatters zu verzögern, um das zweite interne Abtastsignal zu erzeugen.

3. Eingabeschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilerverhältnis und das zweite Teilerverhältnis auf einer Burstlänge basieren.

4. Eingabeschaltung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilerverhältnis niedriger als das erste Teilerverhältnis ist.

5. Eingabeschaltung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilerverhältnis die Hälfte einer Burstlänge ist und dass das zweite Teilerverhältnis ein Viertel der Burstlänge ist.

6. Eingabeschaltung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dateneingabeschaltung aufweist:
einen Dateneingabepuffer, der dazu ausgebildet ist, die externen Daten zu puffern, um erste interne Daten zu erzeugen;
eine erste Flip-Flop-Schaltung, die dazu ausgebildet ist, die ersten internen Daten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal abzutasten, um zweite interne Daten mit N Bits zu erzeugen, wobei N eine positive ganze Zahl ist;
eine Schaltung mit variabler Verzögerung, die dazu ausgebildet ist, jedes Bit der zweiten internen Daten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal und/oder einem Testmodussignal zu verzögern, um dritte interne Daten mit 2N Bits zu erzeugen;
eine zweite Flip-Flop-Schaltung, die dazu ausgebildet ist, die dritten internen Daten in Abhängigkeit von dem zweiten internen Abtastsignal neu anzuordnen, um vierte interne Daten zu erzeugen; und
eine Latch-Schaltung, die dazu ausgebildet ist, die vierten internen Daten in Abhängigkeit von einem internen Taktsignal zwischenzuspeichern.

7. Eingabeschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung mit variabler Verzögerung wenigstens ein Übertragungsgatter umfassen, das dazu ausgebildet ist, in einem normalen Modus durch das erste interne Abtastsignal und in einem Testmodus durch das Testmodussignal anstelle des ersten internen Abtastsignals gesteuert zu werden.

8. Eingabeschaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung mit variabler Verzögerung aufweist:
einen ersten Verzögerungspfad, der dazu ausgebildet ist, ein erstes Bit der zweiten internen Daten um eine erste Verzögerungszeit zu verzögern, um ein erstes Bit der dritten internen Daten zu erzeugen;
einen zweiten Verzögerungspfad, der dazu ausgebildet ist, ein zweites Bit der zweiten internen Daten um eine zweite Verzögerungszeit zu verzögern, um ein zweites Bit der dritten internen Daten zu erzeugen;
einen dritten Verzögerungspfad, der dazu ausgebildet ist, das erste Bit der zweiten internen Daten um eine dritte Verzögerungszeit zu verzögern, um ein drittes Bit der dritten internen Daten zu erzeugen; und
einen vierten Verzögerungspfad, der dazu ausgebildet ist, das zweite Bit der zweiten internen Daten um eine vierte Verzögerungszeit zu verzögern, um ein viertes Bit der dritten internen Daten zu erzeugen.

9. Eingabeschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verzögerungspfad aufweist:
ein erstes Übertragungsgatter, das dazu ausgebildet ist, das erste Bit der zweiten internen Daten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal in einen normalen Modus und in einen Testmodus zu übertragen;
ein erstes Latch, das dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des ersten Übertragungsgatters zwischenzuspeichern;
ein zweites Übertragungsgatter, das dazu ausgebildet ist, in dem normalen Modus ein Ausgabesignal des ersten Latch in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal zu übertragen, und das dazu ausgebildet ist, in dem Testmodus das Ausgabesignal des ersten Latch ohne Verzögerung in Abhängigkeit von dem Testmodussignal durchzuleiten;
ein zweites Latch, das dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des zweiten Übertragungsgatters zwischenzuspeichern;
ein drittes Übertragungsgatter, das dazu ausgebildet ist, in dem normalen Modus ein Ausgabesignal des zweiten Latch in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal zu übertragen, und das dazu ausgebildet ist, in dem Testmodus das Ausgabesignal des zweiten Latch ohne Verzögerung in Abhängigkeit von dem Testmodussignal durchzuleiten;
ein drittes Latch, das dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des dritten Übertragungsgatters zwischenzuspeichern; und
einen Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des dritten Latch zu invertieren.

10. Eingabeschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verzögerungspfad aufweist:
ein erstes Übertragungsgatter, das dazu ausgebildet ist, in einem normalen Modus das zweite Bit der zweiten internen Daten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal zu übertragen, und dazu ausgebildet ist, in einem Testmodus das zweite Bit der zweiten internen Daten ohne Verzögerung in Abhängigkeit von dem Testmodussignal durchzuleiten;
ein erstes Latch, das dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des ersten Übertragungsgatters zwischenzuspeichern;
ein zweites Übertragungsgatter, das dazu ausgebildet ist, in dem normalen Modus ein Ausgabesignal des ersten Latch in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal zu übertragen, und das dazu ausgebildet ist, in dem Testmodus das Ausgabesignal des ersten Latch ohne Verzögerung in Abhängigkeit von dem Testmodussignal durchzuleiten;
ein zweites Latch, das dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des zweiten Übertragungsgatters zwischenzuspeichern; einen ersten Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des zweiten Latch zu invertieren; und
einen zweiten Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des ersten Invertierers zu invertieren.

11. Eingabeschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Verzögerungspfad aufweist:
ein Übertragungsgatter, das dazu ausgebildet ist, in einem normalen Modus und in einem Testmodus das erste Bit der zweiten internen Daten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal durchzuleiten;
ein Latch, das dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des Übertragungsgatters zwischenzuspeichern;
einen ersten Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des Latch zu invertieren;
einen zweiten Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des ersten Invertierers zu invertieren; und
einen dritten Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des zweiten Invertierers zu invertieren.

12. Eingabeschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der vierte Verzögerungspfad aufweist:
einen ersten Invertierer, der dazu ausgebildet ist, das zweite Bit der zweiten internen Daten zu invertieren;
einen zweiten Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des ersten Invertierers zu invertieren;
einen dritten Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des zweiten Invertierers zu invertieren; und
einen vierten Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des dritten Invertierers zu invertieren.

13. Eingabeschaltung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenabtastschaltung aufweist:
einen Datenabtastpuffer, der dazu ausgebildet ist, das Datenabtastsignal zu puffern, um das erste interne Abtastsignal zu erzeugen;
einen ersten Frequenzteiler, der dazu ausgebildet ist, eine Frequenz des ersten internen Abtastsignals mit einem ersten Teilerverhältnis in Abhängigkeit von einem Schreibsignal und einem Testmodussignal zu teilen, um ein erstes frequenzgeteiltes Abtastsignal zu erzeugen;
einen zweiten Frequenzteiler, der dazu ausgebildet ist, die Frequenz des ersten internen Abtastsignals mit einem zweiten Teilerverhältnis in Abhängigkeit von dem Schreibsignal und dem Testmodussignal zu teilen, um ein zweites frequenzgeteiltes Abtastsignal zu erzeugen; und
ein UND-Gatter, das dazu ausgebildet ist, eine logische UND-Operation an dem ersten internen Abtastsignal, dem ersten frequenzgeteilten Abtastsignal und dem zweiten frequenzgeteilten Abtastsignal durchzuführen, um das zweite interne Abtastsignal zu erzeugen.

14. Eingabeschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Frequenzteiler dazu ausgebildet ist, in einem normalen Modus aktiviert zu werden, und dass der zweite Frequenzteiler dazu ausgebildet ist, in einem Testmodus aktiviert zu werden.

15. Eingabeschaltung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenabtastschaltung aufweist:
einen Datenabtastpuffer, der dazu ausgebildet ist, das Datenabtastsignal zu puffern, um das erste interne Abtastsignal zu erzeugen;
einen Invertierer, der dazu ausgebildet ist, ein Testmodussignal zu invertieren;
ein erstes UND-Gatter, das dazu ausgebildet ist, eine logische UND-Operation an einem Schreibsignal und einem Ausgabesignal des Invertierers durchzuführen;
ein zweites UND-Gatter, das dazu ausgebildet ist, eine logische UND-Operation an dem Schreibsignal und an dem Testmodussignal durchzuführen;
einen ersten Frequenzteiler, der dazu ausgebildet ist, eine Frequenz des ersten internen Abtastsignals mit einem ersten Teilerverhältnis in Abhängigkeit von einem Ausgabesignal des ersten UND-Gatters zu teilen, um ein erstes frequenzgeteiltes Abtastsignal zu erzeugen;
einen zweiten Frequenzteiler, der dazu ausgebildet ist, die Frequenz des ersten internen Abtastsignals mit einem zweiten Teilerverhältnis in Abhängigkeit von einem Ausgabesignal des zweiten UND-Gatters zu teilen, um ein zweites frequenzgeteiltes Abtastsignal zu erzeugen;
ein drittes UND-Gatter, das dazu ausgebildet ist, eine logische UND-Operation an dem ersten internen Abtastsignal, dem ersten frequenzgeteilten Abtastsignal und dem zweiten frequenzgeteilten Abtastsignal durchzuführen; und
eine Verzögerungseinheit, die dazu ausgebildet ist, ein Ausgabesignal des dritten UND-Gatters zu verzögern, um das zweite interne Abtastsignal zu erzeugen.

16. Eingabeschaltung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite interne Abtastsignal in einem normalen Modus und in einem Testmodus zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt aktiviert wird.

17. Halbleiterspeicherelement, aufweisend:
eine Datenabtastschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Datenabtastsignal zu puffern, um ein erstes internes Abtastsignal zu erzeugen und um ein zweites internes Abtastsignal in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal und einem Testmodussignal zu erzeugen;
eine erste Flip-Flop-Schaltung, die dazu ausgebildet ist, Eingabedaten als erste interne Daten zeitlich neu anzuordnen, die eine Mehrzahl von Bitströmen aufweisen;
eine Verzögerungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, die ersten internen Daten in Abhängigkeit von dem ersten internen Datenabtastsignal und/oder dem Testmodussignal zu verzögern, um zweite interne Daten zu erzeugen;
eine zweite Flip-Flop-Schaltung, die dazu ausgebildet ist, die zweiten internen Daten in Abhängigkeit von dem zweiten internen Abtastsignal zeitlich neu anzuordnen, um dritte interne Daten zu erzeugen; und
ein Speicherzellenfeld, das dazu ausgebildet ist, die dritten internen Daten zu speichern.

18. Halbleiterspeicherelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenabtastschaltung aufweist:
einen Datenabtastpuffer, der dazu ausgebildet ist, das Datenabtastsignal zu puffern, um das erste interne Abtastsignal zu erzeugen;
einen Frequenzteiler, der dazu ausgebildet ist, eine Frequenz des ersten internen Abtastsignals mit einem Teilungsfaktor zu teilen, um ein frequenzgeteiltes Abtastsignal zu erzeugen; und
eine Logikschaltung, die dazu ausgebildet ist, das erste interne Abtastsignal und das frequenzgeteilte Abtastsignal zu kombinieren, um das zweite interne Abtastsignal zu erzeugen;
wobei der Teilungsfaktor von dem Testmodussignal abhängt.

19. Halbleiterspeicherelement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsschaltung dazu ausgebildet ist, die ersten internen Daten zu verzögern, um die zweiten internen Daten zu erzeugen, so dass Bits der zweiten internen Daten an dem zweiten internen Abtastsignal ausgerichtet sind.

20. Halbleiterspeicherelement nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsschaltung dazu ausgebildet ist, die ersten internen Daten zu verzögern, so dass:
in einem normalen Modus jedes Bit innerhalb einer Burstlänge der Eingabedaten an einem entsprechenden Eingang der zweiten Flip-Flop-Schaltung im Wesentlichen gleichzeitig mit anderen Bits innerhalb der Burstlänge anliegt; und
in einem Testmodus jedes Bit innerhalb der Burstlänge der Eingabedaten an einer entsprechenden Mehrzahl von Eingängen der zweiten Flip-Flop-Schaltung im Wesentlichen gleichzeitig mit anderen Bits innerhalb der Burstlänge anliegt.

21. Verfahren zum Steuern einer Eingabeschaltung eines Halbleiterspeicherelements, mit den Schritten:
Empfangen von Eingabedaten;
Erzeugen eines ersten internen Abtastsignals in Abhängigkeit von einem Datenabtastsignal;
Verzögern von Bits der Eingabedaten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal und einem Betriebsmodus des Halbleiterspeicherelements;
Erzeugen eines zweiten internen Abtastsignals in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal und dem Betriebsmodus des Halbleiterspeicherelements;
Abtasten der verzögerten Bits unter Verwendung des zweiten internen Abtastsignals; und
Speichern der abgetasteten Bits.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsmodus einen Testmodus und einen normalen Modus umfasst.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erste interne Abtastsignal mit einem Teilungsfaktor geteilt wird, um das zweite interne Abtastsignal zu erzeugen, wobei der Teilungsfaktor auf dem Betriebsmodus basiert.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilungsfaktor in einem normalen Modus eine durch 2 geteilte Burstlänge und in einem Testmodus eine durch 4 geteilte Burstlänge ist, wobei der Betriebsmodus den normalen Modus und den Testmodus umfasst.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bit der Eingabedaten um eine entsprechende Anzahl von Halbperioden des ersten internen Abtastsignals verzögert wird.

Description:
Technischer Hintergrund

Die Erfindung betrifft eine Eingabeschaltung eines Halbleiterspeicherelements, ein Halbleiterspeicherelement und ein Verfahren zum Steuern der Eingabeschaltung eines Halbleiterspeicherelements sowie insbesondere ein Halbleiterspeicherelement mit einer Eingabeschaltungsstruktur, die in der Lage ist, Testmöglichkeiten zu verbessern, und ein Verfahren zum Steuern der Eingabeschaltung des Halbleiterspeicherelements.

