JP2004260032A - Semiconductor device, method for testing the same and method for correcting its reference voltage - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基準電圧をトリミングにより所望の値に補正できる基準電圧発生回路を有する半導体装置、そのテスト方法、およびその基準電圧補正方法に関する。特に、精度の高い基準電圧を必要とし、基準電圧発生回路のトリミングに用いる補正値を製造時のテスト工程で半導体装置内に記憶させるメモリ混載ロジックICに適用される。
【0002】
【従来の技術】
EEPROMなどの不揮発性メモリセル領域を有する半導体装置では、メモリセルへのデータの書き込み、メモリセルからのデータの読み出しに電源電圧や動作温度に左右されない高い精度の基準電圧を必要とする。特に、近年、1つのメモリセルに2ビット分のデータを記憶させるいわゆる多値セルが登場し、基準電圧の精度向上はますます重要になっている。
【0003】
このような目的を達成する1つの手段として、トリミングにより出力電圧を変更できる基準電圧発生回路を設け、製造時のテスト工程で、その出力電圧を測定し、所望の設計値との差を補正値としてその半導体装置内に記録しておく方法が用いられている。
【0004】
図13は従来の半導体装置301を示す回路ブロック図である。ここでは、主に、基準電圧発生回路305とその補正にかかわる部分を示した。
【0005】
従来の半導体装置301は、外部電源が供給されるVcc端子302、半導体装置301内の各回路ブロックで必要となる電源電圧を生成する内部電源回路303、精度の高い基準電圧304を生成する基準電圧発生回路305、基準電圧304を補正するためのトリミングデータ(以下、補正値という)を保持する補正用ヒューズ306、基準電圧304を測定するための基準電圧測定用パッド307、任意のデータを記憶するメモリセル領域308を有する不揮発性メモリ部309、および、仕様に基づいて必要な処理を行うロジック回路部310を持っている。
【0006】
内部電源回路303の入力はVcc端子302に接続され、その出力は半導体装置301内にあるロジック回路部310ねをはじめとする各回路ブロックの電源入力に接続されている。
【0007】
補正用ヒューズ306の出力である補正信号311は基準電圧発生回路305の入力に接続され、基準電圧発生回路305の出力である基準電圧304は不揮発性メモリ部309の入力、および基準電圧測定用パッド307に接続されている。
【0008】
基準電圧測定用パッド307には、半導体装置301外に置かれたテスター312の測定用プローブが接続されている。また、補正用ヒューズ306内のヒューズ素子は、半導体装置301外に置かれたヒューズブロー装置313のレーザー光によって切断される。
【0009】
内部電源回路303は、Vcc端子302から供給される外部電源電圧を降圧あるいは昇圧して半導体装置301内の各回路動作に必要な複数の電圧を作り出し、ロジック回路部310をはじめとする半導体装置301内の各回路ブロックに供給する。この内部電源回路303は比較的大きな電流を供給しなければならないため、回路動作に伴う負荷変動の影響を受けやすく、ここで作られる内部電圧はある程度の電圧変動が避けられない。
【0010】
さらに、チップ製造時にプロセスパラメータがばらつき、内部電圧のそれぞれの時間平均値が設計値から数%程度ずれることも珍しくない。このため、不揮発性メモリ部309の読み出しや書き込みに必要な高い精度の基準電圧304は、別途専用の基準電圧発生回路305を設けて生成している。
【0011】
基準電圧発生回路305には、一般的には、オペアンプを用いたバンドギャップリファレンス回路(以下、BGRという)が用いられる。基準電圧発生回路305は、トリミングによりBGRの抵抗比を変更でき、補正用ヒューズ306からの補正信号311に基づいてこの抵抗比を変え、出力である基準電圧304の値を補正するよう設計されている。
【0012】
このようにして補正された基準電圧304は不揮発性メモリ部309に供給されると同時に、テスター312で測定するために基準電圧測定用パッド307に出力される。負荷変動に伴う基準電圧304の変動については、これを抑えるためにいろいろな工夫がなされているが、本質的には負荷の電流変動を極力なくすようなシステム設計を行うことが基本である。
【0013】
補正用ヒューズ306は、ポリシリコン、ポリサイド、またはアルミニウム(Al)からなるヒューズ素子を必要なビット数分有しており、これらヒューズ素子がそれぞれ切断されているか否かによって、そのビット数分の情報を記憶できるようになっている。半導体装置301の製造時のテスト工程で求められた補正値がヒューズブロー装置313によりここに書き込まれる。補正用ヒューズ306は、このヒューズデータ(補正値)に基づいて、補正信号311を基準電圧発生回路305に出力する。
【0014】
次に、上述した半導体装置301のテスト方法について説明する。図14は、従来の半導体装置301のテスト方法を示すフローチャートである。ここでは、主に、基準電圧304の補正、および補正後の基準電圧304に基づく半導体装置301の良否判定にかかわるテスト方法を示した。
【0015】
従来の半導体装置301のテスト方法は、基準電圧304の初期値を測定する初期電圧測定ステップ321、基準電圧304の初期値と設計値との差を補正値として求める補正値取得ステップ322、ヒューズブロー装置313を用いてヒューズ素子を切断するヒューズブローステップ323、補正値により補正された基準電圧304を測定する基準電圧測定ステップ324、および、測定した値に基づいて良品または不良品を判定、記録する判定ステップ325で構成される。
【0016】
初期電圧測定ステップ321では、初期状態で基準電圧発生回路305の出力である基準電圧304がテスター312によって測定される。ここでいう初期状態とは電源投入直後に半導体装置301の初期化が終了した状態と等価な状態を指し、基準電圧発生回路305ではトリミングによる補正は行われていない。この初期状態では、BGRの抵抗比は、各種のプロセスパラメータが理想的な値である時に基準電圧304が所望の設計値を出力するように設定されている。
【0017】
実際に製造された半導体装置301では、プロセスパラメータが理想的な値からばらつくため、BGRの抵抗比は必ずしも設計時に想定した値にはならず、基準電圧304の初期値は製造された半導体装置301ごとに異なる値になる。このため、設計時にはプロセスパラメータのばらつきを考慮してある範囲内でBGRの抵抗比をトリミングによって変更できるように回路が構成される。
【0018】
補正値取得ステップ322では、初期電圧測定ステップ321で得られた初期値と設計時に想定された所望の設計値との差が半導体装置301ごとに求められ、これらがテスター312外部へ出力できるデータ形式に変換され、補正値として磁気媒体などに記録される。
【0019】
初期電圧測定ステップ321および補正値取得ステップ322は、テスター312が接続されたウェハプローバ装置に半導体装置301のウェハをセットした状態で実行される。
【0020】
ヒューズブローステップ323では、上述の記録媒体がセットされたヒューズブロー装置313を用いて補正用ヒューズ306にそれぞれの補正値が書き込まれる。具体的な書き込み方法としては、レーザー光によるヒューズ切断と電流によるヒューズ溶断があるが、回路構成の容易さや書き込み効率などの観点から最近ではレーザー光による方法が用いられる。
【0021】
このヒューズブローステップ323は、処理するウェハをウェハプローバ装置からヒューズブロー装置313に移して実行されなければならない。このため、補正値取得ステップ322で取得した補正値を磁気媒体や通信媒体などを介してテスター312からヒューズブロー装置313へ転送する必要がある。
【0022】
基準電圧測定ステップ324では、処理するウェハが再度ウェハプローバ装置に戻され、補正された基準電圧304がテスター312で測定される。上述したヒューズブローステップ323で補正用ヒューズ306がそれぞれの半導体装置301に合わせて書き込まれているので、このステップでは、理想的には、基準電圧発生回路305の出力である基準電圧304は設計時に想定した所望の設計値とほぼ同じ値に補正されている。
【0023】
しかし、プロセスパラメータのばらつきが設計時に想定した範囲を越えていた場合や、チップ製造時のトラブルによって基準電圧発生回路305などが動作不良を起こした場合、あるいは、ヒューズブローステップ323でヒューズ素子が物理的にうまく切断できなかった場合などには、基準電圧304は正しく補正されないことがある。
【0024】
このように基準電圧304が正しく補正されなかった半導体装置301は良否判定ステップ325で選別される。すなわち、基準電圧測定ステップ324で測定された基準電圧304が所望の設計値の許容誤差範囲内に入っているかが判定され、正しく補正されなかった半導体装置301は不良品として記録され、テスト工程終了後のアセンブリ工程で取り除かれる。
【0025】
このようにして、補正用ヒューズ306を用いたトリミングによって、基準電圧発生回路305の出力である基準電圧304を高い精度で所望の値に設定することができる。しかしながら、従来の半導体装置301のテスト方法では、上述したように、補正用ヒューズ306への書き込みのたびにいったんウェハをウェハプローバ装置からヒューズブロー装置313へ移動しなければならず、テスト効率は著しく低いものであった。
【0026】
さらに、テスター312とは別にヒューズブロー装置313を必要台数用意しなければならず、設備投資も必要であった。
【0027】
この問題に対応するために、補正用ヒューズ306の替わりに複数の不揮発性メモリセルを半導体装置301内に設け、製造時のテスト工程で補正値をこの不揮発性メモリセルに記憶させ、これを用いて基準電圧発生回路305のトリミングを行うという方法が提案されている。すなわち、補正用ヒューズ306の替わりにPROMセルを用いる方法が特許文献1に、また、データ記憶用の不揮発性メモリセル領域308の一部を補正値の保持に利用する方法が特許文献2に、それぞれ記載されている。
【0028】
しかし、これらはいずれも、電源投入直後の初期状態において、その不揮発性メモリセルからの補正値の読み出しに際し、読み出しに用いる基準電圧304が正しく補正されていない、という本質的な欠点を持っている。すなわち、補正値が正しく読み出せず、その結果として基準電圧304が所望の設計値と大きく異なってしまうという可能性がある。特に、近年の半導体プロセスの微細化や、不揮発性メモリセルの多値化(いわゆる多値セル)によって、この初期状態での補正値の誤読み出しの問題は深刻になっている。場合によっては、半導体装置301の歩留りを大きく低下させる原因にもなっている。
【0029】
【特許文献1】
特開平5−265579号公報(図2)
【0030】
【特許文献2】
特開2001−357688号公報(図1)
【0031】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、従来の半導体装置、そのテスト方法、およびその基準電圧補正方法は、基準電圧発生回路のトリミングに用いる補正値を補正用ヒューズにヒューズブロー装置で記録するため、そのテスト効率が著しく低下するという問題があった。
【0032】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ヒューズブロー装置を用いずに基準電圧発生回路の補正値を半導体装置内に記録することができ、テスト効率を大幅に向上させる半導体装置、そのテスト方法、およびその基準電圧補正方法を提供することを目的とする。
【0033】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、あらかじめ定められたビットパターンである識別用IDを保持するID保持手段と、トリミングによって基準電圧を変更して出力する基準電圧発生手段と、前記識別用IDと同じ値を持つ確認用IDおよび前記基準電圧を所望の値に設定するための補正値が、複数の不揮発性メモリセルの一部に記憶され、前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が供給されている不揮発性メモリ部と、前記基準電圧発生手段から出力される前記基準電圧をあらかじめ定められた検索手順に従って変更するためのトリミング値を生成し、このトリミング値によって前記基準電圧発生手段から出力される前記基準電圧が変更されるたびに前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを読み出し、この読み出された前記確認用IDを前記ID保持手段が保持する前記識別用IDと比較し、これが一致した場合に前記不揮発性メモリ部から前記補正値を読み出し、この読み出された前記補正値によって前記基準電圧発生手段が前記基準電圧を所望の値に設定する基準電圧補正手段と、を有することを特徴としている。
【0034】
本発明によれば、ヒューズブロー装置を用いずに補正値を半導体装置内に記録でき、さらに、その補正値の読み出しおよび設定が正しく行われることを保証できるので、製造時のテスト効率を低下させずに、高い精度の基準電圧発生手段を持った半導体装置を実現することができる。
【0035】
また、本発明の半導体装置のテスト方法は、あらかじめ定められたビットパターンである識別用IDを保持するID保持手段と、トリミングによって基準電圧を変更して出力する基準電圧発生手段と、前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が供給され、複数の不揮発性メモリセルを備えた不揮発性メモリ部と、を有する半導体装置のテスト方法であって、前記基準電圧発生手段のトリミングされていない初期出力電圧値を測定する初期電圧測定ステップと、前記初期電圧測定ステップで得られた前記初期出力電圧値と所望の基準電圧の値との差を補正するための補正値を計算によって求める補正値取得ステップと、前記基準電圧発生手段の出力電圧の値にかかわりなく、所定の基準電圧を前記不揮発性メモリ部に外部から強制的に供給する外部電圧印加ステップと、前記ID保持手段に保持されている前記識別用IDと同じ値を持つ確認用ID、および前記補正値取得ステップで得られた前記補正値を、前記外部電圧印加ステップで前記所定の基準電圧が供給されている前記不揮発性メモリ部の前記複数の不揮発性メモリセルに書き込む書込みステップと、を有することを特徴としている。
【0036】
本発明によれば、ヒューズブロー装置を用いずに補正値を半導体装置内に記録でき、さらに、その補正値の読み出しおよび設定が正しく行われることを保証できるので、製造時のテスト効率を低下させずに、高い精度の基準電圧発生手段を持った半導体装置のテスト方法を実現することができる。
【0037】
さらに、本発明の半導体装置の基準電圧補正方法は、あらかじめ定められたビットパターンである識別用IDを保持するID保持手段と、トリミングによって基準電圧を変更して出力する基準電圧発生手段と、前記識別用IDと同じ値を持つ確認用IDおよび前記基準電圧を所望の値に設定するための補正値が、複数の不揮発性メモリセルの一部に記憶され、前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が供給されている不揮発性メモリ部と、を有する半導体装置の基準電圧補正方法であって、前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを読み出す確認用ID読出しステップと、前記ID保持手段に保持されている前記識別用IDと前記確認用ID読出しステップで読み出された前記確認用IDとを比較判定するID判定ステップと、前記ID判定ステップでの比較結果が“不一致”である場合に、前記基準電圧発生手段から出力される前記基準電圧をあらかじめ定められた検索手順に従って変更するためのトリミング値を生成し、このトリミング値を生成するたびに、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記基準電圧を前記トリミング値によって変更する検索値変更ステップと、前記ID判定ステップでの比較結果が“一致”である場合に、前記不揮発性メモリ部から前記補正値を読み出し、読み出された前記補正値に基づいて前記基準電圧発生手段の前記基準電圧を所望の値に設定する補正値設定ステップと、を有することを特徴としている。
【0038】
本発明によれば、ヒューズブロー装置を用いずに補正値を半導体装置内に記録でき、さらに、その補正値の読み出しおよび設定が正しく行われることを保証できるので、製造時のテスト効率を低下させずに、高い精度の基準電圧発生手段を持った半導体装置の基準電圧補正方法を実現することができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態(以下実施形態という)を説明する。
【0040】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11を示す回路ブロック図である。ここでは、主に、基準電圧発生回路15とその補正にかかわる部分を示した。
【0041】
本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11は、外部電源が供給されるVcc端子12、半導体装置11内の各回路ブロックで必要となる電源電圧を生成する内部電源回路13、精度の高い基準電圧14を生成する基準電圧発生回路15、基準電圧14を変更するためのトリミング信号16を生成する基準電圧補正回路17、基準電圧14を測定するためのテストパッド18、あらかじめ定められたビットパターンである識別用IDを保持するID保持回路19、識別用IDと同じ値を持つ確認用ID20および基準電圧14を所望の値に補正するための補正値21をメモリセル領域22に記憶している不揮発性メモリ部23、および、外部仕様に基づいて必要な処理を行うロジック回路部24を持っている。
【0042】
内部電源回路13の入力はVcc端子12に接続され、その出力は半導体装置11内にあるロジック回路部24をはじめとする各回路ブロックの電源入力に接続されている。
【0043】
ID保持回路19の出力は基準電圧補正回路17の一方の入力に接続され、基準電圧補正回路17の他方の入力は不揮発性メモリ部23の出力に接続されている。また、基準電圧補正回路17の出力であるトリミング信号16は基準電圧発生回路15の入力に接続され、基準電圧補正回路17の出力である読出し要求信号25は不揮発性メモリ部23の一方の入力に接続されている。
【0044】
さらに、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14は、不揮発性メモリ部23の他方の入力およびテストパッド18に接続されている。
【0045】
テストパッド18には、半導体装置11外に置かれたテスター26の入出力用プローブが接続されている。
【0046】
内部電源回路13は、Vcc端子12から供給される外部電源電圧を降圧あるいは昇圧して半導体装置11内の各回路動作に必要な複数の電圧を作り出し、ロジック回路部24をはじめとする半導体装置11内の各回路ブロックに供給する。ここで作り出される内部電圧は、チップ製造時のプロセスパラメータのばらつきや回路動作に伴う負荷変動などによって、数%の電圧変動が発生する。このため、不揮発性メモリ部23の読み出し、書き込みに必要な高い精度の基準電圧14は、別途専用の基準電圧発生回路15を設けて生成する。
【0047】
基準電圧発生回路15は、オペアンプを用いたバンドギャップリファレンス回路(以下、BGRという)を基本とし、トリミングによりBGRの抵抗比を変更できるように設計されている。そして、基準電圧補正回路17からのトリミング信号16に基づいてこの抵抗比を変え、出力である基準電圧14の電圧値を変更するよう動作する。
【0048】
ID保持回路19は、半導体装置11のチップ製造時に識別用IDが書き込まれたROM回路であり、チップ製造後のデータ変更はできないように設計されている。少なくともチップ製造時の同一ロット内では、すべての半導体装置11が同じ識別用IDを保持している。
【0049】
識別用IDは、複数の“0”または“1”のビット列であり、確認用ID20が不揮発性メモリ部23から正しく読み出せたかどうかを判定する基準値として使用される。このため、識別用IDには、“0”と“1”がランダムに配置された16ビット長のビットパターンが用いられている。
【0050】
ID保持回路19は、その保持する識別用IDを基準電圧補正回路17へ供給している。
【0051】
不揮発性メモリ部23は、確認用ID20と補正値21を記憶している複数の不揮発性メモリセルを含むメモリセル領域22と、任意のデータをメモリセル領域22へ書き込む書込み手段と、メモリセル領域22からデータを読み出す読出し手段とを備えている。また、不揮発性メモリ部23には、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14が供給されている。
【0052】
この基準電圧14は、メモリセル領域22へのデータの書き込み、および、メモリセル領域22からのデータの読み出しに使用される。
【0053】
さらに、不揮発性メモリ部23は、基準電圧補正回路17からの読出し要求信号25を受信し、それに従って、確認用ID20または補正値21を基準電圧補正回路17へ出力する。
【0054】
基準電圧補正回路17は、後述するあらかじめ定められた検索手順に従って順次トリミング値を生成し、これに基づいてトリミング信号16を基準電圧発生回路15に順次出力する。さらに、このトリミング信号16を出力するたびに、不揮発性メモリ部23へ確認用ID20の読出し要求信号25を出力する。
【0055】
そして、この読出し要求信号25によって読み出された確認用ID20とID保持回路19が保持する識別用IDとを比較し、これらが一致するまで、上述したトリミング信号16の変更と不揮発性メモリ部23からの確認用ID20の読み出しを繰り返す。
【0056】
確認用ID20と識別用IDが一致すれば、基準電圧補正回路17は、次に、不揮発性メモリ部23へ補正値21の読出し要求信号25を出力し、読み出された補正値21に基づいてトリミング信号16を基準電圧発生回路15へ出力する。
【0057】
つまり、基準電圧補正回路17は、確認用ID20と識別用IDを用いて、不揮発性メモリ部23からデータが正しく読み出せる基準電圧14を探し出す。そして、その基準電圧14を用いて補正値21を読出し、最終的に基準電圧14を補正する。
【0058】
こうして、不揮発性メモリ部23から補正値21が正しく読み出されたことが保証される。この目的を確実に達成するために、確認用ID20と補正値21はメモリセル領域22の互いに近接した領域に記憶されている。
【0059】
こうすれば、半導体装置11のチップ製造時にプロセスパラメータがばらついても、補正値21の読み出しが正しく行われることが期待できる。
【0060】
