JP2001256119A - Self-destruction type semiconductor device - Google Patents

Self-destruction type semiconductor device

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly detect voltage change including the short-circuit/opening of a power supply source. SOLUTION: A differential amplifier circuit block 52a is constituted of the two stages of differential amplifier circuits 54-1 and 54-2. A referential voltage setting circuit 51 is constituted of a capacity circuit. A digital output buffer circuit block 53a is constituted of the two stages of CMOS inverters 55-1 and 55-2 and a control circuit or element 4 is constituted of a CMOS selector circuit. When the detachment or short-circuit of the power supply source 6 occurs, voltage decline is detected by a voltage change detection circuit 5a. Thus, the control circuit or element 4 is ON-operated, a destruction circuit 2 and a capacitor 3 for destruction are connected and the memory data of a semiconductor integrated circuit 1 are destroyed by the destruction circuit 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、機密性の高い重要
な情報を記憶および処理する機能を備えた半導体集積回
路のメモリ内容の改ざんに対する物理的セキュリティー
技術に係わり、特にIC(Integrated Circuits )カー
ド等の薄型の半導体装置に搭載するのに適した薄型の電
力供給源を不正な解析者による物理的攻撃の検知器とし
て用いる自己破壊型半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a physical security technique for falsification of memory contents of a semiconductor integrated circuit having a function of storing and processing important information with high confidentiality, and more particularly to an IC (Integrated Circuits) card. The present invention relates to a self-destructive semiconductor device in which a thin power supply source suitable for mounting on a thin semiconductor device such as the above is used as a detector of a physical attack by an unauthorized analyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、クレジットカードや電子マネーと
して使用されるICカードは、個人のプライバシーや金
銭等の重要な情報を記憶及び処理するための種々の機能
を半導体集積回路(ICチップ)中に備え、このICチ
ップをプラスティックのカードに封止する構造となって
いる。そのため、場合によってはプラスティックカード
の本体よりICチップを取り出した上、ICチップの表
面を光学顕微鏡等で観察し、集積回路の機能、動作方
式、回路方式、回路パタン、記憶データ等を不正に解析
して、その内容を改ざんする者(不正な解析者、以下、
アタッカと称する)が現れる可能性がある。
2. Description of the Related Art At present, an IC card used as a credit card or electronic money has various functions for storing and processing important information such as personal privacy and money in a semiconductor integrated circuit (IC chip). The IC chip is sealed in a plastic card. Therefore, in some cases, after removing the IC chip from the body of the plastic card, observe the surface of the IC chip with an optical microscope or the like, and illegally analyze the function, operation method, circuit method, circuit pattern, stored data, etc. of the integrated circuit. And modify the contents (illegal analysts, hereafter,
Attackers).

【0003】そこで、これら重要な情報を記憶し、処理
するICカードには、これらの不正行為を防止するため
の何らかの防御手段を施す必要がある。例えば、ハイエ
ンドクラスのICカードでは、デジタルデータの改ざん
防止のため、暗号を使用して信号処理するためのコプロ
セッサが搭載されたり、デジタルデータの不正アクセス
防止のため、耐タンパ(Tamper resistance )回路と呼
ばれる不正動作防止回路を内蔵したりしている。この耐
タンパ回路の例としては、周波数検知回路、温度検知回
路、電源電圧検知回路等がある。
Therefore, it is necessary to provide the IC card for storing and processing such important information with some kind of defense means for preventing such illegal acts. For example, a high-end class IC card is equipped with a coprocessor for performing signal processing using encryption to prevent tampering of digital data, and a tamper-resistant (Tamper resistance) circuit to prevent unauthorized access to digital data. Or a built-in illegal operation prevention circuit. Examples of the tamper-resistant circuit include a frequency detection circuit, a temperature detection circuit, and a power supply voltage detection circuit.

【0004】周波数検知回路については、アタッカがC
PUへのクロックを1命令ごと入れながら解析する手法
をとることが考えられ、この解析を防ぐためにCPUの
クロックを検知する低周波検知回路が内蔵されている。
また、ICチップ上の集積回路は、どんな温度でも動作
するというわけではなく、必ず最適の動作温度が存在す
る。この動作温度以外になったときには、動作が保証で
きなくなるため、温度検知回路により、規格外の温度に
なったとき集積回路の動作を停止させるようにしてい
る。同様に、規格電圧以外の電圧が印加されると集積回
路の動作が不安定になるため、電源電圧検知回路によ
り、正常電圧以外の電圧になったとき集積回路が動作し
ないように工夫している。
[0004] Regarding the frequency detection circuit, the attacker uses C
It is conceivable to adopt a method of analyzing the clock while inputting it to the PU for each instruction. To prevent this analysis, a low-frequency detection circuit for detecting the clock of the CPU is built in.
Further, an integrated circuit on an IC chip does not operate at any temperature, and there is always an optimum operating temperature. Since operation cannot be guaranteed when the temperature becomes other than the operating temperature, the operation of the integrated circuit is stopped by the temperature detection circuit when the temperature becomes out of the standard. Similarly, if a voltage other than the standard voltage is applied, the operation of the integrated circuit becomes unstable. Therefore, the power supply voltage detection circuit is designed so that the integrated circuit does not operate when the voltage becomes a voltage other than the normal voltage. .

【0005】ところで、アタッカによる不正行為には、
大きく分けて、ICチップを破壊して内部を解析する手
法と非破壊で解析する手法の二つがある。上記の耐タン
パ回路は、おもに外部接続用電極を介したICチップの
電気的な信号データの解析を防止するためのものが主で
あり、後者の非破壊で解析する手法に対する防御策とい
える。他方、ICチップの物理的解剖・解析に対して
は、従来の構造のICカードでは、それを防止すること
はできない。
[0005] By the way, fraudulent acts by attackers include:
There are two main types: a method for analyzing the inside by breaking the IC chip and a method for nondestructive analysis. The above-described tamper-resistant circuit is mainly for preventing the analysis of the electrical signal data of the IC chip via the external connection electrode, and can be said to be a defense measure against the latter non-destructive analysis method. On the other hand, the physical dissection and analysis of an IC chip cannot be prevented by an IC card having a conventional structure.

【0006】図10は、現在使用されている接触型IC
カード13の概略的な構成例を示しており、同図におい
て、(a)はICカード13に搭載された半導体集積回
路における回路ブロック配置を示す平面図、(b)はI
Cモジュール断面図、(c)はICモジュール搭載例を
示す断面図である。図10(c)に示すように、プラス
ティックよりなるICカード13には、ICチップ12
とコンタクト電極基体とから構成されるICモジュール
11がホットメルト接着剤34によって搭載されてい
る。コンタクト電極基体は、接触型ICカード13の電
極に当たるコンタクトパターン35をガラスエポキシ基
板36上に銅箔等で印刷したものである。また、ICモ
ジュール11は、コンタクトパターン35を形成したガ
ラスエポキシ基板36に、ICチップ12がダイボンデ
ィングされ、金ワイヤ37によって、外部接続用電極パ
ッド7と各コンタクトパターン35とがワイヤーボンデ
ィングされた後、モールド樹脂38により固定・封止さ
れた構造をしている。
FIG. 10 shows a contact type IC currently used.
FIG. 3A shows a schematic configuration example of the card 13, in which FIG. 4A is a plan view showing a circuit block arrangement in a semiconductor integrated circuit mounted on the IC card 13, and FIG.
FIG. 3C is a cross-sectional view of the C module, and FIG. As shown in FIG. 10C, an IC card 13 made of plastic includes an IC chip 12
An IC module 11 composed of a hot melt adhesive 34 and a contact electrode base is mounted. The contact electrode base is obtained by printing a contact pattern 35 corresponding to an electrode of the contact type IC card 13 on a glass epoxy substrate 36 with a copper foil or the like. In the IC module 11, the IC chip 12 is die-bonded to the glass epoxy substrate 36 on which the contact pattern 35 is formed, and the external connection electrode pad 7 and each contact pattern 35 are wire-bonded by the gold wire 37. , And is fixed and sealed by a mold resin 38.

【0007】図10(a)に示すように、ICチップ1
2の上には、暗号コードや認証コードなど特に重要な情
報を記憶している、複数ビットのデータの電気的な書込
及び一括消去が可能な不揮発性メモリからなるデータメ
モリ(フラッシュメモリ、EEPROM(Electrically
Erasable and Programable ROM )あるいは強誘電体薄
膜メモリ(FRAM;Ferroelectric RAM)などで構成)1
4、およびその書込・消去のための電圧昇圧回路を始め
とする周辺回路15、所定の制御プログラムが記憶され
た読み出し専用のプログラムメモリ(ROMなどで構
成)16、プログラムメモリ16に記憶された制御プロ
グラムを読み出し、この制御プログラムに応じて処理を
行い、演算や不揮発性メモリ内に記憶されているデータ
の書換等の制御を行う中央演算処理部(CPU)17、
一時的なデータ蓄え用のワーキングメモリとしての揮発
性メモリよりなるランダムアクセスメモリ(RAM)1
8、セキュリティー認証用マイクロプロセッサ(MP
U)19が同一半導体基板上に形成されている。そし
て、これらの周辺には、データバスおよび電源供給用の
電極配線(図示せず)が施されている。
[0007] As shown in FIG.
2, a data memory (flash memory, EEPROM, etc.), which is composed of a nonvolatile memory capable of electrically writing and collectively erasing a plurality of bits of data, which stores particularly important information such as an encryption code and an authentication code. (Electrically
Erasable and Programmable ROM) or Ferroelectric Thin Film Memory (FRAM)
4, a peripheral circuit 15 including a voltage booster circuit for writing and erasing, a read-only program memory (configured with a ROM or the like) 16 storing a predetermined control program, and a program memory 16 A central processing unit (CPU) 17 that reads a control program, performs processing in accordance with the control program, and controls arithmetic operations and rewriting of data stored in a nonvolatile memory;
Random access memory (RAM) 1 composed of volatile memory as working memory for temporary data storage
8. Security authentication microprocessor (MP
U) 19 are formed on the same semiconductor substrate. A data bus and power supply electrode wiring (not shown) are provided around these components.

【0008】また、ICカード13とは別体のリーダ/
ライタからICチップ12へ電気信号や駆動電圧を供給
するために、このICチップ12の対向する2辺の端部
近傍にはアルミニウム等の金属からなる合計8個の外部
接続用電極パッド7が形成されている。したがって、カ
ード表面のコンタクトパターン35を介して、ICチッ
プ12上の外部接続用電極パッド7によりICチップ外
部との電気信号のやり取りが行われる。なお、外部から
の電気信号の読み出しや書き込みの際には、認証あるい
は暗号処理用のマイクロプロセッサ19により電気信号
の暗号処理が行われてセキュリティーを高めている。
A reader / writer separate from the IC card 13
In order to supply an electric signal and a driving voltage from the writer to the IC chip 12, a total of eight external connection electrode pads 7 made of a metal such as aluminum are formed near two opposite ends of the IC chip 12. Have been. Therefore, the external connection electrode pads 7 on the IC chip 12 exchange electric signals with the outside of the IC chip via the contact pattern 35 on the card surface. Note that when reading or writing an electric signal from the outside, encryption processing of the electric signal is performed by the microprocessor 19 for authentication or encryption to enhance security.

【0009】上記のICチップ12内の特にデータメモ
リ14やプログラムメモリ16には、通信の際に必要な
プロトコル、認証用の番号コード、セキュリティーに必
要なパスワードなどの重要なデータが格納されている。
そのため、これらのコードやデータ類、さらには半導体
装置を構成している回路ブロック、回路パタンなどの情
報は、ICカードの偽造・改ざんを防止する観点から、
アタッカによって読み出されることを阻止する必要があ
る。
The data memory 14 and the program memory 16 in the IC chip 12 store important data such as a protocol required for communication, a number code for authentication, and a password required for security. .
Therefore, these codes and data, as well as information such as circuit blocks and circuit patterns constituting the semiconductor device, are used to prevent forgery and tampering of the IC card.
It must be prevented from being read by an attacker.

【0010】しかしながら、図10に示すような半導体
装置においては、上部からの光学的観察によって回路構
成ブロックを始め、機能素子回路、データメモリ14や
プログラムメモリ16及び認証用マイクロプロセッサ1
9の配置を見ることができ、その上、電子ビームを用い
たプロービング測定により、メモリ素子の記憶内容を容
易に読み出したり、認証用マイクロプロセッサ19をト
リガー暴走させて誤動作させ、認証プロセスそのものを
スキップさせたりすることが可能であった。
However, in the semiconductor device as shown in FIG. 10, the circuit configuration blocks, the functional element circuits, the data memory 14 and the program memory 16 and the authentication microprocessor 1 are started by optical observation from above.
9 can be seen, and furthermore, the probing measurement using an electron beam can be used to easily read out the stored contents of the memory element, or cause the authentication microprocessor 19 to malfunction due to a runaway trigger, thereby skipping the authentication process itself. It was possible to make it.

【0011】そこで、ICモジュール11そのものを物
理的に研削することによる薄型化及び上部からの光学的
観察を阻止する目的も兼ねて、最近の高密度実装技術に
おいては、ICチップ12の半導体集積回路の形成され
ている素子形成面側に電気的な接続を得るためのバンプ
電極を形成し、ICチップを裏返して外部接続用のコン
タクト電極が形成された実装基板(電極基体)と接続す
るフリップチップ実装が頻繁に採用されている。
Therefore, in recent high-density mounting technology, the IC module 11 has a semiconductor integrated circuit, which has a purpose of reducing the thickness by physically grinding the IC module 11 itself and preventing optical observation from above. A flip electrode for forming a bump electrode for obtaining electrical connection on the element forming surface side on which the IC chip is formed, turning the IC chip upside down, and connecting to a mounting substrate (electrode substrate) on which a contact electrode for external connection is formed Implementation is frequently adopted.

【0012】しかしながら、半導体集積回路の形成され
た半導体基板の裏面から、非破壊で、半導体基板表面近
傍の回路を観察する手法も、故障解析技術等の要請によ
り開発されている。この手法は、観察光源として半導体
基板に吸収されにくい波長の赤外線を用いることによ
り、半導体基板の透明性を高めて、主に金属からなる配
線パタン等を半導体基板裏面側より観察するものであ
る。これにより、最下層のトランジスタのパタンや第一
層の配線パタンを非破壊で観察することができる。した
がって、フリップチップ実装方法では、チップ裏面が外
側に露出するため、ICチップの素子形成面側よりもむ
しろ裏面側からのパタン観察が容易となる。
However, a technique for observing a circuit near the surface of the semiconductor substrate in a non-destructive manner from the back surface of the semiconductor substrate on which the semiconductor integrated circuit is formed has been developed in response to a demand for a failure analysis technique or the like. In this method, the transparency of the semiconductor substrate is enhanced by using infrared light having a wavelength that is hardly absorbed by the semiconductor substrate as an observation light source, and a wiring pattern or the like mainly made of metal is observed from the back side of the semiconductor substrate. Thus, the pattern of the lowermost transistor and the wiring pattern of the first layer can be observed nondestructively. Therefore, in the flip chip mounting method, since the chip back surface is exposed to the outside, pattern observation from the back surface side rather than the element formation surface side of the IC chip becomes easy.

【0013】そこで、上記の問題を解決する一手法とし
て、筆者らは、薄型電力供給源を内蔵し、かつ薄型電力
供給源をICチップの裏面側に搭載することで、裏面か
らの光学的観察を阻止する自己破壊型半導体装置を提案
した(特開平11−306786号公報、特開2000
−022093号公報、特願平10−243444
号)。このような実装構造をとる概念的理由は以下の通
りである。アタッカによる物理的解析手法は多岐にわた
り、その全てに対して有効な防御策を施すことは技術的
にも困難が多く、またコスト的にも不合理である。より
主体的な防御策としては、アタッカによる攻撃を限定さ
せ、その限定した攻撃範囲において有効な防御策を組み
込むことである。
In order to solve the above-mentioned problem, the present inventors have incorporated a thin power supply source and mounted the thin power supply source on the back side of an IC chip, so that optical observation from the back side is possible. Proposed a self-destructive type semiconductor device for preventing a semiconductor device (JP-A-11-306786, JP-A-2000-306786)
0222093, Japanese Patent Application No. 10-243444.
issue). The conceptual reason for adopting such a mounting structure is as follows. There are many physical analysis methods using attackers, and it is technically difficult to apply effective defense measures to all of them, and it is irrational in cost. A more proactive defense is to limit attacks by attackers and incorporate effective defenses within the limited attack range.

【0014】すなわち、薄型電力供給源をフリップチッ
プ実装したICチップの裏面に積層実装する構造にする
ことで、アタッカをしてICチップ解析を進めるため
に、どうしても薄型電力供給源を最初に取り外すように
仕向ける。そして、薄型電力供給源への攻撃を検知した
場合には秘密情報を確実に消去してしまう自己破壊の仕
組みを予め組み込んでおくことで、アタッカが必要とす
る情報を与えないようにする。
In other words, by adopting a structure in which the thin power supply is stacked and mounted on the back surface of the flip-chip mounted IC chip, the thin power supply must be removed first in order to proceed with the analysis of the IC chip with an attacker. Drive to. When an attack on the thin power supply source is detected, a mechanism of self-destruction that securely erases confidential information is incorporated in advance, so that information required by an attacker is not provided.

【0015】上記に提案した自己破壊型半導体装置で
は、タンパ検出センサとして、積層実装した薄型電力供
給源そのものを用い、その電圧変化を常時監視すること
とする。そして、薄型電力供給源の電力は、それと並列
に接続された大容量キャパシタに蓄電することで、電力
供給源が先に攻撃されて、動作不良となった場合の、破
壊用電力供給源としておく。当然、電力供給源と破壊用
キャパシタ、及び破壊用キャパシタと破壊回路との接続
は、電圧変化検知回路からの検出信号により同時に切り
替わるようになっている。
In the self-destructive semiconductor device proposed above, the thin power supply itself mounted and stacked is used as the tamper detection sensor, and its voltage change is constantly monitored. Then, the power of the thin power supply is stored in a large-capacity capacitor connected in parallel with the power supply, so that the power supply is attacked first and malfunctions, so that it is used as a destruction power supply. . Naturally, the connection between the power supply source and the destruction capacitor and the connection between the destruction capacitor and the destruction circuit are simultaneously switched by a detection signal from the voltage change detection circuit.

【0016】さて、このような自己破壊システムに要求
される機能は、以下の通りである。想定されるアタッカ
による攻撃は、(1)遮蔽用の薄型電力供給源を取り外
す、(2)遮蔽用の薄型電力供給源を予め短絡させるな
どの二つが考えられ、その何れが行われても、メモリが
消去されなくてはならない。
The functions required of such a self-destruct system are as follows. There are two possible attacks by the attacker, such as (1) removing the thin power supply for shielding, and (2) short-circuiting the thin power supply for shielding in advance. Memory must be erased.

【0017】したがって、自己破壊型半導体装置に要求
される自己破壊機能は、電力供給源に対する攻撃を検知
したら、メモリ内の秘密重要情報を消去することであ
る。さらに、アタッカによる攻撃は、何時起こるか予測
できず、ICチップの動作保証期間の間、常にアタッカ
による攻撃を監視し続ける必要がある。そこで、耐タン
パ回路は、薄型電力供給源の限られた電池容量の範囲
で、ICチップの動作保証期間の間、常時、タンパ行為
を検知し続け、かつアタッカによる攻撃を検知した場合
は、直ちにメモリ内の秘密重要情報を消去しなくてはな
らない。
Therefore, a self-destructive function required for a self-destructive semiconductor device is to erase secret important information in a memory when an attack on a power supply source is detected. Furthermore, it is impossible to predict when an attack by the attacker will occur, and it is necessary to constantly monitor the attack by the attacker during the operation guarantee period of the IC chip. Therefore, the tamper-resistant circuit continuously detects the tamper action during the operation guarantee period of the IC chip within the limited battery capacity of the thin power supply source, and immediately detects the attack by the attacker. You have to erase the secret important information in the memory.

【0018】このような自己破壊機能を備えた自己破壊
型半導体装置の基本的な回路ブロック構成図を図11に
示し、各回路がMOSトランジスタ回路からなる具体的
な1構成例(特願平10−360680号にて提案済
み)を図12に示し、薄型電力供給源をICチップ裏面
に搭載した実装構造を図13及び図14に示す。図13
(a)は特開2000−022093号公報で開示され
た自己破壊型半導体装置の配置構成例を示す下面図、図
13(b)はこの自己破壊型半導体装置の断面図、図1
4はフリップチップ実装の様子を示す図である。なお、
図13(a)は、フリップチップ実装を行う前の状態を
示している。図13(a)に示すように、ICチップ1
2a上の半導体集積回路には、前述した図10に示した
本来のICカード機能に必要なデータメモリ14、プロ
グラムメモリ16、中央演算処理部17、ランダムアク
セスメモリ18、認証用マイクロプロセッサ19が形成
されている。
FIG. 11 shows a basic circuit block diagram of a self-destructive semiconductor device having such a self-destructive function. FIG. FIG. 12 shows a mounting structure in which a thin power supply source is mounted on the back surface of an IC chip. FIG.
1A is a bottom view showing an example of the arrangement of a self-destructive semiconductor device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-022093, FIG. 13B is a cross-sectional view of the self-destructive semiconductor device, and FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a state of flip-chip mounting. In addition,
FIG. 13A shows a state before flip-chip mounting. As shown in FIG.
On the semiconductor integrated circuit 2a, a data memory 14, a program memory 16, a central processing unit 17, a random access memory 18, and an authentication microprocessor 19 necessary for the original IC card function shown in FIG. Have been.

