JP2002373495A - 半導体チップ、半導体集積回路装置及び半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体チップ、半導体集積回路装置及び半導体集積回路装置の製造方法

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JP2002373495A
JP2002373495A JP2001180783A JP2001180783A JP2002373495A JP 2002373495 A JP2002373495 A JP 2002373495A JP 2001180783 A JP2001180783 A JP 2001180783A JP 2001180783 A JP2001180783 A JP 2001180783A JP 2002373495 A JP2002373495 A JP 2002373495A
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Kazuki Honma
和樹 本間
Yoshiki Kawajiri
良樹 川尻
Masashi Wada
正志 和田
Mikio Sugawara
美紀夫 菅原
Hiroshi Sonoyama
浩史 園山
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Akita Electronics Systems Co Ltd
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Hitachi Ltd
Akita Electronics Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特有の付加価値を持つようにした半導体チッ
プ、量産性の向上及び製品歩留りの改善を図りつつ製品
管理が容易な半導体集積回路装置、量産性の向上、製品
歩留りの改善、市場の需要に対応した合理的な管理を可
能とした半導体集積回路装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 第1電圧及びそれより大きな第2電圧で
動作可能とされる共通回路ブロックに対して、上記第1
電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロッ
クと共同で動作する第1回路ブロック及び上記第2電圧
に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロックと
共同で動作する第2回路ブロック及び上記第1回路ブロ
ック又は第2回路ブロックのいずれかを動作状態にする
電圧品種設定回路を設け、上記第1電圧で動作可能であ
ることの第1識別記録又は上記第2電圧のみで動作可能
であることの第2識別記録を半導体チップに持たせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体チップ、
半導体集積回路装置及び半導体集積回路装置の製造方法
に関し、例えば一括消去型不揮発性メモリの生産技術に
利用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気的一括消去型EEPROMは、チッ
プに形成されたメモリセルの全てを一括して、又はチッ
プに形成されたメモリセルのうち、あるひとまとまりの
メモリセル群を一括して電気的に消去する機能を持つ不
揮発性記憶装置である。1987年の国際電子デバイス
会議(International Electron Device Meeting) におい
発表された電気的一括消去型EEPROMのメモリセル
は、通常のEPROMのメモリセルとよく似た構造を有
している。すなわち、メモリセルは、2層ゲート構造の
絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下、MOSFE
T又は単にトランジスタと称する)により構成され、情
報は実質的にしきい値電圧の変化としてトランジスタに
保持される。上記メモリセルへの情報の書き込み動作
は、EPROMのそれと同様である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような不揮発性
のメモリセルを含む半導体集積回路装置においては、内
部回路が同じでも、それが用いられるシステムに対応し
て動作電圧が異なるものが形成される。例えば、パーソ
ナルコンピュータシステムに搭載されるものは、3.0
Vのような比較的高い電圧で動作させられ、携帯端末装
置では2.5Vのような中間電圧で動作させられ、IC
カードに搭載されるものでは1.8Vのような低い電圧
で動作させられる。このため、内部のメモリ部は同じで
も上記のような動作電圧に対応した別品種の半導体集積
回路装置を形成するため製造効率が悪くなる。
【0004】そこで、本願発明者においては、メモリア
レイ及びその選択回路を複数の動作電圧に対応させて共
通回路で構成し、動作電圧により回路の動作や出力特性
が異なるような回路については、個々の電圧に対応した
複数通りの回路を作り込んで、ボンディングオプション
等により何れか1つの動作電圧で動作可能にすることに
より半導体集積回路装置の量産性の向上を図ることを考
えた。
【0005】更に、同じMOSFET等のような半導体
素子で構成された回路においては、複数通りの電圧のそ
れぞれにおいて同等の特性、例えば所望の動作速度を実
現することを考えた場合、最も低い電圧での動作が最も
厳しくなることに着目し、上記のような単なる半導体集
積回路装置の量産性の向上に止まらず、動作電圧を考慮
して実質的な製品歩留りの改善、市場の需要に対応した
製品管理を含む合理的な製造方法及びシステムへの柔軟
な適用を思い付いた。
【0006】この発明の目的は、特有の付加価値を持つ
ようにした半導体チップを提供することにある。この発
明の他の目的は、量産性の向上及び製品歩留りの改善を
図りつつ製品管理が容易な半導体集積回路装置を提供す
ることある。この発明の他の目的は、量産性の向上、製
品歩留りの改善、市場の需要に対応した合理的な管理を
可能とした半導体集積回路装置の製造方法を提供するこ
とにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らか
になるであろう。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、第1電圧及びそれより大き
な第2電圧で動作可能とされる共通回路ブロックに対し
て、上記第1電圧に対応した回路設計がなされて上記共
通回路ブロックと共同で動作する第1回路ブロック及び
上記第2電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
路ブロックと共同で動作する第2回路ブロック及び上記
第1回路ブロック又は第2回路ブロックのいずれかを動
作状態にする電圧品種設定回路を設け、上記第1電圧で
動作可能であることの第1識別記録又は上記第2電圧の
みで動作可能であることの第2識別記録を半導体チップ
に持たせる。
【0008】本願において開示される発明のうち他の代
表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りであ
る。すなわち、第1電圧及びそれより大きな第2電圧で
動作可能とされる共通回路ブロックに対して、上記第1
電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロッ
クと共同で動作する第1回路ブロック及び上記第2電圧
に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロックと
共同で動作する第2回路ブロック及び上記第1回路ブロ
ック又は第2回路ブロックのいずれかを動作状態にする
電圧品種設定回路を半導体チップに設け、上記半導体チ
ップが上記第1電圧で動作可能であるときは、上記電圧
品種設定回路により上記第1回路ブロック又は第2回路
ブロックのいずれかを選択し、上記第2電圧のみで動作
可能であるときは、上記電圧品種設定回路により上記第
2回路ブロックを選択する。
【0009】本願において開示される発明のうち更に他
の代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通り
である。すなわち、第1電圧及びそれより大きな第2電
圧で動作可能とされる共通回路ブロックに対して、上記
第1電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブ
ロックと共同で動作する第1回路ブロック及び上記第2
電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロッ
クと共同で動作する第2回路ブロック及び上記第1回路
ブロック又は第2回路ブロックのいずれかを動作状態に
する電圧品種設定回路を備えた半導体チップをウェハ上
に形成し、プロービングテスト工程で上記各半導体チッ
プが上記第1電圧又は第2電圧で動作可能であるか否か
の試験を行い、上記試験結果と製品需要に対応させて上
記第1電圧で動作可能とされるチップに対して上記電圧
品種設定回路に対して第1電圧の設定を組み立て工程で
行ない、上記第1電圧で動作可能とされるチップ及び第
2電圧のみでの動作が可能とされるチップに対して上記
電圧品種設定回路に対して第2電圧の設定を組み立て工
程を行う。
【0010】
【発明の実施の形態】図1には、この発明に係る不揮発
性メモリの一実施例の全体ブロック図が示されている。
同図の各回路ブロックは、公知の半導体集積回路の製造
技術により、、特に制限されないが、単結晶シリコンの
ような1個の半導体基板上において形成される。
【0011】メモリアレーは、コントロールゲートとフ
ローティングゲートとを備えたスタックドゲート構造の
不揮発性メモリセルが、ワード線とデータ線との交点に
マトリックス配置されてなるものである。上記メモリセ
ルのコントロールゲートは対応するワード線に接続さ
れ、ドレインは対応するデータ線に接続され、ソースは
対応するソース線に接続される。特に制限されないが、
メモリセルの書き込み動作は薄い酸化膜を通したトンネ
ル電流を利用して行われ、又はソース−ドレイン間を電
流が流れることにより発生するホットエレクトロンを利
用して行われる。メモリセルの消去動作はトンネル電流
を利用して行われる。冗長アレーは、上記メモリアレー
に含まれる不良ビット線、あるいは不良ワード線に置き
換えられる予備ワード線(予備ブロック)、予備ビット
線及びそれらに接続される予備メモリセルから構成され
る。
【0012】上記冗長アレーに対応してカラム系の選択
回路、つまり冗長用Y−Gate/書き込み回路、セン
スアンプSAがそれぞれ設けられる。ルーターは、救済
データにより書き込みのときには、不良アドレスに対応
した書き込み回路に代えて冗長用の書き込み回路に切り
替え、読み出しのときにはセンスアンプ出力に代えて冗
長用センスアンプの出力に切り替える。これにより、メ
モリアレーの不良セルが冗長アレーの予備セルに切り替
えられる。
【0013】入力バッファは、制御信号CE、OE、W
E、WP及びRPに対応した制御バッファと、アドレス
信号A0〜Anに対応したアドレスバッファからなり、
アドレスバッファはラッチ機能を持つようにされる。ア
ドレスバッファに取り込まれたアドレス信号は、プリデ
コーダに伝えられてX系デコード信号とY系デコード信
号が形成される。X系デコード信号は、ワード系選択回
路であるワード、SG(セレクトゲート)及びウエルの
各ドライバに供給されて、書き込み、読み出し及び消去
のそれぞれの動作モードに対応したワード線の選択/非
選択動作を行うようにされる。Y系デコード信号はYド
ライバに伝えられ、書き込み/読み出しのそれぞれの動
作モードに対応したビット線の選択動作に用いられる。
かかるビット線の選択動作は、Y−Gate/書き込み
