JP2002015572A - 半導体集積回路および起動制御方法 - Google Patents

半導体集積回路および起動制御方法

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JP2002015572A
JP2002015572A JP2000198099A JP2000198099A JP2002015572A JP 2002015572 A JP2002015572 A JP 2002015572A JP 2000198099 A JP2000198099 A JP 2000198099A JP 2000198099 A JP2000198099 A JP 2000198099A JP 2002015572 A JP2002015572 A JP 2002015572A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源電圧が低くなったとしても、ロウレベル
を容易にレベルシフトできるようにする。 【解決手段】 スタータ信号レベルシフタ3によりロウ
レベルが接地電位Vssから負電圧Vnnにレベルシフ
トされたヒューズスタータ信号STTBに基づいて、ヒ
ューズ情報がヒューズ情報ラッチ回路5にラッチされる
までは、接地電位Vssをスタータ信号レベルシフタ3
およびヒューズ情報ラッチ回路5に供給する。また、上
記ヒューズ情報がラッチされた後は、最終到達電位がス
タータ信号レベルシフタ3およびヒューズ情報ラッチ回
路5に供給する。これにより、ロウレベルをレベルシフ
トせずにラッチすることができ、ラッチした後にロウレ
ベルを接地電位Vssから負電圧Vnnにでき、容易に
レベルシフトできるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路お
よび起動制御方法に関し、特に、起動時に冗長回路の冗
長判定を行うための冗長判定回路に用いて好適なもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来から、メモリ等の集積回路では低消
費電力化等を図るため、動作電圧の低電圧化が要求され
てきた。最近では、例えばDRAM(Dynamic Random A
ccessMemory)において、内部の電源電圧が2.0V程
度、負電圧が−0.5V程度で動作するものがある。
【0003】また、メモリ等の集積回路では、集積回路
の欠陥による不良を救済するための冗長回路をあらかじ
め設けておき、回路の一部に不良が発生した場合には、
不良の発生した回路を冗長回路で置き換えて救済してき
た。この冗長回路を有する集積回路では、冗長回路を使
用するか否かを選択するためのヒューズ等を備えてお
き、そのヒューズ等を切断するか否かにより不良の発生
した回路から冗長回路への置き換えが選択されてきた。
そして、通常動作で使用する際には、冗長回路を使用す
る状態になっているか否かを冗長判定回路により起動時
に判定し使用してきた。
【0004】図10は、従来のメモリ等で用いられる冗
長判定回路の一構成例を示す図である。図10におい
て、1はスタータ信号生成回路であり、周辺回路の初期
状態を決定するためのスタータ信号STTを生成し出力
する回路である。このスタータ信号STTは、電源投入
時に電源電圧Viiとともに立ち上がり、電源電圧Vi
iの電位が所定の電位Vbに達するとロウレベルにリセ
ットされる。
【0005】2’は負電圧生成回路であり、冗長判定回
路を含む集積回路内で使用するための負電圧Vnnを生
成する回路である。負電圧生成回路2’により生成され
る負電圧Vnnは、スタータ信号レベルシフタ3、ヒュ
ーズセットパルス生成回路4およびヒューズ情報ラッチ
回路5等に供給される。
【0006】スタータ信号レベルシフタ3は、スタータ
信号生成回路1から供給されるスタータ信号STTのロ
ウレベルを接地電位Vssから負電圧Vnnの電位にレ
ベルシフトする。また、スタータ信号レベルシフタ3
は、ロウレベルを負電圧Vnnの電位にシフトした信号
をヒューズスタータ信号STTBとして、ヒューズセッ
トパルス生成回路4およびヒューズ情報ラッチ回路5に
供給する。
【0007】ヒューズセットパルス生成回路4は、供給
されるヒューズスタータ信号STTBに基づいて、冗長
判定を行うためのヒューズセットパルス信号FSETP
を生成する回路である。そして、ヒューズセットパルス
生成回路4は、生成したヒューズセットパルス信号FS
ETPをヒューズ情報ラッチ回路5に供給する。
【0008】ヒューズ情報ラッチ回路5は、冗長回路を
使用するか否かを選択するためのヒューズを備えてお
り、当該ヒューズが切断されているか否かを起動時に判
定し、その判定結果を保持する回路である。すなわち、
ヒューズ情報ラッチ回路5は、ヒューズセットパルス生
成回路4から供給されるヒューズセットパルス信号FS
ETPを用いて、ヒューズが切断されているか否かを起
動時に判定し、その判定結果を保持する。また、ヒュー
ズ情報ラッチ回路5は、上記判定結果を出力信号FSZ
として出力ノード6を介して出力する。なお、上述した
ヒューズセットパルス生成回路4およびヒューズ情報ラ
ッチ回路5からそれぞれ出力されるヒューズセットパル
ス信号FSETPおよび出力信号FSZのロウレベル
は、負電圧Vnnの電位である。
【0009】図11は、図10に示す負電圧生成回路
2’の構成を示す図である。31は負電圧判定回路であ
り、負電圧生成回路2’の出力ノード34を介して出力
される負電圧Vnnの電位が所定の電位まで下がってい
るか否かを判定する。また、負電圧判定回路31は、そ
の判定結果を負電圧生成イネーブル回路32に出力す
る。
【0010】負電圧生成イネーブル回路32は、負電圧
生成動作を制御するためのイネーブル信号ENを出力す
る。このイネーブル信号ENは、負電圧判定回路31か
ら供給される判定結果、および入力ノード35を介して
入力されるメモリバンク活性化信号BRASに基づいて
生成される。なお、メモリバンク活性化信号BRAS
は、メモリバンクを活性化させる際に‘H’が出力され
る信号であるが、起動時は図示しない回路により‘L’
にクランプされている。したがって、起動時には負電圧
生成イネーブル回路32は、負電圧判定回路31から供
