JP3875434B2 - Semiconductor device and reference potential adjusting method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置およびその基準電位調整方法に係り、特に調整機能付き基準電位発生回路を具備した半導体装置およびその基準電位調整方法に関するもので、例えばアナログ回路を内蔵する半導体装置に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】
最近のLSIは、高速動作を目的としてクロックの倍周や整形を行うPLL(Phase Locked Loop)回路や、チップ安定動作を目的とした内部電源回路などのアナログ回路を内蔵するものが多い。さらに、アナログ入力を扱うA/Dコンバータや、アナログ出力を扱うD/Aコンバータを内蔵するLSIもある。さらに、高速の入出力端子を実現するために入出力回路のインピーダンスマッチング回路を具備するLSIがある。
【0003】
これらアナログ回路の多くで必要とされる基準電位を発生するために基準電位発生回路が内蔵されているが、この基準電位発生回路の出力電位の精度として、1mVから数十mVを保証することが要求される。
【0004】
しかし、基準電位発生回路から発生する基準電位は、一般に、LSIの製造工程における素子のバラツキの影響を受け、設定電位からずれることがあり、調整を必要とする。
【0005】
個々のLSIチップに対して基準電位を調整するために、テスト工程でフューズ素子を溶断制御したり、実装時に外付素子を追加する手法が用いられているが、いずれの手法を用いても、個々のチップの基準電位を調整することはLSIの製造コストの上昇をまねく。
【0006】
即ち、フューズ溶断による調整は、テストコストの増加をまねくことになり、外付素子の追加はそれ自体でコストの増加をまねくことになる。また、半導体メモリの製造に際しては、テスト工程が長時間に及ぶので、多数個のチップの同時テストが実施されている。この場合、個々のチップに対して異なるテスト信号を入力することができないので、個々のチップの基準電位を調整することと、多数個チップの同時テストを実施することの両立が難しい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来の半導体装置は、内部で発生する基準電位が製造工程における素子のバラツキの影響によって設定電位からずれることを調整するために、テスト工程でフューズ素子を溶断制御したり、実装時に外付素子を追加する手法を採用しているが、製造コストの上昇をまねくという問題があった。
【0008】
また、従来の半導体メモリの製造に際して多数個チップの同時テストを実施する時、個々のチップにおける基準電位を調整することが困難であるという問題があった。
【0009】
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、内部で発生する低電源電位依存性、低温度依存性を有する基準電位を、使用素子のバラツキの影響が少ない基準電位となるように調整でき、調整用の外付素子の不要化、テストコストの削減、低消費電力化、チップ面積の削減を図り得る半導体装置およびその基準電位調整方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、第1の基準電位発生回路および第2の基準電位発生回路と、通常動作状態とそれ以外の特殊動作状態を選択制御する制御回路と、前記制御回路により制御され、特殊動作状態において前記第2の基準電位発生回路の出力電位を基準として第1の基準電位発生回路の出力電位を調整して出力し、通常動作状態では前記第1の基準電位発生回路の前記調整された出力電位を出力する基準電位調整回路とを具備することを特徴とする。
【0011】
本発明の半導体装置の基準電位調整方法は、電源電位の影響や周辺温度の影響が比較的少ない第1の基準電位を発生する第1の基準電位発生回路と、電源電位の影響や周辺温度の影響は受けるが、使用素子のバラツキの影響が比較的小さい第2の基準電位を発生する第2の基準電位発生回路と、前記第1の基準電位発生回路の出力電位を調整して半導体装置の内部で使用する基準電位として出力するための基準電位調整回路とを半導体装置の内部に設けておき、前記第2の基準電位発生回路を動作させ、その出力電位を参照して前記基準電位調整回路で第1の基準電位発生回路の出力電位を調整し、この調整済みの出力電位を半導体装置の内部で使用する基準電位として出力させることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0013】
まず、本発明の概要を説明する。
【0014】
電源電位の影響や周辺温度の影響が比較的少ない第1の基準電位発生回路と、電源電位の影響や周辺温度の影響は受けるが、使用素子のバラツキの影響が比較的小さい第2の基準電位発生回路と、前記第1の基準電位発生回路の出力電位を調整して半導体装置の内部で使用する基準電位として出力するための基準電位調整回路とを半導体装置の内部に設けておく。
