JP3642555B2 - 半導体装置及びそのテスト方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びそのテスト方法に係り、特にレーザ等で切断されるヒューズを備えた半導体装置及びそのヒューズの切断の有無をチェックする方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、レーザ等で切断されるヒューズを備えた半導体装置では、ヒューズと直列にプルアップ抵抗またはプルダウン抵抗が接続されている。ヒューズとプルアップ抵抗またはプルダウン抵抗との接続点の電位は、ヒューズの抵抗とプルアップ抵抗またはプルダウン抵抗との抵抗分割によって定まる。ヒューズが切断されるとヒューズの抵抗は大きくなり、切断されていないと小さいため、その接続点の電位によりヒューズが切断されたか否かを判別することができる。
図7は、ヒューズがプルアップ抵抗に接続された従来の半導体装置のテスト回路を示す。図7において、ヒューズ1の第1の端子は接地され、第2の端子はプルアップ抵抗の第1の端子に接続される。プルアップ抵抗2の第2の端子は電源に接続される。ヒューズ1とプルアップ抵抗2の接続点aは、例えばインバータ3の入力端子に接続される。一般的に、プルアップ抵抗2の抵抗値は非切断時のヒューズ1の抵抗値よりも大きく設定される。
図7に示す回路において、ヒューズ1の切断の有無により、ヒューズ1とプルアップ抵抗2の接続点aの電位は大きく変動する。よって、接続点aの電位とインバータ3のしきい値との関係を用い、インバータ3の出力信号からヒューズ1の切断の有無を判断する。すなわち、ヒューズ1が切断されていない場合には、ヒューズ1の抵抗値がプルアップ抵抗2の抵抗値よりも小さいことから、接続点a電位はグラウンドに近い値になる。したがって、インバータ3は入力信号を“0”と判断する。また、ヒューズ1が切断されている場合には、ヒューズ1の抵抗値がハイインピーダンスとなっているので、接続点aの電位は電源電位に近い値になる。したがって、インバータ3は入力信号“1”と判断する。
【0003】
図8は、ヒューズがプルダウン抵抗に接続された従来のテスト回路を示す。図8において、ヒューズ11の第1の端子は電源に接続され、第2の端子はプルダウン抵抗12の第1の端子に接続される。プルダウン抵抗12の第2の端子は接地される。ヒューズ11とプルダウン抵抗12の接続点bは、例えばインバータ13の入力端子に接続される。一般的に、プルダウン抵抗12の抵抗値は非切断時のヒューズ11の抵抗値よりも大きく設定される。
図8に示す回路において、ヒューズ11の切断の有無により、ヒューズ11とプルダウン抵抗12の接続点bの電位は大きく変動する。よって、接続点bの電位とインバータ13のしきい値との関係を用い、インバータ13の出力信号からヒューズ11の切断の有無を判断する。すなわち、ヒューズ11が切断されていない場合には、ヒューズ11の抵抗値がプルダウン抵抗12の抵抗値よりも小さいことから、接続点b電位は電源電位に近い値になる。したがって、インバータ13は入力信号を“1”と判断する。また、ヒューズ11が切断されている場合には、ヒューズ11の抵抗値がハイインピーダンスとなっているので、接続点bの電位はグラウンドに近い値になる。したがって、インバータ13は入力信号“0”と判断する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
レーザ等でヒューズを切断した場合、完全にヒューズが切断されていれば問題は生じない。しかし、完全には切断されていない場合、切断されたか否かの判定が不安定になり、問題が生じる。
すなわち、切断すべきヒューズが中途半端にしか切断されなかった場合、完全には切断されていないヒューズとプルアップ抵抗との抵抗分割により決まる電位が切断されたと判断される電位を超えていると、その半導体装置はヒューズが切断された良品として出荷される。しかし、出荷後に顧客の電圧、温度、ノイズ等の使用環境や素子特性の経時変化等により、例えば、ヒューズとプルアップ抵抗との接続点の電位やインバータのしきい値が変動し、顧客の使用時にヒューズが切断されていないと判断される可能性がある。
また、逆に切断されてはならないヒューズが何らかの原因により間違って切断された場合、完全に切断が行われれば出荷テストの際に誤切断が行われたと判断され不良品として除去されるが、中途半端に切断され、ヒューズとプルアップ抵抗の抵抗分割によって決まる電位が切断されていないと判断される電位を超えていると、その半導体装置はヒューズが切断されていないと判断され出荷される。しかし、出荷後に顧客の電圧、温度、ノイズ等の使用環境や素子特性の経時変化等により、例えば、ヒューズとプルアップ抵抗との接続点の電位やインバータのしきい値が変動し、顧客の使用時にヒューズが切断されていると判断される可能性がある。