給される判定結果のみに基づいてイネーブル信号ENを
出力する。
【0011】33は発振回路・ポンピング回路であり、
負電圧生成イネーブル回路32から供給されるイネーブ
ル信号ENに従って、負電圧Vnnを生成し出力ノード
34を介して出力する。図11に示す発振回路・ポンピ
ング回路33は、イネーブル信号ENが、‘H’のとき
は負電圧生成動作を行い、‘L’のときは負電圧生成動
作を行わない。
【0012】図12は、図10に示した冗長判定回路の
動作を説明するためのタイミングチャートである。図1
2において、時刻T10において、電源が投入されると電
源電圧Viiが立ち上がる。また、電源電圧Viiの立
ち上がりとともに、イネーブル信号EN、スタータ信号
STT、ヒューズスタータ信号STTB、ヒューズセッ
トパルス信号FSETPおよび出力信号FSZも立ち上
がる。
【0013】時刻T11において、電源電圧Viiの電位
が所定の電位Vaに達すると、負電圧生成回路2’内の
発振回路・ポンピング回路33は、イネーブル信号EN
が‘H’であることを検出する。これにより、発振回路
・ポンピング回路33による負電圧生成動作が開始さ
れ、負電圧生成回路2’から出力される負電圧Vnnの
電位が低くなっていく。そして、発振回路・ポンピング
回路33は、負電圧Vnnの電位が所定の電位に達する
時刻T12まで負電圧生成動作を継続する。
【0014】時刻T12において、負電圧判定回路31が
負電圧Vnnの電位が所定の電位に達したと判定する
と、その判定結果を負電圧生成イネーブル回路32に出
力する。この判定結果により、負電圧生成イネーブル回
路32は、イネーブル信号ENを‘L’にする。これに
より、発振回路・ポンピング回路33の負電圧生成動作
は行われなくなり、負電圧生成回路2’から出力される
負電圧Vnnは一定の電位となる。
【0015】さらに電源電圧Viiが上昇し、時刻T13
において、電源電圧Viiが所定の電位Vbに達する
と、スタータ信号STTが‘L’にリセットされる。そ
れに伴い、スタータ信号レベルシフタ3から出力される
ヒューズスタータ信号STTBが‘L’になる。これに
より、ヒューズセットパルス信号FSETPがヒューズ
セットパルス生成回路4により生成される。
【0016】そして、このヒューズセットパルス信号F
SETPがヒューズ情報ラッチ回路5に供給され、冗長
回路の冗長判定が行われて判定結果がラッチされる。以
後、ヒューズ情報ラッチ回路5は、判定結果を保持し続
ける。また、ヒューズ情報ラッチ回路5は冗長判定の結
果、冗長回路が非冗長時、すなわち冗長回路が使用され
ている場合には出力信号FSZを‘L’にし、冗長時に
は出力信号FSZを‘H’に維持する。
【0017】時刻T14において、電源電圧Viiの電位
が一定になる。その後、例えば時刻T15において、負電
圧Vnnの電位が所定の電位より高くなると、所定の電
位より高くなったことが負電圧判定回路31により判定
される。そして、この判定結果が負電圧生成イネーブル
回路32に入力され、負電圧生成イネーブル回路32か
ら出力されるイネーブル信号ENが‘H’になる。これ
により、発振回路・ポンピング回路33による負電圧生
成動作が再び開始される。
【0018】そして、時刻T16において、負電圧Vnn
の電位が所定の電位より低くなると、負電圧判定回路3
1が所定の電位より低くなったと判定し、それに伴い負
電圧生成イネーブル回路32はイネーブル信号ENを
‘L’にする。これにより、発振回路・ポンピング回路
33は負電圧生成動作を行わなくなり、負電圧Vnnの
電位が一定となる。以上のようにして、図10に示した
冗長判定回路は、冗長回路の冗長判定を行う。
【0019】図10に示す冗長判定回路では、ヒューズ
情報ラッチ回路5に供給されるヒューズスタータ信号S
TTBのロウレベルを負電圧Vnnの電位としている。
これは、例えば、上述の冗長判定回路をメモリ等のワー
ド線の冗長判定回路として用いた場合、リセット後(図
12の時刻T13以降)に冗長回路で貫通電流が生じてし
まうことを防止するためである。すなわち、ヒューズス
タータ信号STTBのロウレベルを負電圧Vnnの電位
ではなく接地電位Vssとすると、ワード線のリセット
電圧である負電圧Vnnより高いため、リセット後に冗
長回路で貫通電流が生じてしまうことがある。
【0020】そのため、図10に示す冗長判定回路で
は、スタータ信号レベルシフタ3によりスタータ信号S
TTのロウレベル(接地電位Vss)を負電圧Vnnの
電位にレベルシフトし、ヒューズスタータ信号STTB
として出力している。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電源電
圧の低電圧化に伴い、電源電圧と内部電源電位を必ずし
も同じ比率で低電圧化することができないことがあっ
た。例えば、メモリ等のワード線のリセット電位の負電
圧は、スタンバイ時のリークを抑制するために電源電圧
と同じ比率で低電圧化することができない。この場合に
は、相対的にはハイレベルが低くなる。したがって、信
号がハイレベルからロウレベルに変化する場合等に、ロ
ウレベルを接地電位から負電圧にレベルシフトすること
が困難になる。
【0022】この問題を解決する方法の1つとして、レ
ベルシフトするためのレベルシフタがトランジスタによ
り構成されている場合、レベルシフトが容易になるよう
にトランジスタのサイズを調整する方法がある。
【0023】しかしながら、トランジスタのサイズを調
整する方法では、あるトランジスタのサイズを小さくす
る場合に、小さくできる範囲には限界がある。そのた
め、他のトランジスタを大きくするなどしなければなら
ないという問題があった。さらに、電源電圧の低電圧化
が進み、例えば電源電圧が0.8V、負電圧が−0.5
V程度になった場合には、トランジスタのサイズを調整
するだけではレベルシフトが困難であるという問題があ
った。
【0024】また、従来のレベルシフタは、レベルシフ
タに入力される信号にノイズがのった場合、ノイズのの
った信号を忠実にレベルシフトし出力してしまうという
問題があった。
【0025】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたものであり、電源電圧が低くなったとして
も、トランジスタのサイズを大きくすることなく、ロウ