Dynamische Speicher mit wahlfreiem Zugriff (dynamic random-access memories – DRAM) mit doppelter Datenrate (double data rate – DDR) werden weitläufig als Halbleiterspeicherelemente eingesetzt. Ein DDR-DRAM führt zwei Datenoperationen während eines Taktzyklus durch, während ein DRAM mit einfacher Datenrate (single data rate – SDR) eine Datenoperation in einem Taktzyklus durchführt. Aus diesem Grund ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit des DDR-DRAMs doppelt so hoch wie die des SDR-DRAMs.

Ein DDR-DRAM ist bei Verwendung einer Testvorrichtung mit niedriger Geschwindigkeit schwierig zu testen, da die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit des DDR-DRAMs relativ hoch ist. Beispielsweise ist es schwierig, einen DRAM zu testen, der bei einer Geschwindigkeit von 800 MHz arbeitet, wenn eine Testvorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 400 MHz verwendet wird.

In einem herkömmlichen DRAM wird ein Taktsignal unter Verwendung eines Phasenregelkreises (phase-locked loop – PLL) erzeugt, der eine doppelt so hohe Frequenz wie ein Datenabtastsignal aufweist, das in den DRAM eingegeben wird. Anschließend wird der DRAM unter Verwendung des Taktsignals getestet. Jedoch sollten in dem Testmodus Wechselstrom(alternating current – AC)-Parameter, wie eine Daten-Setup-/Haltezeit (tDS/DH) und DQSS, angepasst werden, um eine Datenverarbeitung, beispielsweise eine Abtastung und Zeitverzögerung unter Verwendung des durch den PLL erzeugten Taktsignals, bei einer doppelt so hohen Frequenz wie das Datenabtastsignal durchzuführen. Dabei ist DQSS ein Parameter, der durch eine Differenz zwischen einem internen Abtastsignal und einem internen Taktsignal bestimmt wird.

Dementsprechend weist ein Halbleiterspeicherelement mit der herkömmlichen Eingabe-/Ausgabestruktur begrenzte Testmöglichkeiten auf.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Eingabeschaltung für ein Halbleiterspeicherelement, ein Halbleiterspeicherelement und ein Verfahren zum Steuern der Eingabeschaltung eines Halbleiterspeicherelements mit verbesserten und/oder schnelleren Testmöglichkeiten anzugeben.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung löst das oben beschriebene Problem mittels einer Eingabeschaltung eines Halbleiterspeicherelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eines Halbleiterspeicherelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 und eines Verfahrens zum Steuern der Eingabeschaltung eines Halbleiterspeicherelements mit den Merkmalen des Patentanspruchs 21.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, deren Wortlaut hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung umfasst eine Eingabeschaltung eines Halbleiterspeicherelements mit einer Datenabtastschaltung, die dazu ausgebildet ist, ein Datenabtastsignal zu puffern, um ein erstes internes Abtastsignal zu erzeugen und um ein zweites internes Abtastsignal in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal und einen Betriebmodus des Halbleiterspeicherelements zu erzeugen, sowie eine Dateneingabeschaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Datenverarbeitung an Eingabedaten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal, dem zweiten internen Abtastsignal und dem Betriebsmodus durchzuführen, um interne Schreibdaten zu erzeugen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern einer Eingabeschaltung eines Halbleiterspeicherelements, das ein Empfangen von Eingangsdaten, ein Erzeugen eines ersten internen Abtastsignals in Abhängigkeit von einem Datenabtastsignal, ein Verzögern von Bits der Eingabedaten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal und einem Betriebsmodus des Halbleiterspeicherelements, ein Erzeugen eines zweiten internen Abtastsignals in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal und dem Betriebsmodus, ein Abtasten der verzögerten Bits unter Verwendung des zweiten internen Abtastsignals und ein Speichern der abgetasteten Bits beinhaltet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung, die nachfolgend im Detail beschrieben werden, sind in den Zeichnungen dargestellt.

Kurze Beschreibung der Figuren

1 ist ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für ein Halbleiterspeicherelement gemäß einer Ausgestaltung, das einen Datenschreibpfad umfasst.

2 ist ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für eine Schaltung mit variabler Verzögerung, die in dem Halbleiterspeicherelement gemäß 1 enthalten ist.

3 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für einen Prozess, bei dem Steuersignale erzeugt werden, wenn das Halbleiterspeicherelement gemäß 1 in einem normalen Modus betrieben wird.

4 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für einen Betrieb des Halbleiterspeicherelements gemäß 1, wenn das Halbleiterspeicherelement in einem normalen Modus betrieben wird.

5 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für einen Prozess, bei dem Steuersignale erzeugt werden, wenn das Halbleiterspeicherelement gemäß 1 in einem Testmodus betrieben wird.

6 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für einen Betrieb des Halbleiterspeicherelements gemäß 1, wenn das Halbleiterspeicherelement in einem Testmodus betrieben wird.

7 ist ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung eines Halbleiterspeicherelements gemäß einer anderen Ausgestaltung, das einen Datenschreibpfad beinhaltet.

Detaillierte Beschreibung

Nachfolgend werden Ausgestaltungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Allerdings können Ausgestaltungen verschiedene Formen annehmen und sollten nicht als auf die vorliegend beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt angesehen werden. Vielmehr dienen diese Ausgestaltungen zum Zwecke einer deutlichen und vollständigen Offenbarung und werden dem Fachmann den Schutzbereich der folgenden Patentansprüche vollständig darlegen. In der vorliegenden Anmeldung bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchweg gleiche Elemente.

Es sei darauf hingewiesen, dass durch die Verwendung der Bezeichnungen erstes, zweites usw., die vorliegend zum Beschreiben verschiedener Elemente verwendet werden, die Elemente nicht durch diese Bezeichnungen eingeschränkt sind. Diese Bezeichnungen werden verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Beispielsweise könnte ein erstes Element als zweites Element bezeichnet werden und in gleicher Weise könnte ein zweites Element als erstes Element bezeichnet werden, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Vorliegend beinhaltet der Begriff „und/oder" jede beliebige und alle Kombinationen eines oder mehrerer der entsprechend aufgeführten Gegenstände.

Es sei darauf hingewiesen, dass ein Element, welches als mit einem anderen Element „verbunden" oder „gekoppelt" bezeichnet wird, direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann, oder dass Zwischenelemente vorhanden sein können. Wenn im Gegensatz hierzu ein Element als mit einem anderen Element „direkt verbunden" oder „direkt gekoppelt" bezeichnet ist, sind keine Zwischenelemente vorhanden. Andere Wörter, die benutzt werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten in gleicher Weise interpretiert werden (z.B. „zwischen" gegenüber „direkt zwischen", „benachbart" gegenüber „direkt benachbart" usw.).