【0015】
そして、半導体装置の内部で使用する基準電位の調整を必要とする場合に、前記第2の基準電位発生回路を動作させ、その出力電位を参照して前記基準電位調整回路で第1の基準電位発生回路の出力電位を調整し、以後の通常動作状態では、調整済みの出力電位を半導体装置の内部で使用する基準電位として出力させる。
【0016】
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の半導体装置に形成された調整機能付き基準電位発生回路の第1の実施の形態を示している。
【0017】
この調整機能付き基準電位発生回路において、第1の基準電位発生回路10および第2の基準電位発生回路20は、互いに特性が異なるものである。本例では、第1の基準電位発生回路10は、電源電位依存性および温度依存性は低いが、素子の製造バラツキの影響を顕著に受けるという特徴を有する。
【0018】
これに対して、第2の基準電位発生回路20は、電源電位の依存性は大きいが、長所として素子の製造バラツキの影響を受け難いという特徴を有する。
【0019】
制御回路30は、通常動作状態とそれ以外の特殊動作状態(例えばチップテスト状態)を制御するものである。
【0020】
基準電位調整回路40は、前記制御回路30により制御され、チップテスト状態においては第2の基準電位発生回路20の出力電位を基準として第1の基準電位発生回路10の出力電位を調整して基準電位Vref として出力し、通常動作状態では第1の基準電位発生回路10の前記調整された出力電位を基準電位Vref として出力するものである。
【0021】
図2は、図1中の第1の基準電位発生回路10の一例として、band-gap reference(バンドギャップレファレンス)回路を示している。
【0022】
このband-gap reference回路は、電源電位VCCが与えられるVCCノードにソースが接続されたPMOSトランジスタP3と、このPMOSトランジスタP3のドレインと接地電位VSSが与えられるVSSノードとの間に直列に接続された第1の抵抗素子R1、第2の抵抗素子R2および第1のダイオードD1と、同じく前記PMOSトランジスタP3のドレインとVSSノードとの間に直列に接続された第3の抵抗素子R3および第2のダイオードD2と、前記第1の抵抗素子R1および第2の抵抗素子R2の直列接続ノードの電位Aと前記第3の抵抗素子R3および第2のダイオードD2の直列接続ノードの電位Bが入力し、出力電位により前記PMOSトランジスタP3のゲートを制御する差動アンプDAとからなる。そして、PMOSトランジスタP3のドレインの電位が第1の基準電位Vbgr として取り出される。
【0023】
なお、上記差動アンプDAは、前記電位A、Bが入力する差動対をなす2個のNMOSトランジスタN1、N2と、この差動対トランジスタN1、N2とVSSノードとの間に接続された電流源となるドレイン・ゲートが接続されたNMOSトランジスタN3と、前記差動対トランジスタN1、N2とVCCノードとの間に接続された負荷となるカレントミラー接続された2個のPMOSトランジスタP2、P3とからなる。
【0024】
上記回路構成において、第2の抵抗素子R2の抵抗値に対して、第1の抵抗素子の抵抗値R1および第3の抵抗素子R3の抵抗値はそれぞれ例えば10倍に設定されている。また、第2のダイオードD2のパターン面積に対して、第1のダイオードD1のパターン面積は例えば10倍に設定されている。
【0025】
このband-gap reference回路は、供給される電源電位VCCが2.5Vであると、出力電位(基準電位Vbgr)が1.25V程度となり、上記基準電位Vbgrの電源電位依存性および温度依存性が低いという特徴がある。
【0026】
一般に、チップの通常動作状態では、チップの消費電流が増加し、電源配線に寄生する抵抗の影響により、電源の電圧降下が発生したり、さらに、消費電流によりチップが発熱し、チップの温度も不安定になる。このような環境下においても、図2のband-gap reference回路によれば、安定した出力電位(第1の基準電位Vbgr)を発生することが可能である。
【0027】
また、図2のband-gap reference回路の出力電位Vbgrは、素子の製造バラツキの影響を顕著に受けるという特徴を有する。即ち、回路の構成素子であるダイオードD1、D2の熱電圧VT のバラツキ、2つのダイオードD1、D2の順方向電圧Vfの一致性、2つの抵抗比R1/R2、R1/R3の一致性および差動アンプDAを構成するNMOSトランジスタN1、N2、PMOSトランジスタP2、P3の閾値Vtの一致性の影響を受ける。このうち、PMOSトランジスタまたはNMOSトランジスタのVtのバラツキの影響が支配的であり、対になる2つのトランジスタN1、N2あるいはP2、P3のVtの差が10mV存在すると、出力電位Vbgrは100mV以上も設計値からずれる。したがって、図2に示したband-gap reference回路の出力電位Vbgrに対して、後述するように電位調整を行う。