補正値21に基づいて最終的に補正された基準電圧14は、不揮発性メモリ部23へ供給されると同時に、テスター26で測定するためにテストパッド18へ出力される。また、テストパッド18は、基準電圧発生回路15が出力する基準電圧14の電圧値にかかわりなく、不揮発性メモリ部23へ所望の電圧を強制的に供給する目的でも使用される。これは、不揮発性メモリ部23への確認用ID20および補正値21の書き込みのために使用される。
【0061】
図2は、本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正回路17を示す回路ブロック図である。
【0062】
本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正回路17は、ID保持回路19が保持する識別用IDを受信しこれを一時記憶するIDレジスタ31、不揮発性メモリ部23から受信した確認用ID20を一時記憶する確認用IDレジスタ32、識別用IDと確認用ID20を比較しその一致または不一致を判定するコンパレータ33、設定された値に基づいてトリミング信号16を基準電圧発生回路15へ出力するトリミング回路34、エラーを記憶するエラーレジスタ35、および、基準電圧補正回路17にある各回路プロックの動作を制御する制御回路36を持っている。
【0063】
IDレジスタ31の入力はID保持回路19の出力に接続され、IDレジスタ31の出力はコンパレータ33の一方の入力に接続されている。コンパレータ33の他方の入力は確認用IDレジスタ32の出力に接続され、コンパレータ33の判定信号37出力は制御回路36の入力に接続されている。
【0064】
制御回路36のエラー信号38出力はエラーレジスタ35の入力に接続され、制御回路36の読出し要求信号25出力は不揮発性メモリ部23の入力に接続され、制御回路36のトリミング値39出力はトリミング回路34の一方の入力に接続されている。
【0065】
トリミング回路34の他方の入力および確認用IDレジスタ32の入力は不揮発性メモリ部23の出力に接続され、トリミング回路34のトリミング信号16出力は基準電圧発生回路15の入力に接続されている。また、図2には示していないが、基準電圧補正回路17内にある各回路プロックへ必要な処理を指示する制御信号が、制御回路36から各回路ブロックへ供給されている。
【0066】
IDレジスタ31と確認用IDレジスタ32は、識別用IDのビット長に合わせて、それぞれ16個のマスタースレーブ型Dフリップフロップ回路(以下、Dラッチという)で構成され、各Dラッチの出力は並列にコンパレータ33に接続されている。
【0067】
コンパレータ33は、16個のEXNOR回路(以下、EXNORという)と1個の16入力AND回路(以下、ANDという)から構成され、各EXNORの一方の入力にはIDレジスタ31の各Dラッチの出力が接続され、他方の入力には確認用IDレジスタ32の各Dラッチの出力が接続されている。
【0068】
各EXNORの出力はANDの入力にそれぞれ接続され、ANDの出力は判定信号37として制御回路36の入力に接続されている。
【0069】
IDレジスタ31に一時記憶された識別用IDの各ビットと、確認用IDレジスタに一時記憶された確認用ID20の各ビットとが、それぞれすべて一致すれば、コンパレータ33は判定信号37として“OK”(正論理で“1”)を出力し、1ビットでも異なるビットがあれば、コンパレータ33は判定信号37として“NG”(正論理で“0”)を出力する。
【0070】
エラーレジスタ35は、複数のDラッチから構成され、不揮発性メモリ部23から補正値21を正しく読み出せなかった場合などに、制御回路36からのエラー信号38を受信し、そのエラー情報を記憶する。
【0071】
トリミング回路34は、制御回路36からのトリミング値39、または、不揮発性メモリ部23からの補正値21を受信し、これを基準電圧発生回路15の抵抗比を選択するためのトリミング信号16にデコードする論理回路である。
【0072】
制御回路36は、コンパレータ33の出力である判定信号37に基づいて、読出し要求信号25、トリミング値39、およびエラー信号38を生成する専用論理回路である。
【0073】
次に、制御回路36の機能、すなわち、本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正方法について説明する。
【0074】
図3は、本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正方法を示すフローチャートである。
【0075】
図に示したように、本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正方法は、トリミング回路34、エラーレジスタ35、およびIDレジスタ31の初期化を行う初期設定ステップ51、不揮発性メモリ部23から確認用ID20を読み出す確認用ID読出しステップ52、読み出された確認用ID20が正しいかを判定するID判定ステップ53、あらかじめ定められた手順に従って基準電圧14を変更する検索値変更ステップ54、基準電圧14の変更が所定の検索範囲内であるかを判定する範囲判定ステップ55、補正値21に基づいて最終的に基準電圧14を補正する補正値設定ステップ56、および、エラー情報を記憶するエラー設定ステップ57とから構成される。
【0076】
初期設定ステップ51では、制御回路36は、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14が設計時に想定されたプロセスパラメータの中心値で後述する所望の設計値Vt60となるようにトリミング値39を生成し、これをトリミング回路34に出力する。また、ID保持回路19に保持されている識別用IDをIDレジスタ31に設定し、エラーレジスタ35をリセットするよう動作する。
【0077】
次に、基準電圧補正回路17は、読出し電圧検索50を行いながら、不揮発性メモリ部23から確認用ID20を読み出し、これをIDレジスタ31に一時記憶された識別用IDと比較して確認用ID20が正しく読み出されたかを判定する。
【0078】
すなわち、まず、確認用ID読出しステップ52で、制御回路36は、不揮発性メモリ部23へ確認用ID20の読出し要求信号25を出力する。そして、不揮発性メモリ部23の読出し手段によってメモリセル領域22から読み出された確認用ID20を確認用IDレジスタ32に一時記憶するよう動作する。
【0079】
次に、ID判定ステップ53で、制御回路36は、コンパレータ33の判定信号37に従って、これが“NG”であれば、検索値変更ステップ54を選択し、判定信号37が“OK”であれば、補正値設定ステップ56を選択する。
【0080】
検索値変更ステップ54では、制御回路36は、後述するあらかじめ定められた検索手順に従って新しいトリミング値39を生成し、これをトリミング回路34に出力する。
【0081】
次に、範囲判定ステップ55で、制御回路36は、新しく生成されたトリミング値39が所定の検索範囲を越えていないかを判定し、この判定結果が“OK”であれば、確認用ID読出しステップ52を選択して再び読出し電圧検索50を繰り返すよう動作する。また、範囲判定ステップ55での判定結果が“NG”であれば、制御回36はエラー設定ステップ57を選択する。
【0082】
この読出し電圧検索50は、確認用ID20が正しく読み出され、ID判定ステップ53で判定結果が“OK”となり補正値設定ステップ56が選択されるか、または、範囲判定ステップ55で判定結果が“NG”となりエラー設定ステップ57が選択されるまで繰り返される。
【0083】
補正値設定ステップ56では、制御回路36は、不揮発性メモリ部23へ補正値21の読出し要求信号25を出力する。そして、不揮発性メモリ部23の読出し手段によってそのメモリセル領域22から読み出された補正値21をトリミング回路34に設定し、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14を最終的に補正するよう動作する。
【0084】
もし、なんらかの理由で補正値21を読み出せなかった場合、たとえば、半導体装置11のチップ製造時のトラブルが原因で不揮発性メモリ部23が物理的に破壊されていたり、設計時に想定した以上にプロセスパラメータがばらつき、トリミング値39の変更可能範囲内では確認用ID20を正しく読み出せなかったりした場合などは、範囲判定ステップ55で判定結果が“NG”となり、エラー設定ステップ57が選択される。
【0085】
エラー設定ステップ57では、制御回路36は、エラーレジスタ35へエラー信号38を出力し、エラーレジスタ35がそのエラー情報を一時記憶するよう動作する。
【0086】
このようにして、チップ製造時のプロセスパラメータのばらつきなどにより、電源投入直後の初期状態では、不揮発性メモリ部23から補正値21を正しく読み出せない場合でも、本発明の半導体装置11の基準電圧補正回路17は、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14を所望の設計値Vt60に補正することができる。
【0087】
次に、読出し電圧検索50における検索手順について説明する。
【0088】
図4は、本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正方法における検索手順を示すイメージ図である。
【0089】
図4(a)は、読出し電圧検索50に伴う基準電圧14の出力波形を示すイメージ図、図4(b)は、電源投入直後の初期状態における基準電圧14の電圧値(以下、これを初期電圧値Viという)の分布を示すヒストグラムである。このヒストグラムは、半導体装置11のチップ製造時の複数ロットからサンプルを抽出して作成したものである。
【0090】
電源投入直後の初期状態では、上述したように、制御回路36は、基準電圧14が設計時に想定されたプロセスパラメータの中心値で図4(b)に示す所望の設計値Vt60となるようにトリミング値39を生成する。以下、この値を初期トリミング値という。しかし、実際の半導体装置11の基準電圧発生回路15では、図4(b)に示したように、チップ製造時のプロセスパラメータのばらつきなどにより、電源投入直後の初期状態では基準電圧14が所望の設計値Vt60になっていない場合が多い。
【0091】
設計時にはある程度のプロセスパラメータのばらつきを考慮し、基準電圧14が読出し可能範囲ΔVtの範囲内でばらついても不揮発性メモリ部23から正常にデータを読み出せるよう設計するが、実際に製造された半導体装置11では、基準電圧14の初期電圧値Viがこの読出し可能範囲ΔVtの範囲外になるものも少なからずある。
【0092】
本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正方法における検索手順は、図4(a)に示したように、基準電圧14を初期電圧値Viから上下に振りながら順次電圧検索幅を広げて検索する方法である。
【0093】
すなわち、まず、初期トリミング値で確認用ID20の読み出し、判定を行う。この判定結果が“NG”であれば、次に、基準電圧14が初期電圧値Viより検索電圧Va分高くなるようにトリミング値39を生成、設定し、確認用ID20の読み出し、判定を行う。この判定結果が“NG”であれば、さらに、基準電圧14が初期電圧値Viより検索電圧Va分低くなるようにトリミング値39を生成、設定し、確認用ID20の読み出し、判定を行う。
【0094】
この判定結果が“NG”であれば、次に、基準電圧14が初期電圧値Viより検索電圧Vaの2倍、つまり、2Va分高くなるようにトリミング値39を生成、設定し、確認用ID20の読み出し、判定を行う。この判定結果が“NG”であれば、さらに、基準電圧14が初期電圧値Viより検索電圧Vaの2倍、つまり、2Va分低くなるようにトリミング値39を生成、設定し、確認用ID20の読み出し、判定を行う。
【0095】
この判定結果が“NG”であれば、次に、基準電圧14が初期電圧値Viより検索電圧Vaの3倍、つまり、3Va分高くなるようにトリミング値39を生成、設定し、確認用ID20の読み出し、判定を行う。この判定結果が“NG”であれば、さらに、基準電圧14が初期電圧値Viより検索電圧Vaの3倍、つまり、3Va分低くなるようにトリミング値39を生成、設定し、確認用ID20の読み出し、判定を行う。
【0096】
このようにして、検索電圧幅を順次増やしながら、不揮発性メモリ部23から読み出した確認用ID20が、IDレジスタ31に一時記憶された識別用IDと一致するまで、読出し電圧検索50を繰り返す。
【0097】
図4(a)では、検索電圧幅を3Vaに設定した段階で、つまり、Vi+3Vaの読出し電圧で、確認用ID20と識別用IDが一致し、判定“OK”となっている。検索電圧Vaの値は、検索効率を考慮して読出し可能範囲ΔVtの1/2に設定してある。
【0098】
また、半導体装置11の製造時のトラブルが原因で不揮発性メモリ部23が物理的に破壊されている場合などを考慮して、検索電圧幅の最大値を読出し可能範囲ΔVtの2倍に設定してある。つまり、検索電圧幅が2ΔVtを越えると、図3の範囲判定ステップ55で判定結果が“NG”となり、エラー設定ステップ57が選択され、読出し電圧検索50が終了する。
【0099】
次に、上述したような構成を持つ半導体装置11のチップ製造後のテスト方法について説明する。
【0100】
図5は、本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11のテスト方法を示すフローチャートである。ここでは、主に、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14の補正と、その補正された基準電圧14に基づく半導体装置11の良否判定にかかわる部分を示した。
【0101】
本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置11のテスト方法は、初期電圧値Viを測定する初期電圧測定ステップ71、初期電圧値Viと所望の設計値Vt60との差を補正値21として求める補正値取得ステップ72、不揮発性メモリ部23に外部から強制的に所定の基準電圧14を供給する外部電圧印加ステップ73、不揮発性メモリ部23へ補正値21と確認用ID20を書き込む書込みステップ74、基準電圧補正回路17により基準電圧14を補正する基準電圧補正ステップ75、この補正の過程でエラーが発生したかを判定するエラー判定ステップ76、補正された基準電圧14を測定する基準電圧測定ステップ77、および、測定された基準電圧14に基づいて半導体装置11の良否判定を行う良否判定ステップ78とから構成される。
【0102】
テストパッド18にはテスター26の入出力用プローブが接続され、これら一連のステップが連続して実行される。
【0103】
テスター26は、まず、初期電圧測定ステップ71で、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14をテストパッド18を介して測定し、初期電圧値Viとして記憶する。
【0104】
次に、補正値取得ステップ72で、基準電圧14の所望の設計値Vt60とこの初期電圧値Viとの差を計算によって求め、補正値21として記憶する。
【0105】
次に、テスター26は、外部電圧印加ステップ73で、不揮発性メモリ部23への書き込みが正常に行えるように、テストパッド18を介して所定の基準電圧14を不揮発性メモリ部23へ強制的に供給する。これは、上述した読み出し動作と同様に、電源投入直後の初期状態での書き込み動作においても不揮発性メモリ部23へ基準電圧発生回路15が供給する基準電圧14の電圧値が保証されていないためである。
【0106】
テストパッド18は、基準電圧発生回路15の出力にも接続されているが、テスター26の電流供給能力は十分に大きいので問題とはならない。
【0107】
次に、書込みステップ74で、テスター26は、補正値取得ステップ72で求めた補正値21とID保持回路19に保持されている識別用IDと同じ値を持った確認用ID20とを、不揮発性メモリ部23の書込み手段によって、メモリセル領域22へ書き込むよう動作する。
【0108】
次に、基準電圧補正ステップ75で、テスター26は、上記書込みステップ74で書き込まれた補正値21に基づいて基準電圧補正回路17が基準電圧14を上述した基準電圧補正方法に従って補正するよう動作する。
【0109】
次に、エラー判定ステップ76で、テスター26は、制御回路36がエラーレジスタ35に設定したエラー情報を所定の方法で読み出し、致命的なエラーの有無を判定する。もし、基準電圧補正ステップ75で致命的なエラーが発生していた場合(“NG”)には、テスター26は、以降のテストステップを実行せず、当該半導体装置11を不良品として記録し、テストを終了する。
【0110】
致命的なエラーがなければ(“OK”)、基準電圧測定ステップ77で、テスター26は、基準電圧補正ステップ75で補正された基準電圧14をテストパッド18を介して測定する。
【0111】
最後に、良否判定ステップ78で、テスター26は、基準電圧測定ステップ77で測定した基準電圧14が所望の設計値Vt60に対して所定の許容誤差範囲内に入っているかを判定する。もし、許容範囲内に入っていれば(“OK”)、当該半導体装置11を良品として記録し、そうでなければ(“NG”)、その半導体装置11を不良品として記録し、テストを終了する。
【0112】
許容誤差範囲はトリミング値39の最小設定単位の2倍に相当する電圧値に設定している。これは、上述した回路構成でトリミングが離散的に行われるためである。
【0113】
上記第1の実施形態によれば、ヒューズブロー装置を用いずに補正値21を半導体装置11内に記録でき、さらに、その補正値21の読み出しおよび設定が正しく行われることが保証されるので、製造時のテスト効率を低下させずに、高い精度の基準電圧発生回路15を持った半導体装置11を実現することができる。
【0114】
上述の第1の実施形態では、識別用IDのビットパターンは、基準値としての性格を考慮して“0”と“1”のランダムな配列であるとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、原理的にはどのようなものでも使用可能である。また、識別用IDのビット長は16ビットであるとしたが、本発明はこれに限られるものではない。
【0115】
また、確認用ID20と補正値21は、互いに近接した領域に記憶するとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、原理的には同一の基準電圧14が供給されている不揮発性メモリ部23内に記憶されていれば、問題はない。
【0116】
さらに、IDレジスタ31と確認用IDレジスタ32は必須ではなく、コンパレータ33がID保持回路19および不揮発性メモリ部23からの信号を直接受けて比較判定するように基準電圧補正回路17を構成することもできる。
【0117】
さらに、制御回路36は、専用回路として基準電圧補正回路17内に設けるとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、上述した制御回路36と同一の機能を、CPUとそのマイクロコードを用いて実装することも可能である。この場合、制御回路36ばかりでなく、基準電圧補正回路17全体を置き換えることもできる。特に、汎用CPUを持った不揮発性メモリ混載ICではその汎用CPUをこの目的で利用することができるため、本発明の半導体装置11の回路規模縮小、製造コストの削減を実現することができる。
【0118】
さらに、テストパッド18は、基準電圧14の測定と不揮発性メモリ部23への外部電圧強制印加とで共用するとしたが、必要に応じてスイッチング素子を設けて電気的に切り替えられるようにしてもよい。
【0119】
さらに、読出し電圧検索50において、検索電圧Vaを読出し可能範囲ΔVtの1/2に、検索電圧幅の最大値をΔVtの2倍としたが、本発明はこれに限られるものではなく、設計時に想定される読出し可能範囲ΔVtと初期電圧値Viの予想される分布に基づいて最適な値に設定することができる。
【0120】
また、読出し電圧検索50において、生成したトリミング値39が検索電圧幅の最大値を越えると範囲判定ステップ55でエラー設定ステップ57が選択されるとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、トリミング値39の生成回数が所定の値を越えた時にエラー設定ステップ57が選択されるようにしてもよい。
【0121】
さらに、上述の第1の実施形態では、テスト効率を向上させるため、エラー判定ステップ76を用いているが、本発明においてこれは必須ではない。致命的なエラーが生じた場合には、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14が補正後であっても所望の設計値Vt60から大きくはずれるので、良否判定ステップ78で選別が可能なためである。
【0122】
(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正回路100を示す回路ブロック図である。
【0123】
本実施形態の基準電圧補正回路100を用いた半導体装置11の構成、および、本実施形態の基準電圧補正回路100を除いた半導体装置11内の各回路ブロックの構成、機能、および動作は、第1の実施形態と同様である。
【0124】
本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正回路100は、識別用IDを一時記憶するIDレジスタ101、不揮発性メモリ部23から受信した確認用ID20を一時記憶する確認用IDレジスタ102、識別用IDと確認用ID20を比較しその一致または不一致を判定するコンパレータ103、設定された値に基づいてトリミング信号16を出力するトリミング回路104、エラーを記憶するエラーレジスタ105、基準電圧14が所望の設計値Vt60より高いか低いかを示すHL信号106を出力するHL判定回路107、基準電圧補正回路100にある各回路プロックの動作を制御する制御回路108を持っている。
【0125】
IDレジスタ101の入力はID保持回路19の出力に接続され、IDレジスタ101の出力はコンパレータ103の一方の入力に接続されている。コンパレータ103の他方の入力は確認用IDレジスタ102の一方の出力に接続され、コンパレータ103の出力である判定信号109は制御回路108の一方の入力に接続されている。
【0126】
制御回路108の他方の入力は、HL判定回路107の出力であるHL信号106に接続され、制御回路108の出力であるエラー信号110はエラーレジスタ105の入力に接続され、同じく制御回路108の出力である読出し要求信号25は不揮発性メモリ部23の入力に接続され、同じく制御回路108の出力であるトリミング値111はトリミング回路104の一方の入力に接続されている。
【0127】
トリミング回路104の他方の入力および確認用IDレジスタ102の入力は不揮発性メモリ部23の出力に接続され、トリミング回路104の出力であるトリミング信号16は基準電圧発生回路15の入力に接続されている。
【0128】