回路により行われる。
【0014】上記ライトバッファは、ラッチ機能を備
え、外部端子I/O1〜I/O15から入力された書き
込み信号の複数分を一括して記憶する。例えば、1ワー
ド線分に対応した記憶データの保持が可能とされる。上
記16ビット単位でのデータの入出力を行う場合、例え
ば128組の書き込みデータの記憶が可能とされる。こ
れにより、2048ビット分の書き込みデータの保持が
可能となり、1つのワード線に接続された2048個の
メモリセルへの同時書き込みが可能となる。上記メモリ
アレーから読み出された読み出し信号は、センスアンプ
(SA)によりセンスされ、その出力信号は、一方にお
いて、入出力バッファ10を通して外部端子I/O0〜
I/O15に出力される。また、入出力バッファの出力
信号はベリファイ動作のために自動制御回路WSMにも
伝えられる。
【0015】上記入力バッファに含まれる制御バッファ
の信号WEとCEで書き込み/読み出し/消去の制御が
行われる。例えば、信号CE及びWEをロウレベルにす
ると、外部端子I/O0〜I/O15から入力されたデ
ータを入出力バッファを介してコマンドとして自動制御
回路WSMに取り込まれる。自動制御回路WSMは、入
力されたコマンドを解読して書き込み/消去/読み出し
動作の判定を行う。通常、電源投入後やリセット信号R
Pによるリセット後は、読み出しモードにセットされ
る。信号WPは書き込み動作を禁止するライトプロテク
トのために用いられる。信号RPはリセット信号であ
り、外部よりリセットをかけるときに用いられる。特に
制限されないが、上記OE、WE、CE、WP及びRP
の各信号は、ロウレベルがアクティブレベルとされるバ
ー信号とされる。
【0016】自動制御回路WSM(Write State Machin
e)は、入力されたコマンドを解読して書き込み、消去及
び読み出しの各動作モードに対応した制御信号を形成す
る。自動制御回路WSMは、簡素化されたマイクロコン
ピュータ機能を持つ回路により構成され、格納されたプ
ログラムに従って上記書き込み,消去及び読み出しの各
動作モードに対応した動作シーケンス制御信号を形成す
る。
【0017】自動制御回路WSMは、動作モード及び動
作シーケンス等の内部状態を記憶しており、必要に応じ
て入出力バッファから読み出しが行われるようにされ
る。つまり、マイクロコンピュータ等のホストシステム
は、データポーリング等によりフラッシュメモリの内部
状態を把握して、その制御を行うようにする。つまり、
例えば約0.5s〜1sもの長い時間を必要とするよう
な消去動作のときには、外部のマイクロコンピュータ等
はフラッシュメモリに対して消去コマンドとアドレスを
発行すると、直ちにかかるフラッシュメモリとのアクセ
スを終了して、バスに接続される他の周辺装置との間
で、上記の消去時間の間に他のデータ処理に入るように
する。そして、ポーリングによって消去終了を検出する
と、書き込み等の動作に入ることができるようにする。
【0018】リセット回路は、リセット信号RPと電源
電圧Vccの検出結果でリセット信号を生成する。この電
源電圧の検出は、電源投入の検出の他に、電源電圧が所
望の電圧以下に低下したことも検出し、書き込み動作や
消去動作を停止させる。これにより、電源電圧不足によ
って不十分な書き込み/消去が行われるのを未然に防止
する。電源回路は、書き込み用ワード線電圧VWD、セ
レクトゲート電圧VSG、ウエル電圧VWEL、書き込
みビット線電圧VPD及び書き込み/消去消去のベリフ
ァイ用のワード線の選択電圧や消去阻止用電圧を発生さ
せる。電源回路は、チャージポンプ回路を備えており、
発振回路で形成された発振パルスにより電源以上に昇圧
された電圧、負電圧等の各種電圧を発生させる。上記発
振回路の発振パルスは、前記自動制御回路WSMの動作
に必要なクロック信号としても用いられる。
【0019】特に制限されないが、消去単位はワード線
単位(セクタ)あるいは複数のワード線からなるブロッ
ク単位での消去、更にはメモリマットを一括して消去す
る構成も加えてもよい。このような複数のワード線にわ
たる消去単位に合わせて、消去時に選択されるワード線
の数が変えられる。そして、消去ベリファイにおいて
は、ワード線のアドレスの切り換えが行われて消去単位
に対応した複数のワード線が順次に切り換えられるよう
にされる。
【0020】電圧品種制御回路は、ボンディングパッド
BOPの信号とフラッシュヒューズに設定された品種デ
ータにより複数通り、例えば1.8Vに対応した信号H
18、2.5Vに対応したH25及び3.0Vに対応し
た信号H30を形成し、それぞれの電源電圧Vccでの動
作を設定する。つまり、前記メモリアレー等のメモリ回
路及びその選択回路は、複数通りの電源電圧Vccに対し
て共通に動作するように設計されており、電源電圧Vcc
に対応してその出力や動作速度が異なるような回路、例
えばリセット回路、電源回路、発振回路、センスアン
プ、及び入出力バッファに対して上記それぞれの電源電
圧に適合した回路動作を行うよう電圧品種切り替え信号
H18、H20、H30を供給する。
【0021】この実施例のフラッシュメモリでは、電圧
品種制御回路によりボンディング、ヒューズオプション
で電圧品種切り替え信号H18,H25,H30を生成
し、電源電圧Vccにより変更が必要な回路(リセット回
路、発振回路、電源回路、センスアンプ、入出力バッフ
ァ等)の定数あるいは回路そのものを切り替えてそれぞ
れの電源電圧(1.8V、2.5V及び3.0V)のも
とで所望の回路動作を安定的に行うようにするものであ
る。この実施例では、ボンディングパッド(BOP)と
フラッシュヒューズの出力で電圧品種切り替え信号H1
8,H25,H30を生成しているが、これに限定され
ず2つのボンディングパッドで生成しても良い。
【0022】この実施例では、特に制限されないが、フ
ラッシュメモリの一部を不良アドレスを記憶させるヒュ
ーズとして用いられる。メモリアレーの端部にフラッシ
ュヒューズエリアが設けられる。このフラッシュヒュー
ズに対する書き込み/消去及び読み出しのためにドライ
バとフラッシュヒューズラッチとが設けられる。この実
施例では、単に不揮発性メモリに救済アドレスを記憶さ
せたのでは、フラッシュヒューズに不良があった場合に
救済回路が不能となる。そこで、後述するような工夫に
よってフラッシュヒューズを構成するメモリセルに欠陥
があっても、それに影響されないで正しく不良アドレス
及びこの発明に係る品種データを記憶できるようにされ
る。
【0023】図2には、この発明に係る半導体集積回路
装置に用いられる電圧品種制御回路の一実施例の構成図
が示されている。電圧品種制御回路は、ボンディングパ
ッドBOPに与えられる電圧と、ヒューズFuseの信
号によって、3通りの電圧品種切り替え信号H18,H
25,H30を形成する。
【0024】つまり、ボンディングパッドBOPを0
(ロウレベル)にし、ヒューズFuseを0(ロウレベ
ル)にすると、電圧品種切り替え信号H30のみがハイ
レベル(論理1)にされ、他はロウレベルとなる。ボン
ディングパッドBOPを0(ロウレベル)にし、ヒュー
ズFuseを1(ハイレベル)にすると、電圧品種切り
替え信号H25のみがハイレベル(論理1)にされ、他
はロウレベルとなる。そして、ボンディングパッドBO
Pを1(ハイレベル)にし、ヒューズFuseを1(ハ
イレベル)にすると、電圧品種切り替え信号H18のみ
がハイレベル(論理1)にされ、他はロウレベルとな
る。また、ボンディングパッドBOPを1(ハイレベ
ル)にし、ヒューズFuseを0(ロウレベル)にして
も、電圧品種切り替え信号H18のみがハイレベル(論
理1)にされる。
【0025】上記のような電圧品種制御回路からの電圧
品種切り替え信号H18のハイレベル(”1”)は、電
源電圧Vcc=1.8Vに対応した回路動作ないし回路選
択を行ない、電圧品種切り替え信号H25のハイレベル
(”1”)は、電源電圧Vcc=2.5Vに対応した回路
動作ないし回路選択を行ない、電圧品種切り替え信号H
30のハイレベル(”1”)は、電源電圧Vcc=3.0
Vに対応した回路動作ないし回路選択を行なうようにさ
れる。
【0026】図3には、上記図2の電圧品種制御回路の
一実施例の回路図が示されている。ボンディングパッド
BOPは、抵抗を介して入力と出力とが交差接続されて
ラッチ形態にされた2つのインバータ回路の一方の入出
力ノードに接続される。この一方の入出力ノードと回路
の接地電位との間には、Nチャンネル型のMOSFET
のゲート容量が負荷として接続されている。上記ラッチ
回路の他方の入出力ノードと電源電圧との間には、同様
なPチャンネル型のMOSFETのゲート容量が負荷と
して設けられる。これにより、上記ラッチ回路は、ボン
ディングパッドBOPがフローティング状態のとき、つ
まりボンディングパッドBOPにボンディングが行われ
ないときでも、電源投入直後には上記一方の入出力ノー
ドがロウレベルに、上記他方の入力がハイレベルに安定
するようにされる。
【0027】上記ボンディングパッドBOPに対してボ
ンディングによって電源電圧Vccが与えられたなら、抵
抗を介して上記一方の入出力ノードにハイレベルが伝え
られる。これにより、上記ラッチ回路は上記状態とは逆
にセットされる。つまり、一方の入出力ノードがハイレ
ベルにされ、これに応じて他方の入出力ノードがロウレ
ベルにされる。上記ボンディングパッドBOPに対して
ボンディングによって回路の接地電位Vssが与えられた
なら、抵抗を介して上記一方の入出力ノードにロウレベ
ルが伝えられるから、ボンディングパッドBOPがフロ
ーティング状態のときと同じくされる。したがって、こ
の実施例回路では、1.8Vでの動作の設定を行うとき
にのみ、上記ボンディングパッドBOPに対して電源電
圧Vccを供給するというワイヤボンディングを行ない、
それ以外は上記Vssを与えるようなワイヤボンディング
を省略してもよい。
【0028】この実施例では、ボンディングパッドBO
Pに対してボンディングによって電源電圧が与えられた
なら、電圧品種切り替え信号H18をハイレベルにし、
それ以外のときは電圧品種切り替え信号H18をロウレ
ベルにする。そして、電圧品種切り替え信号H18のロ
ウレベルを用いて、ゲート回路により上記フラッシュヒ
ューズ信号FUSEのロウレベル/ハイレベルに対応し
て電圧品種切り替え信号H25/H30がハイレベルに
される。ボンディングパッドBOPで1.8V品と2.
5V/3.0V品を切り替える理由は後で詳述するが電
源電圧Vccの立ち上がりによりバワーオンリセット回路
の反応レベルを変える必要があり、パワーオンリセット
回路の出力RESET信号で読み出すフラッシュヒュー
ズの信号を使えないためである。
【0029】図4には、この発明に係る半導体集積回路
装置に用いられる電源回路の一実施例のブロック図が示
されている。この実施例では、3種類のチャージポンプ
回路が設けられる。電圧VPDPは、メモリセルへの書
き込み動作のときにビット線に与えられる電圧である、
電圧VSGPは、後述するような書き込み時のメインビ
ット線とメモリセルが接続されたサブビット線とを接続
するセレクトゲート用の選択動作と消去時のウェル供給
に用いられる電圧である。電圧VNは、消去動作のため
の負電圧である。
【0030】これらの3つのチャージポンプ回路には、
それぞれ動作の有効/無効を制御する制御信号PUMP
E(VDP)、PUMPE(VSG)、PUMPE(V
N)が供給される。そして、クロック信号CLK及び電
圧品種切り替え信号H18、H25及びH30が各チャ
ージポンプ回路に対して共通に供給される。上記3つの
チャージポンプ回路で形成された電圧VPDP、VSG
P及びVNは、電圧分配回路に伝えられ、かかる電圧分
配回路を介して各電圧VWD、VPD、VWELL及び
VSGが出力される。
【0031】上記3つの各チャージポンプ回路は、電圧
品種切り替え信号H18、H25及びH30により、そ
れぞれの電源電圧Vccに適合して、電源電圧Vccが1.