【0028】
図3は、図1中の第2の基準電位発生回路20の一例を示している。
【0029】
この第2の基準電位発生回路20は、VCCノードとVSSノードとの間に、2個の抵抗素子R4およびR5と1個のNMOSトランジスタN4が直列に接続されてなり、上記2個の抵抗素子R4、R5の直列接続ノードの電位が第2の基準電位Vdiv として取り出される。
【0030】
この第2の基準電位発生回路20は、NMOSトランジスタN4がオフ状態の時は貫通電流が流れないが、NMOSトランジスタN4がオン状態に制御された状態の時は、供給される電源電位VCCを単純に抵抗R4、R5で分割して基準電位Vdiv を発生する。したがって、基準電位Vdivは、電源電位VCCに比例した特性を有するので、供給される電源電位VCCが正確に制御されている状態では正確な基準電位Vdivを得ることができる。
【0031】
ここで、2個の抵抗素子R4、R5の抵抗値がそれぞれRであり、NMOSトランジスタN4の相互コンダクタンスgmとの関係が、R》1/gmに設定されていると、供給される電源電位VCCが2.5Vであると、抵抗分割により得られる基準電位Vdivは1.25Vになる。
【0032】
さらに、回路の構成素子である抵抗素子R4、R5の局所的なバラツキを1%程度に抑えることは比較的容易であるので、基準電位Vdivの精度は1mV以下になることが期待できる。
【0033】
しかし、前述したように、チップの通常動作状態では消費電流と電源配線の寄生抵抗の影響により電源電位VCCは安定しない。したがって、図3に示した第2の基準電位発生回路20の出力電位Vdivは、通常動作状態で使用することができない。
【0034】
図4は、図1中の基準電位調整回路40の一例を示している。
【0035】
この基準電位調整回路40は、第1の基準電位Vbgrから帰還制御用の差動増幅回路41と電圧分割用の抵抗素子によって複数の基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7を生成し、これらの複数の基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7のうちで第2の基準電位Vdivと最も近いものを選択して調整済みの基準電位Vrefとして出力する。
【0036】
即ち、電源電位VCCが与えられるVCCノードと接地電位VSSが与えられるVSSノードとの間に、PMOSトランジスタP4および8個の抵抗素子R41 〜R48 が直列に接続されている。
【0037】
上記抵抗素子R41〜R48の接続ノードの基準電位Vref1〜Vref7のうち、例えば基準電位Vref5と前記第1の基準電位Vbgrとは差動増幅回路41に入力し、この差動増幅回路41の出力電位が前記PMOSトランジスタP4のゲートに供給される。これにより、基準電位Vref5が第1の基準電位Vbgrと等しくなるように帰還制御が行われる。
【0038】
前記基準電位Vref1〜Vref7のうちのVref1、Vref3、Vref5、Vref7のノードは、それぞれ対応して選択スイッチ用のNMOSトランジスタNS0 〜NS3 の各一端に接続されており、このNMOSトランジスタNS0 〜NS3 の各他端は一括して調整済みの基準電位Vrefの出力ノードに接続されている。
【0039】
そして、前記基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7のうちで第2の基準電位Vdivと最も近いものを判定し、この判定結果に応じて選択スイッチ用のNMOSトランジスタNS0 〜NS3 を選択的にオン状態に設定するための選択信号SELECT<0>〜SELECT<3>を生成する選択信号生成回路42が設けられている。
【0040】
この選択信号生成回路42は、基準電位Vref2、Vref4、Vref6のそれぞれと第2の基準電位Vdivとを比較するための差動型の電圧比較回路430〜432と、この電圧比較回路430〜432の比較出力をそれぞれ対応して取り出す第1のバッファ回路440〜第3のバッファ回路442と、この第1のバッファ回路440〜第3のバッファ回路442が入力し、前記比較結果に基づいて基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7のうちで第2の基準電位Vdivに最も近いものを判定し、4つの判定信号H0〜H3のうちの1個を選択的に活性化(出力)する判定回路45と、セット信号SETが“H”の時に上記判定回路45から出力する4つの判定信号H0〜H3をラッチし、セット信号SETが“L”の時はその状態を保持するラッチ回路(レジスタ回路)460〜463とを具備する。このラッチ回路460〜463の各出力は対応して前記選択信号SELECT<1>〜SELECT<3>となり、それぞれ対応して前記選択スイッチ用のNMOSトランジスタNS0〜NS3のゲートに供給される。なお、前記セット信号SETは、図1中のテスト制御回路30で生成される。
【0041】