HL判定回路107の入力は、確認用IDレジスタ102の他方の出力に接続され、HL判定回路107の出力であるHL信号106は、制御回路108の他方の入力に接続されている。また、図6には示していないが、基準電圧補正回路100内にある各回路プロックへ必要な処理を指示する制御信号が、制御回路108から各回路ブロックへ供給されている。
【0129】
IDレジスタ101、コンパレータ103、トリミング回路104、およびエラーレジスタ105の構成、機能は、第1の実施形態と同様である。
【0130】
確認用IDレジスタ102は、第1の実施形態と同様に16個のDラッチを持ち、さらに、これらがシフトレジスタとして機能するよう構成されている。すなわち、各Dラッチの入力に2入力の選択回路(以下、これをセレクタという)の出力が接続され、各セレクタの一方の入力には不揮発性メモリ部23の出力が接続され、各セレクタの他方の入力には隣りのDラッチの出力が接続されている。
【0131】
このような構成で、セレクタを隣りのDラッチの出力を選択する状態にして、Dラッチのクロック入力にクロック信号を入力すれば、Dラッチにある16ビットのデータを、いわゆるパラレル−シリアル変換した形で、クロック信号に同期して順次出力することができる。
【0132】
このようにして、確認用IDレジスタ102はHL判定回路107へ確認用ID20を出力する。ただし、このHL判定回路107への出力は、コンパレータ103での識別用IDと確認用ID20の比較が終了し、判定信号109が制御回路108へ出力された後に行われる。
【0133】
HL判定回路107は、確認用IDレジスタ102から送り込まれた確認用ID20の“0”のビット数を計数する0−カウンタと、同じく“1”のビット数を計数する1−カウンタと、これらの計数結果の大小を比較する比較器とから構成される。0−カウンタおよび1−カウンタの入力はともに確認用IDレジスタ102の出力に接続され、それらの出力はそれぞれ比較器の入力に接続され、比較器の出力はHL信号106として制御回路108に接続されている。
【0134】
HL判定回路107は、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14の電圧値が高い時には不揮発性メモリ部23のメモリセル領域22から読み出されるデータの“1”ビットが“0”と誤読み出しされ、逆に、基準電圧14の電圧値が低い時には“1”ビットが“0”と誤読み出しされる確率が高くなることを利用している。
【0135】
すなわち、基準電圧14はメモリセル領域22からのデータ読み出しにおいてその“0”または“1”の判定基準として用いられ、基準電圧14が読出し可能範囲ΔVtの上限より高いと、メモリセル領域22に“1”として書き込まれたデータが基準電圧14より低いと判定され、誤読み出しされる可能性がある。
【0136】
この第2の実施形態においては、識別用IDおよびメモリセル領域22に書き込まれた確認用ID20は、“0”と“1”のビットが同数でランダムに配置された同一のビットパターンである。したがって、HL判定回路107で、読み出された確認用ID20の“0”のビット数が“1”のビット数より多ければ、それは基準電圧14が読出し可能範囲ΔVtの上限よりも高いためと推定できる。そして、この時HL判定回路107はHL信号106として“High”を制御回路108へ出力する。
【0137】
逆に、基準電圧14が読出し可能範囲ΔVtの下限より低いと、メモリセル領域22に“0”として書き込まれたデータが基準電圧14より高いと判定される可能性がある。したがって、HL判定回路107で、読み出された確認用ID20の“1”のビット数が“0”のビット数より多ければ、それは基準電圧14が読出し可能範囲ΔVtの下限よりも低いためと推定できる。この時HL判定回路107はHL信号106として“Low”を制御回路108へ出力する。
【0138】
基準電圧14が読出し可能範囲ΔVtの範囲内である場合は、確認用ID20が正しく読み出されているので、このHL信号106は制御回路108では使用されない。
【0139】
制御回路108は、第1の実施形態と同様に、コンパレータ103の出力である判定信号109およびHL判定回路107の出力であるHL信号106に基づいて、読みだし信号25、トリミング値111、およびエラー信号110を生成する専用論理回路である。
【0140】
次に、制御回路108の機能、すなわち、本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正方法について説明する。
【0141】
図7は、本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正方法を示すフローチャートである。
【0142】
第1の実施形態と異なるのは、読出し電圧検索120において、コンパレータ103の出力である判定信号109だけでなく、HL判定回路107の出力であるHL信号106にも基づいて検索値変更を行っていることである。
【0143】
図に示したように、本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正方法は、トリミング回路104、エラーレジスタ105、およびIDレジスタ101の初期化を行う初期設定ステップ121、不揮発性メモリ部23から確認用ID20を読み出す確認用ID読出しステップ122、読み出された確認用ID20が正しいかを判定するID判定ステップ123、あらかじめ定められた手順に従って基準電圧14を変更する検索値変更ステップ124、基準電圧14の変更が所定の検索範囲内であるかを判定する範囲判定ステップ125、補正値21に基づいて最終的に基準電圧14を補正する補正値設定ステップ126、および、エラー情報を記憶するエラー設定ステップ127とから構成される。
【0144】
検索値変更ステップ124を除く各ステップは、第1の実施形態と同様である。
【0145】
検索値変更ステップ124は、基準電圧発生回路15の出力である基準電圧14が所定の電圧値より高いかまたは低いかを判定するHL判定ステップ128、検索電圧値を現在の値より低くする下方修正ステップ129、および、検索電圧値を現在の値より高くする上方修正ステップ130とから構成される。
【0146】
HL判定ステップ128は、ID判定ステップ123で判定結果が“NG”であった時に選択される。HL判定ステップ128では、制御回路108は、上述したHL判定回路107の出力であるHL信号106が“High”の時に下方修正ステップ129を選択し、HL信号106が“Low”の時に上方修正ステップ130を選択するよう動作する。
【0147】
下方修正ステップ129で、制御回路108は、基準電圧14が現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧分低くなるようトリミング値111を生成し、これをトリミング回路104へ出力する。
【0148】
上方修正ステップ130では、制御回路108は、基準電圧14が現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧分高くなるようトリミング値111を生成し、これをトリミング回路104へ出力する。
【0149】
下方修正ステップ129、または上方修正ステップ130が終了すると、範囲判定ステップ125が実行される。
【0150】
このようにして、HL信号106を利用することで読出し電圧検索120を効率良く行うことができる。
【0151】
次に、読出し電圧検索120における検索手順について説明する。
【0152】
図8および図9は、本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置11の基準電圧補正方法における検索手順を示すイメージ図である。
【0153】
図8(a)は、読出し電圧検索120の実行に伴う基準電圧14の第1の出力波形を示すイメージ図、図8(b)は、同じく基準電圧14の第2の出力波形を示すイメージ図、図9は、同じく基準電圧14の第3の出力波形を示すイメージ図である。
【0154】
図8(a)は、電源投入直後の初期電圧値Viが読出し可能範囲ΔVtの下限より低い場合の検索手順を示している。すなわち、まず、初期トリミング値で確認用ID20の読み出し、判定を行う。図8(a)の場合、ID判定ステップ123での判定結果は“NG”、HL判定ステップ128での判定結果は“Low”であるので、基準電圧14が検索電圧Va分高くなるようにトリミング値111を生成、設定し、確認用ID読出しステップ122を再度実行する。
【0155】
検索電圧Vaは読出し可能範囲ΔVtの1/2に設定されているので、1回の検索電圧Vaの加算で基準電圧14が読出し可能範囲ΔVtを飛び越して上昇する危険はない。したがって、図8(a)では、ID判定ステップ123での判定結果が“OK”となるまで、基準電圧14への検索電圧Vaの加算を繰り返す。
【0156】
同様に、図8(b)は、電源投入直後の初期電圧値Viが読出し可能範囲ΔVtの上限より高い場合の検索手順を示している。すなわち、まず、初期トリミング値で確認用ID20の読み出し、判定を行う。図8(b)の場合、ID判定ステップ123での判定結果は“NG”、HL判定ステップ128での判定結果は“High”であるので、基準電圧14が検索電圧Va分低くなるようにトリミング値111を生成、設定し、確認用ID読出しステップ122を再度実行する。
【0157】
検索電圧Vaは読出し可能範囲ΔVtの1/2に設定されているので、ID判定ステップ123での判定結果が“OK”となるまで、基準電圧14からの検索電圧Vaの減算を繰り返す。
【0158】
図9は、さらに、いわゆるバイナリーサーチの手法を読出し電圧検索120に取り入れた方法を示している。すなわち、まず、初期トリミング値で確認用ID20の読み出し、判定を行う。図9の場合、ID判定ステップ123での判定結果は“NG”、HL判定ステップ128での判定結果は“Low”であるので、基準電圧14が最大電圧検索幅、つまり16Va分高くなるようにトリミング値111を生成、設定し、確認用ID読出しステップ122を再度実行する。
【0159】
次に、バイナリーサーチの手法に従って、検索値変更ステップ124で、下方修正ステップ129または上方修正ステップ130が選択されるたびに、電圧検索幅を1/2に減らしながら、トリミング値111の生成、設定を繰り返す。
【0160】
このようにして、読出し電圧検索120での繰り返し回数を大幅に少なくすることができる。特に、初期電圧値Viが所望の設計値Vt60から大きくはずれており、読出し可能範囲ΔVtが狭い場合に効果が大きい。
【0161】
上述したような構成を持つ第2の実施形態に係わる半導体装置11のチップ製造後のテスト方法は、第1の実施形態(図5)と同様である。
【0162】
上記第2の実施形態によれば、第1の実施形態で述べた効果に加え、読出し電圧検索120での繰り返し回数を減らすことができるので、半導体装置11製造時のテスト工程における大幅な時間短縮、コスト削減を実現することができる。
【0163】
上述の第2の実施形態では、識別用IDのビットパターンは、“0”と“1”のランダムな配列で、さらに、“0”のビット数と“1”のビット数が同数であるとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、原理的には“0”のビット数と“1”のビット数がどのような比率でも使用可能である。また、識別用IDのビット長は16ビットであるとしたが、本発明はこれに限られるものではない。
【0164】
また、第1の実施形態と同様に、IDレジスタ101と確認用IDレジスタ102は必須ではない。
【0165】
さらに、制御回路108は、第1の実施形態と同様に、CPUとそのマイクロコードを用いて実装することも可能で、HL判定回路107もこれに加えることができる。
【0166】
さらに、検索電圧Va、検索電圧幅の最大値についても、第1の実施形態と同様に、設計時に想定される読出し可能範囲ΔVtと初期電圧値Viの予想される分布に基づいて最適な値に設定することができる。
【0167】
(第3の実施形態)
図10は、本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置201を示す回路ブロック図である。ここでは、第1の実施形態と同様に、主に、基準電圧発生回路とその補正にかかわる部分を示した。
【0168】
本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置201は、外部電源が供給されるVcc端子202、半導体装置201内の各回路ブロックで必要となる電源電圧を生成する内部電源回路203、精度の高い基準電圧A204を生成する基準電圧発生回路A205、精度の高い基準電圧B206を生成する基準電圧発生回路B207、基準電圧A204を変更するためのトリミング信号A208および基準電圧B206を変更するためのトリミング信号B209を生成する基準電圧補正回路210、基準電圧A204を測定するための基準電圧測定用パッド211、あらかじめ定められたビットパターンである識別用IDを保持するID保持回路212、識別用IDと同じ値を持つ確認用ID213および基準電圧A204を所望の値に補正するための補正値214をメモリセル領域B215に記憶している不揮発性メモリ部B216、複数の不揮発性多値セルからなるメモリセル領域A217を持つ不揮発性メモリ部A218、外部から不揮発性メモリ部B216へ所定の外部電圧を強制的に供給するための外部電圧印加用バッド219、および、外部仕様に基づいて必要な処理を行うロジック回路部220を持っている。
【0169】
内部電源回路203の入力はVcc端子202に接続され、その出力は半導体装置201内にあるロジック回路部220をはじめとする各回路ブロックの電源入力に接続されている。ID保持回路212の出力は基準電圧補正回路210の一方の入力に接続されている。
【0170】
基準電圧補正回路210の他方の入力は不揮発性メモリ部B216の出力に接続され、基準電圧補正回路210の出力であるトリミング信号A208は基準電圧発生回路A205の入力に接続され、同じく基準電圧補正回路210の出力であるトリミング信号B209は基準電圧発生回路B207の入力に接続されている。また、基準電圧補正回路210の出力である読出し要求信号221は不揮発性メモリ部B216の一方の入力に接続されている。
【0171】
基準電圧発生回路A205の出力である基準電圧A204は、不揮発性メモリ部A218の入力およびテストパッド211に接続されている。
【0172】
基準電圧発生回路B207の出力である基準電圧B206は、不揮発性メモリ部B216の他方の入力および外部電圧印加用パッド219に接続されている。
【0173】
各回路ブロックの構成、機能、および動作は、第1の実施形態と同様である。
【0174】
第3の実施形態に係わる半導体装置201が第1の実施形態と異なるのは、通常のデータ記憶に使用する多値メモリセルからなるメモリセル領域A217を含む不揮発性メモリ部A218と、確認用ID213および補正値214などを記憶する初期設定値用の不揮発性メモリ部B216とを持ち、それぞれに対応した基準電圧発生回路A205およびB207を持っていることである。
【0175】
すなわち、不揮発性メモリ部A218は、複数の不揮発性多値メモリセルからなるメモリセル領域A217を持ち、任意のデータをメモリセル領域A217へ書き込む書込み手段と、メモリセル領域A217からデータを読み出す読出し手段とを備えている。また、不揮発性メモリ部A218には、基準電圧発生回路A205の出力である基準電圧A204が供給されている。
【0176】
基準電圧発生回路A205には、基準電圧補正回路210によってトリミング信号A208が供給されている。トリミング信号A208は、後述する基準電圧補正方法に従って不揮発性メモリ部B216から読み出された補正値214に基づいて生成される。そして、基準電圧発生回路A205の出力である基準電圧A204は、メモリセル領域A217へのデータの書き込み、および、メモリセル領域A217からのデータの読み出しに使用される。
【0177】
不揮発性メモリ部B216は、確認用ID213と補正値214を記憶している複数の不揮発性メモリセルを含むメモリセル領域B215と、任意のデータをメモリセル領域B215へ書き込む書込み手段と、メモリセル領域B215からデータを読み出す読出し手段とを備えている。また、不揮発性メモリ部B216には、基準電圧発生回路B207の出力である基準電圧B206が供給されている。
【0178】
確認用ID213と補正値214は、第1の実施形態と同様に、互いに近接した領域に記憶されている。
【0179】
基準電圧発生回路B207には、基準電圧補正回路210によってトリミング信号B209が供給されている。トリミング信号B209は、後述する基準電圧補正方法に従って基準電圧補正回路210で生成される。そして、基準電圧発生回路B207の出力である基準電圧B206は、メモリセル領域B215へのデータの書き込み、および、メモリセル領域B215からのデータの読み出しに使用される。
【0180】
さらに、不揮発性メモリ部B216は、基準電圧補正回路210からの読出し要求信号221に従って、確認用ID213または補正値214を基準電圧補正回路210へ出力する。
【0181】
基準電圧補正回路210は、第1の実施形態と同様に、あらかじめ定められた検索手順に従って順次トリミング値を生成し、これに基づいてトリミング信号B209を基準電圧発生回路B207に順次出力する。そして、このトリミング信号B209を出力するたびに、不揮発性メモリ部B216へ確認用ID213の読出し要求信号221を出力する。
【0182】
さらに、この読出し要求信号221によって読み出された確認用ID213とID保持回路212が保持する識別用IDとを比較し、これらが一致するまで、上述したトリミング信号B209の変更と不揮発性メモリ部B216からの確認用ID213の読み出しを繰り返す。
【0183】
確認用ID213と識別用IDが一致すれば、基準電圧補正回路210は、次に、不揮発性メモリ部B216へ補正値214の読出し要求信号221を出力し、読み出された補正値214に基づいてトリミング信号A208を基準電圧発生回路A205へ出力する。
【0184】
このようにして補正値214に基づいて最終的に補正された基準電圧A204が、不揮発性メモリ部A218へ供給されると同時に、テスター222で測定するために基準電圧測定用パッド211へ出力される。
【0185】
また、基準電圧発生回路B207が出力する基準電圧B206の電圧値にかかわりなく、不揮発性メモリ部B216へ所定の電圧を外部から強制的に供給する目的で外部電圧印加用パッド219が使用される。
【0186】
図11は、本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置201の基準電圧補正回路210を示す回路ブロック図である。
【0187】
本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置201の基準電圧補正回路210は、識別用IDを一時記憶するIDレジスタ231、不揮発性メモリ部B216から受信した確認用ID213を一時記憶する確認用IDレジスタ232、識別用IDと確認用ID213を比較しその一致または不一致を判定するコンパレータ233、設定された値に基づいてトリミング信号A208を出力するトリミング回路A234、設定された値に基づいてトリミング信号B209を出力するトリミング回路B235、エラーを記憶するエラーレジスタ236、および、基準電圧補正回路210にある各回路プロックの動作を制御する制御回路237を持っている。
【0188】
IDレジスタ231の入力はID保持回路212の出力に接続され、IDレジスタ231の出力はコンパレータ233の一方の入力に接続されている。コンパレータ233の他方の入力は確認用IDレジスタ232の出力に接続され、コンパレータ233の出力である判定信号238は制御回路237の入力に接続されている。
【0189】
制御回路237の出力であるエラー信号239はエラーレジスタ236の入力に接続され、同じく制御回路237の出力である読出し要求信号221は不揮発性メモリ部B216の入力に接続されている。
【0190】
さらに、制御回路237の出力であるトリミング値A240はトリミング回路A234の一方の入力に接続され、同じく制御回路237の出力であるトリミング値B241はトリミング回路B235の入力に接続されている。
【0191】
トリミング回路A234の他方の入力および確認用IDレジスタ232の入力は不揮発性メモリ部B216の出力に接続され、トリミング回路A234の出力であるトリミング信号A208は基準電圧発生回路A205の入力に接続され、トリミング回路B235の出力であるトリミング信号B209は基準電圧発生回路B207の入力に接続されている。また、図11には示していないが、基準電圧補正回路210内にある各回路プロックへ必要な処理を指示する制御信号が、制御回路237から各回路ブロックへ供給されている。
【0192】
制御回路237を除く各回路ブロックの構成、機能、および動作は、第1の実施形態と同様である。
【0193】
本実施形態が第1の実施形態と異なるのは、半導体装置201が2つの基準電圧発生回路A205およびB207を持つことに対応して、基準電圧補正回路210が2つのトリミング回路A234およびB235を持っていることである。
【0194】
トリミング回路A234は、不揮発性メモリ部B216からの補正値214または制御回路237からのトリミング値A240を受信し、これを基準電圧発生回路A205の抵抗比を選択するためのトリミング信号A208にデコードする論理回路である。トリミング信号A208により不揮発性メモリ部A218で使用される基準電圧A204が設定される。
【0195】
トリミング回路B235は、制御回路237からのトリミング値B241を受信し、これを基準電圧発生回路B207の抵抗比を選択するためのトリミング信号B209にデコードする論理回路である。トリミング値B241は、制御回路237によりあらかじめ定められた手順に従って順次生成される。
【0196】
制御回路237の機能、すなわち、本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置201の基準電圧補正方法は、第1の実施形態(図3)と同様である。
【0197】
第1の実施形態と異なるのは、読出し電圧検索50がトリミング回路B235および基準電圧発生回路B207を介して不揮発性メモリ部B216に対して行われることと、補正値設定ステップ56での最終的な補正がトリミング回路A234および基準電圧発生回路A205を介して不揮発性メモリ部A218に対して行われることである。
【0198】
不揮発性メモリ部A218は多値メモリセルを用いており、その読み出し、書き込みにはより高い精度の基準電圧A204を必要とする。補正値214を持つ不揮発性メモリ部B216を不揮発性メモリ部A218から分離し、不揮発性メモリ部B216に通常の不揮発性メモリセルを使用することで、検索回数を増やさずに基準電圧A204をより高い精度で補正することが可能になる。
【0199】
半導体装置201の読出し電圧検索50における検索手順は、第1の実施形態(図4)と同様である。第1の実施形態と異なるのは、上述したように、検索が不揮発性メモリ部B216に対して行われることである。