8V、2.5Vあるいは3.0のいずれの場合でも、ほ
ぼ同じ電圧VPD、VSG及びVNを形成する。これに
より、上記3種類の電源電圧のもとでも、同様にデータ
の書き込み、読み出し及び消去が可能にされる。
【0032】図5には、図4のチャージポンプ回路の一
実施例の回路図が示されている。この実施例では、4段
のポンプ回路が2個と、10段のポンプ回路が1個が縦
列形態に接続される。つまり、各ポンプ回路に入力IN
にはダイオード形態のMOSFETを介して電源電圧V
ccが供給される。そして、初段側のポンプ出力は中段側
のポンプ回路の入力INに伝えられ、かかる中段側のポ
ンプ出力OUTは終段のポンプ回路の入力INに伝えら
れることによって、上記の縦列形態にされる。
【0033】上記3つのポンプ回路の動作を電源電圧V
ccに対応させて選択的に動作させる。つまり、Vcc=
1.8Vのときには、上記3つのチャージポンプ回路を
全部動作させる。Vcc=2.5Vのときには、上記3つ
のチャージポンプ回路のうち中段側と終段側の2つを動
作させる。そして、Vcc=3.0Vのときには、上記3
つのチャージポンプ回路のうち終段側の1つのみを動作
させる。
【0034】このような3つのチャージポンプ回路の動
作制御のために、クロック端子CLKには、クロック信
号CLKがゲート回路を介して伝えられる。上記終段側
のチャージポンプ回路は、いずれの電源電圧のもとでも
動作させるのでポンプイネーブル信号PUMPEと後に
説明する検出回路の出力信号を受けるゲート回路の出力
信号がインバータ回路を介して伝えられる。
【0035】中段側のチャージポンプ回路は、電圧品種
切り替え信号H30がロウレベルであって、上記ポンプ
イネーブル信号PUMPEと後に説明する検出回路の出
力信号を受けるゲート回路の出力信号がロウレベルとき
に動作させられる。つまり、電源電圧Vccが1.8V及
び2.5Vのときのいずれでも動作させられる。そし
て、初段側のチャージポンプ回路は、電圧品種切り替え
信号H25及びH30がロウレベルであって、上記ポン
プイネーブル信号PUMPEと後に説明する検出回路の
出力信号を受けるゲート回路の出力信号がロウレベルと
きに動作させられる。つまり、電源電圧Vccが1.8V
ときのみ動作させられる。
【0036】この実施例の3つのチャージポンプ回路で
は、上記のような電圧品種切り替え信号H25、H30
の組み合わせよって、Vcc=1.8Vの時にはポンプ段
数が18段にされ、Vcc=2.5Vの時にはポンプ段数
が14段にされ、Vcc=3.0Vの時にはポンプ段数が
10段で動作するよう制御される。これにより、各電源
電圧1.8V、2.5V、3.0Vのそれぞれに合わせ
最適なポンプ駆動能力(例えば12V、150μA)に
している。
【0037】検出回路は、基準電圧Vref と、出力電圧
を分圧電圧した電圧を比較して所望の電圧以上になる
と、ポンプ動作を停止させることにより出力電圧が一定
になるように出力電圧制御を行うものである。フラッシ
ュヒューズはトリミングデータを形成し、上記チャージ
ポンプ回路及び検出回路を構成する素子のプロセスバラ
ツキを補償し、所望の出力電圧が得られるような設定を
行う。
【0038】図6には、図5のポンプ回路の一実施例の
回路図が示されている。この実施例のポンプ回路は、キ
ャパシタとダイオード及びキャパシタに与えられる互い
に逆相のクロックパルスを組み合わせてキャパシタの保
持電圧とクロック信号のハイレベルとを順次に加算させ
て昇圧動作を行うものである。ダイオードは、ポリシリ
コン上にP,N不純物をインプラして形成されたポリダ
イオード又はダイオード接続のMOSFETを用いても
よく、キャパシタはMOSFETのゲート容量を用いて
構成することができる。
【0039】図7には、この発明に係る半導体集積回路
装置に用いられる発振回路の一実施例のブロック図が示
されている。この実施例の発振回路は、前記自動制御回
路WSM(Write State Machine)やポンプを駆動するた
めのクロック信号を形成する。チャージポンプ回路で
は、その周波数が多少変化しても全体としての出力電圧
はそれほど変わらない。しかし、自動制御回路WSM
は、マイクロコンピュータ機能を持ち、書き込み時間、
消去時間等のような時間制御も行うものであるので、そ
の基準となるクロック信号CLKの周波数が電源電圧V
ccにより変化したのでは上記のような時間制御ができな
くなってしまう。
【0040】そこで、この実施例においては、上記電源
電圧Vcc=1.8V用,Vcc=2.5V用,Vcc=3.
0V用のそれぞれに対応して、3つの発振回路18、2
5及び30が設けられる。上記3つの発振回路18、2
5及び30のそれぞれは、前記電圧品種切り替え信号H
18、H25及びH30のそれぞれにより発振回路の動
作が有効/無効が制御される。上記3つの発振回路1
8、25及び30の出力信号OUTは、ノアゲート回路
及びインバータ回路を通して出力される。上記3つの発
振回路18、25及び30のうちいずれか1つが有効と
されるので、クロック信号CLKは上記電源電圧Vcc=
1.8V,Vcc=2.5V,Vcc=3.0Vのいずれで
もほぼ同じ周波数になるように形成される。
【0041】図8には、図7の発振回路の一実施例の回
路図が示されている。この発振回路は、前記3つの発振
回路18、25及び30において共通の回路とされる。
ただし、発振周波数を決定する抵抗素子R1の抵抗値
が、例えばH18に対応した発振回路18では12.5
KΩ、H25に対応した発振回路25では18KΩ、H
30に対応した発振回路30では22KΩのようにされ
る。
【0042】発振回路は、基本的にはリングオシレータ
で構成される。つまり、クロックイネーブル信号CLK
E、電圧品種切り替え信号H18で制御されるナンド
(NAND)ゲート回路、その出力に設けられた抵抗R
1とキャパシタからなる時定数回路及び増幅回路とイン
バータ回路とが縦列形態に接続されてリングオシレータ
が構成される。残り2つの発振回路25及び30におい
ては、上記電圧品種切り替え信号H25及びH30が用
いられる。
【0043】上記増幅回路は、2つのPチャンネル型M
OSFETと2つのNチャンネル型MOSFETを直列
接続した入力回路と、かかる入力回路の出力をインバー
タ回路を介して反転した信号を受けるPチャンネル型M
OSFET及びNチャンネル型MOSFETに帰還させ
る。これらのPチャンネル型MOSFETとNチャンネ
ル型MOSFETは、上記入力回路の出力側に接続され
たPチャンネル型MOSFET及びNチャンネル型MO
SFETのそれぞれに並列形態に設けられる。上記帰還
回路により、正帰還がかかり増幅回路の出力がロウレベ
ルからハイレベルに、あるいはハイレベルからロウレベ
ルへの変化を急峻にする。
【0044】この発振回路は、クロックイネーブル信号
CLKEがロウレベル、あるいは電圧品種切り替え信号
H18がロウレベルのときには、上記ナンドゲート回路
の出力信号がハイレベルに固定されるので、発振動作が
停止するとともにリングオシレータを構成する各段回路
においては、理論的に直流電流が流れないので低消費電
力となる。つまり、前記のように3つの発振回路が設け
られるものであるが、フラッシュメモリがデータ保持状
態のときには3つ発振回路での消費電流が零となり、書
き込みや読み出し、あるいは消去動作のときには電源電
圧に応じていずれか1つの発振回路のみが動作するの
で、格別に消費電流が増加するものとはならない。
【0045】図9には、図7の発振回路の他の一実施例
の回路図が示されている。この発振回路は、1つの発振
回路により電源電圧Vcc=1.8V、Vcc=2.5V、
Vcc=3.0Vのそれぞれに対応してほぼ一定の発振周
波数のクロック信号CLKを形成するものとされる。
【0046】図10には、図9の発振回路の一実施例の
回路図が示されている。この実施例では、3種類の電圧
品種切り替え信号H18、H25及びH30に対応して
3種類の入力ゲート制御信号形成回路と、それに対応し
た3つの入力ゲート回路が設けられる。電圧品種切り替
え信号H30に対応した入力ゲート回路の出力信号は、
抵抗R3、R2及びR1の直列回路を通して前記同様な
キャパシタ及び増幅回路の入力に伝えられる。電圧品種
切り替え信号H25に対応した入力ゲート回路の出力信
号は、上記抵抗R3とR2の接続点に伝えられる。電圧
品種切り替え信号H18に対応した入力ゲート回路の出
力信号は、上記抵抗R2とR1の接続点に伝えられる。
【0047】これにより、最も高い電圧Vcc=3.0V
でリングオシレータが動作するとき、各段での信号遅延
が短くなり、そのままでは周波数が高くなってしまうの
で、上記のように3つの抵抗R3、R2及びR1の直列
回路により時定数を大きくして信号遅延を長くして補償
する。中間の電圧Vcc=2.5Vでリングオシレータが
動作するとき、各段での信号遅延が中程度に短くなり、
そのままでは周波数が中程度高くなってしまうので、上
記のように2つの抵抗R2及びR1の直列回路により時
定数を中程度大きくして信号遅延を中程度長くして補償
する。最も低い電圧Vcc=1.8Vでリングオシレータ
が動作するとき、各段での信号遅延が長くなり、そのま
までは周波数が低くなってしまうので、上記1つの抵抗
R1により時定数を小さくして信号遅延を短くして補償
する。
【0048】上記直列接続される抵抗R1、R2及びR
3に対応させて、上記増幅回路に設けられるPチャンネ
ル型MOSFETのソース抵抗R1、及びNチャンネル
型MOSFETのソース抵抗R3の抵抗値が決められ
る。例えば、R1=12.KΩに、R2=5.5KΩ、
R3=4.0KΩにされる。このように発振周波数を決
めている抵抗回路の抵抗値を電圧品種切り替え信号H1
8、H25及びH30で切り替え最適な発振周波数にす
る。
【0049】上記のような切り替えにおいて、選択され
ない入力ゲート回路の出力は、出力ハイインピーダンス
状態にされる。つまり、上記のような直列抵抗回路の途
中に帰還信号が入力されるので、非選択の入力ゲート回
路の出力をクロックドインバータ回路を用いて出力ハイ
インピーダンス状態して、選択状態のリングオシレータ
の動作に影響を与えないようにするものである。
【0050】図11には、この発明に係る半導体集積回
路装置に用いられるリセット回路の一実施例のブロック
図が示されている。リセット回路は、電源電圧印加時と
消去/書き込み時に電源電圧が低下した時に動作を停止
させるリセット信号を発生させる。リセット信号RES
ETは外部入力ピンRPがロウレベルで、パワーオンリ
セット信号PORと低電圧検出信号LowVccの何れか
がハイレベルになった時ハイレベルになり各回路をリセ
ットさせる。
【0051】この実施例では、パワーオンリセット回路
PORは電源電圧Vcc=1.8Vに対応したパワーオン
リセット回路POR18と、電源電圧Vcc=2.5V及
びVcc=3.0Vに共通なパワーオンリセット回路PO
R2530の2つが設けられる。同様に、低電圧検出回
路も電源電圧Vcc=1.8Vに対応した低電圧検出回路
LowVcc18と、電源電圧Vcc=2.5V及びVcc
=3.0Vに共通な低電圧検出回路LowVcc253
0の2つが設けられる。
【0052】上記2つの回路POR18とPOR253
0及びLowVcc18とLowVcc2530のそれ
ぞれ出力部にはセレクタが設けられる。これら2つのセ
レクタは、電圧品種切り替え信号H18により制御され
て、電源電圧Vccに対応して2つの回路のうち、いずれ
か1方の出力がパワーオンリセット信号POR、低電圧
検出信号LowVccを形成して制御回路に伝える。制
御回路はリセット信号RESETを発生して、各回路を
リセットさせる。
【0053】図12には、図11のパワーオンリセット
回路及び低電圧検出回路の動作を説明するための電圧特
性図が示されている。図12(A)は、パワーオンリセ
ット回路の電圧特性図が示されている。パワーオンリセ
ット回路POR18は、回路素子のプロセスバラツキに
対応して斜線を付した電圧範囲、つまり、電源電圧V0
が0.8Vから1.2Vの範囲でパワーオンリセット信
号PORを発生させる。パワーオンリセット回路POR
2530は、回路素子のプロセスバラツキに対応して斜
線を付した電圧範囲、つまり、電源電圧V0が1.3V
から1.8Vの範囲でパワーオンリセット信号PORを
発生させる。これにより、電電電圧Vccが2.5Vと
3.0Vのいずれの時でも必要なパワーオンリセット信
号PORを発生させることができる。
【0054】図12(B)は、低電圧検出回路の電圧特
性図が示されている。低電圧検出回路LowVcc18
は、回路素子のプロセスバラツキに対応して斜線を付し
た電圧範囲、つまり、電源電圧V0が1.2Vから0.