【0019】本構成では、以上の構成に加えて、破壊回
路2として、メモリ情報を破壊する破壊回路が付加され
ており、さらにICチップ12a上には、破壊用キャパ
シタ3、制御用回路乃至素子4、および電圧変化検出回
路5が形成されている。そして、電圧変化検出回路5に
より端子電圧が常時監視されている端子10に、薄型の
電力供給源6が接続配置されている。破壊回路2を駆動
するための電源としては、ICチップ12a上に形成さ
れた大容量の破壊用キャパシタ3に蓄積された電荷を用
いる。このキャパシタ3には、通常動作状態において、
制御回路乃至素子4を介して電力供給源6が接続されて
おり、電力供給源6の出力電圧は、電圧変化検出回路5
により、常時、監視されている。
In this configuration, in addition to the above configuration, a destruction circuit for destructing memory information is added as the destruction circuit 2. Further, on the IC chip 12a, a destruction capacitor 3, a control circuit or an element are provided. 4 and a voltage change detection circuit 5 are formed. A thin power supply 6 is connected to a terminal 10 whose terminal voltage is constantly monitored by the voltage change detection circuit 5. As a power supply for driving the destruction circuit 2, electric charges accumulated in a large-capacity destruction capacitor 3 formed on the IC chip 12a are used. In the normal operation state, this capacitor 3
A power supply 6 is connected via a control circuit or an element 4, and an output voltage of the power supply 6 is applied to a voltage change detection circuit 5.
Is constantly monitored.

【0020】薄型の電力供給源6は、図13(b)に示
すように、正極集電体兼端子板21、正極22、固体電
解質23、負極24、負極集電体兼端子板25の積層構
造により形成され、周辺を封止材26により熱溶着封止
されている。また、正極集電体兼端子板21と負極集電
体兼端子板25の外形寸法を異なる設計とし、金属等の
導電性材料に電池端面が接触しても、外部短絡しないよ
うに構成されている。なお、通常は、正極集電体兼端子
板21を負極集電体兼端子板25より小さめに構成して
いる。
As shown in FIG. 13 (b), the thin power supply source 6 is formed by laminating a positive electrode current collector / terminal plate 21, a positive electrode 22, a solid electrolyte 23, a negative electrode 24, and a negative electrode current collector / terminal plate 25. The periphery thereof is thermally sealed by a sealing material 26. In addition, the external dimensions of the positive electrode current collector / terminal plate 21 and the negative electrode current collector / terminal plate 25 are designed differently so that even if the battery end surface comes into contact with a conductive material such as a metal, the external short circuit is prevented. I have. Usually, the positive electrode current collector / terminal plate 21 is configured to be smaller than the negative electrode current collector / terminal plate 25.

【0021】ICチップ12の裏面側に積層実装した薄
型電力供給源6による裏面遮蔽効果を確実にするため、
これまで、2n本の接続リードを持つ薄型電力供給源の
実装構造(特開2000−022093号公報)や、あ
るいは接続リードをアタッカから隠すために、金属箔に
より電力供給源を覆うようにして、薄型電力供給源をI
Cチップ裏面側に搭載する実装構造(特願平10−24
3444号)を提案してきた。
In order to ensure the back surface shielding effect by the thin power supply source 6 stacked and mounted on the back surface side of the IC chip 12,
Until now, a thin power supply source mounting structure having 2n connection leads (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-022093) or a power supply source is covered with a metal foil in order to hide the connection leads from an attacker. Thin power supply I
Mounting structure to be mounted on the back side of C chip (Japanese Patent Application No. 10-24)
No. 3444).

【0022】例えば、図14には、予めICチップ12
aをフリップチップ実装した電極基体32aへ金属箔の
接続リードを持つ薄型電力供給源6を実装する様子を示
してある。なお、図14のICチップ12aに対応する
自己破壊型半導体装置の下面配置構成例は図13(a)
に示すものと同一であり、また図13(b)は、この自
己破壊型半導体装置の断面図を示している。これらの図
で図10と同等の構成には同一の符号を付してある。図
14に示す2n本の接続リード28を持つ電力供給源6
の実装構造に対応して、図13(a)に示すICチップ
12aには、ICカードとしての動作に必要な8つの外
部接続用電極パッド7(7−1〜7−8)に加え、電力
供給源6aと接続するための電極パッド10が2n個、
すなわち電力供給源6aの正極リード用にn個、負極リ
ード用にn個追加されている。
For example, FIG.
3A shows a state in which a thin power supply source 6 having connection leads made of metal foil is mounted on an electrode substrate 32a on which a is flip-chip mounted. FIG. 13A shows a configuration example of the lower surface of the self-destructive semiconductor device corresponding to the IC chip 12a in FIG.
13 (b) is a sectional view of the self-destructive semiconductor device. In these figures, components equivalent to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals. Power supply source 6 having 2n connection leads 28 shown in FIG.
13A, the IC chip 12a shown in FIG. 13A has eight external connection electrode pads 7 (7-1 to 7-8) necessary for operation as an IC card, 2n electrode pads 10 for connection with the supply source 6a,
That is, n power supply sources 6a are added for a positive electrode lead, and n power supply sources are added for a negative electrode lead.

【0023】また、対応する電極基体32aのICチッ
プ搭載面には、ICチップ12aの外部接続用電極パッ
ド7−1〜7−8に対応する外部接続用電極パッド62
−1〜62−8が形成され、各電極パッド62−1〜6
2−8は、それぞれスルーホール等によってコンタクト
パターン35−1〜35−8と接続されている。さら
に、電極基体32aのICチップ搭載面には、ICチッ
プ12aの2n個の電力供給源接続用電極パッド10に
対応する2n個(正極及び負極用にn個ずつ)の電力供
給源接続用電極パッド63が形成されると共に、電力供
給源6の2n本の接続リード28に対応する2n個(正
極及び負極リード用にn個ずつ)の電力供給源接続用電
極パッド64が形成されている。そして、電極パッド6
3の各々は、対応する電極パッド64と配線接続されて
いる。
The external connection electrode pads 62 corresponding to the external connection electrode pads 7-1 to 7-8 of the IC chip 12a are provided on the IC chip mounting surface of the corresponding electrode base 32a.
-1 to 62-8 are formed, and the respective electrode pads 62-1 to 6-8 are formed.
Reference numerals 2-8 are respectively connected to the contact patterns 35-1 to 35-8 by through holes or the like. Further, on the IC chip mounting surface of the electrode base 32a, 2n power supply source connection electrodes corresponding to the 2n power supply source connection electrode pads 10 of the IC chip 12a (n for each of the positive electrode and the negative electrode) are provided. The pads 63 are formed, and 2n power supply source connection electrode pads 64 corresponding to the 2n connection leads 28 of the power supply source 6 (n for the positive and negative electrode leads) are formed. And the electrode pad 6
Each of 3 is connected to the corresponding electrode pad 64 by wiring.

【0024】図13(b)に示すように、電極基体32
aのICチップ搭載面全体に塗布された異方性導電接着
樹脂61を介して、ICチップ12aが電極基体32a
上にフリップチップ実装される。さらに、電極基体32
aにフリップチップ実装されたICチップ12aの裏面
に、電力供給源6が接着フィルム20を介して搭載さ
れ、その接続リード28と電極基体32aの電力供給源
接続用電極パッド64とがバンプ27により電気的に接
続される。こうして、薄型電力供給源6によるICチッ
プ12aの裏面遮蔽効果を備えた実装構造を実現するこ
とができる。
As shown in FIG. 13B, the electrode substrate 32
a through the anisotropic conductive adhesive resin 61 applied to the entire IC chip mounting surface of the IC chip 12a.
It is flip-chip mounted on top. Further, the electrode base 32
The power supply source 6 is mounted on the back surface of the IC chip 12a which is flip-chip mounted on the IC chip 12a via the adhesive film 20, and the connection leads 28 thereof and the power supply source connection electrode pads 64 of the electrode base 32a are connected by the bumps 27. Electrically connected. In this manner, a mounting structure having an effect of shielding the back surface of the IC chip 12a by the thin power supply source 6 can be realized.

【0025】これらの実装構造が物理的耐タンパ構造と
して期待通りに機能するためのシステム回路について、
以下、回路ブロック図11及びMOSトランジスタを用
いた具体的な回路構成の一例である図12を用いて説明
する。回路全体への電力供給は、電力供給源6に並列接
続された破壊用キャパシタ3に蓄積された電荷により行
う。制御回路乃至素子4は、CMOSトランスミッショ
ンゲートを組み合わせたCMOSセレクタ回路により構
成される。通常状態では、破壊用キャパシタ3と電力供
給源6との問のCMOSトランスミッションゲートはオ
ン状態で、破壊用キャパシタ3と電圧変化検出回路5を
通じて電力供給源6とを導通状態とし、他方破壊用キャ
パシタ3と破壊回路2との間に設けられたCMOSトラ
ンスミッションゲートは不通状態に保たれている。
A system circuit for enabling these mounting structures to function as expected as a physical tamper-resistant structure is described below.
Hereinafter, a description will be given using a circuit block diagram 11 and FIG. 12 which is an example of a specific circuit configuration using MOS transistors. The power supply to the entire circuit is performed by the electric charge accumulated in the destruction capacitor 3 connected in parallel to the power supply source 6. The control circuit or the element 4 is constituted by a CMOS selector circuit combining a CMOS transmission gate. In a normal state, the CMOS transmission gate between the destruction capacitor 3 and the power supply source 6 is in an ON state, and the power supply source 6 is brought into conduction through the destruction capacitor 3 and the voltage change detection circuit 5, while the destruction capacitor 3 is turned on. The CMOS transmission gate provided between 3 and the destruction circuit 2 is kept in a non-conductive state.

【0026】電圧変化検出回路5は、検出感度の高い一
段構成の変形カレントミラー型の差動増幅回路52(図
15参照)を中心に、その差動電圧入力のうち、検出電
圧入力Vin側には容量分圧されたRC時定数回路より構
成される開放・短絡検出回路50(図16参照)を接続
し、基準電圧入力Vref 側には破壊用キャパシタ3より
供給される電圧を容量分圧して基準電圧を設定する基準
電圧設定回路51を接続し、また差動増幅回路52の出
力側には一段構成のCMOSインバータによるデジタル
出力バッファ回路53(図17参照)を配置して構成さ
れる。
The voltage change detection circuit 5 mainly includes a one-stage modified current mirror type differential amplifying circuit 52 (see FIG. 15) having high detection sensitivity. Is connected to an open / short detection circuit 50 (see FIG. 16) composed of a capacitance-divided RC time constant circuit, and the voltage supplied from the destruction capacitor 3 is capacitance-divided on the reference voltage input Vref side. A reference voltage setting circuit 51 for setting a reference voltage is connected, and a digital output buffer circuit 53 (see FIG. 17) composed of a single-stage CMOS inverter is arranged on the output side of the differential amplifier circuit 52.

【0027】この電圧変化検出回路5全体の直流リーク
電流は、開放・短絡検出回路50のRC時定数回路に用
いられたトランジスタを流れるサブスレッショルドリー
ク電流ILK1 、差動増幅回路52を流れる電流ILK2 、
及びデジタル出力バッファ回路53を流れる電流ILK3
の三成分より構成される。そのうち、デジタル出力バッ
ファ回路53を流れる電流ILK3 は、CMOSスイッチ
構成であるので、直流電流成分は極めてすくなく、差動
増幅回路52を流れる電流ILK2 が全リーク電流を支配
する。
The DC leakage current of the entire voltage change detection circuit 5 includes a sub-threshold leakage current ILK1 flowing through the transistor used in the RC time constant circuit of the open / short detection circuit 50, a current ILK2 flowing through the differential amplifier circuit 52,
And the current ILK3 flowing through the digital output buffer circuit 53
It consists of three components. Among them, the current ILK3 flowing through the digital output buffer circuit 53 has a CMOS switch configuration, so that the DC current component is extremely small, and the current ILK2 flowing through the differential amplifier circuit 52 controls the total leakage current.

【0028】開放・短絡検出回路50にRC時定数回路
を設ける理由は、電力供給源接続用電極パッド10a,
10b間が電力供給源取り外し等により開放状態になっ
たとき、RC時定数回路の抵抗を流れるリーク電流で容
量内の電荷引き抜きが起こり、差動増幅回路52の検出
側差動電圧入力Vinが基準電圧入力Vref より先に低下
するようにして、電圧変化を検出するためである。この
RC時定数回路が、電力供給源接続用電極パッド10
a,10b間の開放状態を検出する際の遅延時間を与え
ることとなる。他方、電力供給源接続用電極パッド10
a,10b間を短絡した場合には、差動電圧入力の検出
電圧入力Vinが直ちに低下するので、差動増幅回路52
はその電圧差を直ちに検知する。
The reason why the RC time constant circuit is provided in the open / short detection circuit 50 is that the power supply connection electrode pads 10a,
When the portion between the terminals 10b is opened due to the removal of the power supply source or the like, charge is extracted from the capacitance due to the leak current flowing through the resistance of the RC time constant circuit, and the detection-side differential voltage input Vin of the differential amplifier circuit 52 is used as a reference. This is for detecting a voltage change by lowering the voltage input before the voltage input Vref. The RC time constant circuit is connected to the power supply connection electrode pad 10.
This gives a delay time for detecting the open state between a and 10b. On the other hand, the power supply source connection electrode pad 10
When the short circuit between the terminals a and b is detected, the detection voltage input Vin of the differential voltage input immediately decreases.
Immediately detects the voltage difference.

【0029】検知信号は、出力段のデジタル出力バッフ
ァ回路53により0−Vddの信号に変換され、CMOS
トランスミッションゲートより構成された制御回路乃至
素子4へ出力される。インバータ前後の制御電圧Vout
及びそれに相補な電圧バーVout を受けた制御回路乃至
素子4は、破壊用キャパシタ3と電圧変化検出回路5及
び電力供給源6とを接続しているトランスミッションゲ
ートの導通を断つと共に、破壊用キャパシタ3と破壊回
路2とを接続しているトランスミッションゲートを導通
させる。こうして、電力供給源6の取り外し、あるいは
針刺し等の電力供給源6へのアタックが電圧変化検出回
路5により検出され、その信号出力により、破壊用キャ
パシタ3に蓄積された電力が破壊回路2へと供給される
ので、秘密メモリ情報が消去され、データの改ざんを阻
止することが最低限の機能として実現できた。
The detection signal is converted to a 0-Vdd signal by a digital output buffer circuit 53 in the output stage,
The signal is output to a control circuit or element 4 composed of a transmission gate. Control voltage Vout before and after the inverter
The control circuit or the element 4 receiving the complementary voltage bar Vout disconnects the conduction of the transmission gate connecting the destruction capacitor 3 with the voltage change detection circuit 5 and the power supply source 6, and also sets the destruction capacitor 3 And the transmission gate connecting the destruction circuit 2 with the transmission gate. In this manner, the removal of the power supply source 6 or an attack on the power supply source 6 such as a needle stick is detected by the voltage change detection circuit 5, and the power stored in the destruction capacitor 3 is transmitted to the destruction circuit 2 by the signal output. As a result, the secret memory information was erased, and the prevention of data tampering was realized as a minimum function.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図11
に示す1段構成の差動増幅回路52を用いた電圧変化検
出回路5では、電力供給源6の開放時の電圧低下の検出
に時間がかかるという問題点があった。その結果、制御
回路乃至素子4による接続切り替えが迅速に行われず、
場合によっては、破壊用キャパシタ3に蓄えられた電荷
が、破壊回路2へ供給されてメモリ消去に活用される前
に、電圧変化検出回路5を駆動する電力として消費され
て放電してしまい、その結果、自己破壊メカニズムが作
動しないという問題点があった。また、1段構成の差動
増幅回路52及び1段構成のデジタル出力バッファ回路
53を用いた電圧変化検出回路5では、回路の最適化が
不充分な場合、その検出信号出力に低電位Vss(0V)
と高電位Vddとの間の中間電位が発生しやすくなるとい
う問題点があった。その結果、制御回路乃至素子4の構
成要素である、破壊用キャパシタ3と電圧変化検出回路
5及び電力供給源6とを接続しているトランスミッショ
ンゲートが完全なオフ状態にならないという問題点があ
った。本発明は、上記課題を解決するためになされたも
ので、電力供給源の限られた電池容量で必要な期間動作
し、電力供給源の短絡・開放を含む電圧変化を迅速に検
出することができる自己破壊型半導体装置を提供するこ
とを目的とする。また、本発明は、自己破壊メカニズム
の作動(制御回路乃至素子の切替動作)に必要な検出信
号を高速、かつ信号波形の鈍り無く確実に出力すること
ができる自己破壊型半導体装置を提供することを目的と
する。
However, FIG.
In the voltage change detection circuit 5 using the single-staged differential amplifier circuit 52 shown in (1), there is a problem that it takes time to detect a voltage drop when the power supply source 6 is opened. As a result, connection switching by the control circuit or the element 4 is not performed quickly,
In some cases, before the charge stored in the destruction capacitor 3 is supplied to the destruction circuit 2 and used for erasing the memory, it is consumed as power for driving the voltage change detection circuit 5 and discharged. As a result, there is a problem that the self-destruction mechanism does not operate. Further, in the voltage change detection circuit 5 using the one-stage differential amplifier circuit 52 and the one-stage digital output buffer circuit 53, when the circuit optimization is insufficient, the low potential Vss ( 0V)
There is a problem that an intermediate potential between the high potential and the high potential Vdd is easily generated. As a result, there is a problem that the transmission gate connecting the destruction capacitor 3, the voltage change detection circuit 5, and the power supply source 6, which is a component of the control circuit or the element 4, is not completely turned off. . The present invention has been made to solve the above-described problem, and can operate for a required period with a limited battery capacity of a power supply source and quickly detect a voltage change including a short circuit / open of the power supply source. It is an object of the present invention to provide a self-destructive semiconductor device that can be used. Another object of the present invention is to provide a self-destructive semiconductor device capable of outputting a detection signal required for operation of a self-destruction mechanism (switching operation of a control circuit or an element) at a high speed and without dulling a signal waveform. With the goal.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】本発明の自己破壊型半導
体装置は、半導体メモリ素子と、このメモリ素子に記憶
されたデータを処理する中央演算処理素子と、半導体メ
モリ素子のメモリ情報の少なくとも一部を消去すること
により自己破壊を行う破壊回路(2)と、この破壊回路
により自己破壊を行うための電荷を蓄積しておく少なく
とも1つ以上の破壊用キャパシタ(3)と、破壊用キャ
パシタに電荷を蓄積する電力供給源の正極及び負極用に
設けられた接続端子(10a,10b)と、正極及び負
極用の接続端子の端子間電圧を監視しその電圧低下に応
じて検出信号を出力する電圧変化検出回路(5a)と、
通常動作時は接続端子を介して電力供給源と破壊用キャ
パシタを接続し、電圧変化検出回路から検出信号が出力
されたときは、接続を遮断して破壊用キャパシタと破壊
回路を接続する制御回路乃至素子(4)とを、同一半導
体基板上に有すると共に、接続端子に接続された電力供
給源(6)とを有している。電圧変化検出回路(5a)
は、電力供給源の開放・短絡を検出する開放・短絡検出
回路(50a)と、所定の基準電圧(Vref )を生成す
る基準電圧設定回路と、第1、第2の2段の差動増幅回
路(54−1,54−2)からなり、開放・短絡検出回
路の出力電圧と基準電圧設定回路の基準電圧とを比較
し、開放・短絡検出回路の出力電圧低下を検出したとき
検出信号を出力する差動増幅回路ブロック(52a)と
を備え、各回路がMOSトランジスタ回路から構成され
る。また、制御回路乃至素子(4)は、CMOSセレク
タ回路から構成される。電力供給源(6)の取り外しや
短絡が発生すると、電圧変化検出回路(5a)により電
圧低下が検出される。この検出信号により制御回路乃至
素子(4)がオン動作し、破壊回路(2)と破壊用キャ
パシタ(3)が接続される。これにより、破壊用キャパ
シタ(3)に蓄積された電荷が破壊回路(2)に供給さ
れる。そのため、改ざんしようとする集積回路の必須不
揮発性メモリデータが破壊されるので、改ざんは不可能
となる。
A self-destructive semiconductor device according to the present invention comprises a semiconductor memory element, a central processing element for processing data stored in the memory element, and at least one of memory information of the semiconductor memory element. A destruction circuit (2) for self-destruction by erasing a portion, at least one or more destruction capacitors (3) for storing charges for self-destruction by the destruction circuit; The voltage between the connection terminals (10a, 10b) provided for the positive and negative electrodes of the power supply source for accumulating electric charges and the voltage between the connection terminals for the positive and negative electrodes is monitored, and a detection signal is output according to the voltage drop. A voltage change detection circuit (5a);
During normal operation, a control circuit that connects the power supply source and the destruction capacitor via the connection terminal, and disconnects the connection and connects the destruction capacitor and the destruction circuit when the detection signal is output from the voltage change detection circuit. And the element (4) on the same semiconductor substrate and a power supply source (6) connected to the connection terminal. Voltage change detection circuit (5a)
Includes an open / short detection circuit (50a) for detecting open / short of a power supply source, a reference voltage setting circuit for generating a predetermined reference voltage (Vref), and a first and second two-stage differential amplifier. The output voltage of the open / short detection circuit is compared with the reference voltage of the reference voltage setting circuit, and a detection signal is output when a decrease in the output voltage of the open / short detection circuit is detected. And a differential amplifier circuit block (52a) for outputting, and each circuit is constituted by a MOS transistor circuit. The control circuit or element (4) is composed of a CMOS selector circuit. When the power supply source (6) is removed or short-circuited, a voltage drop is detected by the voltage change detection circuit (5a). The control circuit or element (4) is turned on by this detection signal, and the destruction circuit (2) is connected to the destruction capacitor (3). Thereby, the electric charge accumulated in the destruction capacitor (3) is supplied to the destruction circuit (2). Therefore, the essential non-volatile memory data of the integrated circuit to be falsified is destroyed, so that falsification becomes impossible.