レベルを容易にレベルシフトできるようにすることを目
的とする。また、本発明の第二の目的は、ノイズののっ
た信号が入力されたとしても、上記ノイズが出力信号に
伝わりにくくして、ノイズに強くすることを目的とす
る。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体集積
回路は、電源投入後に供給される電源電圧とともに立ち
上がり、上記電源電圧が所定の電位に達するとロウレベ
ルになる入力信号またはその相補信号に基づいて、上記
ラッチ回路により所定の情報がラッチされる前は電圧生
成動作を行わず、上記ラッチ回路により上記所定の情報
がラッチされた後は電圧生成動作を行う電圧生成回路を
備えることを特徴とする。
【0027】また、本発明の他の特徴とするところは、
入力信号のロウレベルが第1の電位から上記第1の電位
以下の第2の電位にレベルシフトされた上記入力信号に
基づいて、上記ラッチ回路により所定の情報がラッチさ
れる前は、最終到達電位より高い電位を上記第2の電位
として生成し、上記ラッチ回路により上記所定の情報が
ラッチされた後は、上記最終到達電位を上記第2の電位
として生成する電圧生成回路を備えることを特徴とす
る。
【0028】また、本発明の起動制御方法は、接地電位
以下で最終到達電位より高い電位を負電位として供給
し、入力される入力信号のロウレベルを上記接地電位か
ら上記負電位にレベルシフトして出力し、出力された信
号に基づいて所定の情報を上記ラッチ回路にラッチした
後、上記最終到達電位を上記負電位として供給すること
を特徴とする。
【0029】上記のように構成した本発明によれば、所
定の情報がラッチ回路にラッチされるまでは、ロウレベ
ルが最終到達電位より高い電位にレベルシフトされてい
る。そして、所定の情報がラッチ回路にラッチされた
後、ロウレベルが最終到達電位となるように電圧生成回
路により電圧が生成される。これにより、ロウレベルを
最終到達電位にレベルシフトする場合に比べてレベルシ
フトする電位差が小さくなり、容易にレベルシフトでき
るようになる。
【0030】また、所定の情報がラッチ回路にラッチさ
れるまでは、ロウレベルが最終到達電位より高い電位に
レベルシフトされ、所定の情報がラッチ回路にラッチさ
れた後、ロウレベルが最終到達電位となるように電圧生
成回路により電圧が生成される。これにより、所定の情
報がラッチ回路にラッチされた後は、信号を反転するこ
とが困難となり、入力信号にノイズがのったとしても伝
わりにくくすることができるようになる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図1は、第1の実施形態による
半導体集積回路を適用したメモリ等のワード線の冗長判
定回路の一構成例を示すブロック図である。図1におい
て、1はスタータ信号生成回路であり、周辺回路の初期
状態を決定するためのスタータ信号STTを生成し出力
する回路である。このスタータ信号STTは、電源が投
入されると電源電圧Viiとともに立ち上がり、電源電
圧Viiの電位が所定の電位Vbに達するとロウレベル
にリセットされる。
【0032】2は負電圧生成回路であり、冗長判定回路
を含む集積回路内で使用するための負電圧Vnnを生成
し出力する回路である。この負電圧生成回路2には、上
記スタータ信号生成回路1により生成されるスタータ信
号STTが入力される。そして、起動時には、スタータ
信号STTがリセットされるまで負電圧生成回路2は負
電圧生成動作を行わず、負電圧Vnnの電位として最終
到達電位と接地電位Vssとの間の電位、あるいは接地
電位Vssを出力する。また、負電圧生成回路2により
生成される負電圧Vnnは、スタータ信号レベルシフタ
3、ヒューズセットパルス生成回路4およびヒューズ情
報ラッチ回路5等に供給される。
【0033】スタータ信号レベルシフタ3は、スタータ
信号生成回路1から供給されるスタータ信号STTのロ
ウレベルを接地電位Vssから負電圧Vnnの電位にレ
ベルシフトする。また、スタータ信号レベルシフタ3
は、ロウレベルを負電圧Vnnの電位にレベルシフトし
た信号をヒューズスタータ信号STTBとして、ヒュー
ズセットパルス生成回路4およびヒューズ情報ラッチ回
路5に供給する。
【0034】ヒューズセットパルス生成回路4は、供給
されるヒューズスタータ信号STTBに基づいて、冗長
判定を行うためのヒューズセットパルス信号FSETP
を生成する回路である。すなわち、ヒューズセットパル
ス生成回路4は、ヒューズスタータ信号STTBが
‘H’から‘L’に変化した際、一定期間だけ‘L’に
なるヒューズセットパルス信号FSETPを生成する。
そして、ヒューズセットパルス生成回路4は、生成した
ヒューズセットパルス信号FSETPをヒューズ情報ラ
ッチ回路5に供給する。
【0035】ヒューズ情報ラッチ回路5は、冗長回路を
使用するか否かを選択するためのヒューズを備えてお
り、当該ヒューズが切断されているか否かを起動時に判
定し、その判定結果を保持する回路である。すなわち、
ヒューズ情報ラッチ回路5は、ヒューズセットパルス生
成回路4から供給されるヒューズセットパルス信号FS
ETPを用いて、ヒューズが切断されているか否かを起
動時に判定し、その判定結果を保持する。
【0036】また、ヒューズ情報ラッチ回路5は、上記
判定結果を出力信号FSZとして出力ノード6を介して
出力する。この出力信号FSZは、ヒューズが切断され
ている場合(冗長時)には‘H’が出力され、ヒューズ
が切断されていない場合(非冗長時)には‘L’が出力
される。
【0037】次に、図1に示す冗長判定回路の回路構成
を各ブロック毎に説明する。なお、以下の説明では、P
チャネルトランジスタを「Pch−Tr」と記述し、N
チャネルトランジスタを「Nch−Tr」と記述する。
【0038】図2は、スタータ信号生成回路1の回路構
成例を示す図である。図2において、21はNch−T
r22にゲート電圧を供給するための回路であり、2つ
の抵抗と1つのNch−Trからなる。2つの抵抗は、
電源電圧Viiと接地電位Vssとの間に直列に接続さ
れ、その中間ノードからNch−Trが接続され、Nc
h−Tr22のゲートに電圧を供給する。
【0039】また、Nch−Tr22のドレインは、直