上記電圧比較回路430〜432は、それぞれ対応して一方の入力である基準電位Vref2、Vref4、Vref6よりも他方の入力である第2の基準電位Vdivが低い場合には、比較出力が“H”レベルになり、それぞれ対応して一方の入力である基準電位Vref2、Vref4、Vref6よりも他方の入力である第2の基準電位Vdivが高い場合には、比較出力が“L”レベルになる。
【0042】
前記判定回路45は、前記第1のバッファ回路440の出力を反転させるインバータ回路450と、上記インバータ回路450の出力および前記第2のバッファ回路441の出力が入力する負論理の二入力の第1のナンドゲート(正論理では二入力のノアゲート)451と、前記インバータ回路450の出力と前記第1のナンドゲート451の出力と前記第3のバッファ回路442の出力が入力する負論理の三入力の第2のナンドゲート(正論理では三入力のノアゲート)452と、前記インバータ回路450の出力と前記第1のナンドゲート451の出力と前記第2のナンドゲート452の出力が入力する負論理の三入力の第3のナンドゲート(正論理では三入力のノアゲート)453とからなる。
【0043】
次に、図4の基準電位調整回路による基準電位調整動作を説明する。
【0044】
この基準電位調整動作は、例えばチップのテスト状態で実施される。この際、図1中のテスト制御回路30は、前記セット信号SETを活性状態(“H”レベル)に設定することにより、図1中の第2の基準電位発生回路20を動作させるとともに、図4中のラッチ回路460〜463を入力可能な状態に設定する。
【0045】
ここで、チップのテスト状態とは、生産ラインにおけるチップの動作評価工程であってもよいし、実装後のボード上で行われるチップの動作評価であってもよい。いずれの場合も、チップの消費電流は抑えられ、供給電源の電位を一定に保つことが比較的容易である。
【0046】
いま、第2の基準電位Vdivが基準電位Vref2よりも低い場合には、電圧比較回路430〜432の各比較出力はそれぞれ“H”になる。これにより、第1のバッファ回路440〜第3のバッファ回路442の各出力はそれぞれ“L”になる。これにより、インバータ回路450の出力は“H”になり、第1のナンドゲート451〜第3のナンドゲート453の各出力はそれぞれ“L”になる。
【0047】
したがって、判定回路45は、4つの判定信号H0〜H3のうちの1個の判定信号H0を選択的に活性化する。そして、この4つの判定信号H0〜H3がラッチ回路460〜463にラッチされると、選択信号SELECT<0>〜SELECT<3>のうちの選択信号SELECT<0>が選択的に活性化されることになり、選択スイッチ用のNMOSトランジスタNS0〜NS3のうちのNS0が選択される。結果として、基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7のうちで第2の基準電位Vdivに最も近いVref1が選択されて調整済み基準電位Vrefとして出力される。
【0048】
これに対して、第2の基準電位VdivがVref2とVref4の間である場合には、電圧比較回路430の比較出力は“L”になり、電圧比較回路431〜432の各比較出力はそれぞれ“H”になる。これにより、第1のバッファ回路440の出力は“H”になり、第2のバッファ回路441〜第3のバッファ回路442の各出力はそれぞれ“L”になる。これにより、インバータ回路450の出力は“L”になり、第1のナンドゲート451の出力は“H”になり、第2のナンドゲート451〜第3のナンドゲート452の各出力はそれぞれ“L”になる。
【0049】
したがって、判定回路45は、4つの判定信号H0〜H3のうちの判定信号H1を選択的に活性化する。そして、この4つの判定信号H0〜H3がラッチ回路460〜463にラッチされると、選択信号SELECT<0>〜SELECT<3>のうちの選択信号SELECT<1>が選択的に活性化されることになり、選択スイッチ用のNMOSトランジスタNS0〜NS3のうちのNS1が選択される。結果として、基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7のうちで第2の基準電位Vdivに最も近いVref3が選択されて調整済み基準電位Vrefとして出力される。
【0050】
これに対して、第2の基準電位VdivがVref4とVref6の間である場合には、電圧比較回路430〜431の各比較出力はそれぞれ“L”になり、電圧比較回路432の比較出力は“H”になる。これにより、第1のバッファ回路440〜第2のバッファ回路441の各出力はそれぞれ“H”になり、第3のバッファ回路442の出力は“L”になる。これにより、インバータ回路の出力450は“L”になり、第1のナンドゲートの出力451は“L”になり、第2のナンドゲートの出力452は“H”になり、第3のナンドゲート453の出力は“L”になる。
【0051】