【0005】
以上、プルアップ抵抗を用いた場合について述べたが、プルダウン抵抗を用いた場合も同様の問題が生じる。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、切断すべきヒューズが中途半端に切断された場合や切断してはならないヒューズが誤って切断されて中途半端な切断となった場合、そのヒューズ回路を含む半導体装置を確実に不良品として除去可能とすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、第1の電源と第2の電源との間に直列接続されたヒューズ及び第1のスイッチと、入力端子が前記ヒューズと前記第1のスイッチとの接続点に接続され、前記ヒューズの切断の有無を判定する判定回路とを具備し、前記第1のスイッチ回路は、前記判定回路の出力と制御信号とにより制御される。
ここで、前記第1の電源と第2の電源との間の電流量を測定する測定手段を更に具備することが望ましい。
また、第3の電源と前記接続点との間に接続された第2のスイッチを更に具備し、この第2のスイッチは、前記判定回路の出力と前記制御信号とにより制御されてもよい。
ここで、前記第3の電源と第2の電源との間の電流量を測定する測定手段を更に具備することが望ましい。
また、本発明の半導体装置は、第1の電源と第2の電源との間に直列接続されたヒューズ及び第1のトランジスタと、入力端子が前記ヒューズと前記第1のトランジスタとの接続点に接続され、前記ヒューズの切断の有無を判定する判定回路と、前記判定回路の出力端子に接続されるラッチ回路と、このラッチ回路の出力端子に入力端子の一方が接続されるNORゲートと、このNORゲートの出力端子がゲート端子に接続される、前記接続点と第3の電源との間に設けられた第2のトランジスタと、テスト時に、前記第1のトランジスタのゲート、前記ラッチ回路のラッチ信号入力端子、及び、前記NORゲートの他方の入力端子にテスト信号が供給され、前記第3の電源と前記第2の電源との間に設けられ、この間の電流量を測定する測定手段とを具備する。
【0007】
さらに、本発明の半導体装置のテスト方法は、第1の電源と第2の電源との間にヒューズ及び第1のスイッチとを直列に接続し、前記ヒューズと前記第1のスイッチとの接続点の電位によりヒューズの切断の有無を判定する半導体装置のテスト方法であって、前記電位の状態により制御される判定回路の出力と制御信号とを用いて、通常モードでは期待値の判定を行い、かつ、テストモードでは電源間の電流量を測定することにより、前記ヒューズの切断状態を判定する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例を示す半導体装置の回路図である。本実施例では、図7に示した従来回路と同一の構成要素には同一の符号を付し、ここでの説明は省略する。
図1において、ヒューズ1の第1の端子は第2の電源電位に接続、例えば接地され、第2の端子はプルアップ抵抗2の第1の端子に接続される。ヒューズ1は、例えばポリシリコンにより形成され、レーザ等によって溶断することができる。プルアップ抵抗2の第2の端子は、第一のスイッチ、例えば、トランジスタ6を介して電源電位Vddに接続される。尚、トランジスタ6のゲートにはテスト時にテスト信号が供給される。
ヒューズ1とプルアップ抵抗2との接続点aは、判定回路、例えば、インバータ3の入力端子に接続される。また、インバータ3の出力は、ラッチ回路8の入力端子に接続される。また、ラッチ回路8のラッチ信号入力端子にはテスト時にテスト信号が供給される。
ラッチ回路8の出力は、論理回路(NORゲート)9の一方の入力端子に接続される。また、NORゲート9の他方の入力端子にはテスト時にテスト信号が供給される。
【0009】
NORゲート9の出力端子は接続点aと電源電位Vddとの間に設けられた第2のスイッチ、例えば、トランジスタ7のゲートに接続される。
次に図2及び3を用いて、図1に示す半導体装置の動作について説明する。図2は、半導体装置のテスト方法の一実施例に係り、ヒューズの切断状態と回路の状態との関係を通常モードとテストモードについて示した図である。図3は通常モードでヒューズ切断の有無の判定とヒューズの切断状態との関係、及びテストモードでのそれぞれの状態において、電源電流Iddが流れるか流れないかについて示した図である。
図1の回路において、テスト(出荷テスト)時以外の通常動作では、テストモード信号を“0”とする。これによりトランジスタ7は非導通状態となり、トランジスタ6は導通状態となる。また、ラッチ回路8の入力には、インバータ3の出力が接続されており、ラッチ信号としてテストモードの信号が接続されている。このラッチ回路8は通常モードでのインバータ3の出力信号を、テストモード信号の“0”から“1”に切り換えるタイミングでラッチし、テストモード信号が“1”の間、すなわちテストモードの間この値を保持する。