列に接続された4つのインバータの1段目の入力ノード
と、抵抗を介して電源電圧Viiとに接続されている。
また、直列に接続された4つのインバータの4段目の出
力ノードは、スタータ信号STTを出力するための出力
ノード23に接続されている。
【0040】これにより、電源投入時に電源電圧Vii
が立ち上がるのに伴って、回路21からNch−Tr2
2のゲートに供給される電位が高くなる。したがって、
Nch−Tr22の電流駆動能力が上がる。しかし、電
源電圧Viiの電位が所定の電位VbになるまではNc
h−Tr22の電流駆動能力が十分でないため、1段目
のインバータの入力ノードは‘H’であり、4段目のイ
ンバータから出力される信号は‘H’となる。すなわ
ち、出力ノード23を介して出力されるスタータ信号S
TTは‘H’である。
【0041】そして、電源電圧Viiの電位が所定の電
位Vbに達すると、Nch−Tr22の電流駆動能力が
十分に高くなり、1段目のインバータの入力ノードを
‘L’にすることができるようになる。これにより、4
段目のインバータから出力される信号が‘L’となり、
出力ノード23を介して出力されるスタータ信号STT
も‘L’となる。
【0042】図3は、負電圧生成回路2の回路構成例を
示す図である。図3において、31は負電圧判定回路で
あり、発振回路・ポンピング回路33により生成され出
力ノード34を介して出力される負電圧Vnnの電位が
所定の電位まで下がっているか否かを判定する。その判
定の結果、負電圧Vnnの電位が所定の電位まで下がっ
ている場合には、負電圧生成イネーブル回路32に
‘L’を出力し、負電圧Vnnの電位が所定の電位まで
下がっていない場合には、負電圧生成イネーブル回路3
2に‘H’を出力する。
【0043】負電圧生成イネーブル回路32は、負電圧
生成動作を制御するためのイネーブル信号ENを生成し
出力する。このイネーブル信号ENは、負電圧判定回路
31から供給される判定結果および入力ノード35を介
して入力されるメモリバンク活性化信号BRASに基づ
いて生成される。
【0044】負電圧生成イネーブル回路32は、上記判
定結果および上記メモリバンク活性化信号BRASの少
なくとも一方が‘H’のときには、イネーブル信号EN
として‘H’を出力する。また、上記判定結果と上記メ
モリバンク活性化信号BRASとの双方が‘L’のとき
には、イネーブル信号ENとして‘L’を出力する。な
お、上記メモリバンク活性化信号BRASは、メモリバ
ンクを活性化させる際に‘H’が出力される信号である
が、起動時は図示しない回路により‘L’にクランプさ
れている。
【0045】発振回路・ポンピング回路33は、スイッ
チ回路36から出力供給されるイネーブル信号EN’に
従って、負電圧Vnnを生成し出力ノード34を介して
出力する。発振回路・ポンピング回路33は、イネーブ
ル信号EN’が、‘H’のとき負電圧生成動作を行い、
‘L’のときは負電圧生成動作を行わない。
【0046】36はスイッチ回路であり、負電圧生成イ
ネーブル回路32から供給されるイネーブル信号ENを
発振回路・ポンピング回路33に出力するか否かを切り
換える。スイッチ回路36は、1つのPch−Tr、1
つのNch−Trおよび1つのインバータから構成さ
れ、上記Pch−Trと上記Nch−Trとはトランス
ファーゲートを構成する。上記Nch−Trには、入力
ノード37を介して入力されるスタータ信号STTを上
記インバータにより反転した信号が入力され、上記Pc
h−Trには、入力ノード37を介して入力されるスタ
ータ信号STTがそのまま入力される。
【0047】したがって、スイッチ回路36は、入力ノ
ード37を介して入力されるスタータ信号STTが
‘L’のときには、供給されるイネーブル信号ENをイ
ネーブル信号EN’として発振回路・ポンピング回路3
3に出力する。一方、入力ノード37を介して入力され
るスタータ信号STTが‘H’のときには、供給される
イネーブル信号ENを発振回路・ポンピング回路33に
出力しない。
【0048】これにより、図3に示す負電圧生成回路2
では、発振回路・ポンピング回路33は、リセット前に
は負電圧生成動作を行わず、リセット後でかつイネーブ
ル信号ENとして‘H’が出力されている場合のみ負電
圧生成動作を行う。
【0049】なお、38は発振回路・ポンピング回路3
3の入力を接地電位VssにクランプするためのNch
−Trであり、39は負電圧Vnnを出力するための出
力ノード34を接地電位VssにクランプするためのN
ch−Trである。Nch−Tr38は、スイッチ回路
36からイネーブル信号EN’が供給されないとき、発
振回路・ポンピング回路33の入力がフローティングに
なるのを防止する。また、Nch−Tr39は、図示し
ない他電源とのカップリング容量により、出力ノード3
4の電位が正電位、負電位になるのを防止する。例え
ば、出力ノード34の電位が正電位になることで発生す
るラッチアップを防止する。
【0050】図4は、スタータ信号レベルシフタ3の回
路構成例を示す図である。図4において、41、42は
1つのPch−Trと1つのNch−Trとが電源電圧
Viiと負電圧Vnnとの間に直列に接続された回路で
ある。この回路41、42においては、電源電圧Vii
に対してPch−Trが接続され、負電圧Vnnに対し
てNch−Trが接続されている。
【0051】また、回路41のPch−Trには、入力
ノード43を介して入力されるスタータ信号STTが入
力され、回路42のPch−Trには、当該スタータ信
号STTがインバータ44により反転された信号が入力
される。回路41のNch−Trには、回路42の出力
が入力され、回路42のNch−Trには、回路41の
出力が入力される。また、回路42の出力は、2つのイ
ンバータが直列に接続された回路45に入力され、ヒュ
ーズスタータ信号STTBを出力するための出力ノード
46を介して出力される。
【0052】これにより、入力ノード43を介して入力
されるスタータ信号STTが‘H’(Vii)であった
場合には、回路41のPch−Trがオフ状態、Nch
−Trがオン状態となる。また、回路42のPch−T
rがオン状態、Nch−Trがオフ状態となる。したが
って、回路42の出力は‘H’(Vii)となり、回路
45および出力ノード46を介して出力されるヒューズ