8Vの範囲で低電圧検出信号LowVccを発生させ
る。低電圧発生回路LowVcc2530は、回路素子
のプロセスバラツキに対応して斜線を付した電圧範囲、
つまり、電源電圧V0が1.8Vから1.3Vの範囲で
低電圧検出信号LowVccを発生させる。電電電圧V
ccが2.5Vと3.0Vのいずれの時でも上記信号Lo
wVccにより誤った書き込みや消去を未然に防止す
る。
【0055】図13には、図11のセレクタの一実施例
の回路図が示されている。セレクタは、Pチャンネル型
MOSFETとNチャンネル型MOSFETとが並列形
態に接続されてなるCMOSスイッチ回路が用いられ
る。このCMOSスイッチ回路を2種類のパワーオンリ
セット信号POR18、POR2530及び低電圧検出
信号LowVcc18、LowVcc2530のそれぞ
れに対応して2つ設け、電圧品種切り替え信号H18に
より相補的にスイッチ制御する。これにより、電源電圧
Vccが1.8Vのときと、2.5V又は3.0Vのとき
に対応して各信号POR,LowVccを選択的に出力さ
せる。
【0056】図14には、図11の制御回路の一実施例
の回路図が示されている。この実施例では、ノアゲート
回路とインバータ回路により構成された論理和ゲート回
路が用いられる。つまり、外部端子から供給されたリセ
ット信号RPと、パワーオンリセット信号POR、低電
圧検出信号LowVccのうち、いずれか1つでもハイ
レベル(論理1)になると、リセット信号RESETを
発生させる。
【0057】図15には、図11のパワーオンリセット
回路の一実施例の回路図が示されている。この実施例の
パワーオンリセット回路は、Vcc=1.8V用に向けら
れている。Pチャンネル型MOSFETMP2、MP4
と、Nチャンネル型MOSFETMN3、MN4、MN
5で構成されるラッチ回路は、電源投入時、容量として
用いているMOSFETMP3、Nチャンネル型MOS
FETMN5によりノードN1はハイレベル、ノードN
2はロウレベルになるように設定される。
【0058】上記電源投入時にロウレベルになるノード
N2の信号がインバータ回路INV1、2、3、4、5
からなる5個(奇数)の遅延回路により遅延され、イン
バータ回路INV5の電源電圧に対応した出力電圧が抵
抗R1とR2で分圧されてNチャンネル型MOSFET
MN1のゲートに伝えられる。また、動作の安定化のた
めに電源投入時にハイレベルにされるべきインバータ回
路INV1とINV3のそれぞれの出力には電源電圧側
に設けられたMOSFETMP7、MP8からなる容量
が、電源投入時にロウレベルにされるべきインバータ回
路INV2の出力には回路の接地電位側に設けられたM
OSFETMN9からなる容量が設けられて、上記電源
投入時の初期状態が設定される。
【0059】上記MOSFETMN1のゲートに抵抗R
1とR2により分圧された電圧がMOSFETMN1の
しきい値電圧以上になると、かかるMOSFETMN1
がオン状態となり、上記電源投入時にハイレベルにされ
たノードN1をロウレベルに引き抜く。これにより、上
記ラッチ回路が反転させられて前記図第12に示した特
性が得られる。つまり、電源投入から上記MOSFET
MN1がオン状態にするまでの間、パワーオンリセット
信号PORが発生させられる。
【0060】図16には、図11のパワーオンリセット
回路の一実施例の回路図が示されている。この実施例の
パワーオンリセット回路は、Vcc=2.5V/3.0V
用に向けられている。回路構成は、前記図15の実施例
回路と同様であるが、分圧電圧を形成する抵抗R1とR
2の抵抗値、言い換えるならば、インバータ回路INV
5の出力電圧を分圧する分圧比がVcc=2.5V/3.
0V用に対応して前記図15の回路とは異なるようにさ
れる。ちなみに、図15の回路では、R1:R2は、
1:19に設定されるが、図16の回路ではR1:R2
は、1:4に設定される。図16の回路では、直流電流
を削減するために抵抗値でみると4KΩと16KΩに設
定される。
【0061】図17には、図11の低電圧検出回路の一
実施例の回路図が示されている。この実施例の低電圧検
出回路は、Vcc=1.8V用に向けられている。活性化
信号OPがハイレベルになると、Nチャンネル型MOS
FETMN1がオン状態となり、抵抗R4とバイポーラ
トランジスタQ1に電流を流してノードN1の電位をト
ランジスタQ1のベース−エミッタ間電圧VBE(約
0.7V)にする。このとき、MOSFETMN1のオ
ン抵抗を上記抵抗R4に比べて小さくして無視できるよ
うにする。
【0062】このノードN1の電圧を基準電圧として、
抵抗R1とR6で電源電圧を抵抗分割して形成されたノ
ードN3の電圧とを差動アンプで比較増幅する事によ
り、電源電圧の低下を検出する。つまり、ノードN1の
電圧がノードN3の電圧よりも低い状態では、MOSF
ETMN2で形成された電流が差動MOSFETMN3
よりもMOSFETMN4に多く流れるように電流分配
するので、その差分に対応した出力電流によってノード
N2にハイレベルの出力信号を形成する。上記ノードN
1の電圧に対してノードN3の電位が低くなるように逆
転すると、差動MOSFETMN3に流れる電流がMO
SFETMN4に流れる電流よりも多くなって、ノード
N2にロウレベルの出力信号を形成する。これにより、
図12(B)のような電圧特性が選られる。
【0063】図18には、図11の低電圧検出回路の一
実施例の回路図が示されている。この実施例の低電圧検
出回路は、Vcc=2.5V/3.0V用に向けられてい
る。回路構成は、前記図17の実施例回路と同様である
が、分圧電圧を形成する抵抗R5とR3の抵抗値、言い
換えるならば、電源電圧を分圧する分圧比がVcc=2.
5V/3.0V用に対応して前記図17の回路とは異な
るようにされる。ちなみに、図17の回路では、R1は
12KΩ、R6は36KΩにされて抵抗比が1:3にさ
れる。図16の回路ではR5とR3が同じく24KΩと
されて、抵抗比が1:1にされる。
【0064】図19には、図11の低電圧検出回路の他
の一実施例の回路図が示されている。この実施例では、
1つの低電圧検出回路によりVcc=1.8V用と2.5
V/3.0V用に切り替えるようにするものである。つ
まり、バイポーラ型トランジスタQ1で形成された基準
電圧を共通にし、電源電圧の分圧回路をVcc=1.8V
用と2.5V/3.0V用にセレクタによって切り替え
て用いるようにする。このセレクタには、前記電圧品種
切り替え信号H18が用いられる。抵抗分圧回路により
ノードN4からVcc=1.8V用に対応した分圧電圧を
形成し、ノードN5により2.5V/3.0V用に対応
した分圧電圧を形成する。前記のように1:3と1:1
を実現するには、抵抗R1、R2、R3の抵抗比は、
1:1:2に設定すればよい。この実施例では、上記の
ような回路の共通化によって、回路の簡素化と低消費電
力を図ることができる。
【0065】図20には、図1のフラッシュヒューズ回
路の一実施例の回路図が示されている。このフラッシュ
ヒューズ回路は、本願出願人の先願に係る特願2000
−34245号に詳しく述べられているものが利用され
る。救済データや前記のような電圧品種切り替え信号に
不揮発性の記憶セルを用いた場合、当該セルに不良が発
生すると、それぞれの機能が不能に陥ってしまう。
【0066】この実施例では、16個のメモリセルを2
組(32個のメモリセル)用いて、1ビットの記憶情報
を記憶させる。つまり、2組に相補の記憶情報を記憶さ
せて、差動アンプで読み出すようにするものである。こ
の構成では、上記オン状態又はオフ状態にされる16個
の記憶セルのうち、1つ程度の書き込み及び読み出し不
良があっても、並列形態の16個全体として負荷から流
れるメモリ電流を前記差動アンプにより比較すると、上
記不良セルに影響されないで正しく記憶とその読み出し
が可能になるものである。
【0067】図21は、図20のフラッシュヒューズ回
路の動作を説明するための動作波形図が示されている。
パワーオンリセットRESET信号を受けてラッチイネ
ーブルLATCH、負荷スイッチLSW,ワード線W
L,トンスファスイッチTSWの各信号を生成し、フラ
ッシュヒューズの情報(救済情報、電圧・時間トリミン
グ情報等)を読み出しラッチする。このフラッシュヒュ
ーズ情報は電圧品種切り替え信号にも使われる。このフ
ラッシュヒューズ回路は、上記のような電源投入時の他
に、リセット信号RPが外部端子から供給されたときに
も、上記ラッチイネーブルLATCHを生成して、前記
同様な読み出しが行われる。
【0068】上記フラッシュヒューズの情報は電源投入
時に読み出しラッチにセットしておく必要がある為ボン
ディングオプションBOPのみで決まる電圧品種切り替
え信号H18信号で1.8V品と2.5V品/3.0V
品を切り替えるようにしている。そして、上記フラッシ
ュヒューズ回路の読み出し動作によって、前記図2、図
3等のヒューズ信号Fuseが発生されて、上記信号H
18がロウレベルのときにおいてH25又はH30が生
成される。
【0069】図22には、図1のセンスアンプの一実施
例の回路図が示されている。この実施例のセンスアンプ
はシングルエンド構成のものとされる。メモリセルのメ
モリ電流は、セレクトゲートSG及びY選択回路Y−G
ateを通して増幅MOSFETMN3のソースに伝え
られる。増幅MOSFETMN3は、ゲート接地、ソー
ス入力の増幅動作を行う。Nチャンネル型MOSFET
MN1と、Pチャンネル型MOSFETMP1〜MP3
は、電源電圧を分圧してノードN1にバイアス電圧を供
給する。このノードN1の電圧を受けて、MOSFET
MN3は、データ線Dataのプリチャージ電圧を形成
する。プリチャージ電圧は、上記MOSFETMN1の
ゲートに伝えられて分圧電圧に帰還がかかり、ほぼ一定
の電圧にされる。
【0070】メモリセルが選択され、そのメモリ電流が
上記MOSFETMN3を通して供給される。もしも、
メモリセルがオン状態ならデータ線Dataの電位は低
下するが、それによりMOSFETMN1のオン抵抗値
が大きくなってノードN1の電位を高くして、データ線
Dataの低下を制限する。逆に、メモリセルがオフ状
態ならデータ線Dataの電位を上昇させようとする
が、MOSFETMN1のオン抵抗値が小さくなってノ
ードN1の電位が高くなるのを防ぐ。これにより、ワー
ド線の切り替えにより、オン状態のセル、オフ状態のセ
ルが次々に読み出される場合のデータ線Dataの変化
幅を小さくして高速読み出しを行うにするものである。
【0071】上記メモリ電流を流す増幅MOSFETM
N3のドレインには、負荷MOSFETMP4〜MP7
が設けられおり、電流/電圧変換動によってノードN2
にはメモリ電流に対応した電圧信号が得られる。この電
圧信号をノアゲート回路NORのロジックスレッショル
ド電圧を参照電圧として判定し、ハイレベル/ロウレベ
ルのセンス出力SAoutが形成される。
【0072】上記のようなセンスアンプでは、電源電圧
が異なると、それに対応してノードN1の電圧が変化す
るし、増幅MOSFETMN3と負荷MOSFETによ
る増幅率も異なる。そこで、電源電圧Vcc=1.8V、
2.5V及び3.0Vのそれぞれに対応してノードN1
の電位を決めるMOSFETMP1、MP2及びMP3
を電圧品種切り替え信号H18、H25及びH30によ
りそれぞれ選択すること、及び負荷MOSFETMP4
ないしMP6も上記電圧品種切り替え信号H30、H2
5及びH18によりそれぞれ選択することにより、いず
れの電源電圧Vcc=1.8V、2.5V及び3.0Vに
おいても、メモリ電流の有無に対応した電流−電圧変換
信号をノードN2に得るようにするものである。つま
り、電源電圧が変わってもデータ線Dataのプリチャ
ージ電圧が一定になるようMOSFETMP1、MP
2、MP3を切り替えると伴に負荷MOSFETMP
4、MP5、MP6も電源電圧に合わせ駆動能力が一定
になるよう切り替える。
【0073】信号LCEは、センスアンプ活性化信号で
あり、それをハイレベルにすることにより、上記比MO
SFETMP1〜MP3をオフ状態に、MOSFETM
N2をオン状態にして増幅MOSFETMN3をオフ状
態にするものである。これにより、センスアンプの直流
電流が経路が遮断されて低消費電力となる。
【0074】図23には、図22のセンスアンプの動作
の一例を説明するための波形図が示されている。活性化
信号LCEのロウレベルによりセンスアンプが動作状態
にされる。プリチャージ信号がロウレベルにされて、ノ
ードN2のプリチャージが終了される。Y−Gateを
ハイレベルにし、セレクトゲートSG及びワード線WL
をハイレベルの選択状態にする。Y−Gateのハイレ
ベルにより、データ線Dataはハイレベルにプリチャ
ージされる。上記ワード線WL、セレクトゲートSGの
選択よりメモリ電流が流れるとノードN2は実線で示す
ようにロウレベルにされ、メモリ電流が流れないと点線
で示すようにノードN2はハイレベルを維持する。この
ノードN2の電圧の変化の有無をノアゲート回路NOR
のロジックスレッショルドで判定して、ハイレベル/ロ
ウレベルの読み出し信号SAoutが形成される。
【0075】図24には、図1のセンスアンプの他の一
実施例の回路図が示されている。この実施例のセンスア
ンプは差動タイプのものが用いられる。センスアンプ
は、2つのメモリマットの間に設けられて、一方のメモ
リマットのメモリセルを読み出すときには、他方のメモ
リマットのデータ線Dataのプリチャージ電圧を参照