Die vorliegend verwendete Terminologie dient dem Zweck der Beschreibung besonderer Ausgestaltungen und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Gemäß ihrer vorliegenden Verwendung dienen die Singularformen „ein", „eines" und „der", „die", „das" auch dazu, die Pluralformen mit einzuschließen, es sei denn, dass der Kontext ausdrücklich etwas anderes anzeigt. Es sei weiterhin darauf hingewiesen, dass die Begriffe „weist auf", „aufweisend", „umfasst", „umfassend", „beinhaltet" und/oder „beinhaltend", wenn sie vorliegend verwendet werden, die Gegenwart angegebener Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, nicht jedoch die Gegenwart oder den Zusatz eines oder mehrerer weiterer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen von solchen ausschließen.

Sofern nicht anders definiert, besitzen alle vorliegend verwendeten Bezeichnungen (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Bezeichnungen) dieselbe Bedeutung, wie sie der Fachmann, zu dessen Fachgebiet die Erfindung gehört, für gewöhnlich versteht. Es sei weiterhin angemerkt, dass Begriffe, beispielsweise solche, die in gewöhnlich verwendeten Wörterbüchern definiert sind, so interpretiert werden sollten, dass sie eine Bedeutung besitzen, die mit ihrer Bedeutung im Kontext des relevanten Fachgebiets konsistent ist, und dass sie nicht in einer idealisierten oder übermäßig formalen Bedeutung interpretiert werden, sofern dies nicht vorliegend ausdrücklich in dieser Weise definiert ist.

1 ist ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung eines Halbleiterspeicherelements gemäß einer Ausgestaltung, das einen Datenschreibpfad umfasst. Das Halbleiterspeicherelement 100 umfasst eine Datenabtastschaltung 102 und eine Dateneingabeschaltung 104. Die Datenabtastschaltung 102 umfasst einen Datenabtastpuffer 120, eine Frequenzteiler 180, ein UND-Gatter 190 und eine Verzögerungseinheit 195. Die Dateneingabeschaltung 104 umfasst einen Dateneingabepuffer 110, ein erstes Flip-Flop 130, eine Schaltung mit variabler Verzögerung 140, ein zweites Flip-Flop 150 und eine Latch-Schaltung 160. Das Halbleiterspeicherelement 100 umfasst weiterhin ein Speicherzellenfeld 170.

Die Datenabtastschaltung 102 ist dazu ausgebildet, ein Datenabtastsignal DQS zu puffern, um ein erstes internes Abtastsignal PDS zu erzeugen. Darüber hinaus ist die Datenabtastschaltung 102 dazu ausgebildet, ein zweites internes Abtastsignal PDSD zu erzeugen, das in einem normalen Modus und in einem Testmodus basierend auf dem ersten internen Abtastsignal PDS und einem Betriebsmodus des Halbleiterspeicherelements unterschiedliche Aktivierungszeitpunkte aufweist. Die Dateneingabeschaltung 104 ist dazu ausgebildet, eine Datenverarbeitung an externen Daten DQ in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem zweiten internen Abtastsignal PDSD durchzuführen, um interne Schreibdaten LATO<0:3> zu erzeugen.

Der Datenabtastpuffer 120 ist dazu ausgebildet, das Datenabtastsignal DQS zu puffern, um das erste interne Abtastsignal PDS zu erzeugen. Der Frequenzteiler 180 ist dazu ausgebildet, eine Frequenz des ersten internen Abtastsignals PDS durch ein erstes Teilerverhältnis in dem normalen Modus und durch ein zweites Teilerverhältnis in einem Testmodus in Abhängigkeit von einem Schreibsignal WRITE und einem Testmodussignal HSC zu teilen, um ein frequenzgeteiltes Abtastsignal PDS_DIV zu erzeugen. Das UND-Gatter 190 ist dazu ausgebildet, eine logische UND-Operation an dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem frequenzgeteilten Abtastsignal PDS_DIV durchzuführen. Die Verzögerungseinheit 195 ist dazu ausgebildet, ein Ausgabesignal des UND-Gatters 190 zu verzögern, um das zweite interne Abtastsignal PDSD zu erzeugen. Die Verzögerungseinheit 195 kann in das UND-Gatter 190 integriert sein.

Der Dateneingabepuffer 110 ist dazu ausgebildet, die externen Daten DQ zu puffern, um erste interne Daten DIN zu erzeugen. Das erste Flip-Flop 130 ist dazu ausgebildet, die ersten internen Daten DIN in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS abzutasten, um zweite interne Daten DI<0:1> zu erzeugen, die zwei Bits aufweisen. Die Schaltung mit variabler Verzögerung 140 ist dazu ausgebildet, jedes Bit der zweiten internen Daten DI<0:1> in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem Testmodussignal HSC zu verzögern, um dritte interne Daten DID<0:3> zu erzeugen, die vier Bits aufweisen. Die Schaltung mit variabler Verzögerung 140 kann Verzögerungszeiten der Bits in Abhängigkeit von dem Testmodussignal HSC variieren. Das zweite Flip-Flop 150 ist dazu ausgebildet, die dritten internen Daten DID<0:3> in Abhängigkeit von dem zweiten internen Taktsignal PDSD neu zu ordnen, um vierte interne Daten DIDD<0:3> zu erzeugen. Die Latch-Schaltung 160 ist dazu ausgebildet, die vierten internen Daten DIDD<0:3> in Abhängigkeit von einem internen Taktsignal PCLKW zwischenzuspeichern.

2 ist ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels für eine Schaltung mit variabler Verzögerung 140, die in dem Halbleiterspeicherelement 100 enthalten ist, das in 1 gezeigt ist. Die Schaltung mit variabler Verzögerung 140 umfasst einen ersten Verzögerungspfad 151, einen zweiten Verzögerungspfad 152, einen dritten Verzögerungspfad 153 und einen vierten Verzögerungspfad 154. Darüber hinaus bezeichnet PDSB eine invertierte Form des Signals PDS und HSCB bezeichnet eine invertierte Form des Signals HSC.

Steuerungen einiger Übertragungsgatter, z.B. TG2, TG3, TG4 und TG5, sind derart dargestellt, dass sie PDS oder HSC enthalten. Solche Übertragungsgatter können entweder PDS oder HSC als das Steuersignal verwenden, was von dem Betriebsmodus des Halbleiterspeicherelements abhängt.

Der erste Verzögerungspfad 151 ist dazu ausgebildet, ein erstes Bit DI<0> der zweiten internen Daten um eine erste Verzögerungszeit zu verzögern, um ein erstes Bit DID<0> der dritten internen Daten zu erzeugen. Der zweite Verzögerungspfad 152 ist dazu ausgebildet, ein zweites Bit DI<1> der zweiten internen Daten um eine zweite Verzögerungszeit zu verzögern, um ein zweites Bit DID<1> der dritten internen Daten zu erzeugen. Der dritte Verzögerungspfad 153 ist dazu ausgebildet, das erste Bit DI<0> der zweiten internen Daten um eine dritte Verzögerungszeit zu verzögern, um ein drittes Bit DID<2> der dritten internen Daten zu erzeugen. Der vierte Verzögerungspfad 154 ist dazu ausgebildet, das zweite Bit DI<1> der zweiten internen Daten um eine vierte Verzögerungszeit zu verzögern, um ein viertes Bit DID<3> der dritten internen Daten zu erzeugen. Obwohl der vierte Verzögerungspfad so beschrieben wurde, dass er um eine vierte Verzögerungszeit verzögert, kann die vierte Verzögerungszeit, jedoch nicht notwendiger Weise, relativ zu der ersten, der zweiten und der dritten Verzögerungszeit gleich Null sein.