スタータ信号STTBは‘H’(Vii)となる。
【0053】一方、入力ノード43を介して入力される
スタータ信号STTが‘L’(Vss)であった場合に
は、回路41のPch−Trがオン状態、Nch−Tr
がオフ状態となる。また、回路42のPch−Trがオ
フ状態、Nch−Trがオン状態となる。したがって、
回路42の出力は‘L’(Vnn)となり、回路45お
よび出力ノード46を介して出力されるヒューズスター
タ信号STTBは‘L’(Vnn)となる。
【0054】図5は、ヒューズセットパルス生成回路4
の回路構成例を示す図である。図5において、51−
1、51−2、51−3はそれぞれ電源電圧Vii側に
接続された1つのPch−Trと負電圧Vnn側に接続
された1つのNch−Trとから構成されるインバータ
である。52−1、52−2、52−3はそれぞれ抵抗
とトランジスタとから構成されるディレイラインであ
る。ディレイライン52−1〜52−3を構成するトラ
ンジスタは、キャパシタとして機能する。
【0055】また、53はNOR回路であり、入力ノー
ド54を介して入力されるヒューズスタータ信号STT
Bと、上記インバータ51−1〜51−3および上記デ
ィレイライン52−1〜52−3により、当該ヒューズ
スタータ信号STTBが反転され遅延された信号とが入
力される。55はインバータであり、ヒューズセットパ
ルス信号FSETPを出力するための出力ノード56
に、NOR回路53の出力を反転して出力する。
【0056】これにより、入力ノード54を介して入力
されるヒューズスタータ信号STTBが‘H’となり十
分な時間が経過しているとき、上記インバータ51−1
〜51−3および上記ディレイライン52−1〜52−
3を介して出力される信号は‘L’である。したがっ
て、NOR回路53の一方の入力には‘H’が入力さ
れ、もう一方の入力には‘L’が入力されるので、出力
ノード56を介して出力される信号は‘H’となる。
【0057】そして、ヒューズスタータ信号STTBが
‘H’から‘L’に変化し、上記ディレイライン52−
1〜52−3での総遅延時間(DT)を経過していない
場合には、上記インバータ51−1〜51−3および上
記ディレイライン52−1〜52−3を介して出力され
る信号は‘L’のままである。このとき、NOR回路5
3の一方の入力には‘L’が入力され、もう一方の入力
には‘L’が入力される。したがって、出力ノード56
を介して出力される信号は‘L’になる。
【0058】さらに、ヒューズスタータ信号STTBが
‘H’から‘L’に変化し、上記総遅延時間(DT)を
経過した場合には、上記インバータ51−1〜51−3
および上記ディレイライン52−1〜52−3を介して
出力される信号が‘H’になる。したがって、NOR回
路53の一方の入力には‘L’が入力され、もう一方の
入力には‘H’が入力されるので、出力ノード56を介
して出力される信号は‘H’となる。以上のようにし
て、ヒューズセットパルス生成回路4は、ヒューズスタ
ータ信号STTBが‘H’から‘L’に変化したとき、
上記総遅延時間(DT)だけ‘L’を出力するヒューズ
セットパルス信号FSETPを生成する。
【0059】図6は、ヒューズ情報ラッチ回路5の回路
構成例を示す図である。図6において、61は冗長回路
を使用するか否か選択するためのヒューズ情報を出力す
るための回路であり、1つのPch−Tr、1つのNc
h−Trおよび冗長回路を使用するか否か選択するため
のヒューズF1から構成される。回路61は、電源電圧
Viiと負電圧Vnnとの間に電源電圧Vii側からP
ch−Tr、ヒューズF1、Nch−Trの順に直列に
接続されている。また、ヒューズF1とNch−Trと
の間のノードはラッチ回路62に接続されている。
【0060】回路61のPch−Trには入力ノード6
3を介してヒューズセットパルス信号FSETPが入力
され、Nch−Trには入力ノード64を介してヒュー
ズスタータ信号STTBが入力される。これにより、ヒ
ューズスタータ信号STTBが‘H’の間、すなわちリ
セット前はラッチ回路62に出力される信号は‘L’が
出力される。
【0061】そして、ヒューズスタータ信号STTBが
‘H’から‘L’に変化し、ヒューズセットパルス信号
FSETPが‘H’から‘L’になる。このとき、ヒュ
ーズF1が切断されていない場合(非冗長時)には、ラ
ッチ回路62に出力される信号は‘H’となり、ヒュー
ズF1が切断されていた場合(冗長時)には‘L’を維
持する。
【0062】ラッチ回路62は上記回路61から出力さ
れる信号をラッチする回路であり、それぞれが1つのP
ch−Trと1つのNch−Trとからなる2つのイン
バータ65−1、65−2により構成される。インバー
タ65−1にはインバータ65−2の出力が入力され
る。また、インバータ65−2にはインバータ65−1
の出力および回路61の出力が入力され、NOR回路6
6に出力される。すなわち、ラッチ回路62は回路61
から入力された信号をラッチし、極性を反転してNOR
回路66に出力する。
【0063】NOR回路66には、上記ラッチ回路62
から出力される信号と、入力ノード67を介して入力さ
れる冗長テスト信号FTPとが入力される。なお、上記
冗長テスト信号FTPは、テスト信号であり通常時は
‘L’である。67はインバータであり、出力信号FS
Zを出力するための出力ノード68に、NOR回路66
の出力を反転して出力する。
【0064】これにより、ヒューズセットパルス信号F
SETPが‘H’から‘L’になったとき、ヒューズF
1が切断されていた場合には、回路61からラッチ回路
62に出力される信号は‘L’となる。ラッチ回路62
は、その信号をラッチするとともに、反転した信号をN
OR回路66に出力する。したがって、出力ノード68
を介して出力される信号は‘H’となる。
【0065】また、ヒューズセットパルス信号FSET
Pが‘H’から‘L’になったとき、ヒューズF1が切
断されていない場合には、回路61からラッチ回路62
に出力される信号は‘H’となる。ラッチ回路62は、
その信号をラッチするとともに、反転した信号をNOR
回路66に出力する。また、このとき冗長テスト信号F
TPは‘L’であるので、出力ノード68を介して出力
される信号は‘L’となる。