【0200】
また、半導体装置201のチップ製造後のテスト方法は第1の実施形態(図5)と同様である。第1の実施形態と異なるのは、書込みステップ74での確認用ID213と補正値214の書き込みが不揮発性メモリ部B216に対して行われること、初期電圧測定ステップ71と基準電圧測定ステップ77でのテスター222による電圧測定が基準電圧測定用パッド211を介して行われること、および、外部電圧印加ステップ73での強制的な外部電圧の供給が外部電圧印加用パッド219を介して不揮発性メモリ部Bに対して行われることである。
【0201】
上記第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な効果が得られるばかりでなく、多値メモリセルなどのより高い精度の基準電圧A204を必要とする不揮発性メモリ部A218に対しても効率良く基準電圧A204を補正することができる。
【0202】
上述の第3の実施形態では、不揮発性メモリ部A218は1つの回路ブロックとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、不揮発性メモリ部A218が複数の回路ブロックに別れていてもよい。また、その複数の不揮発性メモリ部A218に対応してそれぞれ基準電圧発生回路A205を設けて、別々に補正値214を設定することもできる。
【0203】
さらに、不揮発性メモリ部B216は、確認用ID213および補正値214などを記憶する初期設定値用であるとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、不揮発性メモリ部B216に通常のデータを記憶し、補正値設定ステップ56で基準電圧発生回路B207も補正するようにすることもできる。
【0204】
(第4の実施形態)
図12は、本発明の第4の実施形態に係わる半導体装置201の基準電圧補正回路270を示す回路ブロック図である。
【0205】
本実施形態の基準電圧補正回路270を用いた半導体装置201の構成、および、本実施形態の基準電圧補正回路270を除いた半導体装置201内の各回路ブロックの機能、動作は、第3の実施形態と同様である。
【0206】
本発明の半導体装置201の基準電圧補正回路270は、識別用IDを一時記憶するIDレジスタ271、不揮発性メモリ部B216から受信した確認用ID213を一時記憶する確認用IDレジスタ272、識別用IDと確認用ID213を比較しその一致または不一致を判定するコンパレータ273、設定された値に基づいてトリミング信号A208を出力するトリミング回路A274、設定された値に基づいてトリミング信号B209を出力するトリミング回路B275、エラーを記憶するエラーレジスタ276、基準電圧B206が所望の設計値Vt60より高いか低いかを示すHL信号277を出力するHL判定回路278、および、基準電圧補正回路270にある各回路プロックの動作を制御する制御回路279を持っている。
【0207】
IDレジスタ271の入力はID保持回路212の出力に接続され、IDレジスタ271の出力はコンパレータ273の一方の入力に接続されている。コンパレータ273の他方の入力は確認用IDレジスタ272の一方の出力に接続され、コンパレータ273の出力である判定信号280は制御回路279の一方の入力に接続されている。
【0208】
制御回路279の他方の入力は、HL判定回路278の出力であるHL信号277に接続され、制御回路279の出力であるエラー信号281はエラーレジスタ276の入力に接続され、同じく制御回路279の出力である読出し要求信号221は不揮発性メモリ部B216の入力に接続されている。
【0209】
さらに、制御回路279の出力であるトリミング値A282はトリミング回路A274の一方の入力に接続され、同じく制御回路279の出力であるトリミング値B283はトリミング回路B275の入力に接続されている。
【0210】
トリミング回路A274の他方の入力および確認用IDレジスタ272の入力は不揮発性メモリ部B216の出力に接続され、トリミング回路A274の出力であるトリミング信号A208は基準電圧発生回路A205の入力に接続され、トリミング回路B275の出力であるトリミング信号B209は基準電圧発生回路B207の入力に接続されている。
【0211】
HL判定回路278の入力は、確認用IDレジスタ272の他方の出力に接続され、HL判定回路278の出力であるHL信号277は、制御回路279の他方の入力に接続されている。また、図12には示していないが、基準電圧補正回路270内にある各回路プロックへ必要な処理を指示する制御信号が、制御回路279から各回路ブロックへ供給されている。
【0212】
IDレジスタ271、コンパレータ273、トリミング回路A274、トリミング回路B275、およびエラーレジスタ276の構成、機能は、第3の実施形態と同様である。
【0213】
また、確認用IDレジスタ273は、第2の実施形態と同様に、シフトレジスタとしても機能するように構成されており、HL判定回路278へその保持する確認用ID213を出力する。
【0214】
さらに、HL判定回路278は、第2の実施形態と同様に、基準電圧発生回路B207の出力である基準電圧B206が所望の設計値Vt60より高いか低いかを示すHL判定信号277を制御回路279へ出力する。
【0215】
本実施形態は、第2の実施形態と同様に、第3の実施形態の基準電圧補正回路270にHL判定回路278を付加し、不揮発性メモリ部B216の読出し電圧検索120において、そのHL判定信号277を利用するようにしたものである。
【0216】
制御回路279の機能、すなわち、半導体装置201の基準電圧補正方法、および読出し電圧検索120で用いる検索手順は、第2の実施形態(図7−9)と同様である。
【0217】
第2の実施形態と異なるのは、読出し電圧検索120がトリミング回路B275および基準電圧発生回路B207を介して不揮発性メモリ部B216に対して行われることと、補正値設定ステップ12での最終的な補正がトリミング回路A274および基準電圧発生回路A205を介して不揮発性メモリ部A218に対して行われることである。
【0218】
また、第4の実施形態に係わる半導体装置201のチップ製造後のテスト方法は、第3の実施形態と同様である。
【0219】
上記第4の実施形態によれば、第3の実施形態で述べた効果に加え、読出し電圧検索120での繰り返し回数を大幅に減らすことができるので、半導体装置201製造時のテスト工程における大幅な時間短縮、コスト削減を達成することができる。
【0220】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ヒューズブロー装置を用いずに基準電圧の補正値を半導体装置内に記録でき、その補正値の読み出しおよび設定が正しく行われることが保証されるので、製造時のテスト効率を低下させずに、高い精度の基準電圧発生回路を持った半導体装置、そのテスト方法、およびその基準電圧補正方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置を示す回路ブロック図。
【図2】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置の基準電圧補正回路を示す回路ブロック図。
【図3】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置の基準電圧補正方法を示すフローチャート。
【図4】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置の基準電圧補正方法における検索手順を示すイメージ図。
【図5】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置のテスト方法を示すフローチャート。
【図6】本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置の基準電圧補正回路を示す回路ブロック図。
【図7】本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置の基準電圧補正方法を示すフローチャート。
【図8】本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置の基準電圧補正方法における検索手順を示すイメージ図。
【図9】本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置の基準電圧補正方法における検索手順を示すイメージ図。
【図10】本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置を示す回路ブロック図。
【図11】本発明の第3の実施形態に係わる半導体装置の基準電圧補正回路を示す回路ブロック図。
【図12】本発明の第4の実施形態に係わる半導体装置の基準電圧補正回路を示す回路ブロック図。
【図13】従来の半導体装置を示す回路ブロック図。
【図14】従来の半導体装置のテスト方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
11、201 半導体装置
12、202 Vcc端子
13、203 内部電源回路
14 基準電圧
15 基準電圧発生回路
16 トリミング信号
17、100、210、270 基準電圧補正回路
18 テストパッド
19、212 ID保持回路
20、213 確認用ID
21、214 補正値
22 メモリセル領域
23 不揮発性メモリ部
24、220 ロジック回路部
25、221 読出し要求信号
26、222 テスター
31、101、231、271 IDレジスタ
32、102、232、272 確認用IDレジスタ
33、103、233、273 コンパレータ
34、104 トリミング回路
35、105、236、276 エラーレジスタ
36、108、237、279 制御回路
37、109、238、280 判定信号
38、110、239、281 エラー信号
39、111 トリミング値
50、120 読出し電圧検索
51、121 初期設定ステップ
52、122 確認用ID読出しステップ
53、123 ID判定ステップ
54、124 検索値変更ステップ
55、125 範囲判定ステップ
56、126 補正値設定ステップ
57、127 エラー設定ステップ
60 設計値Vt
71 初期電圧測定ステップ
72 補正値取得ステップ
73 外部電圧印加ステップ
74 書込みステップ
75 基準電圧補正ステップ
76 エラー判定ステップ
77 基準電圧測定ステップ
78 良否判定ステップ
106、277 HL信号
107、278 HL判定回路
128 HL判定ステップ
129 下方修正ステップ
130 上方修正ステップ
204 基準電圧A
205 基準電圧発生回路A
206 基準電圧B
207 基準電圧発生回路B
208 トリミング信号A
209 トリミング信号B
211 基準電圧測定用パッド
215 メモリセル領域B
216 不揮発性メモリ部B
217 メモリセル領域A
218 不揮発性メモリ部A
219 外部電圧印加用パッド
234、274 トリミング回路A
235、275 トリミング回路B
240、282 トリミング値A
241、283 トリミング値B[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device having a reference voltage generation circuit capable of correcting a reference voltage to a desired value by trimming, a test method thereof, and a reference voltage correction method. In particular, the present invention is applied to a memory embedded logic IC that requires a highly accurate reference voltage and stores a correction value used for trimming of a reference voltage generation circuit in a semiconductor device in a test process at the time of manufacturing.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A semiconductor device having a nonvolatile memory cell region such as an EEPROM requires a high-precision reference voltage which is not affected by a power supply voltage or an operating temperature for writing data to a memory cell and reading data from the memory cell. In particular, in recent years, a so-called multi-value cell that stores two-bit data in one memory cell has appeared, and the improvement of the accuracy of the reference voltage has become increasingly important.
[0003]
As one means for achieving such an object, a reference voltage generating circuit capable of changing an output voltage by trimming is provided, and the output voltage is measured in a test process at the time of manufacturing, and a difference from a desired design value is corrected. Is recorded in the semiconductor device.
[0004]
FIG. 13 is a circuit block diagram showing a conventional semiconductor device 301. Here, the reference
[0005]
The conventional semiconductor device 301 includes a
[0006]
The input of the internal
[0007]
A correction signal 311 output from the
[0008]
The measurement probe of the
[0009]
The internal
[0010]
Further, it is not unusual for process parameters to vary at the time of chip manufacture, and that the respective time average values of the internal voltage deviate from the design values by several percent. For this reason, the high-precision reference voltage 304 required for reading and writing of the
[0011]
Generally, a band gap reference circuit (hereinafter, referred to as BGR) using an operational amplifier is used as the reference
[0012]
The reference voltage 304 corrected in this manner is supplied to the
[0013]
The
[0014]
Next, a test method of the above-described semiconductor device 301 will be described. FIG. 14 is a flowchart showing a test method of the conventional semiconductor device 301. Here, a test method mainly related to the correction of the reference voltage 304 and the pass / fail judgment of the semiconductor device 301 based on the corrected reference voltage 304 has been described.
[0015]
The conventional semiconductor device 301 test method includes an initial
[0016]
In the initial
[0017]
In the actually manufactured semiconductor device 301, since the process parameters vary from ideal values, the resistance ratio of BGR does not always become the value assumed at the time of design, and the initial value of the reference voltage 304 is Will be different for each. Therefore, a circuit is configured so that the resistance ratio of the BGR can be changed by trimming within a certain range in consideration of the variation in the process parameters at the time of design.
[0018]
In the correction
[0019]
The initial
[0020]
In the
[0021]
This
[0022]
In the reference
[0023]
However, when the variation in the process parameters exceeds the range assumed at the time of design, when the reference
[0024]
The semiconductor device 301 for which the reference voltage 304 has not been correctly corrected is selected in the pass / fail determination step 325. That is, it is determined whether the reference voltage 304 measured in the reference
[0025]
Thus, the reference voltage 304, which is the output of the reference
[0026]
Further, a required number of
[0027]
In order to cope with this problem, a plurality of nonvolatile memory cells are provided in the semiconductor device 301 in place of the
[0028]
However, each of these has an essential disadvantage that, in the initial state immediately after power-on, when the correction value is read from the nonvolatile memory cell, the reference voltage 304 used for reading is not correctly corrected. . In other words, there is a possibility that the correction value cannot be read correctly, and as a result, the reference voltage 304 greatly differs from a desired design value. In particular, due to the recent miniaturization of semiconductor processes and multi-valued nonvolatile memory cells (so-called multi-valued cells), the problem of erroneous reading of correction values in the initial state has become serious. In some cases, it also causes a significant decrease in the yield of the semiconductor device 301.
[0029]
[Patent Document 1]
JP-A-5-265579 (FIG. 2)
[0030]
[Patent Document 2]
JP 2001-357688 A (FIG. 1)
[0031]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional semiconductor device, its test method, and its reference voltage correction method, the correction value used for trimming the reference voltage generation circuit is recorded in the correction fuse by the fuse blow device, so that the test efficiency is significantly reduced. There was a problem of doing.