【0032】また、本発明の自己破壊型半導体装置の1
構成例として、差動増幅回路ブロック(52a)の第1
の差動増幅回路は、第1、第2のpチャネルMOSトラ
ンジスタ(Q20,Q21)からなる第1の差動増幅部
と、この第1の差動増幅部と接続された、第1、第2の
nチャネルMOSトランジスタ(Q22,Q23)から
なる第1のカレントミラー型負荷と、この第1のカレン
トミラー型負荷と接続された、パワー制御用の第3のn
チャネルMOSトランジスタ(Q24)とを備え、差動
増幅回路ブロックの第2の差動増幅回路は、第3、第4
のpチャネルMOSトランジスタ(Q25,Q26)か
らなる第2の差動増幅部と、この第2の差動増幅部と接
続された、第4、第5のnチャネルMOSトランジスタ
(Q27,Q28)からなる第2のカレントミラー型負
荷と、この第2のカレントミラー型負荷と接続された、
接続端子間短絡時のタイミング調整用の第6のnチャネ
ルMOSトランジスタ(Q29)とを備え、第1、第2
のpチャネルMOSトランジスタのソース電極が、接続
端子を介して電力供給源の高電位側と接続され、第1、
第2のpチャネルMOSトランジスタのドレイン電極
が、第1、第2のnチャネルMOSトランジスタのドレ
イン電極とそれぞれ接続され、第1のpチャネルMOS
トランジスタのゲート電極に開放・短絡検出回路の第1
の出力電圧(Vin1 )が入力され、第2のpチャネルM
OSトランジスタのゲート電極に基準電圧設定回路の基
準電圧(Vref )が入力され、第1、第2のnチャネル
MOSトランジスタのソース電極が、第3のnチャネル
MOSトランジスタのドレイン電極及びゲート電極と接
続され、第3のnチャネルMOSトランジスタのソース
電極が、接続端子を介して電力供給源の低電位側と接続
され、第3、第4のpチャネルMOSトランジスタのソ
ース電極が、接続端子を介して電力供給源の高電位側と
接続され、第3、第4のpチャネルMOSトランジスタ
のドレイン電極が、第4、第5のnチャネルMOSトラ
ンジスタのドレイン電極とそれぞれ接続され、第3のp
チャネルMOSトランジスタのゲート電極に開放・短絡
検出回路の第2の出力電圧(Vin2 )が入力され、第4
のpチャネルMOSトランジスタのゲート電極に第2の
pチャネルMOSトランジスタと第2のnチャネルMO
Sトランジスタの共通ドレイン電極の電圧(Vout )が
入力され、第4、第5のnチャネルMOSトランジスタ
のソース電極が、第6のnチャネルMOSトランジスタ
のドレイン電極と接続され、第6のnチャネルMOSト
ランジスタのゲート電極が、接続端子を介して電力供給
源の高電位側と接続され、第6のnチャネルMOSトラ
ンジスタのソース電極が、接続端子を介して電力供給源
の低電位側と接続され、第4のpチャネルMOSトラン
ジスタと第5のnチャネルMOSトランジスタの共通ド
レイン電極の電圧を検出信号(バーVout1)として出力
するものである。このように、差動増幅回路ブロックと
して、低消費電力で動作可能な変形カレントミラー型差
動増幅回路を2段組み合わせて用いることにより、開放
・短絡検出回路の第1の出力電圧(Vin1 )と基準電圧
設定回路の基準電圧(Vref )の電位差を高感度に検出
すると共に、開放・短絡検出回路の第2の出力電圧(V
in2 )と第1の差動増幅回路の検出信号(Vout )の電
位差を精度良く検出することで、特に、電力供給源接続
端子間の開放事象を短時間で(高速に)検出することが
できる。
The self-destructive semiconductor device according to the present invention
As a configuration example, the first amplifier of the differential amplifier circuit block (52a)
Is a first differential amplifier composed of first and second p-channel MOS transistors (Q20, Q21), and a first differential amplifier connected to the first differential amplifier. A first current mirror type load including two n-channel MOS transistors (Q22, Q23), and a third n for power control connected to the first current mirror type load.
A channel MOS transistor (Q24), and the second differential amplifier circuit of the differential amplifier circuit block
A second differential amplifier comprising p-channel MOS transistors (Q25, Q26) and fourth and fifth n-channel MOS transistors (Q27, Q28) connected to the second differential amplifier. A second current mirror type load connected to the second current mirror type load,
A sixth n-channel MOS transistor (Q29) for timing adjustment when the connection terminals are short-circuited;
The source electrode of the p-channel MOS transistor is connected to the high potential side of the power supply via the connection terminal,
The drain electrode of the second p-channel MOS transistor is connected to the drain electrode of the first and second n-channel MOS transistors, respectively, and the first p-channel MOS transistor
The first of the open / short detection circuit for the gate electrode of the transistor
Output voltage (Vin1) is input to the second p-channel M
The reference voltage (Vref) of the reference voltage setting circuit is input to the gate electrode of the OS transistor, and the source electrodes of the first and second n-channel MOS transistors are connected to the drain electrode and the gate electrode of the third n-channel MOS transistor. The source electrode of the third n-channel MOS transistor is connected to the lower potential side of the power supply via the connection terminal, and the source electrodes of the third and fourth p-channel MOS transistors are connected via the connection terminal. The third p-channel MOS transistor is connected to the high potential side of the power supply source, and the drain electrodes of the third and fourth p-channel MOS transistors are connected to the drain electrodes of the fourth and fifth n-channel MOS transistors, respectively.
The second output voltage (Vin2) of the open / short detection circuit is input to the gate electrode of the channel MOS transistor, and the fourth
A second p-channel MOS transistor and a second n-channel MOS
The voltage (Vout) of the common drain electrode of the S transistor is input, the source electrodes of the fourth and fifth n-channel MOS transistors are connected to the drain electrode of the sixth n-channel MOS transistor, and the sixth n-channel MOS transistor is connected. A gate electrode of the transistor is connected to a high potential side of the power supply via a connection terminal; a source electrode of the sixth n-channel MOS transistor is connected to a low potential side of the power supply via a connection terminal; It outputs the voltage of the common drain electrode of the fourth p-channel MOS transistor and the fifth n-channel MOS transistor as a detection signal (bar Vout1). As described above, by using a combination of two stages of the modified current mirror type differential amplifying circuit operable with low power consumption as the differential amplifying circuit block, the first output voltage (Vin1) of the open / short detection circuit can be reduced. The potential difference between the reference voltage (Vref) of the reference voltage setting circuit and the second output voltage (Vref) of the open / short detection circuit are detected with high sensitivity.
By accurately detecting the potential difference between (in2) and the detection signal (Vout) of the first differential amplifier circuit, an open event between the power supply source connection terminals can be particularly detected in a short time (high speed). .

【0033】また、本発明の自己破壊型半導体装置の1
構成例として、開放・短絡検出回路(50a)は、正極
及び負極用の接続端子間に直列に挿入された第1、第2
のキャパシタ(C1,C2)からなる接続端子間電圧分
圧部と、ソース電極が接続端子を介して電力供給源の高
電位側と接続され、ドレイン電極が接続端子を介して電
力供給源の低電位側と接続され、ゲート電極が第1、第
2のキャパシタの接続点に接続されたpチャネルMOS
トランジスタ(Q1)とを備え、第1、第2のキャパシ
タの接続点で得られる分圧電圧を第1の出力電圧(Vin
1 )とし、第1のキャパシタと電力供給源の高電位側と
の接続点で得られる電圧を第2の出力電圧(Vin2 )と
して出力するものである。このように、開放・短絡検出
回路(50a)は、電力供給源(6)が接続端子(10
a,10b)から外され、接続端子が開放端となったこ
とを検出するためのRC時定数回路で構成されている。
電力供給源(6)が接続端子から取り外されると、キャ
パシタ(C1,C2)に蓄えられた電荷は、pチャネル
MOSトランジスタ(Q1)を通る経路で放電され、出
力電圧(Vin1,Vin2)が低下する。また、電力供給源
(6)の短絡が発生した場合には、出力電圧(Vin1,
Vin2)は直ちに低下する。
The self-destructive semiconductor device according to the present invention
As a configuration example, an open / short detection circuit (50a) includes first and second open / short detection circuits inserted in series between the positive and negative connection terminals.
And a source electrode connected to the high potential side of the power supply via the connection terminal, and a drain electrode connected to the low potential of the power supply via the connection terminal. P-channel MOS connected to the potential side and having a gate electrode connected to a connection point of the first and second capacitors
A transistor (Q1), and outputs a divided voltage obtained at a connection point between the first and second capacitors to a first output voltage (Vin).
1), and outputs a voltage obtained at a connection point between the first capacitor and the high potential side of the power supply source as a second output voltage (Vin2). Thus, in the open / short detection circuit (50a), the power supply source (6) is connected to the connection terminal (10).
a, 10b), and is composed of an RC time constant circuit for detecting that the connection terminal has become an open end.
When the power supply source (6) is removed from the connection terminal, the charges stored in the capacitors (C1, C2) are discharged through a path passing through the p-channel MOS transistor (Q1), and the output voltages (Vin1, Vin2) decrease. I do. When a short circuit occurs in the power supply source (6), the output voltage (Vin1,
Vin2) drops immediately.

【0034】また、本発明の自己破壊型半導体装置の1
構成例は、第1、第2の2段のCMOSインバータ(5
5−1,55−2)からなり、差動増幅回路ブロックの
検出信号(バーVout1)と相補な信号(Vout1)及び検
出信号と同相の信号(バーVout2)を生成するデジタル
出力バッファ回路ブロックを有し、制御回路乃至素子
(4)は、ソース電極とドレイン電極がそれぞれ共通接
続されたpチャネルMOSトランジスタ(Q40,Q4
2)とnチャネルMOSトランジスタ(Q41,Q4
3)のペアで構成されたトランスミッションゲートを2
つ直列接続してなるCMOSセレクタ回路であり、各ト
ランスミッションゲートでは、pチャネルMOSトラン
ジスタの基板電極がドレイン電極と接続され、nチャネ
ルMOSトランジスタの基板電極が接続端子を介して電
力供給源の低電位側と接続され、第1のトランスミッシ
ョンゲート内のnチャネルMOSトランジスタと第2の
トランスミッションゲート内のpチャネルMOSトラン
ジスタの各ゲート電極に検出信号が入力され、第1のト
ランスミッションゲート内のpチャネルMOSトランジ
スタと第2のトランスミッションゲート内のnチャネル
MOSトランジスタの各ゲート電極に検出信号と相補な
信号が入力され、各トランジスタの共通接続されたドレ
イン電極が破壊用キャパシタと接続され、第1のトラン
スミッションゲート内の各トランジスタの共通接続され
たソース電極が高電位側の接続端子と接続され、第2の
トランスミッションゲート内の各トランジスタの共通接
続されたソース電極が破壊回路と接続されるものであ
る。
Further, the self-destructive semiconductor device of the present invention
The configuration example is a first and second two-stage CMOS inverter (5
5-1 and 55-2), a digital output buffer circuit block for generating a signal (Vout1) complementary to the detection signal (Vout1) of the differential amplifier circuit block and a signal (Vout2) in phase with the detection signal. The control circuit or element (4) includes p-channel MOS transistors (Q40, Q4) each having a source electrode and a drain electrode connected in common.
2) and n-channel MOS transistors (Q41, Q4)
Transmission gate composed of the pair of 3)
In each transmission gate, a substrate electrode of a p-channel MOS transistor is connected to a drain electrode, and a substrate electrode of an n-channel MOS transistor is connected to a low potential of a power supply source via a connection terminal. The detection signal is input to each gate electrode of the n-channel MOS transistor in the first transmission gate and the p-channel MOS transistor in the second transmission gate, and the p-channel MOS transistor in the first transmission gate And a signal complementary to the detection signal is input to each gate electrode of the n-channel MOS transistor in the second transmission gate, and the commonly connected drain electrode of each transistor is connected to the destruction capacitor, and the first transmission gate Commonly connected source electrodes of the transistors of the inner is connected to the connection terminal of the high-potential side, in which is commonly connected source electrodes of the transistors in the second transmission gate is connected to the breaking circuit.

【0035】また、本発明の自己破壊型半導体装置の1
構成例として、デジタル出力バッファ回路ブロック(5
3a)は、nチャネルMOSトランジスタとpチャネル
MOSトランジスタとから構成されるCMOSインバー
タ(55−1,55−2)を2段重ねることで構成さ
れ、第1のnチャネルMOSトランジスタ(Q30)と
第1のpチャネルMOSトランジスタ(Q31)のゲー
ト電極同士が接続されると共に、ドレイン電極同士が接
続され、第1のpチャネルMOSトランジスタのソース
電極及び基板電極が接続端子を介して電力供給源の高電
位側と接続され、第1のnチャネルMOSトランジスタ
のソース電極及び基板電極が接続端子を介して電力供給
源の低電位側と接続され、第1のnチャネルMOSトラ
ンジスタと第1のpチャネルMOSトランジスタの共通
接続されたゲート電極に差動増幅回路ブロックの検出信
号(バーVout1)が入力され、第1のnチャネルMOS
トランジスタと第1のpチャネルMOSトランジスタの
共通接続されたドレイン電極から検出信号と相補な信号
(Vout1)を出力し、第2のnチャネルMOSトランジ
スタ(Q32)と第2のpチャネルMOSトランジスタ
(Q33)のゲート電極同士が接続されると共に、ドレ
イン電極同士が接続され、第2のpチャネルMOSトラ
ンジスタのソース電極及び基板電極が接続端子を介して
電力供給源の高電位側と接続され、第2のnチャネルM
OSトランジスタのソース電極及び基板電極が接続端子
を介して電力供給源の低電位側と接続され、第2のnチ
ャネルMOSトランジスタと第2のpチャネルMOSト
ランジスタの共通接続されたゲート電極に検出信号と相
補な信号(Vout1)が入力され、第2のnチャネルMO
Sトランジスタと第2のpチャネルMOSトランジスタ
の共通接続されたドレイン電極から検出信号と同相の信
号(バーVout2)を出力するものである。このように、
デジタル出力バッファ回路ブロック(53a)を2段の
CMOSインバータで構成することで、出力波形の弛れ
を低減し、かつ中間電位部分の発生を抑制することがで
きる。これにより、電力供給源の短絡・開放を含む電圧
変化を高速に検出し、次段回路を確実に動作させるのに
必要な急峻な出力波形を出力させ、タンパ検知回路とし
ての機能を確実にする。
Further, the self-destructive semiconductor device of the present invention
As a configuration example, a digital output buffer circuit block (5
3a) is configured by stacking two stages of CMOS inverters (55-1, 55-2) each including an n-channel MOS transistor and a p-channel MOS transistor, and includes a first n-channel MOS transistor (Q30) and a The gate electrodes of the first p-channel MOS transistor (Q31) are connected to each other, the drain electrodes are connected to each other, and the source electrode and the substrate electrode of the first p-channel MOS transistor are connected to the high power supply source via the connection terminal. The first n-channel MOS transistor and the first p-channel MOS transistor are connected to the potential side, and the source electrode and the substrate electrode of the first n-channel MOS transistor are connected to the low potential side of the power supply via the connection terminal. The detection signal (bar Vout1) of the differential amplifier circuit block is input to the commonly connected gate electrodes of the transistors. And the first n-channel MOS
A signal (Vout1) complementary to the detection signal is output from a commonly connected drain electrode of the transistor and the first p-channel MOS transistor, and a second n-channel MOS transistor (Q32) and a second p-channel MOS transistor (Q33) are output. ), The drain electrodes are connected to each other, and the source electrode and the substrate electrode of the second p-channel MOS transistor are connected to the high potential side of the power supply via the connection terminal. N channel M
A source electrode and a substrate electrode of the OS transistor are connected to the low potential side of the power supply via a connection terminal, and a detection signal is supplied to a commonly connected gate electrode of the second n-channel MOS transistor and the second p-channel MOS transistor. And a signal (Vout1) complementary to the second n-channel MO
A signal (Vout2) having the same phase as the detection signal is output from the commonly connected drain electrode of the S transistor and the second p-channel MOS transistor. in this way,
By configuring the digital output buffer circuit block (53a) with two-stage CMOS inverters, it is possible to reduce the slack in the output waveform and suppress the generation of the intermediate potential portion. As a result, a voltage change including a short circuit / open circuit of the power supply source is detected at a high speed, and a steep output waveform necessary for reliably operating the next-stage circuit is output, thereby ensuring the function as a tamper detection circuit. .

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施
の形態を示す自己破壊型半導体装置の回路ブロック構成
図である。本実施の形態においても、図11と同様に、
ICチップ12b(半導体基板9b)上の半導体集積回
路1には、本来のICカード機能に必要なデータメモ
リ、周辺回路、プログラムメモリ、中央演算処理部、ラ
ンダムアクセスメモリ、セキュリティー認証用マイクロ
プロセッサが形成されているが、ここでは省略してい
る。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram of a self-destructive semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Also in this embodiment, as in FIG.
On the semiconductor integrated circuit 1 on the IC chip 12b (semiconductor substrate 9b), a data memory, a peripheral circuit, a program memory, a central processing unit, a random access memory, and a microprocessor for security authentication necessary for the original IC card function are formed. , But omitted here.

【0037】本発明では、以上の構成に加えて、データ
メモリのメモリ情報を消去する破壊回路2が半導体基板
9b上に付加されており、さらに破壊回路2、破壊用キ
ャパシタ3、制御用回路乃至素子4及び電圧変化検出回
路5aが半導体基板9b上に付加されている。こうし
て、自己破壊型のICチップ12bが構成されている。
In the present invention, in addition to the above configuration, the destruction circuit 2 for erasing the memory information of the data memory is added on the semiconductor substrate 9b, and the destruction circuit 2, the destruction capacitor 3, the control circuit, An element 4 and a voltage change detection circuit 5a are added on a semiconductor substrate 9b. Thus, a self-destructive IC chip 12b is formed.

【0038】そして、本発明では、破壊回路2を駆動す
るための電力を蓄積するものとして、半導体基板9b上
に形成された大容量の破壊用キャパシタ3を用いる。破
壊用キャパシタ3に電荷を蓄積するための薄型の電力供
給源6は、図13(b)に示すように、正極集電体兼端
子板21、正極22、固体電解質23、負極24、負極
集電体兼端子板25の積層構造により形成され、周辺を
封止材26により熱溶着封止されている。
In the present invention, a large-capacity destruction capacitor 3 formed on a semiconductor substrate 9b is used to store power for driving the destruction circuit 2. As shown in FIG. 13B, a thin power supply source 6 for accumulating electric charge in the destruction capacitor 3 includes a positive electrode current collector / terminal plate 21, a positive electrode 22, a solid electrolyte 23, a negative electrode 24, and a negative electrode collector. It is formed by a laminated structure of the electric / cum-terminal plate 25, and the periphery is thermally sealed by a sealing material 26.

【0039】なお、電力供給源6は、破壊回路2、破壊
用キャパシタ3、制御回路乃至素子4、電圧変化検出回
路5aに電力を供給するものであって、破壊回路2を除
く半導体集積回路1には、8つの外部接続用電極パッド
7のうちの電力供給端子を介して外部から電力が供給さ
れる。
The power supply source 6 supplies power to the destruction circuit 2, the destruction capacitor 3, the control circuit or element 4, and the voltage change detection circuit 5a. Is supplied with power from the outside via power supply terminals of the eight external connection electrode pads 7.