電圧として用いる。この実施例で、プリチャージ回路に
より、データ線Data(読み出しとリレファレンス側
の両方)のプリチャージを電源電圧、温度依存性のほと
んど無い定電圧Vrefで制御する。このため、電圧品
種切り替え信号によるプリチャージ回路の制御は不必要
となる。
【0076】例えば、同図の左側のデータ線Dataを
読み出し側とする場合には、メモリ電流を形成する負荷
MOSFETMP8、MP9、MP10を切り替える。
そして、右側のデータ線Dataがレファレンス側とさ
れて、負荷MOSFETMP11、MP12、MP13
はアドレス信号/Aiによりオフのままである。これら
の負荷MOSFETMP11、MP12、MP13は、
上記右側のデータ線Dataが読み出し側になった時動
作する。
【0077】図25には、図24のセンスアンプの動作
の一例を説明するための波形図が示されている。以下、
図25を参照しつつセンスアンプの動作を説明する。チ
ップセレクト信号/CEのロウレベルによりメモリアク
セスが開始される。アドレス信号が入力され、かかるア
ドレス信号の入力によりアドレス信号変化検出信号AT
Dが形成される。この信号ATDは、上記信号/CEの
ロウレベルへの変化により生成するものであってもよ
い。信号ATDにより、プリチャージ信号PCとイコラ
イズ信号EQとが一定期間ロウレベルとなり、プリチャ
ージ信号PCのロウレベルに対応してプリチャージ回路
によりプリチャージ電圧が出力され、コイライズ信号E
Qのハイレベル(/EQのロウレベル)に対応してビッ
ト線(読み出し側及びリファレンス側)が上記同じプリ
チャージ電圧Vrefになるようにされる。
【0078】上記信号ATDによりセンスアンプイネー
ブル信号SE、ラッチイネーブル信号LE及びディスチ
ャージ信号が非活性レベルにされる。プリチャージ動作
の終了に対応して負荷制御回路がロウレベルに活性化さ
れる。イコライズ信号EQがロウレベルにされると、ビ
ット線のうちリファレンス側はプリチャージ電圧を維持
するのに対して、読み出し側のビット線の寄生容量は、
負荷MOSFETからの電流とメモリセルに流れる電流
との差分に対応した電流によってチャージアップ又はデ
ィスチャージされる。つまり、メモリセルがオン状態の
ときに流れる電流の半分の電流が負荷MOSFETから
供給される。
【0079】もしも、選択メモリセルがオフ状態なら上
記負荷MOSFETからの電流によってビット線はハイ
レベル側にチャージアップされ、選択メモリセルがオン
状態なら上記負荷MOSFETからの電流の2倍の電流
を流すので、ビット線のプリチャージ電圧をディスチャ
ージさせるものとなる。このようなメモリセルのオン状
態/オフ状態に対応したビット線電圧の変化が、リファ
レンス側のプリチャージ電圧によりセンスされる。つま
り、上記ビット線間の電圧差は、センスアンプイネーブ
ル信号のハイレベルにより差動増幅MOSFETが増幅
し、ラッチイネーブル信号のハイレベルによりラッチ回
路が増幅信号をラッチし、出力回路を通して上記ラッチ
回路の動作に対応して、ディスチャージ信号がハイレベ
ルにされて、上記両ビット線をロウレベルにディスチャ
ージさせ次の動作にそなえる。
【0080】図26には、図1の出力バッファの一実施
例の回路図が示されている。出力バッファは、電源電圧
が高くなるとMOSFETの駆動能力が大きくなり、必
要以上に大きな電流を流すこととなって雑音の発生源と
なるという弊害が生じる。このため、電源電圧による駆
動能力の制御が必要である。この実施例では、前記のよ
うな電圧品種切り替え信号H18、H25及びH30に
対応したそれぞれの電源電圧で、最適な出力MOSFE
Tがオンするよう設計される。
【0081】つまり、電源電圧Vccが1.8Vのときに
は、3個全部のPチャンネル型MOSFET及びNチャ
ンネル型MOSFETを動作させて必要な駆動電流を得
る。電源電圧Vccが2.5Vのときには、3個のPチャ
ンネル型MOSFET及びNチャンネル型MOSFET
のうち2個を選択的に動作させて必要な駆動電流を得
る。電源電圧Vccが3.0Vのときには、3個のPチャ
ンネル型MOSFET及びNチャンネル型MOSFET
のうち1個のみを動作させて必要な駆動電流を得る。
【0082】図27には、この発明に係る半導体集積回
路装置の製造方法に関連した半導体チップのテスト(前
工程)の一実施例のフローチャート図が示されている。
ウェハ上にフラッシュメモリを構成する前記実施例のよ
うな半導体チップが形成された時点で、以下のようなプ
ローブ検査が実施される。
【0083】ステップ(1)においては、ボンディング
BOPにより電源電圧Vcc=1.8Vに対応した電圧設
定が実施される。ステップ(2)では、上記Vcc=1.
8Vにより、メモリテストが実施される。ステップ
(3)では、正しくメモリ動作が行われるか否かの判定
が行われ、良品とされた半導体チップはステップ(1
1)にて、チップ位置情報とかかる電圧情報が格納され
る。前記フラッシュヒューズに余裕が有れば、上記1.
8Vで動作することの識別記録を行うようにするもので
あってもよい。H18、H25及びH30に対応した3
つの識別が可能であればよいから、前記のような32個
のメモリセルを用いたフラシュヒューズを2個用いれば
よい。
【0084】ステップ(3)においては不良とされたメ
モリチップは、ステップ(4)にてボンディングBOP
により電源電圧Vcc=2.5V/3.0Vに対応した電
圧設定が実施される。ステップ(5)では、フラッシュ
ヒューズに書き込みを行ない、上記Vcc=2.5Vでの
電圧設定が行われる。これにより、ステップ(6)で
は、2.5Vでのメモリテストが実施される。ステップ
(7)では、正しくメモリ動作が行われるか否かの判定
が行われ、良品とされた半導体チップはステップ(1
1)にて、チップ位置情報とかかる電圧情報が格納され
る。前記同様にフラッシュヒューズを用いて上記2.5
Vで動作することの識別記録が必要に応じて行われる。
【0085】ステップ(7)においては不良とされたメ
モリチップは、ステップ(8)により、フラッシュヒュ
ーズに書き込みを行ない、上記Vcc=3.0Vでの電圧
設定が行われる。これにより、ステップ(9)では、
3.0Vでのメモリテストが実施される。ステップ(1
0)では、正しくメモリ動作が行われるか否かの判定が
行われ、良品とされた半導体チップはステップ(11)
にて、チップ位置情報とかかる電圧情報が格納される。
それ以外は不良品とされる。前記同様にフラッシュヒュ
ーズを用いて上記3.0Vで動作することの識別記録が
必要に応じて行われる。
【0086】上記ステップ(11)のチップ位置情報と
電圧情報を用いて、ウェハから各チップが分割されると
きそれぞれの性能に対応して分類される。この分類にお
いて、前記のようなフラッシュヒューズに電圧情報が格
納されてないものは、チップ自体に識別可能なマーキン
グを行うようにするもの、あるいはそれの収納が分類さ
れる。
【0087】前記実施例においては、例えば上記1.8
Vで動作するものとされた半導体チップについて、2.
5Vや3.0Vでの動作試験を行うことなく、2.5V
や3.0Vでの動作が可能なものとして扱われる。同様
に、上記2.5Vで動作するものとされた半導体チップ
について、3.0Vでの動作試験を行うことなく3.0
Vでの動作が可能なものとして扱われる。このため、
1.8Vで動作するものとされた半導体チップを2.5
Vや3.0Vでの動作させたときに不良となる可能性を
持つが、その確率は小さいと考えられるので逐一各電圧
での動作を行うことよりもそれを省略してテスト時間の
短縮化を図った方が全体としての製造のコストの低減が
可能になる。
【0088】MOSFET等で形成された半導体集積回
路装置は、例えば1.8Vのように低い電圧で回路動作
を実現するように設計したものについては、それよも高
い電圧2.5Vや3.0Vでは大半のものは正常に動作
するものとしてもよい。このことは、素子のプロセスバ
ラツキにより、1.8Vで動作不良となった回路が、そ
れよりも高い電圧のもとで動作可能となる可能性を持っ
ていることを意味する。このようなMOSFET等で構
成された半導体集積回路の特徴を活用して、前記のよう
な動作試験を行うことにより、半導体チップの製品歩留
りを高くすることができる。
【0089】つまり、複数通りの電圧で動作を可能とす
ることを前提として半導体チップを形成しておいて、ボ
ンディングオプション等によって複数のうちの特定の電
圧に向けて使用するようにしただけでは、その電圧に対
応した試験が行われて、良品/不良品の判定が成される
だけなので、半導体チップの製造歩留りについては格別
の改善は生じない。これに対して、複数通りの電圧で動
作を可能とすることを前提として半導体チップを形成す
るとともに、それに対応したテストを実施して、前記の
ような分類や半導体チップの取り扱いを行うようにする
ことによって、全体としての半導体チップの製品歩留り
を高くすることができる。
【0090】図28には、この発明に係る半導体集積回
路装置の製造方法に関連した組み立て工程(後工程)の
一実施例のフローチャート図が示されている。前記前工
程でのチップ位置情報及び電圧情報を用いて、ステップ
(1)の1.8V品の組み立て工程では、上記1.8V
での動作が確認された半導体チップを用いてボンディン
グ工程、封止工程等の組み立てが実施される。そして、
ステップ(2)では、上記組み立てられた半導体集積回
路装置がICハンドラ等のテスト装置によって選別テス
トが実施される。ステップ(3)では、上記選別テスト
により動作が確認されたものが良品として出荷(11)
され、不良とされたものは不良品(9)とされる。
【0091】ステップ(4)において、2.5V品の組
み立てでは、前記2.5Vでの良品とされたチップの他
に、1.8Vで良品とされたものも用いられる。3.0
品の組み立てでは、前記3.0での良品とされたチップ
の他に、前記1.8V又は2.5Vで良品とされたもの
も用いられる。つまり、ボンディングによって2.5V
/3.0V品に設定し、ステップ(5)でのフラッシュ
ヒューズへの書き込みにより2.5V品又は3.0V品
に設定して組み立て、ステップ(6)では、上記組み立
てれた半導体集積回路装置をICハンドラ等のテスト装
置によって選別テストが実施される。ステップ(7)で
は、上記選別テストにより動作が確認されたものが良品
として出荷(11)され、不良とされたものは不良品
(10)とされる。
【0092】この実施例では、前記図27に示したプロ
ーブ検査で1.8V動作品、2.5V動作品、3.0V
動作品のように分類しておいて、前記1.8V動作品と
2.5V動作品のチップを用い、ボンディングにより
2.5V/3.0Vに設定しておいて、市場状況を見て
2.5V品とするか3.0V品とするかフラッシュヒュ
ーズに書き込み選別して出荷する。これにより2.5V
品、3.0V品の需要の変動にスムースに対応できる。
なお、3.0V動作品は3.0V品専用に用いられるこ
とはいうまでもない。
【0093】図29には、この発明に係る半導体集積回
路装置の製造方法に関連したウェハ工程及び組み立て工
程の他の一実施例のフローチャート図が示されている。
ウェハ上にフラッシュメモリを構成する前記実施例のよ
うな半導体チップが形成された時点で、以下の(1)〜
(12)ようなプローブ検査が実施される。
【0094】ステップ(1)においては、ウェハ製造工
程であり、ウェハ上に前記のようなフラッシュメモリが
形成される。ステップ(2)では、ボンディングBOP
により電源電圧Vcc=1.8Vに対応した電圧設定が実
施される。ステップ(3)では、上記Vcc=1.8Vに
より、メモリテストが実施される。ステップ(4)で
は、正しくメモリ動作が行われるか否かの判定が行われ
る。
【0095】上記良品とされた半導体チップは、ステッ
プ(5)にてボンディングBOPにより電源電圧Vcc=
2.5V/3.0Vに対応した電圧設定が実施される。
ステップ(6)では、フラッシュヒューズに書き込みを
行ない、上記Vcc=2.5Vでの電圧設定が行われる。
これにより、ステップ(7)では、2.5Vでのメモリ
テストが実施される。ステップ(8)では、正しくメモ
リ動作が行われるか否かの判定が行われる。
【0096】上記良品とされたメモリチップは、ステッ
プ(9)により、フラッシュヒューズに書き込みを行な
い、上記Vcc=3.0Vでの電圧設定が行われる。これ
により、ステップ(10)では、3.0Vでのメモリテ
ストが実施される。ステップ(11)では、正しくメモ
リ動作が行われるか否かの判定が行われ、良品とされた
半導体チップはステップ(12)にて、チップ位置情報
とかかる電圧情報が格納される。以上は、上記3種類の
電圧で完全に動作が確認されたメモリチップが選別され
る。
【0097】なお、同図では省略するが、製品歩留りを
高くするために、前記ステップ(4)で不良とされたチ
ップ、あるいはステップ(8)で不良とされたチップを
図27の場合と同様に更に高い電圧に設定して同様なテ
ストと選別とが行われて、チップ位置情報とかかる電圧
情報が格納される。
【0098】前記のように複数電圧での完全良品とされ
たチップについては、組み立て工程においては次のよう
に扱われる。ステップ(14)の組み立て工程において
電圧設定を行うボンディングパッドBOPに固定電圧を
与えるのではなく、外部端子に接続させる。これによ
り、ステップ(15)では、上記外部端子への電圧供給
と、フラッシュヒューズへの書き込みとを合わせて1.