[0032]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a semiconductor device capable of recording a correction value of a reference voltage generation circuit in a semiconductor device without using a fuse blow device, thereby greatly improving test efficiency. It is an object to provide an apparatus, a test method thereof, and a reference voltage correction method thereof.
[0033]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention includes: an ID holding unit that holds an identification ID that is a predetermined bit pattern; a reference voltage generation unit that changes and outputs a reference voltage by trimming; A confirmation ID having the same value as the identification ID and a correction value for setting the reference voltage to a desired value are stored in some of the plurality of nonvolatile memory cells, and A nonvolatile memory to which a reference voltage is supplied, and a trimming value for changing the reference voltage output from the reference voltage generating means in accordance with a predetermined search procedure; Each time the reference voltage output from the generating means is changed, the confirmation ID is read from the nonvolatile memory unit. The ID for confirmation is compared with the ID for identification held by the ID holding means, and when they match, the correction value is read from the nonvolatile memory unit, and the reference voltage is read by the read correction value. Generating means for setting the reference voltage to a desired value.
[0034]
According to the present invention, a correction value can be recorded in a semiconductor device without using a fuse blow device, and furthermore, reading and setting of the correction value can be guaranteed to be performed correctly. Instead, it is possible to realize a semiconductor device having highly accurate reference voltage generating means.
[0035]
The test method of a semiconductor device according to the present invention includes: an ID holding unit for holding an identification ID which is a predetermined bit pattern; a reference voltage generating unit for changing and outputting a reference voltage by trimming; A non-volatile memory unit provided with a plurality of non-volatile memory cells to which the reference voltage is supplied from a generation unit, wherein the non-trimmed initial output voltage of the reference voltage generation unit is An initial voltage measurement step of measuring a value, and a correction value obtaining step of calculating a correction value for correcting a difference between the initial output voltage value obtained in the initial voltage measurement step and a desired reference voltage value. Irrespective of the value of the output voltage of the reference voltage generating means, a predetermined reference voltage is forcibly supplied from the outside to the nonvolatile memory unit. An external voltage application step, a confirmation ID having the same value as the identification ID held in the ID holding means, and the correction value obtained in the correction value acquisition step, A writing step of writing to the plurality of nonvolatile memory cells of the nonvolatile memory unit to which a predetermined reference voltage is supplied.
[0036]
According to the present invention, a correction value can be recorded in a semiconductor device without using a fuse blow device, and furthermore, reading and setting of the correction value can be guaranteed to be performed correctly. Instead, it is possible to realize a method of testing a semiconductor device having a highly accurate reference voltage generating means.
[0037]
Further, the reference voltage correcting method for a semiconductor device according to the present invention includes: an ID holding unit that holds an identification ID that is a predetermined bit pattern; a reference voltage generating unit that changes and outputs a reference voltage by trimming; A confirmation ID having the same value as the identification ID and a correction value for setting the reference voltage to a desired value are stored in some of the plurality of nonvolatile memory cells, and the reference value from the reference voltage generation means is stored in the nonvolatile memory cells. A reference voltage correction method for a semiconductor device, comprising: a non-volatile memory unit to which a voltage is supplied; a check ID reading step of reading the check ID from the non-volatile memory unit; An ID judging step of comparing the identified ID and the confirmation ID read in the confirmation ID reading step; When the comparison result in the fixed step is “mismatch”, a trimming value for changing the reference voltage output from the reference voltage generating means according to a predetermined search procedure is generated, and the trimming value is generated. Every time, the search result change step of changing the reference voltage supplied to the nonvolatile memory unit in the confirmation ID read step by the trimming value and the comparison result in the ID determination step are “match”. Reading the correction value from the nonvolatile memory unit, and setting the reference voltage of the reference voltage generation unit to a desired value based on the read correction value. It is characterized by.
[0038]
According to the present invention, a correction value can be recorded in a semiconductor device without using a fuse blow device, and furthermore, reading and setting of the correction value can be guaranteed to be performed correctly. Instead, it is possible to realize a reference voltage correction method for a semiconductor device having a highly accurate reference voltage generating means.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0040]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a semiconductor device 11 according to the first embodiment of the present invention. Here, the reference
[0041]
The semiconductor device 11 according to the first embodiment of the present invention includes a
[0042]
The input of the internal
[0043]
The output of the
[0044]
Further, the
[0045]
The input / output probe of a
[0046]
The internal
[0047]
The reference
[0048]
The
[0049]
The identification ID is a plurality of bit strings of “0” or “1”, and is used as a reference value for determining whether the
[0050]
The
[0051]
The
[0052]
The
[0053]
Further, the
[0054]
The reference
[0055]
Then, the
[0056]
If the
[0057]
That is, the reference
[0058]
Thus, it is guaranteed that the
[0059]
In this way, it can be expected that the
[0060]
The
[0061]
FIG. 2 is a circuit block diagram illustrating the reference
[0062]
The reference
[0063]
The input of the
[0064]
The output of the
[0065]
The other input of the trimming
[0066]
Each of the
[0067]
The
[0068]
The output of each EXNOR is connected to the input of AND, and the output of AND is connected as a
[0069]
If each bit of the identification ID temporarily stored in the
[0070]
The error register 35 includes a plurality of D latches, receives an
[0071]
The trimming
[0072]
The
[0073]
Next, the function of the
[0074]
FIG. 3 is a flowchart illustrating a reference voltage correction method for the semiconductor device 11 according to the first embodiment of the present invention.
[0075]
As shown in the figure, the reference voltage correction method for the semiconductor device 11 according to the first embodiment of the present invention includes an
[0076]
In the
[0077]
Next, the reference
[0078]
That is, first, in the confirmation
[0079]
Next, in the
[0080]
In the search
[0081]
Next, in a
[0082]
In this read voltage search 50, the
[0083]
In the correction
[0084]
If the
[0085]
In the
[0086]
In this way, even if the
[0087]
Next, a search procedure in the read voltage search 50 will be described.
[0088]
FIG. 4 is an image diagram showing a search procedure in the reference voltage correction method for the semiconductor device 11 according to the first embodiment of the present invention.
[0089]
FIG. 4A is an image diagram showing an output waveform of the
[0090]
In the initial state immediately after the power is turned on, as described above, the
[0091]
At the time of design, a certain degree of variation in process parameters is taken into consideration, and a design is made so that data can be normally read from the
[0092]
As shown in FIG. 4A, the search procedure in the reference voltage correction method for the semiconductor device 11 according to the first embodiment of the present invention is such that the
[0093]
That is, first, the
[0094]
If the result of this determination is "NG", then the trimming
[0095]
If the determination result is "NG", the trimming
[0096]
In this way, the read voltage search 50 is repeated while sequentially increasing the search voltage width until the
[0097]
In FIG. 4A, at the stage when the search voltage width is set to 3 Va, that is, at the read voltage of Vi + 3 Va, the
[0098]
Further, in consideration of a case where the
[0099]
Next, a test method of the semiconductor device 11 having the above-described configuration after manufacturing the chip will be described.
[0100]
FIG. 5 is a flowchart illustrating a test method of the semiconductor device 11 according to the first embodiment of the present invention. Here, the part mainly related to the correction of the
[0101]
In the test method for the semiconductor device 11 according to the first embodiment of the present invention, an initial
[0102]
The input / output probe of the
[0103]
First, in the initial
[0104]
Next, in a correction
[0105]
Next, in the external
[0106]
The
[0107]
Next, in a writing
[0108]
Next, in a reference
[0109]
Next, in an
[0110]
If there is no fatal error (“OK”), in a reference
[0111]
Finally, in a pass /
[0112]
The allowable error range is set to a voltage value corresponding to twice the minimum setting unit of the trimming
[0113]
According to the first embodiment, the
[0114]
In the first embodiment, the bit pattern of the identification ID is a random array of “0” and “1” in consideration of the character as a reference value, but the present invention is not limited to this. In principle, anything can be used. Although the bit length of the identification ID is 16 bits, the present invention is not limited to this.