【0040】以上のような電力供給源6に対して、IC
チップ12bが形成された半導体基板9bには、ICカ
ードとしての動作に必要な8つの外部接続用電極パッド
7に加え、電力供給源6の正極と接続するための電力供
給源接続用電極パッド10aが少なくとも2個追加さ
れ、さらに電力供給源6の負極と接続するための電力供
給源接続用電極パッド10bが少なくとも1個追加され
ている。
With respect to the power supply source 6 as described above, an IC
On the semiconductor substrate 9b on which the chip 12b is formed, in addition to the eight external connection electrode pads 7 necessary for operation as an IC card, a power supply source connection electrode pad 10a for connection to the positive electrode of the power supply source 6 , And at least one power supply source connection electrode pad 10 b for connecting to the negative electrode of the power supply source 6.

【0041】電圧変化検出回路5aは、電力供給源接続
用電極パッド10aと10b間の電圧、すなわち電力供
給源6の出力電圧を随時、監視している。この電圧変化
検出回路5aは、電力供給源6の開放・短絡を検出する
開放・短絡検出回路50aと、所定の基準電圧Vref を
生成する基準電圧設定回路51と、開放・短絡検出回路
50aの第1の出力電圧Vin1 と基準電圧設定回路51
の基準電圧Vref とを比較する第1の差動増幅回路54
−1及び開放・短絡検出回路50aの第2の出力電圧V
in2 と第1の差動増幅回路54−1の出力電圧Vout と
を比較する第2の差動増幅回路54−2の2段より構成
された差動増幅回路ブロック52aと、差動増幅回路ブ
ロック52aから出力される検出信号バーVout1と相補
な信号Vout1及び同相の信号バーVout2を生成するデジ
タル出力バッファ回路ブロック53aと、電力供給源短
絡時保護用のnチャネルMOSトランジスタQ50とか
ら構成されている。
The voltage change detection circuit 5a monitors the voltage between the power supply source connection electrode pads 10a and 10b, that is, the output voltage of the power supply source 6 as needed. The voltage change detection circuit 5a includes an open / short detection circuit 50a for detecting the open / short circuit of the power supply source 6, a reference voltage setting circuit 51 for generating a predetermined reference voltage Vref, and a second circuit of the open / short detection circuit 50a. 1 output voltage Vin1 and reference voltage setting circuit 51
Differential amplifier circuit 54 for comparing the reference voltage Vref with
-1 and the second output voltage V of the open / short detection circuit 50a
a differential amplifier circuit block 52a composed of two stages of a second differential amplifier circuit 54-2 for comparing in2 with the output voltage Vout of the first differential amplifier circuit 54-1; It comprises a digital output buffer circuit block 53a for generating a signal Vout1 complementary to the detection signal Vout1 and a signal Vout2 in phase with the detection signal Vout1 output from the detection signal Vout1, and an n-channel MOS transistor Q50 for protection when the power supply source is short-circuited. .

【0042】そして、制御回路乃至素子4は、電圧変化
検出回路5aから出力される検出信号を制御入力とする
スイッチを有しており、このスイッチは、電圧変化検出
回路5aからの検出信号出力がない通常動作状態におい
て図1に示すNC側を選択している。
The control circuit or element 4 has a switch that receives a detection signal output from the voltage change detection circuit 5a as a control input. This switch outputs the detection signal from the voltage change detection circuit 5a. In the normal operating state, the NC side shown in FIG. 1 is selected.

【0043】次に、本実施の形態の自己破壊型半導体装
置を設計するに当たって、考慮すべき課題としては以下
の2つがある。 イ)自己破壊機能を実現する耐タンパ回路(自己破壊回
路)において許容される消費電流Istの大きさ ロ)破壊用キャパシタ3に必要とされる容量値CBKの大
きさ
Next, in designing the self-destructive semiconductor device of the present embodiment, there are the following two problems to be considered. A) The amount of current consumption Ist allowed in a tamper-resistant circuit (self-destruction circuit) that realizes the self-destruction function b) The size of the capacitance value CBK required for the destruction capacitor 3

【0044】以下、このような課題に対する考え方を説
明する。まず、電力供給源6の電池容量をCBT[mA
h]とし、自己破壊回路(破壊回路2、破壊用キャパシ
タ3、制御回路乃至素子4及び電圧変化検出回路5a)
が動作し続けなくてはならない動作保証期間をT[h]
とする。自己破壊回路において許容される常時導通可能
な電流量Istは、次式で与えられる。 Ist=CBT/T[A] ・・・(1)
Hereinafter, the concept of such a problem will be described. First, the battery capacity of the power supply source 6 is set to CBT [mA
h], and a self-destruction circuit (destruction circuit 2, destruction capacitor 3, control circuit or element 4, and voltage change detection circuit 5a)
The operation guarantee period during which the operation must continue is defined as T [h].
And The amount of current Ist that can be always conducted in the self-destruction circuit is given by the following equation. Ist = CBT / T [A] (1)

【0045】例えば、現在手に入りうる厚さ0.3mm
の薄型リチウム電池の場合、電池サイズが1×1cm2
の場合、その電池容量CBTは約3mAhである。自己破
壊回路の動作保証期間Tを約3年と仮定すると、単純計
算よりシステムに許容される定常電流値Istは、約11
4nAとなる。自己破壊回路全体の平常時の動作電流
は、この定常電流値Ist未満に止めるように設計しなく
てはならない。
For example, the thickness which can be obtained at present is 0.3 mm
In the case of a thin lithium battery, the battery size is 1 × 1 cm 2
In this case, the battery capacity CBT is about 3 mAh. Assuming that the operation guarantee period T of the self-destruction circuit is about three years, the steady-state current value Ist allowed for the system by simple calculation is about 11
4 nA. The operating current of the entire self-destruction circuit during normal times must be designed to be kept below this steady-state current value Ist.

【0046】図1に示す自己破壊回路において、考慮し
なくてはならない消費電流は、開放・短絡検出回路50
aを流れるスタンバイ電流ILK1 と、差動増幅回路ブロ
ック52の動作電流ILK2 (=ILK21+ILK22)と、デ
ジタル出力バッファ回路ブロック53aを流れるリーク
電流ILK3 (=ILK31+ILK32)の3つである。
In the self-destruction circuit shown in FIG.
a, the standby current ILK1 flowing through the digital output buffer circuit block 53a, the standby current ILK1 flowing through the digital output buffer circuit block 53a, and the operating current ILK2 (= ILK21 + ILK22) of the differential amplifier circuit block 52.

【0047】後述のように、基準電圧設定回路51は直
列接続された複数個のキャパシタから構成されるので、
基準電圧設定回路51を流れるリーク電流成分は問題と
はならない。同様に、破壊用キャパシタ3も容量である
ので、破壊用キャパシタ3を流れるリーク電流成分も問
題とはならない。
As described later, since the reference voltage setting circuit 51 is composed of a plurality of capacitors connected in series,
The leak current component flowing through the reference voltage setting circuit 51 does not matter. Similarly, since the destruction capacitor 3 is also a capacitor, the leakage current component flowing through the destruction capacitor 3 does not matter.

【0048】一方、通常動作時に、破壊用キャパシタ3
から制御回路乃至素子4を介して破壊回路2に流れるリ
ーク電流が考えられるので、その大きさを微弱に止める
ことが重要である。後述のように、制御回路乃至素子4
は2つのCMOSトランスミッションゲートから構成さ
れるので、各トランスミッションゲートのしきい値電圧
を高めに設定することで、サブスレッショルドリーク電
流を小さく絞ることが可能である。
On the other hand, during normal operation, the destruction capacitor 3
Since a leakage current flowing through the destruction circuit 2 via the control circuit or the element 4 can be considered, it is important to keep the magnitude of the leakage current small. As described later, the control circuit or the element 4
Is composed of two CMOS transmission gates, the sub-threshold leakage current can be reduced to a small value by setting the threshold voltage of each transmission gate to be higher.

【0049】したがって、図1に示す自己破壊回路にお
いて、常時導通している総電流量がIst未満であるとい
う条件は、次式で与えられる。 ILK1 +ILK2 +ILK3 <Ist ・・・(2)
Therefore, in the self-destruction circuit shown in FIG. 1, the condition that the total amount of current that is always conducting is less than Ist is given by the following equation. ILK1 + ILK2 + ILK3 <Ist (2)

【0050】次に、データメモリの特に重要な情報を記
憶しているメモリ部分を消去するために必要な電荷量Q
erは、破壊回路2を構成する電圧昇圧回路に流す電流I
cp及びその駆動時間tcpより、次式で与えられる。 Qer=Icp×tcp ・・・(3)
Next, the charge amount Q required for erasing the memory portion of the data memory which stores particularly important information is
er is the current I flowing through the voltage booster circuit constituting the destruction circuit 2
It is given by the following equation from cp and its driving time tcp. Qer = Icp × tcp (3)

【0051】これにより、破壊用キャパシタ3に必要と
される容量値CBKは、電力供給源6の出力電圧をVddと
すると、次式で与えられる。 CBK=α×Qer/Vdd ・・・(4) 式(4)において、αは安全係数であり、1より大きい
正の実数である。
Thus, the capacitance value CBK required for the destruction capacitor 3 is given by the following equation, where the output voltage of the power supply source 6 is Vdd. CBK = α × Qer / Vdd (4) In Expression (4), α is a safety coefficient, and is a positive real number larger than 1.

【0052】具体的には、Vdd=3.3Vで動作する6
4kbitのEEPROMを消去するのに、標準的な
0.6μmのデザインルールで製造されたチャンネルホ
ットエレクトロン注入方式で書込/消去するEEPRO
Mでは、消去電流1mAを消去時間10msの間、流し
続ける必要がある。したがって、破壊用キャパシタ3の
容量値CBKとしては、α=3として式(4)を用いる
と、約10μFが必要となる。
Specifically, operation at Vdd = 3.3 V
EEPROM for writing / erasing 4 kbit EEPROM by channel hot electron injection method manufactured by standard 0.6 μm design rule to erase EEPROM
In the case of M, it is necessary to keep the erase current of 1 mA flowing for an erase time of 10 ms. Therefore, assuming that α = 3 and using equation (4), the capacitance value CBK of the destruction capacitor 3 needs about 10 μF.

【0053】なお、この破壊用キャパシタ3に必要とさ
れる容量値CBKは、データメモリに採用されている不揮
発性メモリの消去方式に強く依存している。EEPRO
Mを構成している浮遊ゲート素子のトンネル酸化膜間
に、制御ゲート電極に高電圧を印加した際にファウラー
・ノルドハイムトンネル電流を流すことにより消去を行
う方式(FN消去方式)の場合には、消去時の電流はさ
ほど必要ではなく、また消去時間も短くなる。したがっ
て、FN消去方式によるEEPROMをデータメモリと
して用いた場合、破壊用キャパシタ3に要求される容量
値CBKは10μFよりも1桁から2桁弱程小さくなる可
能性がある。
The capacitance value CBK required for the destruction capacitor 3 strongly depends on the erasing method of the nonvolatile memory employed in the data memory. EEPRO
In the case of the method of erasing by applying a Fowler-Nordheim tunnel current when a high voltage is applied to the control gate electrode between the tunnel oxide films of the floating gate elements constituting M (FN erasing method) In addition, a current for erasing is not so required, and the erasing time is shortened. Therefore, when an EEPROM using the FN erasing method is used as a data memory, the capacitance value CBK required for the destruction capacitor 3 may be smaller by one to two orders of magnitude than 10 μF.

【0054】以上の条件のもと、図1の自己破壊型半導
体装置を以下のように構成する。図2は、図1の自己破
壊型半導体装置の具体的な1構成例を示す回路ブロック
構成図である。なお、nチャネルMOSトランジスタQ
50は、電力供給源接続用電極パッド10a,10b間
が短絡された場合の急激な電圧降下を阻止するために挿
入されている。まず、電力供給源6の開放(取り外し)
・短絡を検出する開放・短絡検出回路50aについて説
明する。図3は開放・短絡検出回路50aの1構成例を
示す回路図である。
Under the above conditions, the self-destructive semiconductor device of FIG. 1 is configured as follows. FIG. 2 is a circuit block diagram showing one specific configuration example of the self-destructive semiconductor device of FIG. The n-channel MOS transistor Q
Reference numeral 50 is inserted to prevent a sharp voltage drop when the power supply connection electrode pads 10a and 10b are short-circuited. First, opening (removing) the power supply source 6
The open / short detection circuit 50a for detecting a short circuit will be described. FIG. 3 is a circuit diagram showing one configuration example of the open / short detection circuit 50a.

【0055】図3の開放・短絡検出回路50aは、電力
供給源接続用電極パッド10a,10b間に直列に挿入
された2つのキャパシタC1,C2からなる接続端子間
電圧分圧部と、ソース電極が正極用の電極パッド10a
と接続され、ドレイン電極が負極用の電極パッド10b
と接続され、ゲート電極がキャパシタC1,C2の接続
点に接続された、開放端検出用のpチャネルMOSトラ
ンジスタQ1とを備えている。
The open / short detection circuit 50a shown in FIG. 3 includes a voltage dividing section between connection terminals comprising two capacitors C1 and C2 inserted in series between the power supply source connection electrode pads 10a and 10b, and a source electrode. Is the electrode pad 10a for the positive electrode
And the drain electrode is connected to the negative electrode pad 10b.
And a p-channel MOS transistor Q1 for detecting an open end, the gate electrode of which is connected to the connection point of the capacitors C1 and C2.

【0056】本実施の形態の開放・短絡検出回路50a
は、電力供給源6が電力供給源接続用電極パッド10
a,10bから外され、電極パッド10a,10bが開
放端となったことを検出するためのRC時定数回路で構
成されている。電力供給源6の出力電圧Vddは、電圧分
圧用キャパシタC1によって分圧される。そして、キャ
パシタC1,C2の接続点で得られる分圧電圧が開放・
短絡検出回路50aの第1の出力電圧Vin1 となる。ま
た、正極用電極パッド10aの入力電圧が開放・短絡検
出回路50aの第2の出力電圧Vin2 となる。
Open / short detection circuit 50a of this embodiment
The power supply source 6 is connected to the power supply source connection electrode pad 10.
a, 10b, and is constituted by an RC time constant circuit for detecting that the electrode pads 10a, 10b have become open ends. The output voltage Vdd of the power supply 6 is divided by the voltage dividing capacitor C1. Then, the divided voltage obtained at the connection point of the capacitors C1 and C2 is released.
It becomes the first output voltage Vin1 of the short-circuit detection circuit 50a. Further, the input voltage of the positive electrode pad 10a becomes the second output voltage Vin2 of the open / short detection circuit 50a.

【0057】次に、このような開放・短絡検出回路50
aの動作を説明する。通常動作状態において、pチャネ
ルMOSトランジスタQ1は、キャパシタC1,C2の
接続点で得られる分圧電圧によりバイアスされ、常時オ
ン状態にある。ここで、電力供給源6が電力供給源接続
用電極パッド10a,10bから取り外されると、キャ
パシタC1,C2に蓄えられた電荷は、オン状態にある
pチャネルMOSトランジスタQ1を通る経路で放電さ
れる。
Next, such an open / short detection circuit 50
The operation of a will be described. In a normal operation state, p-channel MOS transistor Q1 is biased by a divided voltage obtained at a connection point between capacitors C1 and C2, and is always on. Here, when the power supply source 6 is removed from the power supply source connection electrode pads 10a and 10b, the charges stored in the capacitors C1 and C2 are discharged through a path passing through the p-channel MOS transistor Q1 in the ON state. .

【0058】このような回路のRC時定数の抵抗成分R
は、pチャネルMOSトランジスタQ1のオン抵抗によ
り与えられる。また、RC時定数の容量成分Cは、キャ
パシタC1,C2により与えられる。よって、電力供給
源6が電力供給源接続用電極パッド10a,10bから
取り外されると、第1、第2の出力電圧Vin1,Vin2
は、上記RC時定数に従って次第に低下する。
The resistance component R of the RC time constant of such a circuit
Is given by the on-resistance of p-channel MOS transistor Q1. The capacitance component C of the RC time constant is given by the capacitors C1 and C2. Therefore, when the power supply source 6 is removed from the power supply source connection electrode pads 10a, 10b, the first and second output voltages Vin1, Vin2 are obtained.
Gradually decreases according to the RC time constant.

【0059】また、電力供給源6の短絡が発生した場合
には、この短絡によってキャパシタC1,C2に蓄えら
れた電荷が即座に放電されるので、第1、第2の出力電
圧Vin1,Vin2は共に直ちに低下する。以上のような開
放・短絡検出回路50aを流れる電流ILK1 は、pチャ
ネルMOSトランジスタQ1を流れるサブスレッショル
ド電流であり、この電流値はトランジスタQ1のしきい
値電圧の設定の仕方により小さく絞り込むことが可能で
ある。
When a short circuit occurs in the power supply source 6, the electric charge stored in the capacitors C1 and C2 is immediately discharged by the short circuit, so that the first and second output voltages Vin1 and Vin2 are reduced. Both drop immediately. The current ILK1 flowing through the open / short detection circuit 50a as described above is a subthreshold current flowing through the p-channel MOS transistor Q1, and this current value can be narrowed down to a smaller value by setting the threshold voltage of the transistor Q1. It is.

【0060】本実施の形態の開放・短絡検出回路50a
では、上記RC時定数が、電力供給源接続用電極パッド
10a,10bの開放が発生した際の放電時定数を決定
している。したがって、電力供給源6の取り外しに応じ
て自己破壊機能を速やかに動作させるためには、上記R
C時定数をできるだけ短くして、第1、第2の出力電圧
Vin1,Vin2を速やかに低下させる必要がある。
Open / short detection circuit 50a of this embodiment
In the above, the RC time constant determines the discharge time constant when the opening of the power supply source connection electrode pads 10a and 10b occurs. Therefore, in order to quickly operate the self-destruction function in response to the removal of the power supply source 6, the above R
It is necessary to make the C time constant as short as possible and quickly reduce the first and second output voltages Vin1 and Vin2.

【0061】一方、電力供給源6の電池容量の消耗を抑
えるために、pチャネルMOSトランジスタQ1を流れ
るサブスレッショルド電流ILK1 をできるだけ小さく絞
り込む必要がある。これに伴い、トランジスタQ1のオ
ン抵抗Rが大きくなるので、RC時定数を短くするため
に、キャパシタC1,C2を微小な容量に設定すること
が望ましい。
On the other hand, in order to suppress the consumption of the battery capacity of the power supply source 6, it is necessary to reduce the subthreshold current ILK1 flowing through the p-channel MOS transistor Q1 as small as possible. Accordingly, the on-resistance R of the transistor Q1 increases. Therefore, it is desirable to set the capacitors C1 and C2 to a small capacitance in order to shorten the RC time constant.

【0062】次に、所定の基準電圧Vref を生成する基
準電圧設定回路51について説明する。図4は基準電圧
設定回路51の1構成例を示す回路図である。本実施の
形態の基準電圧設定回路51は、キャパシタC10,C
11からなる容量分割回路で構成される。電力供給源6
及びそれに並列接続された破壊用キャパシタ3からの電
圧Vddは、キャパシタC10,C11により分圧され
る。そして、キャパシタC10,C11の接続点で得ら
れる分圧電圧が基準電圧Vref となる。
Next, a reference voltage setting circuit 51 for generating a predetermined reference voltage Vref will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing one configuration example of the reference voltage setting circuit 51. The reference voltage setting circuit 51 according to the present embodiment includes capacitors C10, C
It is composed of a capacity division circuit composed of 11 capacitors. Power supply 6
The voltage Vdd from the destruction capacitor 3 connected in parallel with the voltage Vdd is divided by the capacitors C10 and C11. Then, the divided voltage obtained at the connection point between the capacitors C10 and C11 becomes the reference voltage Vref.

【0063】この基準電圧設定回路51に蓄えられる電
荷量Qは、次式で与えられる。 Q=Ctot ×Vdd=C11×Vref =C10×(Vdd−Vref ) ・・・(5) 式(5)において、Ctot は、基準電圧設定回路51の
総容量であり、次式で与えられる。 Ctot =C10×C11/(C10+C11) ・・・(6)
The charge amount Q stored in the reference voltage setting circuit 51 is given by the following equation. Q = Ctot × Vdd = C11 × Vref = C10 × (Vdd−Vref) (5) In Expression (5), Ctot is the total capacitance of the reference voltage setting circuit 51 and is given by the following expression. Ctot = C10 × C11 / (C10 + C11) (6)

【0064】よって、式(5)、(6)より、キャパシ
タC10,C11の接続点から出力される基準電圧Vre
f は、以下のようになる。 Vref =(Ctot /C11)×Vdd={C10/(C10+C11)}×Vdd ・・・(7) 本実施の形態では、キャパシタC10,C11の直列接
続によって基準電圧設定回路51を構成しているので、
その電流経路にリーク経路がない。したがって、電力供
給源6の限られた電力を消費することがない構成となっ
ている。
Therefore, from the equations (5) and (6), the reference voltage Vre output from the connection point of the capacitors C10 and C11 is obtained.
f is as follows. Vref = (Ctot / C11) × Vdd = {C10 / (C10 + C11)} × Vdd (7) In the present embodiment, the reference voltage setting circuit 51 is configured by connecting the capacitors C10 and C11 in series. ,
There is no leak path in the current path. Therefore, the configuration is such that the limited power of the power supply source 6 is not consumed.