In dem Beispiel der 2 kann die Schaltung mit variabler Verzögerung 140 Verzögerungszeiten der Bits der dritten internen Daten DID<0:3> in Abhängigkeit von dem Testmodussignal HSC verändern. Beispielsweise kann das Steuersignal PDS oder HSC des Übertragungsgatters TG2 ein Ausgabesignal eines ODER-Gatters sein, das eine ODER-Operation an dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem Testmodussignal HSC durchführt. Wenn das Testmodussignal HSC in einem normalen Modus auf einem niedrigen Logikpegel deaktiviert ist, entspricht das Ausgabesignal des ODER-Gatters dem ersten internen Abtastsignal PDS. Das Übertragungsgatter TG2 wird in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS in dem normalen Modus betrieben, um ein Eingabesignal desselben um 0,5 Taktperioden zu verzögern. Wenn andererseits das Testmodussignal HSC in einem Testmodus auf einem hohen Logikpegel aktiviert ist, entspricht das Ausgabesignal des ODER-Gatters dem Testmodussignal HSC mit hohem Logikpegel. Das Übertragungsgatter TG2 wird in Abhängigkeit von dem Testmodussignal HSC in dem Testmodus betrieben, um das Eingabesignal ohne Verzögerung durchzuleiten.

In dem normalen Modus wird das erste Bit DID<0> der dritten internen Daten erzeugt, indem das erste Bit DI<0> der zweiten internen Daten um 1,5 Taktperioden verzögert wird. Das zweite Bit DID<1> der dritten internen Daten wird erzeugt, indem das zweite Bit DI<1> der zweiten internen Daten um eine Taktperiode verzögert wird. Das dritte Bit DID<2> der dritten internen Daten wird erzeugt, indem das erste Bit DI<0> der zweiten internen Daten um 0,5 Taktperioden verzögert wird. Das vierte Bit DID<3> der dritten internen Daten wird erzeugt, ohne das zweite Bit DI<1> der zweiten internen Daten zu verzögern.

In dem Testmodus werden das erste Bit DID<0> und das dritte Bit DID<2> der dritten internen Daten erzeugt, indem das erste Bit DI<0> der zweiten internen Daten um 0,5 Taktperioden verzögert wird, da die Übertragungsgatter TG2 und TG3 ihre jeweiligen Eingabesignale ohne Verzögerung in Abhängigkeit von dem Testmodussignal HSC anstelle des ersten internen Abtastsignals PDS durchleiten. Das zweite Bit DID<1> und das vierte Bit DID<3> der dritten internen Daten werden erzeugt, ohne das zweite Bit DI<1> der zweiten internen Daten zu verzögern, da die Übertragungsgatter TG4 und TG5 ihre jeweiligen Eingabesignale ohne Verzögerung in Abhängigkeit von dem Testmodussignal HSC anstelle des ersten internen Abtastsignals PDS durchleiten.

Der erste Verzögerungspfad 151 umfasst ein erstes Übertragungsgatter TG1, ein zweites Übertragungsgatter TG2, ein drittes Übertragungsgatter TG3, ein erstes Latch 141, ein zweites Latch 142, ein drittes Latch 143 und einen ersten Invertierer INV1.

Das erste Übertragungsgatter TG1 überträgt das erste Bit DI<0> der zweiten internen Daten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und einem invertierten Signal PDSB des ersten internen Abtastsignals PDS. Das erste Latch 141 speichert ein Ausgabesignal des ersten. Übertragungsgatters TG1 zwischen. Das zweite Übertragungsgatter TG2 überträgt ein Ausgabesignal des ersten Latch 141 in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem invertierten Signal PDSB des ersten internen Abtastsignals PDS oder einem Testmodussignal HSC und einem invertierten Signal HSCB des Testmodussignals HSC. Das zweite Latch 142 speichert ein Ausgabesignal des zweiten Übertragungsgatters TG2 zwischen. Das dritte Übertragungsgatter TG3 überträgt ein Ausgabesignal des zweiten Latch 142 in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem invertierten Abtastsignals PDSB des ersten internen Abtastsignals PDS oder dem Testmodussignal HSC und dem invertierten Signal HSCB des Testmodussignals HSC. Das dritte Latch 143 speichert ein Ausgabesignal des dritten Übertragungsgatters TG3 zwischen. Der erste Invertierer INV1 invertiert ein Ausgabesignal des dritten Latch 143.

Der zweiten Verzögerungspfad 152 umfasst ein viertes Übertragungsgatter TG4, ein fünftes Übertragungsgatter TG5, ein viertes Latch 144, ein fünftes Latch 145, einen zweiten Invertierer INV2 und einen dritten Invertierer INV3.

Das vierte Übertragungsgatter TG4 überträgt das zweite Bit DI<1> der zweiten internen Daten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem invertierten Signal PDSB des ersten internen Abtastsignal PDS oder dem Testmodussignal HSC und dem invertierten Signal HSCB des Testmodussignals HSC. Das vierte Latch 144 speichert ein Ausgabesignal des vierten Übertragungsgatters TG4 zwischen. Das fünfte Übertragungsgatter TG5 überträgt ein Ausgabesignal des vierten Latch 144 in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem invertierten Signal PDSB des ersten internen Abtastsignals PDS oder dem Testmodussignal HSC und dem invertierten Signal HSCB des Testmodussignals HSC. Das fünfte Latch 145 speichert ein Ausgabesignal des fünften Übertragungsgatters TG5 zwischen. Der zweite Invertierer INV2 invertiert ein Ausgabesignal des fünften Latch 145. Der dritte Invertierer INV3 invertiert ein Ausgabesignal des zweiten Invertierers INV2.

Der dritte Verzögerungspfad 153 umfasst ein sechstes Übertragungsgatter TG6, ein sechstes Latch 146, einen vierten Invertierer INV4, einen fünften Invertierer INV5 und einen sechsten Invertierer INV6.

Das sechste Übertragungsgatter TG6 überträgt das erste Bit DI<1> der zweiten internen Daten in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und einem invertierten Signal PDSB des ersten internen Abtastsignals PDS. Das sechste Latch 146 speichert ein Ausgabesignal des sechsten Übertragungsgatters TG6 zwischen. Der vierte Invertierer INV4 invertiert ein Ausgabesignal des sechsten Latch 146. Der fünfte Invertierer INV5 invertiert ein Ausgabesignal des vierten Invertierers INV4. Der sechste Invertierer INV6 invertiert ein Ausgabesignal des fünften Invertierers INV5.