【0010】
図2に示したように、通常モードにおいて、ヒューズが全く切断されていない場合、インバータ3の入力電位は、1/4×Vddであり、完全に切断された場合、Vddである(図2(a))。また、テストもードにおいて、ヒューズが全く切断されていない場合、トランジスタ6とトランジスタ7はOFFするため、電源電流Iddは流れない(図2(b))。一方、完全に切断された場合、トランジスタ6はON、トランジスタ7はOFFとなるが、ヒューズ1が完全に切断されているために電源電流Iddは流れない(図2(c))。よって、図3に示すように、ヒューズが切断されていない場合あるいは正常に切断された場合は、通常モードにおいてもテストモードにおいても、期待通りに判定され、かつ電源電流Iddは流れない。このように期待通りの結果が得られる。
次に、ヒューズの切断を実施したが完全に切断されず中途半端に切断され、ヒューズの切り残しが少ない場合と多い場合を想定する。ここで、例えば、切り残しが少ない場合のヒューズの抵抗値を、プルアップ抵抗値(3R)の4/3倍すなわち4R、切り残しが多い場合のヒューズの抵抗値を、プルアップ抵抗値の2/3倍すなわち2Rとする。
【0011】
まず、ヒューズの切り残しが少ない場合を考える。この場合、ヒューズ抵抗が中途半端に切断され、切り残しがあるにも関わらず、通常モードにおいて、a点の電位は4/7×Vddとなり(図2(e))、図3で示すように通常モードの判定では、期待値通りに切断されていると判断されてしまう。テストモードにおいては、切断と判断されているのでトランジスタ7はON状態になり、トランジスタ7とヒューズ1の切り残しを経て、電源電位と接地との間に電源電流Iddが流れる(図2(f))。ヒューズが完全に切断されていれば電源電流Iddは流れないわけであり、Vddと接地との間に設けられる電流計等により、電源電流Iddを測定して、電源電流Iddが流れていればヒューズが完全に切断されていないことがわかる。
したがって、従来ではヒューズの切り残しがあるにも関わらず、出荷テストでは良品と判断され出荷されていた場合でも、また、通常モードでは期待値通りに切断されていると判断されても、本実施例のようにテストモードにおいて、電源電流Iddを測定することにより、切り残しがある、すなわちことを知ることが可能となる。
次に、ヒューズの切り残しが多い場合を考える。ヒューズが中途半端に切断され、切り残しはあるが切り残しが多いために、a点の電位は2/5×Vddとなり(図2(g))、図3で示すように通常モードの判定において、期待値に対して反対の値と判定されるため、この時点で不良品と判定することができる。
【0012】
このように、切断されるべきヒューズが中途半端に切断された場合、切り残しが多い場合には、通常モードで期待値に対して反対の値と判定されるために不良品と判定することができ、切り残しが少なく通常モードでは良品と判定される場合にも、テストモードでは電源電流が流れるために不良品と判定することができる。
すなわち、通常モードでの期待値に対する判定とテストモードでの電源電流による判定により、ヒューズが正しく切断されているか判定することができ、正しく切断されていない半導体装置を不良として除去することができる。
なお、トランジスタ6のオン抵抗を利用して、プルアップ抵抗2とトランジスタ6を兼用しても構わない。
また、図4に示されるように、トランジスタ7とトランジスタ6を兼用させることもできる。なお、図5は、図4の半導体装置のテスト回路の、ヒューズの切断状態と回路の状態との関係を通常モードとテストモードについて示した図である。この時、トランジスタ7とトランジスタ6を兼用させたトランジスタとプルアップ抵抗2を兼用しても構わない。
図6は、本発明の他の実施例を示す半導体装置の回路図である。本実施例では、図8に示した従来回路と同一の構成要素には同一の符号を付し、ここでの説明は省略する。
【0013】
図6において、ヒューズ11の第1の端子は電源電位Vddに接続され、第2の端子はプルダウン抵抗12の第1の端子に接続される。ヒューズ11は、例えばポリシリコンにより形成され、レーザ等によって溶断することができる。プルダウン抵抗12の第2の端子は、トランジスタ16を介して接地される。尚、トランジスタ16のゲートにはテスト時にテスト信号が供給される。
ヒューズ11とプルダウン抵抗12との接続点1aは、インバータ13の入力端子に接続される。また、インバータ13の出力は、ラッチ回路18の入力端子に接続される。また、ラッチ回路18のラッチ信号入力端子にはテスト時にテスト信号が供給される。
ラッチ回路18の出力は、論理回路(NORゲート)19の一方の入力端子に接続される。また、NORゲート19の他方の入力端子にはテスト時にテスト信号が供給される。