8V、2.5V及び3.0Vの3通りの動作電圧に設定
し、ステップ(16)にてそれぞれの電圧での動作を確
認して、いずれの電圧での動作が確認されたものを良品
として出荷する。この構成は、上記3通りの電源電圧で
の動作が可能なオールマイティやフラシュメモリとして
ユーザーにおいて上記3つのうちの任意の電圧設定が可
能になるものである。
【0099】つまり、前記のようにプローブ検査で1.
8V品、2.5V品、3.0V品全てで良品となるチッ
プを選別する。組み立て工程でもボンディングオプショ
ンにしていたBOPパツドをパッケージのNCピンに接
続しておき、それぞれの電圧での選別を行なうようにす
る。そして、フラッシュヒューズの書き換え方法をユー
ザに公開する事によりユ−ザで1.8V、2.5V品、
3.0V品の切り替えを行う事が出きるようになる。
【0100】上記ステップ(16)において不良品とさ
れたものうち、2.5Vあるいは3.0Vでの動作が可
能なものは、上記BOP端子に与えられる電圧、フラッ
シュヒューズに書き込まれるデータを2.5V用又は
3.0V用に指定することが必要であることを表示して
出荷するものとしてもよい。また、3.0Vのみでの動
作が可能なものは、上記BOP端子に与えられる電圧、
フラッシュヒューズに書き込まれるデータを3.0V用
に指定することが必要であることを表示して出荷するも
のとしてもよい。
【0101】図30には、この発明に用いられるフラッ
シュヒューズの書き換え方法を説明するための一実施例
のフローチャート図が示されている。フラッシュヒュー
ズは、本来的にはトリミング情報や救済情報を書き込む
ために設けられるものであるので、これらの情報を破壊
する事無く、前記のような電圧品種設定用の情報ビット
あるいは検査結果の情報ビットを書き込みや書き換えを
行う必要がある。
【0102】ステップ(1)の書き込み又は書き換えス
タートでは、フラッシュメモリを適当な制御装置に接続
し、ステップ(2)にてフラッシュヒューズの情報を読
み出し、ステップ(3)にて外部記憶装置に格納する。
ステップ(4)では上記外部記憶装置において格納され
たデータのうち、電圧品種設定ビットの部分を書き換え
る。検査結果の情報ビットは、かかる情報ビットのみに
検査結果を書き込む。ステップ(5)において、フラッ
シュヒューズを一括消去する。そして、ステップ(6)
において、上記外部記憶装置の内容をフラッシュヒュー
ズに書き込む。これによりフラッシュヒューズの電圧品
種設定ビット(あるいは検査結果の情報ビット)のみ書
き換えることが出来る。
【0103】図31には、この発明に用いられるフラッ
シュヒューズの書き換え方法を説明するための他の一実
施例のフローチャート図が示されている。この実施例で
は、外部記憶装置ではなく、フラッシュメモリに搭載さ
れた前記ライトバッファを利用してフラッシュヒュ一ズ
の書き換えが行われる。
【0104】ステップ(1)では、ICテスター等の制
御装置によって、フラッシュヒューズの書き換え動作が
開始され、ステップ(2)ではフラッシュヒューズの情
報がライトバッファに読み出される(Flash Fuse to Wr
ite Buffer) 。ステップ(3)では、上記制御装置によ
り上記ライトバッファに対し、電圧品種設定ビットの書
き込みを行う(Single Bit Data Load to Write Buffe
r)。ステップ(4)では、書き換えフラッシュヒュー
ズを一括消去し、ステップ(5)では、ライトバッファ
の情報をフラッシュヒューズに書き込む(Write Buffer
to Flash)。これにより、外部記憶装置を使用する事無
く電圧品種設定ができる。
【0105】図32には、この発明が適用されるSRA
Mとフラツシュメモリを積層したパッケージの構成図が
示されている。図32(A)は、平面図が示され、図3
2(B)は断面図が示されている。このような積層構造
の半導体集積回路装置においても、SRAMの動作電源
電圧に合わせてフラッシュメモリの動作電圧を選択する
ことができ、フラッシュメモリを積層するSRAMの選
択範囲を広げる事ができる。つまり、前記のような全電
圧での完全良品のチップは、それが組み合わされるSR
AMの動作電源電圧に合わせてフラッシュメモリの動作
電圧が設定できるから、組み立て時の半導体チップの組
み合わせに格別な配慮を行うことがなく、組み立て工程
での半導体チップの管理が容易になる。
【0106】前記2.5Vや3.0Vでのしか動作しな
い半導体チップにおいても、そのフラッシュヒューズに
記録された検査結果の情報を読み出すことにより、それ
ぞれに適合してSRAMチップやCPUチップ等のよう
な他の半導体チップと組み合わせることができる。複数
の半導体チップを1つの半導体集積回路装置として組み
立ては、前記のような積層構造の他に1つの平面上に並
べて配置する構成としてもよい。
【0107】以上のように本願発明においては、異なる
2つ以上の電源電圧動作を同一チップで実現する。ボン
ディングパッドやヒュ一ズの組み合わせによりチップ内
部で電源電圧による品種切り替え信号を生成し、電源電
圧により変更が必要な回路の定数や回路そのものを切り
替え安定に動作させる。フラッシュメモリ等の半導体集
積回路装置では、その用途により電源電圧が異なる。本
発明によれば同一チップでボンディングパッドやヒュー
ズにより異なる電源電圧で動作するチップに切り替える
ことが出来るので後工程で変更が可能であり、電源電圧
による需要の変化にスムースに対応できる。
【0108】本願発明においては、前記のような構成に
よって、半導体チップ自体に従来の半導体チップにはな
い一定の付加価値を持たせることができる。つまり、低
い電圧では動作しないものをそれよりも高い電圧での動
作を条件にして良品として扱うことや、低い電圧で動作
する半導体チップをそれよりも高い電圧での動作に用い
ることの特徴によって、用途を特定しないで半導体チッ
プを製造することができる。それ故、半導体集積回路装
置の組み立て工程にて、需要に対応した電圧品種展開が
可能であり、効率的な半導体集積回路装置の製造が可能
となる。
【0109】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) 第1電圧及びそれより大きな第2電圧で動作可
能とされる共通回路ブロックに対して、上記第1電圧に
対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロックと共
同で動作する第1回路ブロック及び上記第2電圧に対応
した回路設計がなされて上記共通回路ブロックと共同で
動作する第2回路ブロック及び上記第1回路ブロック又
は第2回路ブロックのいずれかを動作状態にする電圧品
種設定回路を設け、上記第1電圧で動作可能であること
の第1識別記録又は上記第2電圧のみで動作可能である
ことの第2識別記録を半導体チップに持たせることによ
り、半導体チップとしての製造歩留りが高くなるとも
に、需要に応じて柔軟で効率的な半導体集積回路装置の
製造が可能とする特有の付加価値を持たせることがきる
という効果が得られる。
【0110】(2) 上記に加えて、上記共通回路ブロ
ックは、上記第2電圧よりも更に大きな第3電圧で動作
可能とし、上記第3電圧に対応した回路設計がなされて
上記共通回路ブロックと共同で動作する第3回路ブロッ
クを更に設け、上記電圧品種設定回路は、上記第1回路
ブロック、第2回路ブロック又は第3回路ブロックのい
ずれか1つを動作状態とし、第1識別記録は、上記第1
電圧で動作可能であることに対応し、上記第2識別記録
は上記第2電圧で動作可能であることに対応し、上記第
3電圧のみで動作可能であることの第3識別記録を更に
設けることにより、半導体チップとしての製造歩留りを
いっそう高くでき、多様な需要に応じた柔軟で効率的な
対応ができるという効果が得られる。
【0111】(3) 上記に加えて、上記第1ないし第
3識別記録のそれぞれを、電気的に書き込みが可能な不
揮発性記憶手段に記憶させることにより、半導体チップ
の管理を容易にできるという効果が得られる。
【0112】(4) 上記に加えて、上記第1識別記録
は、上記第2電圧及び第3電圧での動作も可能であるこ
とを包含し、上記第2識別記録は、上記第3電圧での動
作も可能であることを包含するようにすることにより、
多様な需要に応じた柔軟で効率的な対応ができるという
効果が得られる。
【0113】(5) 上記に加えて、上記電圧品種設定
回路は、ボンディング工程で接地電位又は電源電圧が与
えられるボンディングパッドと、電気的に書き込みが可
能な記憶手段との組み合わせにより上記第1回路ブロッ
ク、第2回路ブロック又は第3回路ブロックのいずれか
を選択することにより、集積度の向上と電圧設定の柔軟
性を持たせることができるという効果が得られる。
【0114】(6) 第1電圧及びそれより大きな第2
電圧で動作可能とされる共通回路ブロックに対して、上
記第1電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回路
ブロックと共同で動作する第1回路ブロック及び上記第
2電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロ
ックと共同で動作する第2回路ブロック及び上記第1回
路ブロック又は第2回路ブロックのいずれかを動作状態
にする電圧品種設定回路を半導体チップに設け、上記半
導体チップが上記第1電圧で動作可能であるときは、上
記電圧品種設定回路により上記第1回路ブロック又は第
2回路ブロックのいずれかを選択し、上記第2電圧のみ
で動作可能であるときは、上記電圧品種設定回路により
上記第2回路ブロックを選択するようにすることによ
り、量産性の向上及び製品歩留りの改善を図りつつ製品
管理が容易な半導体集積回路装置を得ることができると
いう効果が得られる。
【0115】(7) 上記に加えて、上記共通回路ブロ
ックは、上記第2電圧よりも更に大きな第3電圧で動作
可能とし、上記第3電圧に対応した回路設計がなされて
上記共通回路ブロックと共同で動作する第3回路ブロッ
クを更に設け、上記電圧品種設定回路は、上記第1回路
ブロック、第2回路ブロック又は第3回路ブロックのい
ずれか1つを動作状態とし、上記半導体チップが上記第
1電圧で動作可能であるときは、上記電圧品種設定回路
により上記第1回路ブロック、第2回路ブロック又は第
3回路ブロックのいずれか1つ選択し、上記半導体チッ
プが上記第2電圧で動作可能であるときは、上記電圧品
種設定回路により上記第2回路ブロック又は第3回路ブ
ロックのいずれかを選択し、上記半導体チップが上記第
3電圧でのみ動作可能であるときは、上記電圧品種設定
回路により上記第3回路ブロックを選択することによ
り、いっそうの量産性の向上及び歩留りの改善や製品管
理が容易な半導体集積回路装置を得ることができるとい
う効果が得られる。
【0116】(8) 上記に加えて、上記電圧品種設定
回路は、ボンディング工程で接地電位又は電源電圧が与
えられるボンディングパッドと、電気的に書き込みが可
能な記憶手段との組み合わせにより上記第1回路ブロッ
ク、第2回路ブロック又は第3回路ブロックのいずれか
を選択することにより、集積度の向上と電圧設定の柔軟
性を持たせることができるという効果が得られる。
【0117】(9) 上記に加えて、上記第1ないし第
3回路ブロックのそれぞれは、フラッシュメモリを構成
する回路ブロックのうち、不揮発性メモリ素子の記憶情
報を読み出すセンスアンプ、書き込み及び消去動作のた
めの電圧を形成するチャージポンプ回路、発振回路、電
源投入検出回路、電圧低下検出回路及び読み出しデータ
を出力する出力バッファを含むようにすることにより、
量産性の向上及び歩留りの改善や製品管理が容易なフラ
ッシュメモリを得るこができるという効果が得られる。
【0118】(10) 上記に加えて、上記チャージポ
ンプ回路は、上記第1電圧に対応された複数段のチャー
ジポンプ回路を用い、上記第2電圧と第3電圧とのそれ
ぞれに対応した電圧品種設定回路からの選択信号により