Der vierte Verzögerungspfad 154 umfasst einen siebten Invertierer INV7, einen achten Invertierer INV8, einen neunten Invertierer INV9 und einen zehnten Invertierer INV10.

Der siebte Invertierer INV7 invertiert das zweite Bit DI<1> der zweiten internen Daten. Der achte Invertierer INV8 invertiert ein Ausgabesignal des siebten Invertierers INV7. Der neunte Invertierer INV9 invertiert ein Ausgabesignal des achten Invertierers INV8. Der zehnte Invertierer INV10 invertiert ein Ausgabesignal des neunten Invertierers INV9.

3 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für einen Prozess, bei dem Steuersignale erzeugt werden, wenn das Halbleiterspeicherelement 100 gemäß 1 in einem normalen Modus betrieben wird.

Bezugnehmend auf 3 wird das Datenabtastsignal DQS synchron mit dem Taktsignal CK erzeugt. Das Schreibsignal WRITE wird in Abhängigkeit von dem Taktsignal CK aktiviert. Das interne Taktsignal PLCKW wird in Abhängigkeit von dem Schreibsignal WRITE nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit aktiviert. Das erste interne Abtastsignal PDS wird in Abhängigkeit von dem Datenabtastsignal DQS aktiviert. Das frequenzgeteilte Datenabtastsignal PDS_DIV wird in Abhängigkeit von einer steigenden Flanke eines zweiten Pulses des ersten internen Abtastsignals PDS aktiviert. Das zweite interne Abtastsignal PDSD wird in Abhängigkeit von der steigenden Flanke des zweiten Pulses des ersten internen Abtastsignals PDS nach einer Verzögerungszeit tD1 gegenüber der steigenden Flanke des frequenzgeteilten Abtastsignals PDS_DIV aktiviert.

4 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für einen Betrieb des Halbleiterspeicherelements 100 gemäß 1, wenn das Halbleiterspeicherelement 100 in einem normalen Modus betrieben wird.

5 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für einen Prozess, bei dem Steuersignale erzeugt werden, wenn das Halbleiterspeicherelement 100 gemäß 1 in einem Testmodus arbeitet.

Bezugnehmend auf 5 wird das Datenabtastsignal DQS synchron mit dem Taktsignal CK erzeugt. Das interne Taktsignal PCLKW wird in Abhängigkeit von dem Schreibsignal WRITE nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit aktiviert. Das erste interne Abtastsignal PDS wird in Abhängigkeit von dem Datenabtastsignal DQS aktiviert. Das frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV wird in Abhängigkeit von einer steigenden Flanke des ersten internen Abtastsignals PDS aktiviert. Das zweite interne Abtastsignal PDSD wird in Abhängigkeit von der steigenden Flanke des ersten internen Abtastsignals PDS nach einer Verzögerungszeit tD2 gegenüber der steigenden Flanke des frequenzgeteilten Abtastsignals PDS_DIV aktiviert.

6 ist ein Zeitablaufdiagramm zur Darstellung eines Beispiels für einen Betrieb des Halbleiterspeicherelements 100 gemäß 1, wenn das Halbleiterspeicherelement 100 in einem Testmodus betrieben wird.

Nachfolgend werden Operationen des Halbleiterspeicherelements 100 gemäß einer Ausgestaltung unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben.

Das Halbleiterspeicherelement 100 ist dazu ausgebildet, eine Datenverarbeitung der Daten DQ, die in das Halbleiterspeicherelement 100 eingegeben werden, in Abhängigkeit von dem Datenabtastsignal DQS durchzuführen, das in das Halbleiterspeicherelement 100 eingegeben wird, um die internen Schreibdaten LAT<0:3> zu erzeugen. Somit kann das Halbleiterspeicherelement 100 die internen Schreibdaten LAT<0:3> erzeugen, indem es eine Datenverarbeitung, wie Abtasten, Zeitverzögern und Zwischenspeichern, an den Daten DQ durchführt, die von außen eingegeben werden, ohne eine Abweichung zwischen Taktsignal und zu schreibenden Daten zu berücksichtigen.

Das erste interne Abtastsignal PDS, welches ein Datenabtastsignal DQS ist, das durch den Datenabtastpuffer 120 gepuffert wird, wird mittels des Frequenzteilers 180 geteilt. Das UND-Gatter 190 führt eine logische UND-Operation an dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem frequenzgeteilten Abtastsignal PDS_DIV durch. Die Verzögerungseinheit 195 ist dazu ausgebildet, ein Ausgabesignal des UND-Gatters 190 zu verzögern, um das zweite interne Abtastsignal PDSD zu erzeugen.

In einem normalen Modus, d.h. wenn das Schreibsignal WRITE aktiviert und das Testmodussignal HSC deaktiviert ist, teilt der Frequenzteiler 180 eine Frequenz des ersten internen Abtastsignals PDS durch ein erstes Teilerverhältnis, um das frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV zu erzeugen.

In einem Testmodus, d.h. wenn sowohl das Schreibsignal WRITE als auch das Testmodussignal HSC aktiviert sind, teilt der Frequenzteiler 180 eine Frequenz des ersten internen Abtastsignals PDS durch ein zweites Teilerverhältnis, um das frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV zu erzeugen. Das UND-Gatter 190 führt eine logische UND-Operation an dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem frequenzgeteilten Abtastsignal PDS_DIV durch, um das zweite interne Abtastsignal PDSD zu erzeugen.

Das erste Teilerverhältnis und das zweite Teilerverhältnis können auf Grundlage einer Burstlänge (BL) bestimmt werden. Beispielsweise kann das erste Teilerverhältnis die Hälfte der Burstlänge (BL) sein und das zweite Teilerverhältnis kann ein Viertel der Burstlänge (BL) sein.

Das erste Flip-Flop 130 wird durch das erste interne Abtastsignal PDS gesteuert. In 4 sind vier Bits DQ0, DQ1, DQ2 und DQ3 in den ersten internen Daten DIN enthalten. In 6 sind zwei Bits DQ0 und DQ1 in den ersten internen Daten DIN enthalten. In beiden Fällen wird das erste interne Abtastsignal PDS dazu verwendet, die ersten internen Daten DIN abzutasten, um die zweiten internen Daten DI<0:1> zu erzeugen, wobei abwechselnde Bits der ersten internen Daten DIN an Stelle der einzelnen zweiten internen Daten DI<0> und DI<1> auftreten.

Die Schaltung mit variabler Verzögerung 140 überträgt die zweiten internen Daten DI<0:1>, die zwei Bits aufweisen, durch Verzögerungspfade mit unterschiedlichen Verzögerungszeiten, um die dritten internen Daten DID<0:3> zu erzeugen, die vier Bits aufweisen. Das erste Bit DI<0> der zweiten internen Daten DI<0:1> wird verwendet, um das erste und das dritte Bit DID<0> und DID<2> der dritten internen Daten DID<0:3> zu erzeugen, und das zweite Bit DI<1> der zweiten internen Daten DI<0:1> wird verwendet, um die zweiten und vierten Bits DID<1> und DID<3> der dritten internen Daten DID<0:3> zu erzeugen.