[0115]
In addition, although the
[0116]
Further, the
[0117]
Further, the
[0118]
Further, the
[0119]
Furthermore, in the read voltage search 50, the search voltage Va is set to 1/2 of the readable range ΔVt, and the maximum value of the search voltage width is set to twice the ΔVt. However, the present invention is not limited to this. The optimum value can be set based on the assumed readable range ΔVt and the expected distribution of the initial voltage value Vi.
[0120]
Also, in the read voltage search 50, when the generated trimming
[0121]
Further, in the above-described first embodiment, the
[0122]
(Second embodiment)
FIG. 6 is a circuit block diagram showing the reference
[0123]
The configuration of the semiconductor device 11 using the reference
[0124]
The reference
[0125]
The input of the
[0126]
The other input of the
[0127]
The other input of the
[0128]
The input of the
[0129]
The configurations and functions of the
[0130]
The
[0131]
In such a configuration, when the selector is set to a state of selecting the output of the adjacent D latch and a clock signal is input to the clock input of the D latch, the 16-bit data in the D latch is converted into a parallel-serial signal. In this way, they can be sequentially output in synchronization with the clock signal.
[0132]
Thus, the
[0133]
The
[0134]
When the voltage value of the
[0135]
That is, the
[0136]
In the second embodiment, the identification ID and the
[0137]
Conversely, if the
[0138]
If the
[0139]
As in the first embodiment, the
[0140]
Next, the function of the
[0141]
FIG. 7 is a flowchart illustrating a reference voltage correction method for the semiconductor device 11 according to the second embodiment of the present invention.
[0142]
The difference from the first embodiment is that in the read
[0143]
As shown in the figure, the reference voltage correction method for the semiconductor device 11 according to the second embodiment of the present invention includes an
[0144]
Steps other than the search
[0145]
The search
[0146]
The
[0147]
In a
[0148]
In the
[0149]
When the
[0150]
In this way, the read
[0151]
Next, a search procedure in the read
[0152]
FIGS. 8 and 9 are image diagrams showing a search procedure in the reference voltage correction method for the semiconductor device 11 according to the second embodiment of the present invention.
[0153]
FIG. 8A is an image diagram showing a first output waveform of the
[0154]
FIG. 8A shows a search procedure when the initial voltage value Vi immediately after power-on is lower than the lower limit of the readable range ΔVt. That is, first, the
[0155]
Since the search voltage Va is set to の of the readable range ΔVt, there is no danger that the
[0156]
Similarly, FIG. 8B shows a search procedure when the initial voltage value Vi immediately after power-on is higher than the upper limit of the readable range ΔVt. That is, first, the
[0157]
Since the search voltage Va is set to の of the readable range ΔVt, the subtraction of the search voltage Va from the
[0158]
FIG. 9 shows a method in which a so-called binary search technique is incorporated in the read
[0159]
Next, each time the
[0160]
In this way, the number of repetitions in read
[0161]
The test method of the semiconductor device 11 according to the second embodiment having the above-described configuration after manufacturing the chip is the same as that of the first embodiment (FIG. 5).
[0162]
According to the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, the number of repetitions in the read
[0163]
In the above-described second embodiment, the bit pattern of the identification ID is a random arrangement of “0” and “1”, and the number of bits of “0” and the number of bits of “1” are the same. However, the present invention is not limited to this, and in principle, any ratio between the number of bits “0” and the number of bits “1” can be used. Although the bit length of the identification ID is 16 bits, the present invention is not limited to this.
[0164]
Further, similarly to the first embodiment, the
[0165]
Further, similarly to the first embodiment, the
[0166]
Further, the search voltage Va and the maximum value of the search voltage width are also set to optimal values based on the readable range ΔVt assumed at the time of design and the expected distribution of the initial voltage value Vi, as in the first embodiment. Can be set.
[0167]
(Third embodiment)
FIG. 10 is a circuit block diagram showing a semiconductor device 201 according to the third embodiment of the present invention. Here, similarly to the first embodiment, mainly the reference voltage generating circuit and the part related to the correction thereof are shown.
[0168]
The semiconductor device 201 according to the third embodiment of the present invention includes a
[0169]
The input of the internal
[0170]
The other input of the reference
[0171]
The reference voltage A204, which is the output of the reference voltage generation circuit A205, is connected to the input of the nonvolatile memory unit A218 and the test pad 211.
[0172]
The reference voltage B206, which is the output of the reference voltage generation circuit B207, is connected to the other input of the nonvolatile memory unit B216 and the external
[0173]
The configuration, function, and operation of each circuit block are the same as in the first embodiment.
[0174]
The semiconductor device 201 according to the third embodiment is different from the first embodiment in that a nonvolatile memory unit A218 including a memory cell area A217 composed of multi-valued memory cells used for normal data storage, and a
[0175]
That is, the non-volatile memory unit A218 has a memory cell area A217 composed of a plurality of non-volatile multi-valued memory cells, and means for writing arbitrary data into the memory cell area A217 and reading means for reading data from the memory cell area A217. And The reference voltage A204, which is the output of the reference voltage generation circuit A205, is supplied to the nonvolatile memory unit A218.
[0176]
A trimming signal A208 is supplied from the reference
[0177]
The nonvolatile memory unit B216 includes a memory cell area B215 including a plurality of nonvolatile memory cells storing the
[0178]
The
[0179]
The reference voltage generation circuit B207 is supplied with a trimming signal B209 by the reference
[0180]
Further, the nonvolatile
[0181]
Similar to the first embodiment, the reference
[0182]
Further, the
[0183]
If the
[0184]
The reference voltage A204 finally corrected based on the
[0185]
The external
[0186]
FIG. 11 is a circuit block diagram showing the reference
[0187]
The reference
[0188]
The input of the
[0189]
An error signal 239 output from the
[0190]
Further, a trimming value A240 output from the
[0191]
The other input of the trimming circuit A234 and the input of the
[0192]
The configuration, function, and operation of each circuit block except the
[0193]
This embodiment is different from the first embodiment in that the semiconductor device 201 has two reference voltage generation circuits A205 and B207, and the reference
[0194]
The trimming circuit A234 receives the
[0195]
The trimming circuit B235 is a logic circuit that receives the trimming value B241 from the
[0196]
The function of the
[0197]
The difference from the first embodiment is that the read voltage search 50 is performed on the non-volatile memory unit B216 via the trimming circuit B235 and the reference voltage generation circuit B207, and the final value in the correction
[0198]
The non-volatile memory unit A218 uses a multi-level memory cell, and requires a higher-precision reference voltage A204 for reading and writing. By separating the nonvolatile memory unit B216 having the
[0199]
The search procedure in the read voltage search 50 of the semiconductor device 201 is the same as in the first embodiment (FIG. 4). The difference from the first embodiment is that the search is performed on the nonvolatile memory unit B216 as described above.
[0200]
The test method of the semiconductor device 201 after manufacturing the chip is the same as that of the first embodiment (FIG. 5). The difference from the first embodiment is that the writing of the
[0201]
According to the third embodiment, not only the same effects as in the first embodiment can be obtained, but also the nonvolatile memory unit A218 which requires a higher-precision reference voltage A204 such as a multi-valued memory cell. However, the reference voltage A204 can be corrected efficiently.
[0202]
In the above-described third embodiment, the nonvolatile memory unit A218 is a single circuit block. However, the present invention is not limited to this, and the nonvolatile memory unit A218 may be divided into a plurality of circuit blocks. . Further, it is also possible to provide a reference voltage generating circuit A205 corresponding to each of the plurality of nonvolatile memory units A218, and set the
[0203]
Further, the non-volatile memory unit B216 is used for initial setting values for storing the
[0204]
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a circuit block diagram illustrating a reference
[0205]
The configuration of the semiconductor device 201 using the reference
[0206]
The reference
[0207]
The input of the
[0208]
The other input of the
[0209]
Further, a trimming value A282 which is an output of the
[0210]
The other input of the
[0211]
The input of the
[0212]
The configurations and functions of the
[0213]
The
[0214]
Further, similarly to the second embodiment, the
[0215]
In the present embodiment, similarly to the second embodiment, an
[0216]
The function of the
[0219]
The difference from the second embodiment is that the read
[0218]
The test method of the semiconductor device 201 according to the fourth embodiment after manufacturing the chip is the same as that of the third embodiment.
[0219]
According to the fourth embodiment, in addition to the effects described in the third embodiment, the number of repetitions in the read
[0220]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a correction value of a reference voltage can be recorded in a semiconductor device without using a fuse blow device, and it is guaranteed that reading and setting of the correction value are performed correctly. A semiconductor device having a highly accurate reference voltage generation circuit, a test method thereof, and a reference voltage correction method thereof can be realized without reducing test efficiency at the time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit block diagram showing a reference voltage correction circuit of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a reference voltage correction method for the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an image diagram showing a search procedure in the reference voltage correction method for the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a test method of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit block diagram showing a reference voltage correction circuit of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a reference voltage correction method for a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an image diagram showing a search procedure in a reference voltage correction method for a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an image diagram showing a search procedure in a reference voltage correction method for a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a circuit block diagram showing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a circuit block diagram showing a reference voltage correction circuit of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a circuit block diagram showing a reference voltage correction circuit of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a circuit block diagram showing a conventional semiconductor device.
FIG. 14 is a flowchart illustrating a conventional semiconductor device test method.
[Explanation of symbols]
11, 201 Semiconductor device
12, 202 Vcc terminal
13,203 Internal power supply circuit
14 Reference voltage
15 Reference voltage generation circuit
16 Trimming signal
17, 100, 210, 270 Reference voltage correction circuit
18 Test Pad
19, 212 ID holding circuit
20, 213 Confirmation ID
21, 214 correction value
22 Memory cell area
23 Non-volatile memory section
24, 220 logic circuit section
25, 221 Read request signal
26,222 tester
31, 101, 231, 271 ID register
32, 102, 232, 272 Confirmation ID register
33, 103, 233, 273 Comparators
34,104 trimming circuit
35, 105, 236, 276 error register
36, 108, 237, 279 control circuit
37, 109, 238, 280 Judgment signal
38, 110, 239, 281 Error signal
39, 111 trimming value
50, 120 Read voltage search
51, 121 Initial setting step
52, 122 ID reading step for confirmation
53, 123 ID determination step
54, 124 search value change step
55, 125 Range judgment step
56, 126 Correction value setting step
57, 127 Error setting step
60 Design value Vt
71 Initial voltage measurement step
72 Correction value acquisition step
73 External voltage application step
74 Write Step
75 Reference voltage correction step
76 Error judgment step
77 Reference voltage measurement step
78 Pass / fail judgment step
106, 277 HL signal
107,278 HL judgment circuit
128 HL judgment step
129 Downward correction step
130 Upward Correction Step
204 Reference voltage A
205 Reference voltage generation circuit A
206 Reference voltage B
207 Reference voltage generation circuit B
208 Trimming signal A
209 Trimming signal B
211 Reference voltage measurement pad
215 Memory cell area B
216 Non-volatile memory B
217 Memory cell area A
218 Nonvolatile memory A
219 External voltage application pad
234, 274 trimming circuit A
235, 275 trimming circuit B
240, 282 trimming value A
241, 283 trimming value B
Claims (32)
トリミングによって基準電圧を変更して出力する基準電圧発生手段と、
前記識別用IDと同じ値を持つ確認用IDおよび前記基準電圧を所望の値に設定するための補正値が、複数の不揮発性メモリセルの一部に記憶され、前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が供給されている不揮発性メモリ部と、
前記基準電圧発生手段から出力される前記基準電圧をあらかじめ定められた検索手順に従って変更するためのトリミング値を生成し、このトリミング値によって前記基準電圧発生手段から出力される前記基準電圧が変更されるたびに前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを読み出し、この読み出された前記確認用IDを前記ID保持手段が保持する前記識別用IDと比較し、これが一致した場合に前記不揮発性メモリ部から前記補正値を読み出し、この読み出された前記補正値によって前記基準電圧発生手段が前記基準電圧を所望の値に設定する基準電圧補正手段と、
を有することを特徴とする半導体装置。ID holding means for holding an ID for identification which is a predetermined bit pattern;
Reference voltage generating means for changing and outputting a reference voltage by trimming,
A confirmation ID having the same value as the identification ID and a correction value for setting the reference voltage to a desired value are stored in a part of a plurality of nonvolatile memory cells, A nonvolatile memory unit to which a reference voltage is supplied,
A trimming value for changing the reference voltage output from the reference voltage generating means according to a predetermined search procedure is generated, and the reference voltage output from the reference voltage generating means is changed according to the trimming value. Each time the confirmation ID is read from the nonvolatile memory unit, and the read confirmation ID is compared with the identification ID held by the ID holding unit. Reference voltage correction means for reading the correction value from, and the reference voltage generation means sets the reference voltage to a desired value according to the read correction value;
A semiconductor device comprising:
前記ID保持手段から前記識別用IDを受信し一時記憶するIDレジスタと、
前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを受信し一時記憶する確認用IDレジスタと、
前記IDレジスタおよび前記確認用IDレジスタが保持する内容を比較し、その比較結果に従って判定信号を出力するコンパレータと、
前記トリミング値または前記補正値が設定され、その設定された値に基づいて、前記基準電圧発生手段へトリミング信号を出力するトリミング手段と、
前記コンパレータの前記判定信号が“不一致”の場合には、前記基準電圧発生手段から出力される前記基準電圧があらかじめ定められた検索手順に従って変更されるよう前記トリミング値を生成して前記トリミング手段に設定し、さらに、前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを読み出して前記確認用IDレジスタに設定する機能と、前記判定信号が“一致”の場合には、前記不揮発性メモリ部から前記補正値を読み出して前記トリミング手段に設定し、前記基準電圧発生手段が前記基準電圧を所望の値に設定する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。The reference voltage correction unit includes:
An ID register that receives the identification ID from the ID holding unit and temporarily stores the ID;
A confirmation ID register for receiving and temporarily storing the confirmation ID from the nonvolatile memory unit;
A comparator that compares the contents held by the ID register and the confirmation ID register and outputs a determination signal according to the comparison result;
The trimming value or the correction value is set, and a trimming unit that outputs a trimming signal to the reference voltage generating unit based on the set value;
When the determination signal of the comparator is "mismatch", the trimming value is generated such that the reference voltage output from the reference voltage generating means is changed according to a predetermined search procedure, and the trimming value is transmitted to the trimming means. Setting, further, reading the confirmation ID from the nonvolatile memory unit and setting the same in the confirmation ID register; and, when the judgment signal is “match”, the correction value from the nonvolatile memory unit. Control means for reading and setting the trimming means, the reference voltage generating means setting the reference voltage to a desired value,