出力段を基準にしたチャージポンプ回路の段数を切り替
えることにより、回路の簡素化を図ることができるとい
う効果が得られる。
【0119】(11) 上記に加えて、ボンディングパ
ッドを第1電圧と第2電圧及び第3電圧の識別に用い、
上記電気的に書き込みが可能な記憶手段を上記第2電圧
と第3電圧の識別に用いるようにすることにより、電源
投入時の動作の安定化を図りつつ柔軟な電圧設定が可能
になるという効果が得られる。
【0120】(12) 上記に加えて、上記ボンディン
グパッドを外部端子に接続させることにより、ユーザー
において電圧品種設定が可能になり、使い勝手のよい半
導体集積回路装置を得ることができるという効果が得ら
れる。
【0121】(13) 上記に加えて、上記第1電圧は
1.8Vであり、上記第2電圧は2.5Vであり、上記
第3電圧は3.0Vとすることにより、CMOS集積回
路で構成された種々のシステムへの適合が可能になると
いう効果か得られる。
【0122】(14) 第1電圧及びそれより大きな第
2電圧で動作可能とされる共通回路ブロックに対して、
上記第1電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
路ブロックと共同で動作する第1回路ブロック及び上記
第2電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブ
ロックと共同で動作する第2回路ブロック及び上記第1
回路ブロック又は第2回路ブロックのいずれかを動作状
態にする電圧品種設定回路を備えた半導体チップをウェ
ハ上に形成し、プロービングテスト工程で上記各半導体
チップが上記第1電圧又は第2電圧で動作可能であるか
否かの試験を行い、上記試験結果と製品需要に対応させ
て上記第1電圧で動作可能とされるチップに対して上記
電圧品種設定回路に対して第1電圧の設定を組み立て工
程で行ない、上記第1電圧で動作可能とされるチップ及
び第2電圧のみでの動作が可能とされるチップに対して
上記電圧品種設定回路に対して第2電圧の設定を組み立
て工程を行うことにより量産性の向上、製品歩留りの改
善、市場の需要に対応した合理的な管理が可能になると
いう効果が得られる。
【0123】(15) 上記に加えて、上記共通回路ブ
ロックを上記第2電圧よりも更に大きな第3電圧で動作
可能とし、上記第3電圧に対応した回路設計がなされて
上記共通回路ブロックと共同で動作する第3回路ブロッ
クを更に設け、上記電圧品種設定回路により上記第1回
路ブロック、第2回路ブロック又は第3回路ブロックの
いずれか1つを動作状態にし、上記プロービングテスト
工程では、各半導体チップが上記第3電圧で動作可能で
あるか否かの試験も行うようにし、上記第1組み立て工
程では、上記第1電圧で動作可能とされる半導体チップ
を上記電圧品種設定回路により上記第1電圧に設定し、
上記第2組み立て工程では、上記第1電圧、第2電圧で
の動作が可能とされる半導体チップを上記電圧品種設定
回路により上記第2電圧に設定し、上記第1電圧、第2
電圧での動作が可能とされる半導体チップ及び第3電圧
でのみ動作可能である半導体チップを上記電圧品種設定
回路に対して第3電圧の設定を含む第3組み立て工程を
更に設けることにより、いっそうの量産性の向上、製品
歩留りの改善、市場の需要に対応した合理的な管理が可
能になるという効果が得られる。
【0124】(16) 上記に加えて、上記プロービン
グテスト工程において、各半導体チップが上記第1電圧
ないし第3電圧のそれぞれでの動作が可能であるか否か
の試験を行い、いずれの電圧での試験でも不良となった
半導体チップが不良チップとすることにより、歩留りの
向上を図ることができるという効果が得られる。
【0125】(17) 上記に加えて、上記第1ないし
第3組み立て工程において、電圧品種設定がボンディン
グ工程での電圧品種設定用ボンディングパッドに対する
接地電位又は電源電圧の供給により行うようにすること
により、組み立て時での最終製品が設定できるので需要
に対応した柔軟な半導体集積回路装置の製造が可能にな
るという効果が得られる。
【0126】(18) 上記に加えて、上記第1ないし
第3組み立て工程において、半導体集積回路装置のパッ
ケージに電圧品種設定に対応したマーキングを行うこと
により、量産性の向上、製品歩留りの改善、市場の需要
に対応した合理的な半導体集積回路装置の製造が可能に
なるという効果が得られる。
【0127】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前記
のように電圧品種設定は、全てボンディングにより設定
するもの、あるいは他のヒューズ手段を用いるもの等種
々の実施形態を採ることができる。動作可能な電圧は前
記の他複数であればよい。メモリセルは前記のような一
括消去型不揮発性メモリの他、MNOSトランジスタ等
のように他の方法により電気的に消去されるもの、ある
いは紫外線照射により消去させる種々の不揮発性メモ
リ、マスクROM、あるいはスタティック型RAM、ダ
イナミック型RAMにも同様に適用できる。また、メモ
リの他に、マイクロプロセッサ等のような信号処理回路
にも同様に適用できる。
【0128】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、第1電圧及びそれより大き
な第2電圧で動作可能とされる共通回路ブロックに対し
て、上記第1電圧に対応した回路設計がなされて上記共
通回路ブロックと共同で動作する第1回路ブロック及び
上記第2電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
路ブロックと共同で動作する第2回路ブロック及び上記
第1回路ブロック又は第2回路ブロックのいずれかを動
作状態にする電圧品種設定回路を設け、上記第1電圧で
動作可能であることの第1識別記録又は上記第2電圧の
みで動作可能であることの第2識別記録を半導体チップ
に持たせることにより、半導体チップとしての製造歩留
りが高くなるともに、需要に応じて柔軟で効率的な半導
体集積回路装置の製造が可能とする特有の付加価値を持
たせることがきる。
【0129】第1電圧及びそれより大きな第2電圧で動
作可能とされる共通回路ブロックに対して、上記第1電
圧に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロック
と共同で動作する第1回路ブロック及び上記第2電圧に
対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロックと共
同で動作する第2回路ブロック及び上記第1回路ブロッ
ク又は第2回路ブロックのいずれかを動作状態にする電
圧品種設定回路を半導体チップに設け、上記半導体チッ
プが上記第1電圧で動作可能であるときは、上記電圧品
種設定回路により上記第1回路ブロック又は第2回路ブ
ロックのいずれかを選択し、上記第2電圧のみで動作可
能であるときは、上記電圧品種設定回路により上記第2
回路ブロックを選択するようにすることにより、量産性
の向上及び製品歩留りの改善を図りつつ製品管理が容易
な半導体集積回路装置を得ることができる。
【0130】第1電圧及びそれより大きな第2電圧で動
作可能とされる共通回路ブロックに対して、上記第1電
圧に対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロック
と共同で動作する第1回路ブロック及び上記第2電圧に
対応した回路設計がなされて上記共通回路ブロックと共
同で動作する第2回路ブロック及び上記第1回路ブロッ
ク又は第2回路ブロックのいずれかを動作状態にする電
圧品種設定回路を備えた半導体チップをウェハ上に形成
し、プロービングテスト工程で上記各半導体チップが上
記第1電圧又は第2電圧で動作可能であるか否かの試験
を行い、上記試験結果と製品需要に対応させて上記第1
電圧で動作可能とされるチップに対して上記電圧品種設
定回路に対して第1電圧の設定を組み立て工程で行な
い、上記第1電圧で動作可能とされるチップ及び第2電
圧のみでの動作が可能とされるチップに対して上記電圧
品種設定回路に対して第2電圧の設定を組み立て工程を
行うことにより量産性の向上、製品歩留りの改善、市場
の需要に対応した合理的な管理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る不揮発性メモリの一実施例を示
す全体ブロック図である。
【図2】この発明に係る半導体集積回路装置に用いられ
る電圧品種制御回路の一実施例を示す構成図である。
【図3】上記図2の電圧品種制御回路の一実施例を示す
回路図である。
【図4】この発明に係る半導体集積回路装置に用いられ
る電源回路の一実施例を示すブロック図である。
【図5】図4のチャージポンプ回路の一実施例を示す回
路図である。
【図6】図5のポンプ回路の一実施例を示す回路図であ
る。
【図7】この発明に係る半導体集積回路装置に用いられ
る発振回路の一実施例を示すブロック図である。
【図8】図7の発振回路の一実施例を示す回路図であ
る。
【図9】図7の発振回路の他の一実施例を示す回路図で
ある。
【図10】図9の発振回路の一実施例を示す回路図であ
る。
【図11】この発明に係る半導体集積回路装置に用いら
れるリセット回路の一実施例を示すブロック図である。
【図12】図11のパワーオンリセット回路及び低電圧
検出回路の動作を説明するための電圧特性図である。
【図13】図11のセレクタの一実施例を示す回路図で
ある。
【図14】図11の制御回路の一実施例を示す回路図で
ある。
【図15】図11のパワーオンリセット回路の一実施例
を示す回路図である。
【図16】図11のパワーオンリセット回路の一実施例
を示す回路図である。
【図17】図11の低電圧検出回路の一実施例を示す回
路図である。
【図18】図11の低電圧検出回路の一実施例を示す回
路図である。
【図19】図11の低電圧検出回路の他の一実施例を示
す回路図である。
【図20】図1のフラッシュヒューズ回路の一実施例を
示す回路図である。
【図21】図20のフラッシュヒューズ回路の動作を説
明するための動作波形図である。
【図22】図1のセンスアンプの一実施例を示す回路図
である。
【図23】図22のセンスアンプの動作の一例を説明す
るための波形図である。
【図24】図1のセンスアンプの他の一実施例を示す回
路図である。
【図25】図24のセンスアンプの動作の一例を説明す
るための波形図である。
【図26】図1の出力バッファの一実施例を示す回路図
である。
【図27】この発明に係る半導体集積回路装置の製造方
法に関連した半導体チップのテスト(前工程)の一実施
例を示すフローチャート図である。
【図28】この発明に係る半導体集積回路装置の製造方
法に関連した組み立て工程(後工程)の一実施例を示す
フローチャート図である。
【図29】この発明に係る半導体集積回路装置の製造方
法に関連したウェハ工程及び組み立て工程の他の一実施
例を示すフローチャート図である。
【図30】この発明に用いられるフラッシュヒューズの
書き換え方法を説明するための一実施例を示すフローチ
ャート図である。
【図31】この発明に用いられるフラッシュヒューズの
書き換え方法を説明するための他の一実施例を示すフロ
ーチャート図である。
【図32】この発明が適用されるSRAMとフラツシュ
メモリを積層したパッケージの構成図である。
【符号の説明】
R1〜R6…抵抗、POR18,POR2530…パワ
ーオンリセット回路、LowVcc18,LowVcc
2530…低電圧検出回路、MN1〜MN10…Nチャ
ンネル型MOSFET、MP1〜MP8…Pチャンネル
型MOSFET、INV1〜INV6…インバータ回
路。