【0066】図7は、図1に示した冗長判定回路の動作
を説明するためのタイミングチャートである。なお、以
下の説明では、電源投入後に負電圧生成回路2がはじめ
て負電圧生成動作を開始するまでの負電圧Vnnは接地
電位Vssとする。図7において、時刻T0において、
電源が投入されると、電源電圧Viiが立ち上がる。ま
た、電源電圧Viiの立ち上がりとともに、イネーブル
信号EN、スタータ信号STT、ヒューズスタータ信号
STTB、ヒューズセットパルス信号FSETPおよび
出力信号FSZが立ち上がる。そして、これらの信号
は、電源電圧Viiの電位が所定の電位Vbに達する時
刻T1まで単調に立ち上がっていく。このとき(時刻T0
〜時刻T1)、図3に示したスイッチ回路36内のトラ
ンスファーゲートはヒューズスタータ信号STTにより
オフ状態であるので、イネーブル信号EN’は、Nch
−Tr38によりクランプされている接地電位Vssと
なる。
【0067】時刻T1において、電源電圧Viiの電位
が所定の電位Vbに達すると、スタータ信号生成回路1
によりスタータ信号STTが‘L’にリセットされる。
それに伴い、ヒューズスタータ信号STTBが‘L’に
リセットされる。
【0068】また、ヒューズスタータ信号STTBの
‘H’から‘L’への変化により、ヒューズセットパル
ス生成回路4から出力されるヒューズセットパルス信号
FSETPが‘L’になる。これにより、ヒューズ情報
ラッチ回路5において、冗長回路を使用するか否か選択
するためのヒューズ情報をラッチ回路62にラッチす
る。
【0069】このとき、ヒューズF1が切断されていな
い場合(非冗長時)には、ラッチ回路62には‘H’が
ラッチされ、出力信号FSZは‘L’が出力される。一
方、ヒューズF1が切断されている場合(冗長時)に
は、ラッチ回路62には‘L’がラッチされ、出力信号
FSZは‘H’が出力される。
【0070】なお、この時刻T1になるまでは、負電圧
生成回路2は負電圧生成動作を開始していないため、ヒ
ューズスタータ信号STTB、ヒューズセットパルス信
号FSETPおよび出力信号FSZの信号のロウレベル
は接地電位Vssである。
【0071】この時刻T1において、ヒューズスタータ
信号STTが‘L’であることにより、図3に示したス
イッチ回路36内のトランスファーゲートがオン状態と
なる。これにより、イネーブル信号ENがイネーブル信
号EN’としては発振回路・ポンピング回路33に出力
され、発振回路・ポンピング回路33は負電圧生成動作
を開始する。したがって、時刻T1以降ロウレベルが負
電圧Vnnであるヒューズスタータ信号STTB、ヒュ
ーズセットパルス信号FSETPおよび出力信号FSZ
の信号のロウレベルが低くなっていく。
【0072】そして、図5に示したヒューズセットパル
ス生成回路4内のディレイライン52−1〜52−3の
総遅延時間(DT)が時刻T1から経過した時刻T2にお
いて、ヒューズセットパルス生成回路4から出力される
ヒューズセットパルス信号FSETPが‘H’になる。
【0073】そして、時刻T3において、図3に示した
負電圧判定回路31が負電圧Vnnの電位が所定の電位
に達したと判定すると、その判定結果を負電圧生成イネ
ーブル回路32に出力する。これにより、負電圧生成イ
ネーブル回路32は、イネーブル信号ENを‘L’にす
る。それに伴い、イネーブル信号EN’も‘L’とな
り、発振回路・ポンピング回路33は負電圧生成動作を
行わなくなり、負電圧Vnnが一定の電位となる。
【0074】時刻T4において、電源電圧Viiの電位
が安定する。その後、例えば、時刻T5において、負電
圧Vnnの電位が所定の電位より高くなると、所定の電
位より高くなったことが負電圧判定回路31により判定
される。そして、この判定結果が負電圧生成イネーブル
回路32に出力され、負電圧生成イネーブル回路32は
イネーブル信号ENを‘H’に出力する。それに伴い、
イネーブル信号EN’も‘H’となり、発振回路・ポン
ピング回路33による負電圧生成動作が再び開始され
る。
【0075】そして、時刻T6において、負電圧Vnn
の電位が所定の電位より低くなると、負電圧判定回路3
1が所定の電位より低くなったと判定し、それに伴い負
電圧生成イネーブル回路32はイネーブル信号ENを
‘L’にする。それに伴い、イネーブル信号EN’も
‘L’となり、発振回路・ポンピング回路33は負電圧
生成動作を行わなくなり、負電圧Vnnの値が一定とな
る。
【0076】以上詳しく説明したように、本実施形態に
よれば、電源投入後に電源電圧Viiとともに立ち上が
るスタータ信号STTが‘H’のあいだは、負電源生成
回路2が負電圧生成動作を行わないようにする。このと
き、負電圧Vnnの電位は接地電位にクランプする。
【0077】そして、電源電圧Viiの電位が所定の電
位Vbに達すると、スタータ信号生成回路1はスタータ
信号STTを‘H’から‘L’にリセットする。それに
伴い、スタータ信号レベルシフタ3から出力されるヒュ
ーズスタータ信号STTBが‘H’から‘L’に変化す
る。この変化により、ヒューズセットパルス生成回路4
により生成され出力されるヒューズセットパルス信号F
SETPが一定期間‘L’となり、ヒューズ情報ラッチ
回路5はヒューズ情報をラッチする。また、スタータ信
号STTが‘L’になることにより、負電圧生成回路2
は負電圧生成動作を開始し、スタータ信号レベルシフタ
3、ヒューズセットパルス生成回路4およびヒューズ情
報ラッチ回路5に生成した負電圧Vnnを供給する。
【0078】これにより、スタータ信号STTが‘H’
から‘L’に変化する際、スタータ信号レベルシフタ3
のロウレベル(Vnn)は接地電位であり、スタータ信
号レベルシフタ3はレベルシフトする必要がなくなる。
そのため、図4に示すスタータ信号レベルシフタ内の回
路41、42のPch−TrとNch−Trとのサイズ
比を小さくしても、スタータ信号レベルシフタ3はヒュ
ーズスタータ信号STTBを‘H’から‘L’に変化さ
せ出力することができる。さらに、その後、負電圧生成
回路2により生成された負電圧Vnnが供給されるの
で、ロウレベルを負電圧Vnnの電位にすることができ
る。
【0079】したがって、スタータ信号レベルシフタ3
内の回路41、42のPch−TrとNch−Trとの
サイズ比を小さくしても、ロウレベルを接地電位から負