The semiconductor device according to claim 1, further comprising:
前記トリミング値としてあらかじめ定められた値を前記トリミング手段に設定して前記基準電圧が初期出力電圧値となるよう動作する初期設定機能と、
前記基準電圧が前記初期出力電圧値より所定の検索電圧値分高くなるように前記トリミング値を生成する第1の生成機能と、
前記基準電圧が前記初期出力電圧値より所定の検索電圧値分低くなるように前記トリミング値を生成する第2の生成機能と、
前記初期設定機能を実行した後、前記第1の生成機能と前記第2の生成機能を交互に繰り返し実行し、前記第2の生成機能の実行が終了するたびに前記検索電圧値を一定の値ずつ増加させる検索機能と、
をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。The control means,
An initial setting function of setting a predetermined value as the trimming value in the trimming means and operating so that the reference voltage becomes an initial output voltage value;
A first generation function of generating the trimming value such that the reference voltage is higher than the initial output voltage value by a predetermined search voltage value;
A second generation function of generating the trimming value such that the reference voltage is lower than the initial output voltage value by a predetermined search voltage value;
After executing the initial setting function, the first generating function and the second generating function are alternately and repeatedly executed, and each time the execution of the second generating function is completed, the search voltage value is set to a constant value. Search function to increase by
The semiconductor device according to claim 2, further comprising:
トリミングによって第1の基準電圧を変更して出力する第1の基準電圧発生手段と、
トリミングによって第2の基準電圧を変更して出力する第2の基準電圧発生手段と、
前記識別用IDと同じ値を持つ確認用IDおよび前記第2の基準電圧をトリミングによって所望の値に設定するための補正値が、複数の不揮発性メモリセルの一部に記憶され、前記第1の基準電圧発生手段からの前記第1の基準電圧が供給されている不揮発性メモリ部と、
前記第1の基準電圧発生手段から出力される前記第1の基準電圧をあらかじめ定められた検索手順に従って変更するためのトリミング値を生成し、このトリミング値によって前記第1の基準電圧発生手段から出力される前記第1の基準電圧が変更されるたびに前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを読み出し、この読み出された前記確認用IDを前記ID保持手段が保持する前記識別用IDと比較し、これが一致した場合に前記不揮発性メモリ部から前記補正値を読み出し、この読み出された前記補正値によって前記第2の基準電圧発生手段が前記第2の基準電圧を所望の値に設定する基準電圧補正手段と、
を有することを特徴とする半導体装置。ID holding means for holding an ID for identification which is a predetermined bit pattern;
First reference voltage generating means for changing and outputting the first reference voltage by trimming;
Second reference voltage generating means for changing and outputting the second reference voltage by trimming;
A confirmation ID having the same value as the identification ID and a correction value for setting the second reference voltage to a desired value by trimming are stored in some of the plurality of nonvolatile memory cells, A non-volatile memory unit to which the first reference voltage is supplied from the reference voltage generation unit;
A trimming value for changing the first reference voltage output from the first reference voltage generating means in accordance with a predetermined search procedure is generated, and an output from the first reference voltage generating means is generated based on the trimming value. Each time the first reference voltage is changed, the confirmation ID is read from the nonvolatile memory unit, and the read confirmation ID is compared with the identification ID held by the ID holding unit. When the values match, the correction value is read from the nonvolatile memory unit, and the second reference voltage generation unit sets the second reference voltage to a desired value based on the read correction value. Reference voltage correction means,
A semiconductor device comprising:
前記ID保持手段から前記識別用IDを受信し一時記憶するIDレジスタと、
前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを受信し一時記憶する確認用IDレジスタと、
前記IDレジスタおよび前記確認用IDレジスタが保持する内容を比較し、その比較結果に従って判定信号を出力するコンパレータと、
前記トリミング値が設定され、その設定された値に基づいて、前記第1の基準電圧発生手段へ第1のトリミング信号を出力する第1のトリミング手段と、
前記補正値が設定され、その設定された値に基づいて、前記第2の基準電圧発生手段へ第2のトリミング信号を出力する第2のトリミング手段と、
前記コンパレータの前記判定信号が“不一致”の場合には、前記第1の基準電圧発生手段から出力される前記第1の基準電圧があらかじめ定められた検索手順に従って変更されるよう前記トリミング値を生成して前記第1のトリミング手段に設定し、さらに、前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを読み出して前記確認用IDレジスタに設定する機能と、前記判定信号が“一致”の場合には、前記不揮発性メモリ部から前記補正値を読み出して前記第2のトリミング手段に設定し、前記第2の基準電圧発生手段の前記第2の基準電圧を所望の値に設定する制御手段と、
を有することを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。The reference voltage correction unit includes:
An ID register that receives the identification ID from the ID holding unit and temporarily stores the ID;
A confirmation ID register for receiving and temporarily storing the confirmation ID from the nonvolatile memory unit;
A comparator that compares the contents held by the ID register and the confirmation ID register and outputs a determination signal according to the comparison result;
A first trimming unit that sets the trimming value and outputs a first trimming signal to the first reference voltage generating unit based on the set value;
A second trimming unit that sets the correction value and outputs a second trimming signal to the second reference voltage generating unit based on the set value;
When the determination signal of the comparator is “mismatch”, the trimming value is generated such that the first reference voltage output from the first reference voltage generating means is changed according to a predetermined search procedure. Setting the first trimming means, reading the confirmation ID from the non-volatile memory unit and setting the confirmation ID in the confirmation ID register; and Control means for reading the correction value from the non-volatile memory unit, setting the correction value in the second trimming means, and setting the second reference voltage of the second reference voltage generation means to a desired value;
5. The semiconductor device according to claim 4, comprising:
前記トリミング値としてあらかじめ定められた値を前記第1のトリミング手段に設定して前記第1の基準電圧が初期出力電圧値となるよう動作する初期設定機能と、
前記第1の基準電圧が前記初期出力電圧値より所定の検索電圧値分高くなるように前記トリミング値を生成する第1の生成機能と、
前記第1の基準電圧が前記初期出力電圧値より所定の検索電圧値分低くなるように前記トリミング値を生成する第2の生成機能と、
前記初期設定機能を実行した後、前記第1の生成機能と前記第2の生成機能を交互に繰り返し実行し、前記第2の生成機能の実行が終了するたびに前記検索電圧値を一定の値ずつ増加させる検索機能と、
をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。The control means,
An initial setting function of setting a predetermined value as the trimming value in the first trimming means and operating so that the first reference voltage becomes an initial output voltage value;
A first generation function of generating the trimming value such that the first reference voltage is higher than the initial output voltage value by a predetermined search voltage value;
A second generation function for generating the trimming value such that the first reference voltage is lower than the initial output voltage value by a predetermined search voltage value;
After executing the initial setting function, the first generating function and the second generating function are alternately and repeatedly executed, and each time the execution of the second generating function is completed, the search voltage value is set to a constant value. Search function to increase by
The semiconductor device according to claim 6, further comprising:
前記確認用IDレジスタに一時記憶された前記確認用IDの“0”および“1”のビット数計数結果に基づいて、“1”の数より“0”の数が多い場合は第1の信号を、“0”の数より“1”の数が多い場合は第2の信号を示すHL信号を前記制御手段へ出力するHL判定手段をさらに有し、
前記制御手段は、
前記コンパレータの前記判定信号が不一致で、かつ、前記HL信号が第1の信号である場合には、次に前記確認用IDを読み出す時に前記不揮発性メモリ部へ供給される前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が、現在の値より低くなるように前記トリミング値を生成し、
前記コンパレータの前記判定信号が不一致で、かつ、前記HL信号が第2の信号である場合には、次に前記確認用IDを読み出す時に前記不揮発性メモリ部へ供給される前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が、現在の値より高くなるように前記トリミング値を生成する機能をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。The reference voltage correction unit includes:
If the number of “0” is larger than the number of “1” based on the result of counting the number of bits “0” and “1” of the confirmation ID temporarily stored in the confirmation ID register, the first signal HL determination means for outputting an HL signal indicating a second signal to the control means when the number of “1” is larger than the number of “0”,
The control means,
If the judgment signal of the comparator does not match and the HL signal is the first signal, the reference voltage generation means supplied to the nonvolatile memory unit when reading the confirmation ID next time The trimming value is generated such that the reference voltage of is lower than a current value,
If the determination signal of the comparator does not match and the HL signal is the second signal, the reference voltage generating means supplied to the nonvolatile memory unit when reading the confirmation ID next time 3. The semiconductor device according to claim 2, further comprising a function of generating the trimming value such that the reference voltage becomes higher than a current value.
前記確認用IDレジスタに一時記憶された前記確認用IDの“0”および“1”のビット数計数結果に基づいて、“1”の数より“0”の数が多い場合は第1の信号を、“0”の数より“1”の数が多い場合は第2の信号を示すHL信号を前記制御手段へ出力するHL判定手段をさらに有し、
前記制御手段は、
前記コンパレータの前記判定信号が不一致で、かつ、前記HL信号が第1の信号である場合には、次に前記確認用IDを読み出す時に前記不揮発性メモリ部へ供給される前記第1の基準電圧発生手段からの前記第1の基準電圧が、現在の値より低くなるように前記トリミング値を生成し、
前記コンパレータの前記判定信号が不一致で、かつ、前記HL信号が第2の信号である場合には、次に前記確認用IDを読み出す時に前記不揮発性メモリ部へ供給される前記第1の基準電圧発生手段からの前記第1の基準電圧が、現在の値より高くなるように前記トリミング値を生成する機能をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。The reference voltage correction unit includes:
If the number of “0” is larger than the number of “1” based on the result of counting the number of bits “0” and “1” of the confirmation ID temporarily stored in the confirmation ID register, the first signal HL determination means for outputting an HL signal indicating a second signal to the control means when the number of “1” is larger than the number of “0”,
The control means,
If the determination signal of the comparator does not match and the HL signal is the first signal, the first reference voltage supplied to the nonvolatile memory unit when reading the confirmation ID next time Generating the trimming value such that the first reference voltage from the generating means is lower than a current value;
If the determination signal of the comparator does not match and the HL signal is the second signal, the first reference voltage supplied to the nonvolatile memory unit when reading the confirmation ID next time 7. The semiconductor device according to claim 6, further comprising a function of generating the trimming value so that the first reference voltage from the generating unit is higher than a current value.
トリミングによって基準電圧を変更して出力する基準電圧発生手段と、
前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が供給され、複数の不揮発性メモリセルを備えた不揮発性メモリ部と、
を有する半導体装置のテスト方法であって、
前記基準電圧発生手段のトリミングされていない初期出力電圧値を測定する初期電圧測定ステップと、
前記初期電圧測定ステップで得られた前記初期出力電圧値と所望の基準電圧の値との差を補正するための補正値を計算によって求める補正値取得ステップと、
前記基準電圧発生手段の出力電圧の値にかかわりなく、所定の基準電圧を前記不揮発性メモリ部に外部から強制的に供給する外部電圧印加ステップと、
前記ID保持手段に保持されている前記識別用IDと同じ値を持つ確認用ID、および前記補正値取得ステップで得られた前記補正値を、前記外部電圧印加ステップで前記所定の基準電圧が供給されている前記不揮発性メモリ部の前記複数の不揮発性メモリセルに書き込む書込みステップと、
を有することを特徴とする半導体装置のテスト方法。ID holding means for holding an ID for identification which is a predetermined bit pattern;
Reference voltage generating means for changing and outputting a reference voltage by trimming,
A non-volatile memory unit to which the reference voltage is supplied from the reference voltage generation means, and which includes a plurality of non-volatile memory cells;
A method for testing a semiconductor device having:
An initial voltage measuring step of measuring an untrimmed initial output voltage value of the reference voltage generating means,
A correction value obtaining step of calculating a correction value for correcting a difference between the initial output voltage value obtained in the initial voltage measurement step and a desired reference voltage value,
Irrespective of the value of the output voltage of the reference voltage generating means, an external voltage application step of forcibly supplying a predetermined reference voltage to the nonvolatile memory unit from the outside,
The predetermined reference voltage is supplied in the external voltage applying step by supplying the confirmation ID having the same value as the identification ID held in the ID holding unit and the correction value obtained in the correction value obtaining step. Writing to the plurality of nonvolatile memory cells of the nonvolatile memory unit,
A method for testing a semiconductor device, comprising:
をさらに有することを特徴とする請求項12に記載の半導体装置のテスト方法。A trimming value for changing the reference voltage output from the reference voltage generating means according to a predetermined search procedure is generated, and the reference voltage output from the reference voltage generating means is changed according to the trimming value. Each time the confirmation ID written in the writing step is read from the non-volatile memory unit, and the read confirmation ID is compared with the identification ID held by the ID holding unit, and the read ID matches. In the case, the correction value written in the writing step is read from the nonvolatile memory unit, and the reference voltage from the reference voltage generation unit is set to a desired value by the read correction value. Steps and
The test method for a semiconductor device according to claim 12, further comprising:
前記基準電圧測定ステップで得られた前記基準電圧の値が所定の許容範囲内であるか否かに従って、当該半導体装置を良品または不良品と判定する良否判定ステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項13に記載の半導体装置のテスト方法。A reference voltage measuring step of measuring the reference voltage from the reference voltage generating means corrected to a desired value in the reference voltage correcting step;
According to whether the value of the reference voltage obtained in the reference voltage measurement step is within a predetermined allowable range, whether or not the semiconductor device is good or bad,
14. The test method for a semiconductor device according to claim 13, further comprising:
トリミングによって第1の基準電圧を変更して出力する第1の基準電圧発生手段と、
トリミングによって第2の基準電圧を変更して出力する第2の基準電圧発生手段と、
前記第1の基準電圧発生手段からの前記第1の基準電圧が供給され、複数の不揮発性メモリセルを備えた不揮発性メモリ部と、
を有する半導体装置のテスト方法であって、
前記第2の基準電圧発生手段のトリミングされていない初期出力電圧値を測定する初期電圧測定ステップと、
前記初期電圧測定ステップで得られた前記初期出力電圧値と所望の基準電圧の値との差を補正するための補正値を計算によって求める補正値取得ステップと、
前記第1の基準電圧発生手段の出力電圧の値にかかわりなく、所定の基準電圧を前記不揮発性メモリ部に外部から強制的に供給する外部電圧印加ステップと、
前記ID保持手段に保持されている前記識別用IDと同じ値を持つ確認用IDおよび前記補正値取得ステップで得られた前記補正値を、前記外部電圧印加ステップで前記所定の基準電圧が供給されている前記不揮発性メモリ部の前記複数の不揮発性メモリセルに書き込む書込みステップと、
を有することを特徴とする半導体装置のテスト方法。ID holding means for holding an ID for identification which is a predetermined bit pattern;
First reference voltage generating means for changing and outputting the first reference voltage by trimming;
Second reference voltage generating means for changing and outputting the second reference voltage by trimming;
A non-volatile memory unit to which the first reference voltage is supplied from the first reference voltage generation means and which includes a plurality of non-volatile memory cells;
A method for testing a semiconductor device having:
An initial voltage measuring step of measuring an untrimmed initial output voltage value of the second reference voltage generating means;
A correction value obtaining step of calculating a correction value for correcting a difference between the initial output voltage value obtained in the initial voltage measurement step and a desired reference voltage value,
Irrespective of the value of the output voltage of the first reference voltage generation means, an external voltage application step of forcibly supplying a predetermined reference voltage to the nonvolatile memory unit from the outside,
The confirmation ID having the same value as the identification ID held in the ID holding means and the correction value obtained in the correction value obtaining step are supplied with the predetermined reference voltage in the external voltage application step. Writing to the plurality of nonvolatile memory cells of the nonvolatile memory unit,
A method for testing a semiconductor device, comprising:
をさらに有することを特徴とする請求項15に記載の半導体装置のテスト方法。A trimming value for changing the first reference voltage output from the first reference voltage generating means according to a predetermined search procedure is generated, and an output from the first reference voltage generating means is generated based on the trimming value. Each time the first reference voltage is changed, the confirmation ID written in the writing step is read from the nonvolatile memory unit, and the read ID is held by the ID holding unit. The correction value written in the writing step is read from the non-volatile memory unit when the ID value matches with the identification ID, and the second reference voltage generating means is used in accordance with the read correction value. A reference voltage correction step of setting the second reference voltage from
The test method for a semiconductor device according to claim 15, further comprising:
前記基準電圧測定ステップで得られた前記第2の基準電圧の値が所定の許容範囲内であるか否かに従って、当該半導体装置を良品または不良品と判定する良否判定ステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項16に記載の半導体装置のテスト方法。A reference voltage measuring step of measuring the second reference voltage from the second reference voltage generating means corrected to a desired value in the reference voltage correcting step;
A pass / fail judgment step of judging the semiconductor device as a non-defective or defective product according to whether or not the value of the second reference voltage obtained in the reference voltage measurement step is within a predetermined allowable range;