【0065】次に、電圧変化検出回路5aにおける心臓
部とも云うべき差動増幅回路ブロック52aについて説
明する。図5は差動増幅回路ブロック52aの1構成例
を示す回路図である。本実施の形態では、差動増幅回路
ブロック52aとして、MOSトランジスタによる変形
カレントミラー型差動増幅回路を、従来の一段構成(図
15参照)の代わりに、二段組み合わせている。
Next, the differential amplifier circuit block 52a, which may be called the heart of the voltage change detection circuit 5a, will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing one configuration example of the differential amplifier circuit block 52a. In the present embodiment, as the differential amplifier circuit block 52a, a two-stage modified current mirror type differential amplifier circuit using MOS transistors is used instead of the conventional one-stage configuration (see FIG. 15).

【0066】本実施の形態では、第1の差動増幅回路5
4−1の構成に当たり、通常、2つのpチャネルMOS
トランジスタでカレントミラー型負荷を組むところを、
2つのnチャネルMOSトランジスタQ22,Q23で
カレントミラー型負荷を構成し、代わりに2つのpチャ
ネルMOSトランジスタQ20,Q21で差動増幅部を
構成している。同様に、第2の差動増幅回路54−2の
構成に当たり、2つのnチャネルMOSトランジスタQ
27,Q28でカレントミラー型負荷を構成し、代わり
に2つのpチャネルMOSトランジスタQ25,Q26
で差動増幅部を構成している。
In the present embodiment, the first differential amplifier circuit 5
In the configuration of 4-1 usually two p-channel MOS
Where a transistor is used to form a current mirror type load,
A current mirror type load is formed by two n-channel MOS transistors Q22 and Q23, and a differential amplifier is formed by two p-channel MOS transistors Q20 and Q21 instead. Similarly, in the configuration of second differential amplifier circuit 54-2, two n-channel MOS transistors Q
27, Q28 constitute a current mirror type load, and instead use two p-channel MOS transistors Q25, Q26.
Constitute a differential amplifier.

【0067】このように従来のカレントミラー型センス
アンプの回路内ブロック構成を逆転させることにより、
それぞれの差動増幅回路54−1,54−2の消費電力
を低減し、その結果、差動増幅回路ブロック全体の消費
電流を低減し、限られた電池容量の電力供給源6により
長時間動作可能な回路構成としてある。
As described above, by inverting the block configuration in the circuit of the conventional current mirror type sense amplifier,
The power consumption of each of the differential amplifier circuits 54-1 and 54-2 is reduced. As a result, the current consumption of the entire differential amplifier circuit block is reduced, and the power supply source 6 with a limited battery capacity operates for a long time. There is a possible circuit configuration.

【0068】第1の差動増幅回路54−1の差動増幅部
を構成する2つのpチャネルMOSトランジスタQ2
0,Q21のソース電極は、正極用の電力供給源接続用
電極パッド10aを介して電力供給源6の高電位側と接
続される。第1のpチャネルMOSトランジスタQ20
のドレイン電極は、カレントミラー型負荷を構成する第
1のnチャネルMOSトランジスタQ22のドレイン電
極と接続され、第2のpチャネルMOSトランジスタQ
21のドレイン電極は、同負荷を構成する第2のnチャ
ネルMOSトランジスタQ23のドレイン電極と接続さ
れる。
Two p-channel MOS transistors Q2 forming a differential amplifier section of first differential amplifier circuit 54-1
The source electrodes 0 and Q21 are connected to the high potential side of the power supply 6 via the power supply connection electrode pad 10a for the positive electrode. First p-channel MOS transistor Q20
Is connected to the drain electrode of the first n-channel MOS transistor Q22 forming the current mirror type load, and the second p-channel MOS transistor Q22
The drain electrode 21 is connected to the drain electrode of the second n-channel MOS transistor Q23 forming the same load.

【0069】第1、第2のnチャネルMOSトランジス
タQ22,Q23のソース電極は、パワー制御用の第3
のnチャネルMOSトランジスタQ24のドレイン電極
と接続される。この第3のnチャネルMOSトランジス
タQ24のソース電極は、負極用の電力供給源接続用電
極パッド10bを介して電力供給源6の低電位側と接続
される。
The source electrodes of the first and second n-channel MOS transistors Q22 and Q23 are connected to a third power control
Is connected to the drain electrode of the n-channel MOS transistor Q24. The source electrode of the third n-channel MOS transistor Q24 is connected to the lower potential side of the power supply 6 via the power supply connection electrode pad 10b for the negative electrode.

【0070】第1のpチャネルMOSトランジスタQ2
0のゲート電極には、開放・短絡検出回路50aからの
第1の出力電圧Vin1 が入力される。一方、第2のpチ
ャネルMOSトランジスタQ21のゲート電極には、基
準電圧設定回路51からの基準電圧Vref が入力され
る。そして、第2のpチャネルMOSトランジスタQ2
1と第2のnチャネルMOSトランジスタQ23の共通
ドレイン電極の電圧が第1の差動増幅回路54−1の内
部検出信号Vout として出力される。
First p-channel MOS transistor Q2
The first output voltage Vin1 from the open / short detection circuit 50a is input to the zero gate electrode. On the other hand, the reference voltage Vref from the reference voltage setting circuit 51 is input to the gate electrode of the second p-channel MOS transistor Q21. Then, the second p-channel MOS transistor Q2
The voltage at the common drain electrode of the first and second n-channel MOS transistors Q23 is output as the internal detection signal Vout of the first differential amplifier circuit 54-1.

【0071】2つのnチャネルMOSトランジスタQ2
2,Q23で構成されるカレントミラー型負荷では、ト
ランジスタQ22のドレイン電極とトランジスタQ2
2,23のゲート電極とが接続されることにより、第1
のnチャネルMOSトランジスタQ22のドレイン電流
と等しいドレイン電流が流れるように第2のnチャネル
MOSトランジスタQ23のゲート電極がバイアスされ
る。これにより、第1の差動増幅回路54−1の差動増
幅部のVin1 側とVref 側とが同一の電流駆動を受ける
ように構成される。
Two n-channel MOS transistors Q2
2 and Q23, the drain electrode of the transistor Q22 and the transistor Q2
The first and second gate electrodes are connected to form the first
The gate electrode of the second n-channel MOS transistor Q23 is biased such that a drain current equal to the drain current of the n-channel MOS transistor Q22 flows. Thus, the Vin1 side and the Vref side of the differential amplifier of the first differential amplifier circuit 54-1 are configured to receive the same current drive.

【0072】そして、内部検出信号Vout の電位は、差
動増幅部を構成する第1のpチャネルMOSトランジス
タQ20と第2のpチャネルMOSトランジスタQ21
とを流れる電流の比で決定される。図5に示すように、
第2の差動増幅回路54−2は、一部を除き、第1の差
動増幅回路54−1と同様に構成されている。
The potential of the internal detection signal Vout is changed by the first p-channel MOS transistor Q20 and the second p-channel MOS transistor Q21 constituting the differential amplifier.
And the ratio of the current flowing through As shown in FIG.
The second differential amplifier circuit 54-2 has the same configuration as the first differential amplifier circuit 54-1 except for a part.

【0073】すなわち、第2の差動増幅回路54−2の
差動増幅部を構成する2つのpチャネルMOSトランジ
スタQ25,Q26のソース電極は、正極用の電力供給
源接続用電極パッド10aを介して電力供給源6の高電
位側と接続される。第3のpチャネルMOSトランジス
タQ25のドレイン電極は、カレントミラー型負荷を構
成する第4のnチャネルMOSトランジスタQ27のド
レイン電極と接続され、第4のpチャネルMOSトラン
ジスタQ26のドレイン電極は、同負荷を構成する第5
のnチャネルMOSトランジスタQ28のドレイン電極
と接続される。
That is, the source electrodes of the two p-channel MOS transistors Q25 and Q26 constituting the differential amplifier of the second differential amplifier circuit 54-2 are connected via the power supply source connection electrode pad 10a for the positive electrode. To the high potential side of the power supply 6. The drain electrode of the third p-channel MOS transistor Q25 is connected to the drain electrode of a fourth n-channel MOS transistor Q27 forming a current mirror type load, and the drain electrode of the fourth p-channel MOS transistor Q26 has the same load. The fifth that constitutes
Is connected to the drain electrode of the n-channel MOS transistor Q28.

【0074】第4、第5のnチャネルMOSトランジス
タQ27,Q28のソース電極は、電力供給源接続用電
極パッド10a,10b間の短絡時のタイミング調整用
の第6のnチャネルMOSトランジスタQ29のドレイ
ン電極と接続される。この第6のnチャネルMOSトラ
ンジスタQ29のソース電極は、負極用の電力供給源接
続用電極パッド10bを介して電力供給源6の低電位側
と接続され、ゲート電極は、正極用の電力供給源接続用
電極パッド10aを介して電力供給源6の高電位側と接
続される。
The source electrodes of the fourth and fifth n-channel MOS transistors Q27 and Q28 are connected to the drains of the sixth n-channel MOS transistor Q29 for adjusting timing at the time of short-circuit between the power supply connection electrode pads 10a and 10b. Connected to electrodes. The source electrode of the sixth n-channel MOS transistor Q29 is connected to the low potential side of the power supply 6 via the power supply connection electrode pad 10b for the negative electrode, and the gate electrode is connected to the power supply for the positive electrode. The power supply source 6 is connected to the high potential side via the connection electrode pad 10a.

【0075】第3のpチャネルMOSトランジスタQ2
5のゲート電極には、開放・短絡検出回路50aからの
第2の出力電圧Vin2 (=電力供給源6の高電位Vdd)
が入力される。一方、第4のpチャネルMOSトランジ
スタQ26のゲート電極には、前段の差動増幅回路54
−1からの内部検出信号Vout が入力される。
Third p-channel MOS transistor Q2
The second output voltage Vin2 from the open / short detection circuit 50a (= the high potential Vdd of the power supply source 6) is applied to the gate electrode of No. 5
Is entered. On the other hand, the gate electrode of the fourth p-channel MOS transistor Q26 is
The internal detection signal Vout from -1 is input.

【0076】したがって、この回路構成においては、第
2の差動増幅回路54−2の差動増幅部を構成する2つ
のpチャネルMOSトランジスタQ25,Q26は、電
力供給源6の高電位Vddによってオフ(非導通)状態に
あるので、充分高抵抗となっており、第1の差動増幅回
路54−1で必要とされたようなパワー制御用、すなわ
ち差動増幅回路を流れるリーク電流ILK22を絞り込むた
めのnチャネルMOSトランジスタQ29は、本来であ
れば必要としない。また、このnチャネルMOSトラン
ジスタQ29は、電力供給源接続用電極パッド10a,
10b間が開放状態にある場合にも必要とされない。
Therefore, in this circuit configuration, the two p-channel MOS transistors Q25 and Q26 constituting the differential amplifier of the second differential amplifier circuit 54-2 are turned off by the high potential Vdd of the power supply source 6. Since it is in the (non-conducting) state, the resistance is sufficiently high, and the leak current ILK22 flowing through the differential amplifier circuit for power control as required by the first differential amplifier circuit 54-1 is narrowed down. N-channel MOS transistor Q29 for this purpose is not required. The n-channel MOS transistor Q29 includes a power supply source connection electrode pad 10a,
It is not required even when the space between 10b is open.

【0077】しかし、電力供給源接続用電極パッド10
a,10b間が短絡された場合には、開放・短絡検出回
路50aからの第2の出力電圧Vin2 が急激に低下する
ので、この場合、第1の差動増幅回路54−1からの内
部検出信号Vout の変化にタイミングがとれるようにす
るためにはnチャネルMOSトランジスタQ29が必要
となる。
However, the power supply source connection electrode pad 10
When the short circuit between the terminals a and 10b is short-circuited, the second output voltage Vin2 from the open / short detection circuit 50a sharply drops. In this case, the internal detection from the first differential amplifier circuit 54-1 is performed. An n-channel MOS transistor Q29 is required in order to be able to time the change in the signal Vout.

【0078】そして、第4のpチャネルMOSトランジ
スタQ26と第5のnチャネルMOSトランジスタQ2
8の共通ドレイン電極の電圧が差動増幅回路ブロック5
2aの検出信号バーVout1として出力される。次に、差
動増幅回路ブロック52aの動作を説明する。まず、通
常動作状態において、開放・短絡検出回路50aからの
第1の出力電圧Vin1 と基準電圧設定回路51からの基
準電圧Vref は、等電位となるように各回路で設定され
ている。
Then, the fourth p-channel MOS transistor Q26 and the fifth n-channel MOS transistor Q2
8 has a common drain electrode voltage of 5
It is output as a detection signal Vout1 of 2a. Next, the operation of the differential amplifier circuit block 52a will be described. First, in the normal operation state, the first output voltage Vin1 from the open / short detection circuit 50a and the reference voltage Vref from the reference voltage setting circuit 51 are set to be equal in each circuit.

【0079】このとき、差動増幅回路ブロック52a
は、「L」レベルの検出信号バーVout1を出力する。一
方、電力供給源6の取り外しや短絡によって、開放・短
絡検出回路50aの第1の出力電圧Vin1 が基準電圧設
定回路51の基準電圧Vref より低くなると、差動増幅
回路ブロック52aは、「H」レベルの検出信号バーV
out1を出力する。なお、ここでの「H」レベルとは、後
述するデジタル出力バッファ回路ブロック53aのしき
い値電圧以上のレベルを意味する。
At this time, the differential amplifier circuit block 52a
Outputs an "L" level detection signal Vout1. On the other hand, when the first output voltage Vin1 of the open / short detection circuit 50a becomes lower than the reference voltage Vref of the reference voltage setting circuit 51 due to the removal or short circuit of the power supply source 6, the differential amplifier circuit block 52a becomes "H". Level detection signal bar V
Output out1. Here, the “H” level means a level that is equal to or higher than a threshold voltage of a digital output buffer circuit block 53a described later.

【0080】以上のような差動増幅回路ブロック52a
の第1の差動増幅回路54−1において、カレントミラ
ー型負荷の共通接続されたソース電極側に直列接続され
た第3のpチャネルMOSトランジスタQ24は、図5
の変形カレントミラー型差動増幅回路全体のパワーダウ
ン制御のために用いられている。
The differential amplifier circuit block 52a as described above
In the first differential amplifier circuit 54-1 of the first embodiment, the third p-channel MOS transistor Q24 connected in series to the commonly connected source electrode side of the current mirror type load is the same as that shown in FIG.
Is used for power down control of the whole modified current mirror type differential amplifier circuit.

【0081】したがって、差動増幅回路ブロック52a
の動作電流ILK2 は、第3のpチャネルMOSトランジ
スタQ24を流れるサブスレッショルド電流である。こ
のサブスレッショルド電流は、pチャネルMOSトラン
ジスタQ24のしきい値電圧の設定の仕方により小さく
絞り込むことが可能である。その結果、限られた電池容
量の電力供給源6により、本差動増幅回路ブロック52
aを長期間にわたって駆動し続けることが可能となる。
Therefore, the differential amplifier circuit block 52a
Is the subthreshold current flowing through the third p-channel MOS transistor Q24. This subthreshold current can be narrowed down by setting the threshold voltage of p-channel MOS transistor Q24. As a result, the differential amplifier circuit block 52 is provided by the power supply source 6 having a limited battery capacity.
a can be driven for a long time.

【0082】次に、差動増幅回路ブロック52aから出
力された検出信号バーVout1をVss(0)あるいはVd
dの2値電圧に変換するデジタル出力バッファ回路ブロ
ック53aについて説明する。図6はデジタル出力バッ
ファ回路ブロック53aの1構成例を示す回路図であ
る。本実施の形態では、デジタル出力バッファ回路ブロ
ック53aとして、2段のCMOSインバータ55−
1,55−2を用いている。
Next, the detection signal Vout1 output from the differential amplifier circuit block 52a is changed to Vss (0) or Vd
The digital output buffer circuit block 53a that converts a binary voltage d will be described. FIG. 6 is a circuit diagram showing one configuration example of the digital output buffer circuit block 53a. In the present embodiment, a two-stage CMOS inverter 55-
1, 55-2 is used.

【0083】図6に示すように、第1のCMOSインバ
ータ55−1は、第1のnチャネルMOSトランジスタ
Q30を駆動素子、第1のpチャネルMOSトランジス
タQ31を負荷素子とし、トランジスタQ30,Q31
のゲート電極を共通接続して入力端子とし、ドレイン電
極を共通接続して出力端子としたものである。すなわ
ち、第1のnチャネルMOSトランジスタQ30と第1
のpチャネルMOSトランジスタQ31とが電力供給源
接続用電極パッド10a,10bを介して電力供給源6
の高電位Vddと低電位Vssとの間に直列接続されてい
る。
As shown in FIG. 6, a first CMOS inverter 55-1 uses a first n-channel MOS transistor Q30 as a driving element, a first p-channel MOS transistor Q31 as a load element, and transistors Q30 and Q31.
Are commonly connected to form an input terminal, and the drain electrodes are commonly connected to form an output terminal. That is, the first n-channel MOS transistor Q30 and the first
Power supply source 6 through power supply connection electrode pads 10a and 10b.
Are connected in series between the high potential Vdd and the low potential Vss.

【0084】同様に、第2のCMOSインバータ55−
2は、第2のnチャネルMOSトランジスタQ32を駆
動素子、第2のpチャネルMOSトランジスタQ33を
負荷素子とし、トランジスタQ32,Q33のゲート電
極を共通接続して入力端子とし、ドレイン電極を共通接
続して出力端子としたものである。
Similarly, the second CMOS inverter 55-
Reference numeral 2 designates a second n-channel MOS transistor Q32 as a driving element, a second p-channel MOS transistor Q33 as a load element, and gate electrodes of the transistors Q32 and Q33 commonly connected as input terminals, and a drain electrode commonly connected. Output terminal.

【0085】第1、第2のnチャネルMOSトランジス
タQ30,Q32の基板電極は、通常、低電位Vssに接
続(接地)されており、第1、第2のpチャネルMOS
トランジスタQ31,Q33の基板電極は、高電位Vdd
に接続されている。差動増幅回路ブロック52aから出
力された検出信号バーVout1は、第1のCMOSインバ
ータ55−1を構成するトランジスタQ30,Q31の
共通接続されたゲート電極に印加され、検出信号と相補
な信号Vout1が、トランジスタQ30,Q31の共通接
続されたドレイン電極から取り出される。
The substrate electrodes of the first and second n-channel MOS transistors Q30 and Q32 are normally connected (grounded) to the low potential Vss, and the first and second p-channel MOS transistors Q30 and Q32 are connected to each other.
The substrate electrodes of the transistors Q31 and Q33 are connected to the high potential Vdd.
It is connected to the. The detection signal Vout1 output from the differential amplifier circuit block 52a is applied to the commonly connected gate electrodes of the transistors Q30 and Q31 forming the first CMOS inverter 55-1, and a signal Vout1 complementary to the detection signal is output. , From the commonly connected drain electrodes of the transistors Q30 and Q31.

【0086】続いて、この信号Vout1は、第2のCMO
Sインバータ55−2を構成するトランジスタQ32,
Q33の共通接続されたゲート電極に印加され、検出信
号と同相の信号バーVout2が、トランジスタQ32,Q
33の共通接続されたドレイン電極から取り出される。
Subsequently, the signal Vout1 is supplied to the second CMO
Transistor Q32 forming S inverter 55-2,
A signal Vout2 applied to the commonly connected gate electrode of Q33 and having the same phase as the detection signal is applied to transistors Q32 and Q32.
It is taken out from 33 commonly connected drain electrodes.

【0087】検出信号バーVout1が「L」レベルのと
き、第1のCMOSインバータ55−1では、nチャネ
ルMOSトランジスタQ30がオフ(非導通)となり、
pチャネルMOSトランジスタQ31がオン(導通)と
なって、出力信号Vout1が「H」レベルとなる。これに
より、第2のCMOSインバータ55−2では、nチャ
ネルMOSトランジスタQ32がオンとなり、pチャネ
ルMOSトランジスタQ33がオフとなって、出力信号
バーVout2が「L」レベルとなる。
When the detection signal Vout1 is at "L" level, in the first CMOS inverter 55-1 the n-channel MOS transistor Q30 is turned off (non-conductive),
P-channel MOS transistor Q31 is turned on (conducting), and output signal Vout1 attains "H" level. As a result, in the second CMOS inverter 55-2, the n-channel MOS transistor Q32 is turned on, the p-channel MOS transistor Q33 is turned off, and the output signal Vout2 goes to "L" level.