電圧Vnnの電位に容易にレベルシフトすることができ
る。
【0080】また、ラッチ回路5でヒューズ情報をラッ
チした後に、負電圧生成回路2により生成された負電圧
Vnnが供給され、ロウレベルが負電圧Vnnの電位に
なるので、ヒューズスタータ信号STTにノイズがのっ
たとしても、ヒューズスタータ信号STTBには、上記
ノイズが伝わりにくくなり、ヒューズラッチ回路5のヒ
ューズ情報を外乱に対して強くすることができる。
【0081】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。ここで、なお、第2の実施形態による半導体集
積回路を適用したメモリ等のワード線の冗長判定回路の
全体構成は図1に示した冗長判定回路と同じである。図
8は、第2の実施形態による半導体集積回路を適用した
冗長判定回路の負電圧生成回路2の回路構成例を示す図
である。なお、この図8において、図3に示したブロッ
クと同じブロックには同一の符号を付し、重複する説明
は省略する。
【0082】図8において、81は入力ノード37を介
して入力されるスタータ信号STTに基づいて、負電圧
生成イネーブル回路32から入力されるイネーブル信号
ENを発振回路・ポンピング回路33に出力するゲート
回路である。ゲート回路81は、インバータ82とNO
R回路83とから構成される。インバータ82は、負電
圧生成イネーブル回路32から入力されるイネーブル信
号ENの極性を反転し出力する。NOR回路83は、上
記インバータ82の出力と入力ノード37を介して入力
されるスタータ信号STTとが入力される。
【0083】これにより、上記スタータ信号STTが
‘H’のとき、すなわちリセット前にはインバータ82
からの出力には関わらず、イネーブル信号EN’は
‘L’となる。一方、上記スタータ信号STTが‘L’
のとき、すなわちリセット後には、インバータ82の出
力を反転したものが、イネーブル信号EN’として出力
される。すなわち、負電圧生成イネーブル回路32によ
り出力されるイネーブル信号ENがイネーブル信号E
N’として出力される。なお、図8に示す負電圧生成回
路2を使用した冗長判定回路の動作は、図1に示した第
1の実施形態による冗長判定回路と同じなので省略す
る。
【0084】以上説明したように、第2の実施形態で
は、第1の実施形態の負電圧生成回路2のスイッチ回路
36に代えて、1つのインバータ82と1つのNOR回
路83とから構成されるゲート回路81を用いて、発振
回路・ポンピング回路33にイネーブル信号EN’を出
力する。これにより、発振回路・ポンピング回路33の
入力をクランプすることなく、第1の実施形態と同様の
効果を得ることができる。
【0085】なお、上述した第1および第2の実施形態
では、電源投入後に負電圧生成回路2がはじめて負電圧
生成動作を開始するまでの負電圧Vnnの電位は接地電
位Vssとしているが、接地電位Vssに限らず、負電
圧Vnnの最終到達電位と接地電位Vssとの間の電位
でも良い。
【0086】なお、第1および第2の実施形態では、ス
タータ信号生成回路1から出力されるスタータ信号ST
Tは、電源電圧Viiの電位が所定の電位Vbに達する
前(リセット前)が正で、電源電圧Viiの電位が所定
の電位Vbに達した後(リセット後)に負となる信号を
用いていたが、リセット前が負でリセット後に正になる
信号をスタータ信号STTとして使用するようにしても
良い。この場合には、負電圧生成回路2およびスタータ
信号レベルシフタ3に入力する前に、スタータ信号ST
Tをインバータにより相補信号にして使用すれば、第1
および第2の実施形態と同様の動作を行う。また、第1
および第2の実施形態をメモリのワード線の冗長判定回
路として使用する場合には、負電圧Vnnを上記メモリ
のワード線のリセット電位として使用するようにしても
良い。
【0087】また、第1および第2の実施形態では、ス
イッチ回路36またはゲート回路81は、負電圧生成回
路2内の負電圧生成イネーブル回路32と発振回路・ポ
ンピング回路33との間に設けていたが、負電圧生成イ
ネーブル回路32と発振回路・ポンピング回路33との
間に限らず、図9に示す(A)〜(C)の何れかの位置
に図9(i)のスイッチ回路36または図9(ii)の
ゲート回路81を設けることにより、同様の効果を得る
ことができる。
【0088】なお、図9において、33−1は発振回路
・ポンピング回路33内の発振回路を示し、33−2は
発振回路・ポンピング回路33内のポンピング回路を示
す。また、負電圧判定回路31が判定結果として、負電
圧Vnnの電位が所定の電位まで下がっていないときに
‘L’を出力し、所定の電位まで下がっているときに
‘H’を出力する場合には、スイッチ回路36またはゲ
ート回路81は図9(iii)に示すスイッチ回路36
または図9(iv)に示すゲート回路81’を図9
(A)の位置に設けるようにすれば良い。
【0089】なお、図9(iii)において、91はス
タータ信号が‘H’であるとき(リセット前)に、負電
圧生成イネーブル回路32の入力がフローティングにな
ることを防止するためのPch−Trである。これによ
り、負電圧生成イネーブル回路32の入力は電源電圧V
iiにクランプされる。また、図9(iv)において、
92はスタータ信号STTの極性を反転するためのイン
バータ、93はインバータ82の出力とインバータ92
の出力とが入力されるNAND回路である。
【0090】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロウレベルが第1の電位から最終到達電位より高い電位
にレベルシフトした入力信号に基づいて、所定の情報を
ラッチ回路にラッチする。そして、所定の情報をラッチ
回路がラッチした後、ロウレベルを最終到達電位にす
る。これにより、ロウレベルを最終到達電位にレベルシ
フトする場合に比べてレベルシフトする電位差が小さく
なり、その後、レベルシフト回路およびラッチ回路のロ
ウレベルが最終到達電位になるので、電源電圧が低くな
ったとしても、トランジスタのサイズを大きくすること
なく、ロウレベルを容易にレベルシフトすることができ
る。
【0091】また、ラッチ回路が所定の情報をラッチし
た後に、電圧生成回路により生成された電圧が供給さ