17. The method for testing a semiconductor device according to claim 16, further comprising:
トリミングによって基準電圧を変更して出力する基準電圧発生手段と、
前記識別用IDと同じ値を持つ確認用IDおよび前記基準電圧を所望の値に設定するための補正値が、複数の不揮発性メモリセルの一部に記憶され、前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が供給されている不揮発性メモリ部と、
を有する半導体装置の基準電圧補正方法であって、
前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを読み出す確認用ID読出しステップと、
前記ID保持手段に保持されている前記識別用IDと前記確認用ID読出しステップで読み出された前記確認用IDとを比較判定するID判定ステップと、
前記ID判定ステップでの比較結果が“不一致”である場合に、前記基準電圧発生手段から出力される前記基準電圧をあらかじめ定められた検索手順に従って変更するためのトリミング値を生成し、このトリミング値を生成するたびに、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記基準電圧を前記トリミング値によって変更する検索値変更ステップと、
前記ID判定ステップでの比較結果が“一致”である場合に、前記不揮発性メモリ部から前記補正値を読み出し、読み出された前記補正値に基づいて前記基準電圧発生手段の前記基準電圧を所望の値に設定する補正値設定ステップと、
を有することを特徴とする半導体装置の基準電圧補正方法。ID holding means for holding an ID for identification which is a predetermined bit pattern;
Reference voltage generating means for changing and outputting a reference voltage by trimming,
A confirmation ID having the same value as the identification ID and a correction value for setting the reference voltage to a desired value are stored in a part of a plurality of nonvolatile memory cells, A nonvolatile memory unit to which a reference voltage is supplied,
Reference voltage correction method for a semiconductor device having
A confirmation ID reading step of reading the confirmation ID from the nonvolatile memory unit;
An ID determining step of comparing the identification ID held in the ID holding unit with the confirmation ID read in the confirmation ID reading step;
When the comparison result in the ID determination step is “mismatch”, a trimming value for changing the reference voltage output from the reference voltage generating means in accordance with a predetermined search procedure is generated. A search value changing step of changing the reference voltage supplied to the non-volatile memory unit in the confirmation ID reading step by the trimming value each time
When the comparison result in the ID determination step is “match”, the correction value is read from the nonvolatile memory unit, and the reference voltage of the reference voltage generation unit is desired based on the read correction value. A correction value setting step for setting the value of
A reference voltage correcting method for a semiconductor device, comprising:
トリミングによって第1の基準電圧を変更して出力する第1の基準電圧発生手段と、
トリミングによって第2の基準電圧を変更して出力する第2の基準電圧発生手段と、
前記識別用IDと同じ値を持つ確認用IDおよび前記第2の基準電圧をトリミングによって所望の値に設定するための補正値が、複数の不揮発性メモリセルの一部に記憶され、前記第1の基準電圧発生手段からの前記第1の基準電圧が供給されている不揮発性メモリ部と、
を有する半導体装置の基準電圧補正方法であって、
前記不揮発性メモリ部から前記確認用IDを読み出す確認用ID読出しステップと、
前記ID保持手段に保持されている前記識別用IDと前記確認用ID読出しステップで読み出された前記確認用IDとを比較判定するID判定ステップと、
前記ID判定ステップでの比較結果が“不一致”である場合に、前記第1の基準電圧発生手段から出力される前記前記第1の基準電圧をあらかじめ定められた検索手順に従って変更するためのトリミング値を生成し、このトリミング値を生成するたびに、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記第1の基準電圧を前記トリミング値によって変更する検索値変更ステップと、
前記ID判定ステップでの比較結果が“一致”である場合に、前記不揮発性メモリ部から記補正値を読み出し、読み出された前記補正値に基づいて前記第2の基準電圧発生手段が前記第2の基準電圧を所望の値に設定する補正値設定ステップと、
を有することを特徴とする半導体装置の基準電圧補正方法。ID holding means for holding an ID for identification which is a predetermined bit pattern;
First reference voltage generating means for changing and outputting the first reference voltage by trimming;
Second reference voltage generating means for changing and outputting the second reference voltage by trimming;
A confirmation ID having the same value as the identification ID and a correction value for setting the second reference voltage to a desired value by trimming are stored in some of the plurality of nonvolatile memory cells, A non-volatile memory unit to which the first reference voltage is supplied from the reference voltage generation unit;
Reference voltage correction method for a semiconductor device having
A confirmation ID reading step of reading the confirmation ID from the nonvolatile memory unit;
An ID determining step of comparing the identification ID held in the ID holding unit with the confirmation ID read in the confirmation ID reading step;
A trimming value for changing the first reference voltage output from the first reference voltage generating means in accordance with a predetermined search procedure when the comparison result in the ID determination step is “mismatch”; And a search value changing step of changing the first reference voltage supplied to the nonvolatile memory unit in the confirmation ID reading step by the trimming value each time the trimming value is generated,
When the comparison result in the ID determination step is “match”, the correction value is read from the non-volatile memory unit, and the second reference voltage generation unit is configured to read the correction value based on the read correction value. A correction value setting step of setting the reference voltage of No. 2 to a desired value;
A reference voltage correcting method for a semiconductor device, comprising:
前記基準電圧が補正されていない初期出力電圧値の状態である初期ステップと、前記基準電圧が前記初期出力電圧値より所定の検索電圧値分高くなるように前記トリミング値を生成する第1のステップと、
前記基準電圧が前記初期出力電圧値より所定の検索電圧値分低くなるように前記トリミング値を生成する第2のステップとを有し、
前記初期ステップの後、前記第1のステップと前記第2のステップを交互に繰り返し、前記第2のステップが終了するたびに前記検索電圧値を一定の値ずつ増加させることを特徴とする請求項19に記載の半導体装置の基準電圧補正方法。The search procedure for changing the reference voltage output from the reference voltage generation means,
An initial step in which the reference voltage is in a state of an uncorrected initial output voltage value, and a first step of generating the trimming value so that the reference voltage is higher than the initial output voltage value by a predetermined search voltage value. When,
A second step of generating the trimming value such that the reference voltage is lower than the initial output voltage value by a predetermined search voltage value,
After the initial step, the first step and the second step are alternately repeated, and each time the second step is completed, the search voltage value is increased by a constant value. 20. The method for correcting a reference voltage of a semiconductor device according to claim 19.
前記第1の基準電圧が補正されていない初期出力電圧値の状態である初期ステップと、
前記第1の基準電圧が前記初期出力電圧値より所定の検索電圧値分高くなるように前記トリミング値を生成する第1のステップと、
前記第1の基準電圧が前記初期出力電圧値より所定の検索電圧値分低くなるように前記トリミング値を生成する第2のステップとを有し、
前記初期ステップの後、前記第1のステップと前記第2のステップを交互に繰り返し、前記第2のステップが終了するたびに前記検索電圧値を一定の値ずつ増加させることを特徴とする請求項20に記載の半導体装置の基準電圧補正方法。The search procedure for changing the first reference voltage output from the first reference voltage generation means includes:
An initial step in which the first reference voltage is in an uncorrected initial output voltage value state;
A first step of generating the trimming value such that the first reference voltage is higher than the initial output voltage value by a predetermined search voltage value;
A second step of generating the trimming value such that the first reference voltage is lower than the initial output voltage value by a predetermined search voltage value,
After the initial step, the first step and the second step are alternately repeated, and each time the second step is completed, the search voltage value is increased by a constant value. 21. The reference voltage correction method for a semiconductor device according to 20.
前記トリミング値が所定の範囲内でない場合は、当該半導体装置が不良品であることを示すエラー情報を一時記憶するエラー設定ステップを選択する範囲判定ステップをさらに有することを特徴とする請求項19または請求項20に記載の半導体装置の基準電圧補正方法。If the trimming value generated in the search value changing step is within a predetermined range, select the confirmation ID reading step,
20. The apparatus according to claim 19, further comprising a range determining step of selecting an error setting step of temporarily storing error information indicating that the semiconductor device is defective if the trimming value is not within the predetermined range. A method for correcting a reference voltage of a semiconductor device according to claim 20.
前記検索値変更ステップは、
前記確認用IDの“0”および“1”のビット数計数結果に基づいて、“1”の数より“0”の数が多い場合は第1の信号を、“0”の数より“1”の数が多い場合は第2の信号を出力するHL出力ステップと、
前記HL出力ステップが第1の信号を出力する場合に、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が、現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧値分低くなるように前記トリミング値を生成する下方修正ステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項19に記載の半導体装置の基準電圧補正方法。The confirmation ID is a bit pattern having the same number of “0” bits and “1” bits, or a bit pattern in which “0” or “1” has one more bit number,
The search value changing step includes:
Based on the result of counting the number of bits of “0” and “1” of the confirmation ID, if the number of “0” is larger than the number of “1”, the first signal is set to “1” than the number of “0”. HL output step of outputting a second signal when the number of "is large;
When the HL output step outputs a first signal, the reference voltage from the reference voltage generation means supplied to the nonvolatile memory unit in the confirmation ID reading step is determined in advance from a current value. A downward correction step of generating the trimming value so as to be lower by the searched voltage value,
20. The method according to claim 19, further comprising:
前記検索値変更ステップは、
前記確認用IDの“0”および“1”のビット数計数結果に基づいて、“1”の数より“0”の数が多い場合は第1の信号を、“0”の数より“1”の数が多い場合は第2の信号を出力するHL出力ステップと、
前記HL出力ステップが第2の信号を出力する場合に、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が、現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧値分高くなるように前記トリミング値を生成する上方修正ステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項19に記載の半導体装置の基準電圧補正方法。The confirmation ID is a bit pattern having the same number of “0” bits and “1” bits, or a bit pattern in which “0” or “1” has one more bit number,
The search value changing step includes:
Based on the result of counting the number of bits of “0” and “1” of the confirmation ID, if the number of “0” is larger than the number of “1”, the first signal is set to “1” than the number of “0”. HL output step of outputting a second signal when the number of "is large;
When the HL output step outputs a second signal, the reference voltage from the reference voltage generation means supplied to the nonvolatile memory unit in the confirmation ID reading step is determined in advance from a current value. Upward correction step of generating the trimming value so as to be higher by the searched voltage value,
20. The method according to claim 19, further comprising:
前記検索値変更ステップは、
前記確認用IDの“0”および“1”のビット数計数結果に基づいて、“1”の数より“0”の数が多い場合は第1の信号を、“0”の数より“1”の数が多い場合は第2の信号を出力するHL出力ステップと、
前記HL出力ステップが第1の信号を出力する場合に、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記第1の基準電圧発生手段からの前記第1の基準電圧が、現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧値分低くなるように前記トリミング値を生成する下方修正ステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項20に記載の半導体装置の基準電圧補正方法。The confirmation ID is a bit pattern having the same number of “0” bits and “1” bits, or a bit pattern in which “0” or “1” has one more bit number,
The search value changing step includes:
Based on the result of counting the number of bits of “0” and “1” of the confirmation ID, if the number of “0” is larger than the number of “1”, the first signal is set to “1” than the number of “0”. HL output step of outputting a second signal when the number of "is large;
When the HL output step outputs a first signal, the first reference voltage from the first reference voltage generation means, which is supplied to the non-volatile memory unit in the confirmation ID reading step, is a current value. A downward correction step of generating the trimming value so as to be lower by a predetermined search voltage value than the value of
21. The method according to claim 20, further comprising:
前記検索値変更ステップは、
前記確認用IDの“0”および“1”のビット数計数結果に基づいて、“1”の数より“0”の数が多い場合は第1の信号を、“0”の数より“1”の数が多い場合は第2の信号を出力するHL出力ステップと、
前記HL出力ステップが第2の信号を出力する場合に、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記第1の基準電圧発生手段からの前記第1の基準電圧が、現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧値分高くなるように前記トリミング値を生成する上方修正ステップと、
をさらに有することを特徴とする請求項20に記載の半導体装置の基準電圧補正方法。The confirmation ID is a bit pattern having the same number of “0” bits and “1” bits, or a bit pattern in which “0” or “1” has one more bit number,
The search value changing step includes:
Based on the result of counting the number of bits of “0” and “1” of the confirmation ID, if the number of “0” is larger than the number of “1”, the first signal is set to “1” than the number of “0”. HL output step of outputting a second signal when the number of "is large;
When the HL output step outputs a second signal, the first reference voltage from the first reference voltage generation means, which is supplied to the nonvolatile memory unit in the confirmation ID reading step, is equal to a current value. An upper correction step of generating the trimming value so as to be higher by a predetermined search voltage value than the value of
21. The method according to claim 20, further comprising:
前記検索値変更ステップは、
前記確認用IDの“0”および“1”のビット数計数結果に基づいて、“1”の数より“0”の数が多い場合は第1の信号を、“0”の数より“1”の数が多い場合は第2の信号を出力するHL出力ステップと、
前記HL出力ステップが第1の信号を出力する場合に、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が、現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧値分低くなるように前記トリミング値を生成する下方修正ステップと、
前記HL出力ステップが第2の信号を出力する場合に、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記基準電圧発生手段からの前記基準電圧が、現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧値分高くなるように前記トリミング値を生成する上方修正ステップと、
をさらに有し、
前記下方修正ステップ、または前記上方修正ステップを実行するたびに、前記下方修正ステップにおける検索電圧値、および前記上方修正ステップにおける検索電圧値を順次半分の値にすることを特徴とする請求項19に記載の半導体装置の基準電圧補正方法。The confirmation ID is a bit pattern having the same number of “0” bits and “1” bits, or a bit pattern in which “0” or “1” has one more bit number,
The search value changing step includes:
Based on the result of counting the number of bits of “0” and “1” of the confirmation ID, if the number of “0” is larger than the number of “1”, the first signal is set to “1” than the number of “0”. HL output step of outputting a second signal when the number of "is large;
When the HL output step outputs a first signal, the reference voltage from the reference voltage generation means supplied to the nonvolatile memory unit in the confirmation ID reading step is determined in advance from a current value. A downward correction step of generating the trimming value so as to be lower by the searched voltage value,
When the HL output step outputs a second signal, the reference voltage from the reference voltage generation means supplied to the nonvolatile memory unit in the confirmation ID reading step is determined in advance from a current value. Upward correction step of generating the trimming value so as to be higher by the searched voltage value,
Further having
20. The search voltage value in the lower correction step and the search voltage value in the upper correction step are sequentially reduced to half each time the lower correction step or the upper correction step is performed. 3. The method for correcting a reference voltage of a semiconductor device according to claim 1.
前記検索値変更ステップは、
前記確認用IDの“0”および“1”のビット数計数結果に基づいて、“1”の数より“0”の数が多い場合は第1の信号を、“0”の数より“1”の数が多い場合は第2の信号を出力するHL出力ステップと、
前記HL出力ステップが第1の信号を出力する場合に、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記第1の基準電圧発生手段からの前記第1の基準電圧が、現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧値分低くなるように前記トリミング値を生成する下方修正ステップと、
前記HL出力ステップが第2の信号を出力する場合に、前記確認用ID読出しステップで前記不揮発性メモリ部へ供給される前記第1の基準電圧発生手段からの前記第1の基準電圧が、現在の値よりあらかじめ定められた検索電圧値分高くなるように前記トリミング値を生成する上方修正ステップと、
をさらに有し、
前記下方修正ステップ、または前記上方修正ステップを実行するたびに、前記下方修正ステップにおける検索電圧値、および前記上方修正ステップにおける検索電圧値を順次半分の値にすることを特徴とする請求項20に記載の半導体装置の基準電圧補正方法。The confirmation ID is a bit pattern having the same number of “0” bits and “1” bits, or a bit pattern in which “0” or “1” has one more bit number,
The search value changing step includes:
Based on the result of counting the number of bits of “0” and “1” of the confirmation ID, if the number of “0” is larger than the number of “1”, the first signal is set to “1” than the number of “0”. HL output step of outputting a second signal when the number of "is large;
When the HL output step outputs a first signal, the first reference voltage from the first reference voltage generation means, which is supplied to the non-volatile memory unit in the confirmation ID reading step, is a current value. A downward correction step of generating the trimming value so as to be lower by a predetermined search voltage value than the value of
When the HL output step outputs a second signal, the first reference voltage from the first reference voltage generation means, which is supplied to the nonvolatile memory unit in the confirmation ID reading step, is equal to a current value. An upper correction step of generating the trimming value so as to be higher by a predetermined search voltage value than the value of
Further having
21. The search voltage value in the lower correction step and the search voltage value in the upper correction step are sequentially reduced to half the value each time the lower correction step or the upper correction step is performed. 3. The method for correcting a reference voltage of a semiconductor device according to claim 1.
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-
2003
- 2003-02-27 JP JP2003050349A patent/JP2004260032A/en active Pending
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