【0088】逆に、検出信号バーVout1が「H」レベル
のとき、第1のCMOSインバータ55−1では、nチ
ャネルMOSトランジスタQ30がオンとなり、pチャ
ネルMOSトランジスタQ31がオフとなって、出力信
号Vout1が「L」レベルとなる。これにより、第2のC
MOSインバータ55−2では、nチャネルMOSトラ
ンジスタQ32がオフとなり、pチャネルMOSトラン
ジスタQ33がオンとなって、出力信号バーVout2が
「H」レベルとなる。
Conversely, when the detection signal Vout1 is at the "H" level, in the first CMOS inverter 55-1, the n-channel MOS transistor Q30 is turned on, the p-channel MOS transistor Q31 is turned off, and the output signal Vout1 becomes “L” level. Thereby, the second C
In MOS inverter 55-2, n-channel MOS transistor Q32 is turned off, p-channel MOS transistor Q33 is turned on, and output signal Vout2 attains "H" level.

【0089】このように、差動増幅回路ブロック52a
からの検出信号バーVout1に応じて、トランジスタQ3
0,Q31の何れか一方が導通、他方が非導通となり、
さらにトランジスタQ32,Q33の何れか一方が導
通、他方が非導通となるので、高電位Vddから低電位V
ssへ向かうCMOSインバータを通じての電流リークI
LK31及びILK32が原理的に少ない。ただし、実際のCM
OSインバータでは、何れか一方のMOSトランジスタ
がオフしても、チャネル部をリークするサブスレッショ
ルド電流が存在するので、この電流がCMOSインバー
タ全体を通じたリーク電流ILK3 となる。このサブスレ
ッショルド電流に関しては、トランジスタQ30,Q3
1,Q32,Q33のしきい値電圧を高めに設定するな
どして低減することが可能である。
As described above, the differential amplifier circuit block 52a
Transistor Q3 according to the detection signal Vout1 from the
0 or Q31 becomes conductive, the other becomes non-conductive,
Further, one of the transistors Q32 and Q33 becomes conductive and the other becomes non-conductive, so that the high potential Vdd is changed to the low potential Vdd.
Current leak I through CMOS inverter towards ss
LK31 and ILK32 are few in principle. However, actual CM
In the OS inverter, even if one of the MOS transistors is turned off, there is a sub-threshold current leaking through the channel portion, and this current becomes a leak current ILK3 through the entire CMOS inverter. Regarding this subthreshold current, transistors Q30, Q3
It is possible to reduce the threshold voltages of Q1, Q32 and Q33 by setting them higher.

【0090】次に、電源電圧3V動作の0.5μmルー
ルの標準セル構造のパラメタを用いて、図2に示す自己
破壊型半導体装置の電圧変化検出回路5a(30個のト
ランジスタ規模の回路)を構成した際の数値例を示す。
図7は、図1の自己破壊型半導体装置の電圧変化検出回
路5aの回路動作シミュレーション結果を示す図であ
り、(a)は電力供給源接続用電極パッド10a,10
b間が開放の場合、(b)は電極パッド10a,10b
間が短絡の場合を示している。
Next, using the parameters of the standard cell structure of the 0.5 μm rule operating at the power supply voltage of 3 V, the voltage change detection circuit 5a (30 transistor scale circuit) of the self-destructive semiconductor device shown in FIG. An example of numerical values when configured is shown.
FIG. 7 is a diagram showing a circuit operation simulation result of the voltage change detection circuit 5a of the self-destruction type semiconductor device of FIG. 1. FIG. 7A shows power supply source connection electrode pads 10a and 10a.
In the case where the space between b is open, (b) shows the electrode pads 10a and 10b.
The case where the short circuit occurs is shown.

【0091】本回路全体の通常時の動作電流は27.1
nAとなっており、その内訳は、開放・短絡検出回路5
0aで約7.7nA、第1段目の変形カレントミラー型
差動増幅回路54−1で18.7nA、第2段目の変形
カレントミラー型差動増幅回路54−2で5.43p
A、デジタル出力バッファ回路ブロックの第1のCMO
Sインバータ55−1で680pA、第2のCMOSイ
ンバータ55−2で8.5pAとなっている。
The normal operating current of the entire circuit is 27.1.
nA, of which the open / short detection circuit 5
0a, about 7.7 nA, 18.7 nA in the first-stage modified current mirror type differential amplifier circuit 54-1 and 5.43 p in the second-stage modified current mirror type differential amplifier circuit 54-2.
A, First CMO of digital output buffer circuit block
The output is 680 pA for the S inverter 55-1 and 8.5 pA for the second CMOS inverter 55-2.

【0092】前述のように、本自己破壊型半導体装置の
電圧変化検出回路5aにおいて、最も多くの動作電流を
必要としているのは、差動増幅回路ブロック52aの第
1段目の差動増幅回路54−1であり、差動増幅回路ブ
ロック全体のリーク電流ILK2 (≒ILK21)は、パワー
制御用の第3のnチャネルMOSトランジスタQ24を
流れるサブスレッショルド電流である。したがって、第
3のnチャネルMOSトランジスタQ24のしきい値電
圧を高めに設定することで、電圧変化検出回路5a全体
の動作電流を小さく絞り込むことが可能である。
As described above, in the voltage change detection circuit 5a of the present self-destruction type semiconductor device, the largest operation current is required because the first stage differential amplifier circuit of the differential amplifier circuit block 52a. 54-1, and the leak current ILK2 (≒ ILK21) of the entire differential amplifier circuit block is a subthreshold current flowing through the third n-channel MOS transistor Q24 for power control. Therefore, by setting the threshold voltage of the third n-channel MOS transistor Q24 higher, it is possible to narrow down the operating current of the entire voltage change detection circuit 5a.

【0093】図7に示す回路シミュレーションでは、時
刻t=0において電力供給源接続用電極パッド10a,
10b間が開放あるいは短絡された後の、開放・短絡検
出回路50aからの第1、第2の出力電圧Vin1,Vin
2、基準電圧設定回路51による基準電圧Vref 、差動
増幅回路ブロック52aの検出信号バーVout1及び差動
増幅回路ブロック52a内の第1の差動増幅回路54−
1の内部出力信号Vout、デジタル出力バッファ回路ブ
ロック53aを構成する第1のCMOSインバータ55
−1の出力電圧Vout1及び第2のCMOSインバータ5
5−2の出力電圧バーVout2のそれぞれの応答時間に対
する変化が示されている。
In the circuit simulation shown in FIG. 7, at time t = 0, the power supply source connection electrode pads 10a,
The first and second output voltages Vin1, Vin from the open / short detection circuit 50a after the open / short circuit between 10b
2. The reference voltage Vref by the reference voltage setting circuit 51, the detection signal Vout1 of the differential amplifier circuit block 52a, and the first differential amplifier circuit 54- in the differential amplifier circuit block 52a.
1 internal output signal Vout, the first CMOS inverter 55 forming the digital output buffer circuit block 53a.
-1 output voltage Vout1 and the second CMOS inverter 5
The change of the output voltage bar Vout2 with respect to each response time of 5-2 is shown.

【0094】図7より、差動増幅回路ブロック52aの
検出信号バーVout1とデジタル出力バッファ回路ブロッ
ク53aの出力電圧バーVout2とは、互いに同相に変化
しており、しかも出力バッファ回路ブロック53aの出
力電圧はより急峻な出力波形となっている。
As shown in FIG. 7, the detection signal Vout1 of the differential amplifier circuit block 52a and the output voltage bar Vout2 of the digital output buffer circuit block 53a change in phase with each other, and the output voltage of the output buffer circuit block 53a. Has a sharper output waveform.

【0095】図7(a)に示す数値例によると、時刻t
=0において電力供給源接続用電極パッド10a,10
b間を開放したとき、電圧変化検出回路5a全体として
は、90μs後に0−3Vの検出信号バーVout1を出力
できることが確認できる。
According to the numerical example shown in FIG.
= 0, the power supply source connection electrode pads 10a, 10
It can be confirmed that when the interval between the terminals b is opened, the voltage change detection circuit 5a as a whole can output the detection signal Vout1 of 0-3 V after 90 μs.

【0096】電力供給源接続用電極パッド10a,10
b間を開放すると、開放・短絡検出回路50aでは、微
小容量C1,C2からの電荷の引き抜きが起こり、出力
電圧Vin1,Vin2の低下がじわじわと起こる。他方、破
壊用キャパシタ3よりの電荷供給で電圧Vddに保持され
ている基準電圧設定回路51の基準電圧Vref は不変の
まま推移する。開放・短絡検出回路50aの第2の出力
電圧Vin2 と第1の差動増幅回路54−1からの内部検
出信号Vout の電位差が第2の差動増幅回路54−2に
より検出され、デジタル出力バッファ回路ブロック53
aより、0−Vddのデジタル検出信号が出力されてい
る。
Power supply source connection electrode pads 10a, 10
When b is opened, in the open / short detection circuit 50a, charges are extracted from the minute capacitors C1 and C2, and the output voltages Vin1 and Vin2 decrease gradually. On the other hand, the reference voltage Vref of the reference voltage setting circuit 51 held at the voltage Vdd by the charge supply from the destruction capacitor 3 remains unchanged. The potential difference between the second output voltage Vin2 of the open / short detection circuit 50a and the internal detection signal Vout from the first differential amplifier circuit 54-1 is detected by the second differential amplifier circuit 54-2, and a digital output buffer is provided. Circuit block 53
From (a), a digital detection signal of 0-Vdd is output.

【0097】他方、図7(b)に示す数値例では、電力
供給源接続用電極パッド10a,10b間の短絡状態を
電極パッド10a,10b間の抵抗値を10Ωと仮定す
ることで模擬している。時刻t=0において電力供給源
接続用電極パッド10a,10b間を短絡すると、保護
用トランジスタQ50より左側の電圧Vdd、開放・短絡
検出回路50aの出力電圧Vin1,Vin2は全てVss(=
0V)となり、同時に破壊用キャパシタ3よりの電荷の
引き抜きが起こる。
On the other hand, in the numerical example shown in FIG. 7B, the short-circuit state between the power supply source connection electrode pads 10a and 10b is simulated by assuming that the resistance value between the electrode pads 10a and 10b is 10Ω. I have. When the power supply connection electrode pads 10a and 10b are short-circuited at time t = 0, the voltage Vdd on the left side of the protection transistor Q50 and the output voltages Vin1 and Vin2 of the open / short detection circuit 50a are all Vss (=
0V), and at the same time, the extraction of the charge from the destruction capacitor 3 occurs.

【0098】しかし、この電荷の引き抜きは保護用トラ
ンジスタQ50により遮断され、破壊用キャパシタ3の
残留した電力によって駆動された差動増幅回路ブロック
52aが動作して、デジタル出力バッファ回路ブロック
53aより、0−Vddのデジタル検出信号が出力され
る。このように保護用トランジスタQ50は、電力供給
源接続用電極パッド10a,10b間が短絡された際の
急激な電圧降下を有効に阻止しており、トランジスタQ
50より右側の回路ブロックでは、破壊用キャパシタ3
に蓄積された電荷により短絡前の高電圧Vddが保持され
ている。
However, the extraction of the electric charge is interrupted by the protection transistor Q50, and the differential amplifier circuit block 52a driven by the remaining power of the destruction capacitor 3 operates, and the digital output buffer circuit block 53a outputs 0 from the digital output buffer circuit block 53a. A digital detection signal of -Vdd is output. As described above, the protection transistor Q50 effectively prevents a rapid voltage drop when the power supply source connection electrode pads 10a and 10b are short-circuited, and the transistor Q50
In the circuit block on the right side of 50, the destruction capacitor 3
, The high voltage Vdd before the short circuit is held.

【0099】この数値例が示すように、本発明の電圧変
化検出回路5aは、電極パッド10a,10b間の短絡
から3ns後に0−3V振幅のデジタル検出信号を出力
している。デジタル出力バッファ回路ブロック53aか
らの出力信号Vout1及びバーVout2を受けてCMOSセ
レクタが切り替わって、破壊用キャパシタ3は電力供給
源接続用電極パッド10a,10bから切り放されて、
破壊回路2へ接続が切り替わる。
As shown in this numerical example, the voltage change detection circuit 5a of the present invention outputs a digital detection signal having an amplitude of 0-3V 3 ns after the short circuit between the electrode pads 10a and 10b. The CMOS selector is switched in response to the output signal Vout1 and the bar Vout2 from the digital output buffer circuit block 53a, and the destruction capacitor 3 is cut off from the power supply source connection electrode pads 10a and 10b.
The connection to the destruction circuit 2 is switched.

【0100】次に、制御回路乃至素子4について説明す
る。図8は制御回路乃至素子4の1構成例を示す回路図
である。本実施の形態では、制御回路乃至素子4とし
て、CMOSトランスミッションゲートを2つ組み合わ
せたCMOSセレクタ回路を用いている。
Next, the control circuit to the element 4 will be described. FIG. 8 is a circuit diagram showing one configuration example of the control circuit or the element 4. In the present embodiment, a CMOS selector circuit combining two CMOS transmission gates is used as the control circuit or element 4.

【0101】この制御回路乃至素子4に要求される特性
は、以下の通りである。通常動作時には、電力供給源6
の出力電圧が制御回路乃至素子4を介して破壊用キャパ
シタ3に印加され、破壊用キャパシタ3に破壊用電荷が
蓄積される。このとき、破壊用キャパシタ3と破壊回路
2との間は非道通状態となっている。
The characteristics required for the control circuit to the element 4 are as follows. During normal operation, the power supply 6
Is applied to the destruction capacitor 3 via the control circuit or the element 4, and the destruction charge is accumulated in the destruction capacitor 3. At this time, the space between the destruction capacitor 3 and the destruction circuit 2 is in a non-conductive state.

【0102】一方、開放・短絡検出回路50aと基準電
圧設定回路51との間に生じた電圧差が差動増幅回路ブ
ロック52aによって検出されると、その「H」レベル
の検出信号バーVout1はデジタル出力バッファ回路ブロ
ック53aにより「L」レベルの出力信号Vout1と
「H」レベルの出力信号バーVout2に変換される。これ
に応じて、制御回路乃至素子4は、電力供給源6と破壊
用キャパシタ3との経路を遮断し、代わって破壊用キャ
パシタ3と破壊回路2との経路を導通させる。
On the other hand, when a voltage difference generated between the open / short detection circuit 50a and the reference voltage setting circuit 51 is detected by the differential amplifier circuit block 52a, the "H" level detection signal Vout1 becomes digital. The output buffer circuit block 53a converts the output signal Vout1 to an "L" level and an output signal Vout2 to an "H" level. In response to this, the control circuit or element 4 cuts off the path between the power supply source 6 and the destruction capacitor 3, and makes the path between the destruction capacitor 3 and the destruction circuit 2 conductive instead.

【0103】トランスミッションゲートTG1は、図8
に示すように、ソース電極が共通接続されると共にドレ
イン電極が共通接続されたpチャネルMOSトランジス
タQ40とnチャネルMOSトランジスタQ41のペア
で構成されている。pチャネルMOSトランジスタQ4
0の基板電極は、ドレイン電極と接続され、nチャネル
MOSトランジスタQ41の基板電極は、負極用の電力
供給源接続用電極パッド10bを介して電力供給源6の
低電位側と接続されている。
The transmission gate TG1 is shown in FIG.
As shown in the figure, the source electrode is commonly connected and the drain electrode is commonly connected, and is configured by a pair of a p-channel MOS transistor Q40 and an n-channel MOS transistor Q41. p channel MOS transistor Q4
The substrate electrode of 0 is connected to the drain electrode, and the substrate electrode of the n-channel MOS transistor Q41 is connected to the low potential side of the power supply 6 via the power supply connection electrode pad 10b for the negative electrode.

【0104】差動増幅回路ブロック52aの検出信号バ
ーVout1は、デジタル出力バッファ回路53によって出
力信号Vout1に変換されてnチャネルMOSトランジス
タQ41のゲート電極に印加され、同時にデジタル出力
バッファ回路ブロック53aのもう1つの出力信号バー
Vout2がpチャネルMOSトランジスタQ40のゲート
電極に印加される。検出信号バーVout1が「L」レベル
(信号Vout1は「H」レベル)のとき、トランジスタQ
40,Q41は共にオン(導通状態)となり、入力(ド
レイン電極)と出力(ソース電極)とが接続される。
The detection signal bar Vout1 of the differential amplifier circuit block 52a is converted into an output signal Vout1 by the digital output buffer circuit 53 and applied to the gate electrode of the n-channel MOS transistor Q41. One output signal Vout2 is applied to the gate electrode of p-channel MOS transistor Q40. When the detection signal Vout1 is at the “L” level (the signal Vout1 is at the “H” level), the transistor Q
Both 40 and Q41 are turned on (conductive state), and the input (drain electrode) and the output (source electrode) are connected.

【0105】一方、検出信号バーVout1が「H」レベル
(信号Vout1は「L」レベル)のとき、トランジスタQ
40,Q41は共にオフ(非導通状態)となり、出力は
入力から切り離され、それ以前の出力電位を寄生容量で
保持することになる。このようなCMOSトランスミッ
ションゲートは、入出力に対して対称であり、信号伝搬
は双方向性である。
On the other hand, when the detection signal Vout1 is at the "H" level (the signal Vout1 is at the "L" level), the transistor Q
Both 40 and Q41 are turned off (non-conducting state), the output is disconnected from the input, and the previous output potential is held by the parasitic capacitance. Such CMOS transmission gates are symmetric with respect to input and output, and signal propagation is bidirectional.

【0106】したがって、図8のように、第1のトラン
スミッションゲートTG1と、このTG1と同構成の第
2のトランスミッションゲートTG2のドレイン電極同
士を接続して、検出信号バーVout2を第1のトランスミ
ッションゲートTG1を構成するpチャネルMOSトラ
ンジスタQ40及び第2のトランスミッションゲートT
G2を構成するnチャネルMOSトランジスタQ43の
ゲート電極に印加すると共に、その相補信号Vout1を第
1のトランスミッションゲートTG1を構成するnチャ
ネルMOSトランジスタQ41及び第2のトランスミッ
ションゲートTG2を構成するpチャネルMOSトラン
ジスタQ42のゲート電極に印加すれば、第1、第2の
トランスミッションゲートTG1,TG2の接続点を入
力とする1入力2出力の切り替えスイッチ、即ちセレク
タとして作用させることが可能である。
Therefore, as shown in FIG. 8, the first transmission gate TG1 and the drain electrode of the second transmission gate TG2 having the same configuration as this TG1 are connected to each other, and the detection signal Vout2 is connected to the first transmission gate TG1. P-channel MOS transistor Q40 and second transmission gate T forming TG1
The complementary signal Vout1 is applied to the gate electrode of the n-channel MOS transistor Q43 forming the G2 and the p-channel MOS transistor forming the n-channel MOS transistor Q41 and the second transmission gate TG2 forming the first transmission gate TG1. When the voltage is applied to the gate electrode of Q42, it is possible to function as a selector switch of one input and two outputs having a connection point between the first and second transmission gates TG1 and TG2 as input, that is, a selector.

【0107】本実施の形態では、2つのCMOSトラン
スミッションゲートより構成されたCMOSセレクタ回
路のこのような性質を利用して、必要とする機能を備え
た制御回路乃至素子4を構成している。なお、破壊用キ
ャパシタ3は、トランスミッションゲートTG1,TG
2の入力(ドレイン電極)と接続され、電力供給源接続
用電極パッド10a(より正確にはトランジスタQ50
のソース電極)は第1の出力(トランスミッションゲー
トTG1のソース電極)と接続され、破壊回路2は第2
の出力(トランスミッションゲートTG2のソース電
極)と接続される。
In the present embodiment, a control circuit or an element 4 having a required function is constructed by utilizing such properties of a CMOS selector circuit composed of two CMOS transmission gates. Note that the destruction capacitor 3 includes transmission gates TG1, TG
2 (drain electrode) and a power supply connection electrode pad 10a (more precisely, transistor Q50).
Of the transmission gate TG1) is connected to the first output (the source electrode of the transmission gate TG1).
(The source electrode of the transmission gate TG2).

【0108】次に、データメモリに格納された秘密情報
の消去を行う破壊回路2について説明する。図9は破壊
回路2の1構成例を示す回路図である。本実施の形態で
は、破壊回路2として、電圧昇圧回路を用いている。
Next, the destruction circuit 2 for erasing secret information stored in the data memory will be described. FIG. 9 is a circuit diagram showing one configuration example of the destruction circuit 2. In the present embodiment, a voltage booster circuit is used as the destruction circuit 2.