れ、ロウレベルが最終到達電位になるので、入力信号に
ノイズがのったとしても、上記ノイズが伝わりにくくな
り、ラッチ回路の所定の情報を外乱に対して強くするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態による半導体集積回路を適用し
た冗長判定回路の一構成例を示すブロック図である。
【図2】図1に示したスタータ信号生成回路1の回路構
成例を示す図である。
【図3】図1に示した負電圧生成回路2の回路構成例を
示す図である。
【図4】図1に示したスタータレベルシフタ3の回路構
成例を示す図である。
【図5】図1に示したヒューズセットパルス生成回路4
の回路構成例を示す図である。
【図6】図1に示したヒューズ情報ラッチ回路5の回路
構成例を示す図である。
【図7】第1の実施形態による冗長判定回路の動作を説
明するためのタイミングチャートである。
【図8】第2の実施形態による半導体集積回路を適用し
た冗長判定回路の負電圧生成回路2の回路構成例を示す
図である。
【図9】図1に示した負電圧生成回路2の他の回路構成
例を示す図である。
【図10】従来の冗長判定回路の一構成例を示す図であ
る。
【図11】従来の負電圧生成回路の構成を示す図であ
る。
【図12】従来の冗長判定回路の動作を示すタイミング
チャートである。
【符号の説明】
1 スタータ信号生成回路 2 負電圧生成回路 3 スタータ信号レベルシフタ 4 ヒューズセットパルス生成回路 5 ヒューズ情報ラッチ回路 6 出力ノード STT スタータ信号 STTB ヒューズスタータ信号 FSETP ヒューズセットパルス信号 FSZ 出力信号 Vnn 負電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03K 19/0185 H03K 19/00 101E Fターム(参考) 5B024 AA01 AA03 AA15 BA13 BA27 BA29 CA09 CA11 CA17 5F038 BG01 BG02 BG05 DF05 DF06 DT14 EZ20 5J056 AA11 BB17 BB18 BB33 BB40 CC00 CC14 CC16 CC21 DD13 DD29 GG06 KK01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源投入後の起動動作中に所定の情報を
    ラッチ回路にラッチする半導体集積回路であって、 電源投入後に供給される電源電圧とともに立ち上がり、
    上記電源電圧が所定の電位に達するとロウレベルになる
    入力信号またはその相補信号に基づいて、上記ラッチ回
    路により所定の情報がラッチされる前は電圧生成動作を
    行わず、上記ラッチ回路により上記所定の情報がラッチ
    された後は電圧生成動作を行う電圧生成回路を備えるこ
    とを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 電源投入後の起動動作中に所定の情報を
    ラッチ回路にラッチする半導体集積回路であって、 入力信号のロウレベルが第1の電位から上記第1の電位
    以下の第2の電位にレベルシフトされた上記入力信号に
    基づいて、上記ラッチ回路により所定の情報がラッチさ
    れる前は、最終到達電位より高い電位を上記第2の電位
    として生成し、上記ラッチ回路により上記所定の情報が
    ラッチされた後は、上記最終到達電位を上記第2の電位
    として生成する電圧生成回路を備えることを特徴とする
    半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 上記入力信号のロウレベルを上記第1の
    電位から上記第1の電位以下の第2の電位にレベルシフ
    トするレベルシフト回路と、 上記レベルシフト回路によりレベルシフトされた上記入
    力信号に基づいて、上記所定の情報をラッチするロウレ
    ベルが上記第2の電位であるラッチ回路とを備え、 上記最終到達電位は上記ラッチ回路の通常動作時のロウ
    レベルの電位であることを特徴とする請求項2に記載の
    半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 上記ラッチ回路により上記所定の情報が
    ラッチされる前に生成される上記第2の電位は、上記第
    1の電位であることを特徴とする請求項2に記載の半導
    体集積回路。
  5. 【請求項5】 上記第1の電位は、接地電位であること
    を特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。
  6. 【請求項6】 上記入力信号は、電源投入後に供給され
    る電源電圧とともに立ち上がり、上記電源電圧が所定の
    電位に達するとロウレベルになる信号またはその相補信
    号であることを特徴とする請求項5に記載の半導体集積
    回路。
  7. 【請求項7】 上記第2の電位をメモリのワード線のリ
    セット電位として使用することを特徴とする請求項5に
    記載の半導体集積回路。
  8. 【請求項8】 上記所定の情報は、メモリの冗長判定情
    報であることを特徴とする請求項5に記載の半導体集積
    回路。
  9. 【請求項9】 起動動作中に所定の情報をラッチし、起
    動動作後のロウレベルが最終到達電位であるラッチ回路
    を含む半導体集積回路の起動制御方法であって、 上記ラッチ回路に上記所定の情報をラッチする前は、接
    地電位以下で上記最終到達電位より高い電位を負電位と
    して供給して、入力信号のロウレベルを上記接地電位か
    ら上記負電位にレベルシフトして出力し、出力された信
    号に基づいて上記ラッチ回路に上記所定の情報をラッチ
    した後は、上記最終到達電位を上記負電位として供給す
    ることを特徴とする起動制御方法。
  10. 【請求項10】 上記接地電位以下で上記最終到達電位
    より高い電位は、上記接地電位であることを特徴とする
    請求項9に記載の起動制御方法。
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