NORゲート19の出力端子は接続点1aと接地との間に設けられたトランジスタ17のゲートに接続される。
本実施例は、図1に示される実施例と同様に、切断されるべきヒューズが中途半端に切断された場合、切り残しが多い場合には、通常モードで期待値に対して反対の値と判定されるために不良品と判定することができ、切り残しが少なく通常モードでは良品と判定される場合にも、テストモードでは電源電流が流れるために不良品と判定することができる。
【0014】
すなわち、通常モードでの期待値に対する判定とテストモードでの電源電流による判定により、ヒューズが正しく切断されているか判定することができ、正しく切断されていない半導体装置を不良として除去することができる。
なお、トランジスタ16のオン抵抗を利用して、プルダウン抵抗12とトランジスタ16を兼用しても構わない。
また、トランジスタ17とトランジスタ16を兼用させることもできる。この時、トランジスタ17とトランジスタ16を兼用させたトランジスタとプルダウン抵抗12を兼用しても構わない。
【0015】
【発明の効果】
レーザ等で切断すべきヒューズが中途半端に切断された場合や切断してはならないヒューズが誤って切断されて中途半端な切断となった場合、そのヒューズ回路を含む半導体装置を確実に不良品として除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す半導体装置の回路図。
【図2】 図1に示す半導体装置のヒューズの切断状態と回路の状態との関係を通常モードとテストモードについて示した図。
【図3】 図2の判定結果を示す図。
【図4】 本発明の他の実施例を示す半導体装置の回路図。
【図5】 図4に示す半導体装置のヒューズの切断状態と回路の状態との関係を通常モードとテストモードについて示した図。
【図6】 本発明の他の実施例を示す半導体装置の回路図。
【図7】 従来の半導体装置の一例を示す回路図。
【図8】 従来の半導体装置の他の例を示す回路図。
【符号の説明】
1…ヒューズ
2…プルアップ抵抗
3…インバータ
6…トランジスタ
7…トランジスタ
8…ラッチ回路
9…NORゲート
11…ヒューズ
12…プルダウン抵抗
13…インバータ
16…トランジスタ
17…トランジスタ
18…ラッチ回路
19…NORゲート
Claims (6)
- 第1の電源と第2の電源との間に直列接続されたヒューズ及び第1のスイッチと、
入力端子が前記ヒューズと前記第1のスイッチとの接続点に接続され、前記ヒューズの切断の有無を判定する判定回路とを具備し、
前記第1のスイッチ回路は、前記判定回路の出力と制御信号とにより制御されることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1の電源と前記第2の電源との間の電流量を測定する測定手段を更に具備することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 第3の電源と前記接続点との間に接続された第2のスイッチを更に具備し、この第2のスイッチは、前記判定回路の出力と前記制御信号とにより制御されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記第3の電源と前記第2の電源との間の電流量を測定する測定手段を更に具備することを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
- 第1の電源と第2の電源との間に直列接続されたヒューズ及び第1のトランジスタと、
入力端子が前記ヒューズと前記第1のトランジスタとの接続点に接続され、前記ヒューズの切断の有無を判定する判定回路と、
前記判定回路の出力端子に接続されるラッチ回路と、
このラッチ回路の出力端子に入力端子の一方が接続されるNORゲートと、
このNORゲートの出力端子がゲート端子に接続される、前記接続点と第3の電源との間に設けられた第2のトランジスタと、
テスト時に、前記第1のトランジスタのゲート、前記ラッチ回路のラッチ信号入力端子、及び、前記NORゲートの他方の入力端子にテスト信号が供給され、前記第3の電源と前記第2の電源との間に設けられ、この間の電流量を測定する測定手段とを具備することを特徴とする半導体装置。 - 第1の電源と第2の電源との間にヒューズ及び第1のスイッチとを直列に接続し、前記ヒューズと前記第1のスイッチとの接続点の電位によりヒューズの切断の有無を判定する半導体装置のテスト方法であって、前記電位の状態により制御される判定回路の出力と制御信号とを用いて、第1のモードでは期待値の判定を行い、第2のモードでは電源間の電流量を測定することにより、前記ヒューズの切断状態を判定することを特徴とする半導体装置のテスト方法。
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