【0109】一般に、データメモリを構成する不揮発性
メモリは、浮遊ゲート素子を基本デバイスとするEEP
ROM(Electrically Erasable and Programable ROM
)やフラッシュメモリからなる。これら不揮発性メモ
リでは、記憶セルにセル情報を書き込む場合あるいは記
憶セルに格納されているセル情報を消去する場合に、通
常、電源電圧Vddより高い書き込み電圧あるいは消去電
圧Vppが必要である。
Generally, a nonvolatile memory constituting a data memory is an EEP having a floating gate element as a basic device.
ROM (Electrically Erasable and Programmable ROM)
) And flash memory. In these nonvolatile memories, a write voltage or an erase voltage Vpp higher than the power supply voltage Vdd is usually required when writing cell information to a storage cell or erasing cell information stored in the storage cell.

【0110】前述したように、書き込みにホットエレク
トロン注入を用いるプログラム方式の不揮発性メモリの
場合、大電流が必要なため、高電圧Vppは外部から供給
されなくてはならない。つまり、この場合は、外部接続
用電極パッド7に接続される電源によって、書き込み・
消去が行われている。
As described above, in the case of the non-volatile memory of the program system using hot electron injection for writing, a large current is required, so that the high voltage Vpp must be supplied from the outside. In other words, in this case, the power supply connected to the external connection electrode pad 7 causes the
Erasure has been performed.

【0111】一方、書き込み・消去にファウラー・ノル
ドハイム(Fowler-Nordheim )トンネル電流を用いるF
N方式の不揮発性メモリの場合には、電流値が小さくて
もよいので、チップ上のチャージポンピングによって発
生する昇圧電圧でまかなうことができる。そこで、電力
供給源6の出力電圧Vddを高電圧Vppにまで昇圧する図
9のような電圧昇圧回路により、不揮発性メモリに格納
された秘密重要情報を消去する破壊回路2を構成するこ
とが可能となる。
On the other hand, F using Fowler-Nordheim tunnel current for writing / erasing is used.
In the case of the N-type non-volatile memory, the current value may be small, so that it can be covered by the boosted voltage generated by charge pumping on the chip. Therefore, the destruction circuit 2 for erasing the secret important information stored in the non-volatile memory can be configured by a voltage boosting circuit as shown in FIG. 9 which boosts the output voltage Vdd of the power supply source 6 to the high voltage Vpp. Becomes

【0112】本実施の形態の破壊回路2では、ゲート電
極がドレイン電極と接続され、基板電極が電力供給源接
続用電極パッド10bを介して電力供給源6の低電圧側
と接続された昇圧用のnチャネルMOSトランジスタQ
3−k(k=1,2,・・・n)と、一端がトランジス
タQ3−kのソース電極と接続された昇圧用のキャパシ
タC4−kとからなる昇圧ブロックが、ソース電極と次
段のトランジスタのドレイン電極とを接続することで、
n段直列に接続されている。
In the destruction circuit 2 of the present embodiment, the gate electrode is connected to the drain electrode, and the substrate electrode is connected to the low voltage side of the power supply 6 via the power supply connection electrode pad 10b. N-channel MOS transistor Q
A boosting block including 3-k (k = 1, 2,..., N) and a boosting capacitor C4-k having one end connected to the source electrode of the transistor Q3-k is connected to the source electrode and the next stage. By connecting to the drain electrode of the transistor,
They are connected in n stages in series.

【0113】さらに、最終段のトランジスタQ3−nの
ソース電極には、nチャネルMOSトランジスタQ4の
ドレイン電極が接続され、このトランジスタQ4のゲー
ト電極は、ドレイン電極と接続されている。nチャネル
MOSトランジスタQ4のソース電極には、出力キャパ
シタC5の一端が接続され、出力キャパシタC5の他端
は、電力供給源6の低電圧側と接続されている。
Further, the drain electrode of an n-channel MOS transistor Q4 is connected to the source electrode of the last transistor Q3-n, and the gate electrode of this transistor Q4 is connected to the drain electrode. One end of an output capacitor C5 is connected to the source electrode of the n-channel MOS transistor Q4, and the other end of the output capacitor C5 is connected to the low voltage side of the power supply source 6.

【0114】さらに、pチャネルMOSトランジスタQ
5とnチャネルMOSトランジスタQ6とからなる第1
のCMOSインバータとpチャネルMOSトランジスタ
Q7とnチャネルMOSトランジスタQ8とからなる第
2のCMOSインバータとを直列に接続することによ
り、発振器の出力段が構成されている。
Further, p-channel MOS transistor Q
5 and an n-channel MOS transistor Q6.
Is connected in series with a second CMOS inverter including a p-channel MOS transistor Q7 and an n-channel MOS transistor Q8, thereby forming an output stage of the oscillator.

【0115】第1のCMOSインバータの入力端子には
クロック信号CLKが入力される。この第1のCMOS
インバータの出力信号であるクロック信号バーφは、第
2のCMOSインバータの入力端子に入力されると共
に、キャパシタC4−kのうち偶数段のキャパシタC4
−i(i=2,4,・・・)の他端に与えられる。そし
て、第2のCMOSインバータの出力信号であるクロッ
ク信号φは、キャパシタC4−kのうち奇数段のキャパ
シタC4−j(j=1,3,・・・)の他端に与えられ
る。
A clock signal CLK is input to an input terminal of the first CMOS inverter. This first CMOS
The clock signal bar φ, which is the output signal of the inverter, is input to the input terminal of the second CMOS inverter and the capacitor C4 of an even-numbered stage among the capacitors C4-k.
−i (i = 2, 4,...). The clock signal φ as the output signal of the second CMOS inverter is applied to the other end of the odd-numbered stage capacitors C4-j (j = 1, 3,...) Of the capacitors C4-k.

【0116】このように構成された破壊回路2では、初
段のトランジスタQ3−1に破壊用キャパシタ3からの
電圧Vddが供給されると、後段のトランジスタQ4のソ
ース電極から出力される出力電圧Vppは、ほぼ電源電圧
Vddのレベルとなる。この状態で、第1のCMOSイン
バータにクロック信号CLKが入力されると、第2のC
MOSインバータから出力されるクロック信号φの第1
パルスでキャパシタC4−1のドレイン・ソース端子が
VssからVddのレベルまで引き上げられるため、キャパ
シタC4−1とトランジスタQ3−2のカップリングレ
シオに基づいてトランジスタQ3−2のドレイン電圧及
びゲート電圧が引き上げられ、その電位が出力電圧Vpp
として出力端子Tout から出力される。
In the destruction circuit 2 configured as described above, when the voltage Vdd from the destruction capacitor 3 is supplied to the first transistor Q3-1, the output voltage Vpp output from the source electrode of the second transistor Q4 becomes , The level of the power supply voltage Vdd. In this state, when the clock signal CLK is input to the first CMOS inverter, the second C
First of clock signal φ output from MOS inverter
Since the drain / source terminal of the capacitor C4-1 is raised from Vss to Vdd by a pulse, the drain voltage and the gate voltage of the transistor Q3-2 are raised based on the coupling ratio between the capacitor C4-1 and the transistor Q3-2. And the potential is the output voltage Vpp
Is output from the output terminal Tout.

【0117】次いで、クロック信号CLKに応じてクロ
ック信号φ、バーφが反転すると、容量C4−2とトラ
ンジスタQ3−3との間で上記と同様の動作が行われ
て、出力電圧Vppが更に引き上げられる。そして、この
ようなクロック信号CLKに応じたクロック信号φ、バ
ーφの反転動作が繰り返されると、出力電圧Vppのレベ
ルは階段状に上昇する。
Then, when the clock signal φ and the bar φ are inverted according to the clock signal CLK, the same operation as described above is performed between the capacitor C4-2 and the transistor Q3-3, and the output voltage Vpp is further increased. Can be When the inversion operation of the clock signal φ and the bar φ corresponding to the clock signal CLK is repeated, the level of the output voltage Vpp rises stepwise.

【0118】以上のように、クロック信号CLKの半周
期ごとに破壊用キャパシタ3からの電荷を次段に転送し
て出力キャパシタC5を高電圧Vppのレベルまで充電す
ることにより、メモリ消去に必要な高電圧Vppを得るこ
とができる。この高電圧Vppを消去電圧としてデータメ
モリの秘密情報を格納したメモリブロックに対応する制
御ゲート電極に印加することにより、該メモリブロック
全体が消去され、必要とするメモリ消去の機能を実現す
ることが可能となる。
As described above, the charge from the destruction capacitor 3 is transferred to the next stage every half cycle of the clock signal CLK to charge the output capacitor C5 to the level of the high voltage Vpp. High voltage Vpp can be obtained. By applying this high voltage Vpp as an erasing voltage to the control gate electrode corresponding to the memory block storing the secret information of the data memory, the entire memory block is erased and the required memory erasing function can be realized. It becomes possible.

【0119】さて、本実施の形態では、電力供給源6よ
り供給される高々3.6V程度の低い電圧から記憶セル
を構成する浮遊ゲート素子のトンネル酸化膜にファウラ
ー・ノルドハイムトンネル電流を流すのに必要な十数V
の高電圧にまで昇圧するために、チャージポンプの各段
を構成するトランジスタQ3−k,Q4にしきい値電圧
が0V近傍にあるトランジスタを使用する。
In the present embodiment, the Fowler-Nordheim tunnel current flows from the low voltage of at most about 3.6 V supplied from the power supply source 6 to the tunnel oxide film of the floating gate element constituting the memory cell. Dozens of V required for
In order to boost the voltage to a high voltage, transistors having threshold voltages near 0 V are used as transistors Q3-k and Q4 constituting each stage of the charge pump.

【0120】その理由は、バックゲート効果による電圧
の降下を抑制するためである。また、消費電力の低減の
ために昇圧用クロック信号CLKは出来るだけ遅くし
て、書き込み時の消費電力を、Vdd=3V時に約1mA
程度以下に抑制する。このようにして構成した電圧昇圧
回路を破壊回路2とすることで、限られた電池容量の電
力供給源6に並列接続された破壊用キャパシタ3に蓄積
された電荷により、データメモリ内の秘密情報を記憶し
ているメモリブロックを消去することが可能となる。
The reason is to suppress the voltage drop due to the back gate effect. In order to reduce power consumption, the boosting clock signal CLK is made as slow as possible, and the power consumption at the time of writing is reduced to about 1 mA when Vdd = 3 V.
To less than about. By using the voltage boosting circuit configured as described above as the destruction circuit 2, the charge stored in the destruction capacitor 3 connected in parallel to the power supply source 6 having a limited battery capacity allows the secret information in the data memory to be stored. Can be erased.

【0121】次に、本実施の形態の自己破壊型半導体装
置の自己破壊メカニズムについて説明する。ICチップ
12bの改ざんを目的とする第三者は、まずプラスティ
ックケースよりICモジュールを外し、次に化学薬品を
用いてモールド樹脂を除去する。そして、ICチップ1
2bの裏面あるいは素子面を観察しようとするが、電力
供給源6がICチップ12bの裏面あるいは素子面上に
搭載されている場合、電力供給源6を取り外さない限
り、観察することができない。
Next, a self-destruction mechanism of the self-destruction type semiconductor device of the present embodiment will be described. A third party aiming at falsification of the IC chip 12b first removes the IC module from the plastic case, and then removes the mold resin using a chemical. And IC chip 1
The rear surface or the element surface of 2b is to be observed, but when the power supply source 6 is mounted on the back surface or the element surface of the IC chip 12b, it cannot be observed unless the power supply source 6 is removed.

【0122】ここで、電力供給源6が電力供給源接続用
電極パッド10a,10bから取り外されると、前述の
ように、開放・短絡検出回路50a内のキャパシタC
1,C2に蓄えられた電荷が、pチャネルMOSトラン
ジスタQ1を通る経路で放電され、開放・短絡検出回路
50aの第1、第2の出力電圧Vin1,Vin2が共に低下
する。
Here, when the power supply source 6 is detached from the power supply source connection electrode pads 10a and 10b, as described above, the capacitor C in the open / short detection circuit 50a is removed.
1 and C2 are discharged through a path passing through the p-channel MOS transistor Q1, and both the first and second output voltages Vin1 and Vin2 of the open / short detection circuit 50a decrease.

【0123】一方、大容量の破壊用キャパシタ3に充電
された電圧を基準電圧設定回路51で分圧することによ
って生成される基準電圧Vref は、電力供給源接続用電
極パッド10a,10b間が開放されても、直ぐに低下
することはない。よって、開放・短絡検出回路50aの
出力電圧Vin1,Vin2と基準電圧設定回路51の基準電
圧Vref との間に電位差が生じる。変形カレントミラー
型の差動増幅回路ブロック52aは、この電位差を精度
良く検出して「H」レベルの検出信号バーVout1を出力
する。
On the other hand, the reference voltage Vref generated by dividing the voltage charged in the large-capacity destruction capacitor 3 by the reference voltage setting circuit 51 is opened between the power supply source connection electrode pads 10a and 10b. However, it does not drop immediately. Therefore, a potential difference occurs between the output voltages Vin1 and Vin2 of the open / short detection circuit 50a and the reference voltage Vref of the reference voltage setting circuit 51. The modified current mirror type differential amplifier circuit block 52a accurately detects this potential difference and outputs an "H" level detection signal Vout1.

【0124】制御回路乃至素子4は、「L」レベルの検
出信号バーVout1が出力されている通常動作時、電力供
給源6と破壊用キャパシタ3とを接続している。ここ
で、差動増幅回路ブロック52aから「H」レベルの検
出信号バーVout1が出力されると、制御回路乃至素子4
は、電力供給源6と破壊用キャパシタ3との接続を遮断
し、破壊用キャパシタ3と破壊回路2とを接続する。こ
うして、破壊回路2が動作を開始し、半導体集積回路1
内のデータメモリに格納された秘密重要情報が消去され
る。
The control circuit or element 4 connects the power supply source 6 and the destruction capacitor 3 during the normal operation in which the "L" level detection signal Vout1 is output. Here, when the "H" level detection signal Vout1 is output from the differential amplifier circuit block 52a, the control circuit or the element 4
Cuts off the connection between the power supply source 6 and the destruction capacitor 3, and connects the destruction capacitor 3 and the destruction circuit 2. Thus, the destruction circuit 2 starts operating, and the semiconductor integrated circuit 1
The secret important information stored in the data memory inside is erased.

【0125】一方、アタッカが電力供給源6に針を刺す
等して電力供給源6を短絡させた場合には、開放・短絡
検出回路50a内のキャパシタC1,C2に蓄えられた
電荷が、短絡によって即座に放電されるので、開放・短
絡検出回路50aの第1、第2の出力電圧Vin1,Vin2
は直ちに低下する。
On the other hand, when the power supply source 6 is short-circuited by the attacker piercing the power supply source 6 with a needle or the like, the electric charges stored in the capacitors C1 and C2 in the open / short detection circuit 50a become short-circuited. And the first and second output voltages Vin1 and Vin2 of the open / short detection circuit 50a.
Drops immediately.

【0126】ここで、電力供給源接続用電極パッド10
aから基準電圧設定回路51、差動増幅回路ブロック5
2a、制御回路乃至素子4、破壊用キャパシタ3及び破
壊回路2へ至る電源ラインには、電力供給源短絡時保護
用のnチャネルMOSトランジスタQ50が直列に挿入
され、このトランジスタQ50のゲート電極には開放・
短絡検出回路50aの第1の出力電圧Vin1 が入力され
る。よって、通常動作時、nチャネルMOSトランジス
タQ50はオン状態にある。
Here, the power supply source connection electrode pad 10
a to reference voltage setting circuit 51, differential amplifier circuit block 5
2a, an n-channel MOS transistor Q50 for protection at the time of short-circuiting of a power supply source is inserted in series in a power supply line leading to the control circuit or element 4, the destruction capacitor 3, and the destruction circuit 2, and a gate electrode of the transistor Q50 is Open
The first output voltage Vin1 of the short circuit detection circuit 50a is input. Therefore, during normal operation, n-channel MOS transistor Q50 is on.

【0127】これに対して、電力供給源6の短絡によっ
て開放・短絡検出回路50aの出力電圧Vin1 が低下す
ると、トランジスタQ50はオフ状態に移行する。これ
により、破壊用キャパシタ3に蓄えられた電荷が電力供
給源6の短絡によって放電されることを防ぐことができ
る。そして、最終的には、開放時と同様の動作により、
制御回路乃至素子4が電力供給源6と破壊用キャパシタ
3との接続を遮断し、破壊回路2が半導体集積回路1内
のデータメモリに格納された秘密重要情報を消去する。
On the other hand, when the output voltage Vin1 of the open / short detection circuit 50a decreases due to the short circuit of the power supply source 6, the transistor Q50 shifts to the off state. Thereby, it is possible to prevent the electric charge stored in the destruction capacitor 3 from being discharged due to the short circuit of the power supply source 6. And finally, by the same operation as when opening,
The control circuit or element 4 cuts off the connection between the power supply source 6 and the destruction capacitor 3, and the destruction circuit 2 erases the secret important information stored in the data memory in the semiconductor integrated circuit 1.

【0128】なお、本実施の形態では、ICチップ12
bと電力供給源6の搭載方法について説明していない
が、図13、図14で示した搭載方法を用いてもよい
し、別の搭載方法でもよい。
In the present embodiment, the IC chip 12
Although the mounting method of b and the power supply source 6 is not described, the mounting method shown in FIGS. 13 and 14 may be used, or another mounting method may be used.

【0129】[0129]

【発明の効果】本発明によれば、電圧変化検出回路内の
開放・短絡検出回路、基準電圧設定回路からの検出電圧
を2段の差動増幅回路で差動入力することにより、電力
供給源の短絡・開放による接続端子間の電圧変化を高感
度、かつ高速に検出することができ、特に接続端子間が
開放された場合の電圧変化を迅速に検出することができ
る。また、電圧変化検出回路内の開放・短絡検出回路、
基準電圧設定回路及び差動増幅回路ブロックをMOSト
ランジスタ回路で構成し、制御回路乃至素子をCMOS
セレクタ回路で構成することにより、動作電流を抑える
ことができる。また、開放・短絡検出回路を設けること
により、電力供給源の取り外しだけでなく、電力供給源
の短絡も検出することができる。その結果、半導体集積
回路の動作保証期間の間、常に物理的攻撃を監視し続
け、電力供給源の取り外しあるいは短絡が発生した場合
には、これを直ちに検出して、半導体集積回路のメモリ
情報を破壊することができるので、半導体集積回路のメ
モリ内容の改ざん、偽造行為を確実に防止することがで
きる。
According to the present invention, a power supply source is provided by differentially inputting a detection voltage from an open / short detection circuit and a reference voltage setting circuit in a voltage change detection circuit by a two-stage differential amplifier circuit. , It is possible to detect the voltage change between the connection terminals due to the short circuit and the open circuit with high sensitivity and at a high speed, and particularly to quickly detect the voltage change when the connection terminals are opened. Open / short detection circuit in voltage change detection circuit,
The reference voltage setting circuit and the differential amplifier circuit block are constituted by MOS transistor circuits, and the control circuit or element is formed by CMOS.
By using a selector circuit, the operating current can be suppressed. Further, by providing the open / short detection circuit, not only the removal of the power supply source but also the short circuit of the power supply source can be detected. As a result, during the operation guarantee period of the semiconductor integrated circuit, the physical attack is constantly monitored, and when the power supply source is removed or short-circuited, this is immediately detected and the memory information of the semiconductor integrated circuit is stored. Since it can be destroyed, it is possible to reliably prevent the contents of the memory of the semiconductor integrated circuit from being falsified or forged.

【0130】また、差動増幅回路ブロックの第1の差動
増幅回路を、第1、第2のpチャネルMOSトランジス
タからなる第1の差動増幅部と、第1、第2のnチャネ
ルMOSトランジスタからなる第1のカレントミラー型
負荷と、第3のnチャネルMOSトランジスタとから構
成し、差動増幅回路ブロックの第2の差動増幅回路を、
第3、第4のpチャネルMOSトランジスタからなる第
2の差動増幅部と、第4、第5のnチャネルMOSトラ
ンジスタからなる第2のカレントミラー型負荷と、第6
のnチャネルMOSトランジスタとから構成することに
より、検出精度の高い変形カレントミラー型の差動増幅
回路を実現でき、動作電流を抑えることができる。
Further, the first differential amplifier circuit of the differential amplifier circuit block includes a first differential amplifier section comprising first and second p-channel MOS transistors, and first and second n-channel MOS transistors. A first current mirror type load including transistors and a third n-channel MOS transistor, and a second differential amplifier circuit of the differential amplifier circuit block,
A second differential amplifying section including third and fourth p-channel MOS transistors, a second current mirror type load including fourth and fifth n-channel MOS transistors, and a sixth
, It is possible to realize a modified current mirror type differential amplifier circuit with high detection accuracy and suppress the operating current.

【0131】また、開放・短絡検出回路を、第1、第2
のキャパシタとからなる接続端子間電圧分圧部と、pチ
ャネルMOSトランジスタとから構成することにより、
電力供給源の取り外し(接続端子の開放)及び短絡を確
実に検出でき、動作電流を抑えることができる。
Further, the open / short detection circuit includes first and second circuits.
And a p-channel MOS transistor.
Removal of the power supply source (opening of the connection terminal) and short circuit can be reliably detected, and the operating current can be suppressed.