Gemäß einer Ausgestaltung sind die Verzögerungen durch den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten Verzögerungspfad 151, 152, 153 und 154 so gewählt, dass gültige Daten der zweiten internen Daten DI<0:1> in allen der dritten internen Daten DID<0:3> enthalten sind, die ausgerichtet sind, um durch das zweiten interne Abtastsignal PDSD abgetastet zu werden. Im Beispiel gemäß 4 ist jedes der Bits der ersten internen Daten DIN in den dritten internen Daten DID<0:3> enthalten. Da in 6 die ersten internen Daten DIN nur zwei Bits umfassten, werden die Bits DQ0 und DQ1 für die vier Bits der dritten internen Daten DID<0:3> in dem Testmodus dupliziert.

Das zweite Flip-Flop 150 ist dazu ausgebildet, die dritten internen Daten DID<0:3> in Abhängigkeit von dem zweiten internen Abtastsignal PDSD zeitlich neu anzuordnen, um die vierten internen Daten DIDD<0:3> zu erzeugen. Da in dem normalen Modus DID<0> und DID<2> ausgehend von DI<0> erzeugt wurden, die DQ0 und DQ2 beinhalten, und da die Schaltung mit variabler Verzögerung 140 DI<0> stärker als DID<2> verzögert, um DID<0> zu erzeugen, ist DQ0 aus DID<0> mit DQ2 aus DID<2> ausgerichtet, um mit dem zweiten internen Abtastsignal PDSD zeitlich neu ausgerichtet zu werden. Auf diese Weise werden DIDD<0> und DIDD<2> in Abhängigkeit von dem zweiten internen Abtastsignal PDSD zu DQ0 bzw. DQ2. In gleicher Weise werden DIDD<1> und DIDD<3> zu DQ1 bzw. DQ3. In gleicher Weise werden in dem Testmodus, in dem DID<0> und DID<2> gleich DQ0 und DID<1> und DID<3> gleich DQ1 sind, DIDD<0> und DIDD<2> zu DQ0, und DIDD<1> und DIDD<3> werden zu DQ1.

Die Latch-Schaltung 160 speichert die vierten internen Daten DIDD<0:3> in Abhängigkeit von einem internen Taktsignal PCLKW zwischen. Die internen Schreibdaten LATO<0:3>, welche ein Ausgabesignal der Latch-Schaltung 160 sind, werden an das Speicherzellenfeld 170 angelegt.

Bezugnehmend auf 3 und 5 weist das frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV eine Frequenz auf, die halb so groß wie die Frequenz des ersten internen Abtastsignals PDS in dem normalen Modus ist. Das zweite interne Abtastsignal PDSD wird nach etwa einer Taktperiode bezogen auf eine steigende Flanke des frequenzgeteilten Abtastsignals PDS_DIV aktiviert. Allerdings weist das frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV in dem Testmodus dieselbe Periode wie das erste interne Abtastsignal PDS auf und das zweite interne Abtastsignal PDSD wird nach etwa drei Vierteln einer Taktperiode bezogen auf eine steigende Flanke des frequenzgeteilten Abtastsignals PDS_DIV aktiviert. Die Verzögerungszeiten tD1 und tD2 der Verzögerungseinheit 195 sind derart eingestellt, dass das Flip-Flop die ausgerichteten Bits der dritten internen Daten DID<0:3> in Abhängigkeit von dem zweiten internen Abtastsignal PDSD abtasten kann.

Wie oben beschrieben, ist das Halbleiterspeicherelement 100 gemäß einer Ausgestaltung, die in 1 gezeigt ist, dazu ausgebildet, das erste Flip-Flop 130 und die Schaltung mit variabler Verzögerung 140, die in der Dateneingabeschaltung 104 enthalten sind, unter Verwendung des ersten internen Abtastsignals PDS zu steuern, das ein gepuffertes Signal des Datenabtastsignals DQS ist. Das Datenabtastsignal DQS wird von außen (z.B. von einer Speichertestvorrichtung) im Testmodus empfangen. Des Weiteren ist das Halbleiterspeicherelement 100 gemäß einer Ausgestaltung, die in 1 gezeigt ist, dazu ausgebildet, das erste interne Abtastsignal PDS in dem normalen Modus durch BL/2 und in dem Testmodus durch BL/4 zu teilen, ohne ein doppelt so schnelles Taktsignal von einem PLL zu verwenden. Des Weiteren brauchen die Parameter tDS/DH nicht verändert zu werden, da die ersten internen Daten DIN abgetastet werden, indem das erste interne Abtastsignal PDS sowohl in dem normalen Modus als auch in dem Testmodus verwendet wird. Wie sich des Weiteren aus 3 und 5 ergibt, ist die Zeitperiode zwischen einer steigenden Flanke des zweiten internen Abtastsignals PDSD und einer steigenden Flanke des internen Taktsignals PCLKW in dem Testmodus um einen halben Takt länger als die Zeitperiode in dem normalen Modus.

7 ist ein Schaltungsdiagramm zur Darstellung eines Halbleiterspeicherelements, das einen Datenschreibpfad gemäß einer anderen Ausgestaltung aufweist. Das Halbleiterspeicherelement 200 umfasst eine Datenabtastschaltung 202 und eine Dateneingabeschaltung 204. Die Datenabtastschaltung 202 umfasst einen Datenabtastpuffer 220, einen ersten Frequenzteiler 280, einen zweiten Frequenzteiler 285, ein erstes UND-Gatter 290, einen Invertierer 293, ein zweites UND-Gatter 291, ein drittes UND-Gatter 292 und eine Verzögerungseinheit 295. Die Dateneingabeschaltung 204 umfasst einen Dateneingabepuffer 210, ein erstes Flip-Flop 230, eine Schaltung mit variabler Verzögerung 240, ein zweites Flip-Flop 250 und eine Latch-Schaltung 260. Das Halbleiterspeicherelement 200 umfasst weiterhin ein Speicherzellenfeld 270. Der Invertierer 293 und das zweite UND-Gatter 291 können in dem ersten Frequenzteiler 280 enthalten sein und das dritte UND-Gatter 292 kann in dem zweiten Frequenzteiler 285 enthalten sein.

Die Datenabtastschaltung 202 ist dazu ausgebildet, ein Datenabtastsignal DQS zu puffern, um ein erstes internes Abtastsignal PDS zu erzeugen. Des Weiteren ist die Datenabtastschaltung 202 dazu ausgebildet, ein zweites internes Abtastsignal PDSD zu erzeugen, das in einem normalen Modus und in einem Testmodus basierend auf dem ersten internen Abtastsignal PDS und einem Betriebsmodus des Halbleiterspeicherelements unerschiedliche Aktivierungszeitpunkte aufweist. Die Dateneingabeschaltung 204 ist dazu ausgebildet, eine Datenverarbeitung an externen Daten DQ in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem zweiten internen Abtastsignal PDSD durchzuführen, um interne Schreibdaten LATO<0:3> zu erzeugen.