───────────────────────────────────────────────────── 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) G11C 29/00 673 G01R 31/28 V B (72)発明者 川尻 良樹 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 和田 正志 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 菅原 美紀夫 秋田県南秋田郡天王町天王字長沼64 アキ タ電子株式会社内 (72)発明者 園山 浩史 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 2G132 AA08 AD01 AK07 5B003 AA05 AB05 AC00 AC01 AD02 AD05 AD09 AE04 5B025 AA03 AB01 AC01 AD00 AD06 AD09 AD10 AD16 AE03 AE09 5L106 AA10 DD00 DD25 EE03 EE08 GG01 GG07

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1電圧及びそれより大きな第2電圧で
    動作可能とされる共通回路ブロックと、 上記第1電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
    路ブロックと共同で動作する第1回路ブロックと、 上記第2電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
    路ブロックと共同で動作する第2回路ブロックと、 上記第1回路ブロック又は第2回路ブロックのいずれか
    を動作状態にする電圧品種設定回路とを備えてなり、 上記第1電圧で動作可能であることの第1識別記録又は
    上記第2電圧のみで動作可能であることの第2識別記録
    とを備えて成ることを特徴とする半導体チップ。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 上記共通回路ブロックは、上記第2電圧よりも更に大き
    な第3電圧で動作可能とされ、 上記第3電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
    路ブロックと共同で動作する第3回路ブロックを更に備
    え、 上記電圧品種設定回路は、上記第1回路ブロック、第2
    回路ブロック又は第3回路ブロックのいずれか1つを動
    作状態にするものであり、 上記第1識別記録は、上記第1電圧で動作可能であるこ
    とに対応し、上記第2識別記録は上記第2電圧で動作可
    能であることに対応し、上記第3電圧のみで動作可能で
    あることの第3識別記録を更に備えて成ることを特徴と
    する半導体チップ。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 上記第1ないし第3識別記録のそれぞれは、電気的に書
    き込みが可能な不揮発性記憶手段に記憶されるものであ
    ることを特徴とする半導体チップ。
  4. 【請求項4】 請求項2において、 上記第1識別記録は、上記第2電圧及び第3電圧での動
    作も可能であることを包含し、 上記第2識別記録は、上記第3電圧での動作も可能であ
    ることを包含するものであることを特徴とする半導体チ
    ップ。
  5. 【請求項5】 請求項2ないし4のいずれかにおいて、 上記電圧品種設定回路は、ボンディング工程で接地電位
    又は電源電圧が与えられるボンディングパッドと、電気
    的に書き込みが可能な記憶手段との組み合わせにより上
    記第1回路ブロック、第2回路ブロック又は第3回路ブ
    ロックのいずれかを選択するものであることを特徴とす
    る半導体チップ。
  6. 【請求項6】 第1電圧及びそれより大きな第2電圧で
    動作可能とされる共通回路ブロックと、 上記第1電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
    路ブロックと共同で動作する第1回路ブロックと、 上記第2電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
    路ブロックと共同で動作する第2回路ブロックと、 上記第1回路ブロック又は第2回路ブロックのいずれか
    を動作状態にする電圧品種設定回路とを備えてなる半導
    体チップを用い、 上記半導体チップが上記第1電圧で動作可能であるとき
    は、上記電圧品種設定回路により上記第1回路ブロック
    又は第2回路ブロックのいずれかを選択し、 上記半導体チップが上記第2電圧のみで動作可能である
    ときは、上記電圧品種設定回路により上記第2回路ブロ
    ックを選択してなることを特徴とする半導体集積回路装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項6において、 上記共通回路ブロックは、上記第2電圧よりも更に大き
    な第3電圧で動作可能とされ、 上記第3電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
    路ブロックと共同で動作する第3回路ブロックを更に備
    え、 上記電圧品種設定回路は、上記第1回路ブロック、第2
    回路ブロック又は第3回路ブロックのいずれか1つを動
    作状態にするものであり、 上記半導体チップが上記第1電圧で動作可能であるとき
    は、上記電圧品種設定回路により上記第1回路ブロッ
    ク、第2回路ブロック又は第3回路ブロックのいずれか
    1つ選択し、 上記半導体チップが上記第2電圧で動作可能であるとき
    は、上記電圧品種設定回路により上記第2回路ブロック
    又は第3回路ブロックのいずれかを選択し、 上記半導体チップが上記第3電圧でのみ動作可能である
    ときは、上記電圧品種設定回路により上記第3回路ブロ
    ックを選択してなることを特徴とする半導体集積回路装
    置。
  8. 【請求項8】 請求項7において、 上記電圧品種設定回路は、ボンディング工程で接地電位
    又は電源電圧が与えられるボンディングパッドと、電気
    的に書き込みが可能な記憶手段との組み合わせにより上
    記第1回路ブロック、第2回路ブロック又は第3回路ブ
    ロックのいずれかを選択するものであることを特徴とす
    る半導体集積回路装置。
  9. 【請求項9】 請求項7又は8において、 上記第1ないし第3回路ブロックのそれぞれは、フラッ
    シュメモリを構成する回路ブロックのうち、不揮発性メ
    モリ素子の記憶情報を読み出すセンスアンプ、書き込み
    及び消去動作のための電圧を形成するチャージポンプ回
    路、発振回路、電源投入検出回路、電圧低下検出回路及
    び読み出しデータを出力する出力バッファを含むことを
    特徴とする半導体集積回路装置。
  10. 【請求項10】 請求項9において、 上記チャージポンプ回路は、上記第1電圧に対応された
    複数段のチャージポンプ回路を用い、上記第2電圧と第
    3電圧とのそれぞれに対応した電圧品種設定回路からの
    選択信号により出力段を基準にしたチャージポンプ回路
    の段数が切り替えられてなることを特徴とする半導体集
    積回路装置。
  11. 【請求項11】 請求項9において、 ボンディングパッドは、第1電圧と第2電圧及び第3電
    圧との識別するものであり、上記電気的に書き込みが可
    能な記憶手段は、上記第2電圧と第3電圧の識別に用い
    られるものであることを特徴とする半導体集積回路装
    置。
  12. 【請求項12】 請求項11において、 上記ボンディングパッドは、外部端子に接続されてなる
    ことを特徴とする半導体集積回路装置。
  13. 【請求項13】 請求項9ないし12のいずれかにおい
    て、 上記第1電圧は1.8Vであり、上記第2電圧は2.5
    Vであり、上記第3電圧は3.0Vであることを特徴と
    する半導体集積回路装置。
  14. 【請求項14】 第1電圧及びそれより大きな第2電圧
    で動作可能とされる共通回路ブロックと、 上記第1電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
    路ブロックと共同で動作する第1回路ブロックと、 上記第2電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
    路ブロックと共同で動作する第2回路ブロックと、 上記第1回路ブロック又は第2回路ブロックのいずれか
    を動作状態にする電圧品種設定回路とを備えてなる半導
    体チップをウェハ上に形成する前工程から、 上記ウェハ上に形成された各半導体チップを上記第1電
    圧又は第2電圧で動作可能であるか否かの試験を行うプ
    ロービング工程までを共通化し、 上記試験結果と製品需要に対応させて上記第1電圧で動
    作可能とされるチップに対して上記電圧品種設定回路に
    対して第1電圧の設定を含む第1組み立て工程を行な
    い、 上記試験結果と製品需要に対応させて上記第1電圧で動
    作可能とされるチップ及び第2電圧のみでの動作が可能
    とされるチップに対して上記電圧品種設定回路に対して
    第2電圧の設定を含む第2組み立て工程を行うことを特
    徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項14において、 上記共通回路ブロックは、上記第2電圧よりも更に大き
    な第3電圧で動作可能とされ、 上記第3電圧に対応した回路設計がなされて上記共通回
    路ブロックと共同で動作する第3回路ブロックが更に設
    けられ、 上記電圧品種設定回路は、上記第1回路ブロック、第2
    回路ブロック又は第3回路ブロックのいずれか1つを動
    作状態にするものであり、 上記プロービング工程では、各半導体チップが上記第3
    電圧で動作可能であるか否かの試験も行い、 上記第1組み立て工程では、上記第1電圧で動作可能と
    される半導体チップを上記電圧品種設定回路により上記
    第1電圧に設定し、 上記第2組み立て工程では、上記第1電圧、第2電圧で
    の動作が可能とされる半導体チップを上記電圧品種設定
    回路により上記第2電圧に設定し、 上記第1電圧、第2電圧での動作が可能とされる半導体
    チップ及び第3電圧でのみ動作可能である半導体チップ
    を上記電圧品種設定回路に対して第3電圧の設定を含む
    第3組み立て工程を更に設けてなることを特徴とする半
    導体集積回路装置の製造方法。
  16. 【請求項16】 請求項15において、 上記プロービング工程では、各半導体チップが上記第1
    電圧ないし第3電圧のそれぞれでの動作が可能であるか
    否かの試験が行われるものであり、いずれの電圧での試
    験でも不良となった半導体チップが不良チップとされる
    ものであることを特徴とする半導体集積回路装置の製造
    方法。
  17. 【請求項17】 請求項15又は16において、 上記第1ないし第3組み立て工程において、電圧品種設
    定がボンディング工程での電圧品種設定用ボンディング
    パッドに対する接地電位又は電源電圧の供給により行わ
    れることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 請求項15ないし17のいずれかにお
    いて、 上記第1ないし第3組み立て工程において、半導体集積
    回路装置のパッケージに電圧品種設定に対応したマーキ
    ングが行われることを特徴とする半導体集積回路装置の
    製造方法。
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