【0132】また、制御回路乃至素子を、pチャネルM
OSトランジスタとnチャネルMOSトランジスタのペ
アで構成されたトランスミッションゲートを2つ直列接
続してなるCMOSセレクタ回路から構成することによ
り、リーク電流を抑えることができる。また、デジタル
出力バッファ回路ブロックを2段のCMOSインバータ
で構成することにより、CMOSセレクタ回路で構成さ
れた制御回路乃至素子が確実に動作することが可能な鈍
りのない2値のデジタル検出信号を出力することができ
る。
Further, the control circuit or element is formed by a p-channel M
By using a CMOS selector circuit in which two transmission gates each composed of a pair of an OS transistor and an n-channel MOS transistor are connected in series, leakage current can be suppressed. Further, by forming the digital output buffer circuit block with two-stage CMOS inverters, a blunt binary digital detection signal capable of reliably operating a control circuit or element formed by a CMOS selector circuit is output. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態を示す自己破壊型半導体
装置の回路ブロック構成図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a self-destructive semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の自己破壊型半導体装置の具体的な1構
成例を示す回路ブロック構成図である。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing one specific configuration example of the self-destructive semiconductor device of FIG. 1;

【図3】 本発明の実施の形態における開放・短絡検出
回路の1構成例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing one configuration example of an open / short detection circuit according to the embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態における基準電圧設定回
路の1構成例を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing one configuration example of a reference voltage setting circuit according to the embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態における差動増幅回路ブ
ロックの1構成例を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing one configuration example of a differential amplifier circuit block according to the embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態におけるデジタル出力バ
ッファ回路ブロックの1構成例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a digital output buffer circuit block according to the embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態における電圧変化検出回
路の回路動作シミュレーション結果を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit operation simulation result of the voltage change detection circuit according to the embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態における制御回路乃至素
子の1構成例を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a control circuit or element according to an embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態における破壊回路の1構
成例を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing one configuration example of a destruction circuit according to an embodiment of the present invention.

【図10】 一般的なICカードの構成例を示す説明図
である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a configuration example of a general IC card.

【図11】 従来の自己破壊型半導体装置の回路ブロッ
ク構成図である。
FIG. 11 is a circuit block diagram of a conventional self-destructive semiconductor device.

【図12】 図11の自己破壊型半導体装置の具体的な
1構成例を示す回路ブロック構成図である。
FIG. 12 is a circuit block diagram showing one specific configuration example of the self-destructive semiconductor device of FIG. 11;

【図13】 図11の自己破壊型半導体装置の配置構成
例を示す平面図および断面図である。
13A and 13B are a plan view and a cross-sectional view illustrating an example of an arrangement configuration of the self-destructive semiconductor device in FIG.

【図14】 図13の自己破壊型半導体装置におけるフ
リップチップ実装の様子を示す図である。
14 is a diagram showing a state of flip-chip mounting in the self-destructive semiconductor device of FIG.

【図15】 図11の差動増幅回路の1構成例を示す回
路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing one configuration example of the differential amplifier circuit of FIG. 11;

【図16】 図11の開放・短絡検出回路の1構成例を
示す回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram showing one configuration example of the open / short detection circuit of FIG. 11;

【図17】 図11のデジタル出力バッファ回路の1構
成例を示す回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing one configuration example of the digital output buffer circuit of FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体集積回路、2…破壊回路、3…破壊用キャパ
シタ、4…制御回路乃至素子、5a…電圧変化検出回
路、6…電力供給源、7…外部接続用電極パッド、9b
…半導体基板、10a、10b…電力供給源接続用電極
パッド、12b…ICチップ、50a…開放・短絡検出
回路、51…基準電圧設定回路、52a…差動増幅回路
ブロック、53a…デジタル出力バッファ回路ブロッ
ク、54−1、54−2…差動増幅回路、55−1、5
5−2…CMOSインバータ、Q1、Q5、Q7、Q2
0、Q21、Q25、Q26、Q31、Q33、Q4
0、Q42…pチャネルMOSトランジスタ、Q3−
k、Q4、Q6、Q8、Q22、Q23、Q24、Q2
7、Q28、Q29、Q30、Q32、Q41、Q4
3、Q50…nチャネルMOSトランジスタ、C1、C
2、C4−k、C5、C10、C11…キャパシタ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor integrated circuit, 2 ... Breakdown circuit, 3 ... Breakdown capacitor, 4 ... Control circuit or element, 5a ... Voltage change detection circuit, 6 ... Power supply source, 7 ... External connection electrode pad, 9b
... Semiconductor substrate, 10a, 10b ... Electrode pad for connecting power supply source, 12b ... IC chip, 50a ... Open / short detection circuit, 51 ... Reference voltage setting circuit, 52a ... Differential amplifier circuit block, 53a ... Digital output buffer circuit Blocks, 54-1, 54-2 ... differential amplifier circuits, 55-1, 5
5-2... CMOS inverter, Q1, Q5, Q7, Q2
0, Q21, Q25, Q26, Q31, Q33, Q4
0, Q42... P-channel MOS transistor, Q3-
k, Q4, Q6, Q8, Q22, Q23, Q24, Q2
7, Q28, Q29, Q30, Q32, Q41, Q4
3, Q50... N-channel MOS transistor, C1, C
2, C4-k, C5, C10, C11 ... capacitors.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体メモリ素子と、このメモリ素子に
記憶されたデータを処理する中央演算処理素子と、半導
体メモリ素子のメモリ情報の少なくとも一部を消去する
ことにより自己破壊を行う破壊回路と、この破壊回路に
より自己破壊を行うための電荷を蓄積しておく少なくと
も1つ以上の破壊用キャパシタと、破壊用キャパシタに
電荷を蓄積する電力供給源の正極及び負極用に設けられ
た接続端子と、正極及び負極用の接続端子の端子間電圧
を監視しその電圧低下に応じて検出信号を出力する電圧
変化検出回路と、通常動作時は前記接続端子を介して電
力供給源と破壊用キャパシタを接続し、電圧変化検出回
路から検出信号が出力されたときは、前記接続を遮断し
て破壊用キャパシタと破壊回路を接続する制御回路乃至
素子とを、同一半導体基板上に有すると共に、前記接続
端子に接続された電力供給源を有する自己破壊型半導体
装置であって、 前記電圧変化検出回路は、前記電力供給源の開放・短絡
を検出する開放・短絡検出回路と、 所定の基準電圧を生成する基準電圧設定回路と、 第1、第2の2段の差動増幅回路からなり、前記開放・
短絡検出回路の出力電圧と基準電圧設定回路の基準電圧
とを比較し、開放・短絡検出回路の出力電圧低下を検出
したとき前記検出信号を出力する差動増幅回路ブロック
とを備え、各回路がMOSトランジスタ回路から構成さ
れるものであり、 前記制御回路乃至素子は、CMOSセレクタ回路から構
成されるものであることを特徴とする自己破壊型半導体
装置。
A semiconductor memory device; a central processing unit for processing data stored in the memory device; a destruction circuit for self-destruction by erasing at least a part of memory information of the semiconductor memory device; At least one or more destruction capacitors for storing charge for self-destruction by the destruction circuit, connection terminals provided for a positive electrode and a negative electrode of a power supply source for storing charge in the destruction capacitor, A voltage change detection circuit that monitors the voltage between the connection terminals for the positive electrode and the negative electrode and outputs a detection signal according to the voltage drop, and connects a power supply source and a destruction capacitor via the connection terminal during normal operation. When a detection signal is output from the voltage change detection circuit, the connection is cut off, and the control circuit or element for connecting the destruction capacitor and the destruction circuit is connected to the same semiconductor. A self-destructive semiconductor device having a power supply connected to the connection terminal and on a body substrate, wherein the voltage change detection circuit detects an open / short detection of the power supply. A reference voltage setting circuit for generating a predetermined reference voltage; and a first and second two-stage differential amplifier circuit.
A differential amplifier circuit block that compares the output voltage of the short-circuit detection circuit with the reference voltage of the reference voltage setting circuit, and outputs the detection signal when detecting a drop in the output voltage of the open / short-circuit detection circuit. A self-destructive semiconductor device comprising a MOS transistor circuit, wherein the control circuit or element comprises a CMOS selector circuit.
【請求項2】 請求項1記載の自己破壊型半導体装置に
おいて、 前記差動増幅回路ブロックの第1の差動増幅回路は、第
1、第2のpチャネルMOSトランジスタからなる第1
の差動増幅部と、 この第1の差動増幅部と接続された、第1、第2のnチ
ャネルMOSトランジスタからなる第1のカレントミラ
ー型負荷と、 この第1のカレントミラー型負荷と接続された、パワー
制御用の第3のnチャネルMOSトランジスタとを備
え、 前記差動増幅回路ブロックの第2の差動増幅回路は、第
3、第4のpチャネルMOSトランジスタからなる第2
の差動増幅部と、 この第2の差動増幅部と接続された、第4、第5のnチ
ャネルMOSトランジスタからなる第2のカレントミラ
ー型負荷と、 この第2のカレントミラー型負荷と接続された、前記接
続端子間短絡時のタイミング調整用の第6のnチャネル
MOSトランジスタとを備え、 第1、第2のpチャネルMOSトランジスタのソース電
極が、前記接続端子を介して電力供給源の高電位側と接
続され、第1、第2のpチャネルMOSトランジスタの
ドレイン電極が、第1、第2のnチャネルMOSトラン
ジスタのドレイン電極とそれぞれ接続され、第1のpチ
ャネルMOSトランジスタのゲート電極に前記開放・短
絡検出回路の第1の出力電圧が入力され、第2のpチャ
ネルMOSトランジスタのゲート電極に前記基準電圧設
定回路の基準電圧が入力され、第1、第2のnチャネル
MOSトランジスタのソース電極が、第3のnチャネル
MOSトランジスタのドレイン電極及びゲート電極と接
続され、第3のnチャネルMOSトランジスタのソース
電極が、前記接続端子を介して電力供給源の低電位側と
接続され、 第3、第4のpチャネルMOSトランジスタのソース電
極が、前記接続端子を介して電力供給源の高電位側と接
続され、第3、第4のpチャネルMOSトランジスタの
ドレイン電極が、第4、第5のnチャネルMOSトラン
ジスタのドレイン電極とそれぞれ接続され、第3のpチ
ャネルMOSトランジスタのゲート電極に前記開放・短
絡検出回路の第2の出力電圧が入力され、第4のpチャ
ネルMOSトランジスタのゲート電極に第2のpチャネ
ルMOSトランジスタと第2のnチャネルMOSトラン
ジスタの共通ドレイン電極の電圧が入力され、第4、第
5のnチャネルMOSトランジスタのソース電極が、第
6のnチャネルMOSトランジスタのドレイン電極と接
続され、第6のnチャネルMOSトランジスタのゲート
電極が、前記接続端子を介して電力供給源の高電位側と
接続され、第6のnチャネルMOSトランジスタのソー
ス電極が、前記接続端子を介して電力供給源の低電位側
と接続され、 第4のpチャネルMOSトランジスタと第5のnチャネ
ルMOSトランジスタの共通ドレイン電極の電圧を前記
検出信号として出力することを特徴とする自己破壊型半
導体装置。
2. The self-destructive semiconductor device according to claim 1, wherein said first differential amplifier circuit of said differential amplifier circuit block comprises first and second p-channel MOS transistors.
A first current mirror-type load connected to the first differential amplifier, the first current-mirror load including first and second n-channel MOS transistors; and a first current-mirror load. A third n-channel MOS transistor for power control connected thereto, and the second differential amplifier circuit of the differential amplifier circuit block comprises a second and a fourth p-channel MOS transistor.
A second current mirror-type load composed of fourth and fifth n-channel MOS transistors connected to the second differential amplifier, and a second current mirror-type load. A sixth n-channel MOS transistor for adjusting timing when the connection terminals are short-circuited, wherein the source electrodes of first and second p-channel MOS transistors are connected to the power supply source via the connection terminal. , The drain electrodes of the first and second p-channel MOS transistors are respectively connected to the drain electrodes of the first and second n-channel MOS transistors, and the gate of the first p-channel MOS transistor is connected to The first output voltage of the open / short detection circuit is input to the electrode, and the gate electrode of the second p-channel MOS transistor is connected to the gate electrode of the second p-channel MOS transistor. The reference voltage is input, the source electrodes of the first and second n-channel MOS transistors are connected to the drain electrode and the gate electrode of the third n-channel MOS transistor, and the source electrode of the third n-channel MOS transistor is The third and fourth p-channel MOS transistors are connected to the high potential side of the power supply via the connection terminal, and are connected to the low potential side of the power supply via the connection terminal; The drain electrodes of the third and fourth p-channel MOS transistors are respectively connected to the drain electrodes of the fourth and fifth n-channel MOS transistors, and the gate electrode of the third p-channel MOS transistor is connected to the open / short detection circuit. The second output voltage is input, and the second p-channel MOS transistor is connected to the gate electrode of the fourth p-channel MOS transistor. The source and the voltage of the common drain electrode of the second n-channel MOS transistor are input, and the source electrodes of the fourth and fifth n-channel MOS transistors are connected to the drain electrode of the sixth n-channel MOS transistor. The gate electrode of the n-channel MOS transistor is connected to the high potential side of the power supply through the connection terminal, and the source electrode of the sixth n-channel MOS transistor is connected to the low potential of the power supply through the connection terminal. A self-destructive semiconductor device which is connected to a potential side and outputs a voltage of a common drain electrode of a fourth p-channel MOS transistor and a fifth n-channel MOS transistor as the detection signal.
【請求項3】 請求項1記載の自己破壊型半導体装置に
おいて、 前記開放・短絡検出回路は、正極及び負極用の接続端子
間に直列に挿入された第1、第2のキャパシタからなる
接続端子間電圧分圧部と、 ソース電極が前記接続端子を介して前記電力供給源の高
電位側と接続され、ドレイン電極が前記接続端子を介し
て前記電力供給源の低電位側と接続され、ゲート電極が
第1、第2のキャパシタの接続点に接続されたpチャネ
ルMOSトランジスタとを備え、 第1、第2のキャパシタの接続点で得られる分圧電圧を
第1の出力電圧とし、第1のキャパシタと電力供給源の
高電位側との接続点で得られる電圧を第2の出力電圧と
して出力することを特徴とする自己破壊型半導体装置。
3. The self-destructive semiconductor device according to claim 1, wherein the open / short detection circuit includes first and second capacitors connected in series between the positive and negative connection terminals. An inter-voltage divider, a source electrode connected to the high potential side of the power supply via the connection terminal, a drain electrode connected to the low potential side of the power supply via the connection terminal, and a gate An electrode comprising a p-channel MOS transistor connected to a connection point between the first and second capacitors; a divided voltage obtained at a connection point between the first and second capacitors is used as a first output voltage; A voltage obtained at a connection point between the capacitor and the high potential side of the power supply source is output as a second output voltage.
【請求項4】 請求項1記載の自己破壊型半導体装置に
おいて、 第1、第2の2段のCMOSインバータからなり、前記
差動増幅回路ブロックの検出信号と相補な信号及び前記
検出信号と同相の信号を生成するデジタル出力バッファ
回路ブロックを有し、 前記制御回路乃至素子は、ソース電極とドレイン電極が
それぞれ共通接続されたpチャネルMOSトランジスタ
とnチャネルMOSトランジスタのペアで構成されたト
ランスミッションゲートを2つ直列接続してなるCMO
Sセレクタ回路であり、 各トランスミッションゲートでは、pチャネルMOSト
ランジスタの基板電極がドレイン電極と接続され、nチ
ャネルMOSトランジスタの基板電極が前記接続端子を
介して電力供給源の低電位側と接続され、第1のトラン
スミッションゲート内のnチャネルMOSトランジスタ
と第2のトランスミッションゲート内のpチャネルMO
Sトランジスタの各ゲート電極に前記検出信号が入力さ
れ、第1のトランスミッションゲート内のpチャネルM
OSトランジスタと第2のトランスミッションゲート内
のnチャネルMOSトランジスタの各ゲート電極に前記
検出信号と相補な信号が入力され、各トランジスタの共
通接続されたドレイン電極が前記破壊用キャパシタと接
続され、第1のトランスミッションゲート内の各トラン
ジスタの共通接続されたソース電極が高電位側の前記接
続端子と接続され、第2のトランスミッションゲート内
の各トランジスタの共通接続されたソース電極が前記破
壊回路と接続されることを特徴とする自己破壊型半導体
装置。
4. The self-destructive semiconductor device according to claim 1, comprising a first and a second two-stage CMOS inverter, a signal complementary to a detection signal of said differential amplifier circuit block and in-phase with said detection signal. A digital output buffer circuit block that generates a signal of (i), wherein the control circuit or element includes a transmission gate composed of a pair of a p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor having a source electrode and a drain electrode connected in common. CMO with two connected in series
In each transmission gate, a substrate electrode of a p-channel MOS transistor is connected to a drain electrode, and a substrate electrode of an n-channel MOS transistor is connected to a low potential side of a power supply via the connection terminal. An n-channel MOS transistor in a first transmission gate and a p-channel MOS transistor in a second transmission gate
The detection signal is input to each gate electrode of the S transistor, and the p-channel M in the first transmission gate
A signal complementary to the detection signal is input to each gate electrode of the OS transistor and the n-channel MOS transistor in the second transmission gate, and a commonly connected drain electrode of each transistor is connected to the destruction capacitor. The common connection source electrode of each transistor in the transmission gate is connected to the connection terminal on the high potential side, and the common connection source electrode of each transistor in the second transmission gate is connected to the destruction circuit. A self-destructive semiconductor device, comprising:
【請求項5】 請求項4記載の自己破壊型半導体装置に
おいて、 前記デジタル出力バッファ回路ブロックは、nチャネル
MOSトランジスタとpチャネルMOSトランジスタと
から構成されるCMOSインバータを2段重ねることで
構成され、 第1のnチャネルMOSトランジスタと第1のpチャネ
ルMOSトランジスタのゲート電極同士が接続されると
共に、ドレイン電極同士が接続され、第1のpチャネル
MOSトランジスタのソース電極及び基板電極が前記接
続端子を介して電力供給源の高電位側と接続され、第1
のnチャネルMOSトランジスタのソース電極及び基板
電極が前記接続端子を介して電力供給源の低電位側と接
続され、第1のnチャネルMOSトランジスタと第1の
pチャネルMOSトランジスタの共通接続されたゲート
電極に前記差動増幅回路ブロックの検出信号が入力さ
れ、第1のnチャネルMOSトランジスタと第1のpチ
ャネルMOSトランジスタの共通接続されたドレイン電
極から前記検出信号と相補な信号を出力し、 第2のnチャネルMOSトランジスタと第2のpチャネ
ルMOSトランジスタのゲート電極同士が接続されると
共に、ドレイン電極同士が接続され、第2のpチャネル
MOSトランジスタのソース電極及び基板電極が前記接
続端子を介して電力供給源の高電位側と接続され、第2
のnチャネルMOSトランジスタのソース電極及び基板
電極が前記接続端子を介して電力供給源の低電位側と接
続され、第2のnチャネルMOSトランジスタと第2の
pチャネルMOSトランジスタの共通接続されたゲート
電極に前記検出信号と相補な信号が入力され、第2のn
チャネルMOSトランジスタと第2のpチャネルMOS
トランジスタの共通接続されたドレイン電極から前記検
出信号と同相の信号を出力することを特徴とする自己破
壊型半導体装置。
5. The self-destructive semiconductor device according to claim 4, wherein said digital output buffer circuit block is configured by stacking two CMOS inverters each including an n-channel MOS transistor and a p-channel MOS transistor. The gate electrodes of the first n-channel MOS transistor and the first p-channel MOS transistor are connected to each other, the drain electrodes are connected to each other, and the source electrode and the substrate electrode of the first p-channel MOS transistor connect to the connection terminal. Connected to the high potential side of the power supply via
The source electrode and the substrate electrode of the n-channel MOS transistor are connected to the lower potential side of the power supply via the connection terminal, and the gates of the first n-channel MOS transistor and the first p-channel MOS transistor are connected in common. A detection signal of the differential amplifier circuit block is input to an electrode, and a signal complementary to the detection signal is output from a commonly connected drain electrode of the first n-channel MOS transistor and the first p-channel MOS transistor; The gate electrodes of the n-channel MOS transistor and the second p-channel MOS transistor are connected to each other, the drain electrodes are connected to each other, and the source electrode and the substrate electrode of the second p-channel MOS transistor are connected via the connection terminal. Connected to the high potential side of the power supply
The source electrode and the substrate electrode of the n-channel MOS transistor are connected to the low potential side of the power supply via the connection terminal, and the commonly connected gates of the second n-channel MOS transistor and the second p-channel MOS transistor A signal complementary to the detection signal is input to the electrode, and a second n
Channel MOS transistor and second p-channel MOS
A self-destructive semiconductor device, wherein a signal having the same phase as the detection signal is output from a commonly connected drain electrode of transistors.
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