Der Datenabtastpuffer 220 ist dazu ausgebildet, Datenabtastsignale DQS zu puffern, um das erste interne Abtastsignal PDS zu erzeugen. Der Invertierer 293 ist dazu ausgebildet, das Testmodussignal HSC zu invertieren. Das zweite UND-Gatter 291 ist dazu ausgebildet, eine logische UND-Operation an dem Schreibsignal WRITE und einem Ausgangssignal des Invertierers 293 durchzuführen. Der erste Frequenzteiler 280 ist dazu ausgebildet, eine Frequenz des ersten internen Abtastsignals PDS durch ein erstes Teilerverhältnis zu teilen, um ein erstes frequenzgeteiltes Abtastsignal PDS_DIV1 in Abhängigkeit von einem Ausgabesignal des zweiten UND-Gatters 291 zu erzeugen. Der zweite Frequenzteiler 285 ist dazu ausgebildet, eine Frequenz des ersten internen Abtastsignals PDS durch ein zweites Teilerverhältnis zu teilen, um ein zweites frequenzgeteiltes Abtastsignal PDS_DIV2 in Abhängigkeit von einem Ausgabesignal des dritten UND-Gatters 292 zu erzeugen. Das erste UND-Gatter 290 ist dazu ausgebildet, eine logische UND-Operation an dem ersten internen Abtastsignal PDS, dem ersten frequenzgeteilten Abtastsignal PDS_DIV1 und dem zweiten frequenzgeteilten Abtastsignal PDS_DIV2 durchzuführen, um das zweite interne Abtastsignal PDSD zu erzeugen. Auf diese Weise kann der ersten Frequenzteiler 280 aktiviert werden, um das erste frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV1 zu erzeugen, wenn das Testmodussignal deaktiviert ist, wohingegen der zweite Frequenzteiler 285 aktiviert sein kann, um das zweite frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV2 zu erzeugen, wenn das Testmodussignal aktiviert ist. Wie oben beschrieben, können der Invertierer 293 und das zweite UND-Gatter 291 in dem ersten Frequenzteiler 280 enthalten sein und das dritte UND-Gatter 292 kann in dem zweiten Frequenzteiler 285 enthalten sein.

Der Dateneingabepuffer 210 ist dazu ausgebildet, die externen Daten DQ zu puffern, um erste interne Daten DIN zu erzeugen. Das erste Flip-Flop 230 ist dazu ausgebildet, die ersten internen Daten DIN in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS abzutasten, um zweite interne Daten DI<0:1> zu erzeugen, die zwei Bits aufweisen. Die Schaltung mit variabler Verzögerung 240 ist dazu ausgebildet, jedes Bit der zweiten internen Daten DI<0:1> in Abhängigkeit von dem ersten internen Abtastsignal PDS und dem Testmodussignal HSC zu verzögern, um dritte interne Daten DID<0:3> zu erzeugen, die vier Bits aufweisen. Das zweite Flip-Flop 250 ist dazu ausgebildet, die dritten internen Daten DID<0:3> in Abhängigkeit von dem zweiten internen Abtastsignal PDSD neu anzuordnen, um vierte interne Daten DIDD<0:3> zu erzeugen. Die Latch-Schaltung 260 ist dazu ausgebildet, die vierten internen Daten DIDD<0:3> in Abhängigkeit von einem internen Taktsignal PCLKW zwischenzuspeichern.

Nachfolgend werden Operationen des Halbleiterspeicherelements 200 gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, die in 7 gezeigt ist.

In dem Halbleiterspeicherelement 200 weicht die Datenabtastschaltung 202 von derjenigen in 1 ab.

Der erste Frequenzteiler 280 wird in dem normalen Modus aktiviert und teilt das erste interne Abtastsignal PDS durch BL/2, um das erste frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV1 in Abhängigkeit von dem Schreibsignal WRITE und dem Testmodussignal HSC zu erzeugen. Der zweite Frequenzteiler 285 wird in dem Testmodus aktiviert und teilt das erste interne Abtastsignal PDS durch BL/4, um das zweite frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV2 in Abhängigkeit von dem Schreibsignal WRITE und dem Testmodussignal HSC zu erzeugen. Hierbei bezeichnet BL eine Burstlänge eines Halbleiterspeicherelements. Wenn beispielsweise BL den Wert 4 annimmt, teilt der erste Frequenzteiler 280 das erste interne Abtastsignal PDS durch 2, um das erste frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV1 zu erzeugen, und der zweite Frequenzteiler 285 teilt das erste interne Abtastsignal PDS durch 1, um das zweite frequenzgeteilte Abtastsignal PDS_DIV2 zu erzeugen.

Das Halbleiterspeicherelement 200 gemäß der in 7 gezeigten Ausgestaltung ist dazu ausgebildet, das erste Flip-Flop 230 und die Schaltung mit variabler Verzögerung 240, die in der Dateneingabeschaltung 204 enthalten sind, unter Verwendung des ersten internen Abtastsignals PDS zu steuern, bei dem es sich um ein gepuffertes Signal des Datenabtastsignals DQS handelt. Das Datenabtastsignal DQS wird in dem Testmodus in das Halbleiterspeicherelement 200 eingegeben. Des Weiteren kann in dem Halbleiterspeicherelement 200 gemäß 7 der Parameter tDS/DH unverändert bleiben, da die ersten internen Daten DIN abgetastet werden, indem das erste interne Abtastsignal PDS sowohl in dem normalen Modus als auch in dem Testmodus verwendet wird. Des Weiteren ist ähnlich der in 1 gezeigten Schaltung die Zeitperiode zwischen einer steigenden Flanke des zweiten internen Abtastsignals PDSD und einer steigenden Flanke des internen Taktsignals PCLKW in dem Testmodus einen halben Takt länger als die Zeitperiode in dem normalem Modus.

Wie oben beschrieben, kann das Halbleiterspeicherelement, das eine Eingabeschaltung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung enthält, ein internes Abtastsignal erzeugen, das unterschiedliche Aktivierungszeitpunkte in einem normalen Modus und in einem Testmodus aufweist, und kann mit hoher Geschwindigkeit unter Verwendung des internen Datenabtastsignals getestet werden. Des Weiteren kann das Halbleiterspeicherelement, das eine Eingabeschaltung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung enthält, interne Datenabtastsignale verwenden, die in dem normalen Modus und in dem Testmodus durch ein jeweils unterschiedliches Teilerverhältnis geteilt werden. Dies führt dazu, dass die AC-Parameter, wie tDS/DH und DQSS, nicht verändert werden müssen und dass die Testmöglichkeiten nicht beschränkt sein müssen.

Während beispielhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile detailliert beschrieben wurden, sei darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Umgestaltungen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung verlassen.