したがって、判定回路45は、4つの判定信号H0〜H3のうちの判定信号H2を選択的に活性化する。そして、この4つの判定信号H0〜H3がラッチ回路460〜463にラッチされると、選択信号SELECT<0>〜SELECT<3>のうちの選択信号SELECT<2>が選択的に活性化されることになり、選択スイッチ用のNMOSトランジスタNS0〜NS3のうちのNS2が選択される。結果として、基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7のうちで第2の基準電位Vdivに最も近いVref5が選択されて調整済み基準電位Vrefとして出力される。
【0052】
これに対して、第2の基準電位VdivがVref6より高い場合には、電圧比較回路430〜432の各比較出力はそれぞれ“L”になる。これにより、第1のバッファ回路440〜第3のバッファ回路442の各出力はそれぞれ“H”になる。これにより、インバータ回路450の出力は“L”になり、第1のナンドゲート451〜第2のナンドゲート452の各出力は“L”になり、第3のナンドゲート453の出力は“H”になる。
【0053】
したがって、判定回路45は、4つの判定信号H0〜H3のうちの判定信号H3を選択的に活性化する。そして、この4つの判定信号H0〜H3がラッチ回路460〜463にラッチされると、選択信号SELECT<0>〜SELECT<3>のうちの選択信号SELECT<3>が選択的に活性化されることになり、選択スイッチ用のNMOSトランジスタNS0〜NS3のうちのNS3が選択される。結果として、基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7のうちで第2の基準電位Vdivに最も近いVref7が選択されて調整済み基準電位Vrefとして出力される。
【0054】
即ち、上記した第1の実施の形態によれば、外部からの制御により基準電位の調整を行う際は、低電源電位依存性、低温度依存性という特徴を有する第1の基準電位Vbgrに仮に素子の製造バラツキの影響によりバラツキが発生しても、素子の製造バラツキによる影響が少ない第2の基準電位Vdivを参照して、第1の基準電位Vbgrを自動的に調整(本例では複数の基準電位の中からVdivに最も近い基準電位を選択)することが可能である。
【0055】
このように出力電位を調整した後、チップを通常動作状態にすると、設計値通りに調整済みの基準電位Vrefをチップ内部の回路へ供給することが可能になり、チップが高速動作している状態においても、調整済みの基準電位Vref が有する低電源電位依存性、低温度依存性という特徴により、安定した動作が得られるようになる。
【0056】
さらに、上記第1の実施の形態によれば、以下に述べる効果が得られる。
【0057】
(1)調整用の外付素子の不要化。
【0058】
通常動作状態で使用される第1の基準電位Vbgrを調整する回路40が内蔵されているので、調整用の外付素子を必要としない。
【0059】
(2)テストコストの削減。
【0060】
内蔵された基準電位調整回路40は、ともに内蔵された第2の基準電位発生回路20から発生された第2の基準電位Vdivを参照して動作するので、外部から個々のチップに対して異なる調整信号を入力する必要がなく、テストの容易化が可能である。このことは、例えば半導体メモリの多数個チップの同時テストを可能にし、テストコストの削減に効果がある。
【0061】
(3)低消費電力化。
【0062】
一般に、基準電位発生回路の出力電位は素子の製造バラツキの影響を受けるが、回路の消費電流を大きく設定することによりその影響を抑えることができる場合がある。この点に着目し、低消費電流が求められる通常動作状態では、製造バラツキは多少あるが、消費電力が小さな第1の基準電位発生回路10を使用し、比較的低消費電流が求められない電源投入時においては、消費電力は大きいが製造バラツキが小さな第2の基準電位発生回路20を参照して第1の基準電位発生回路10の出力電位を調整する。これにより、素子バラツキの影響が小さく、かつ、消費電力が小さい基準電位発生回路を構築でき、半導体装置の低消費電力化を図ることができる。
【0063】
(4)チップ面積の削減。
【0064】
最近の集積回路に対する高速動作の要求により、チップの消費電力の増加は著しい。消費電流が大きいと、たとえ接地電位線においてもチップ内に電位勾配を生じる。また、高速に動作するデジタル信号がノイズを発生する。このようなチップにおいては、基準電位発生回路を複数個分散配置することが必要となり、その面積を無視することができない。この場合、一般に、出力電位の精度が高く、外乱、つまり、電源電位や周辺温度の影響を受けない基準電位発生回路は面積が大きい。
【0065】
そこで、特性は劣るが面積の小さい回路を第1の基準電位発生回路10としてチップ内に複数分散配置し、面積が大きいが特性の良い第2の基準電位発生回路20を1つ配置する。そして、チップの消費電流が少ない状態で、第2の基準電位Vdivを参照して第1の基準電位発生回路10の出力電位の調整を実施する。
【0066】
このようにすれば、チップ内に生じる電位勾配の影響やノイズの影響を受けることはない。これにより、基準電位発生回路をチップ内に複数配置する必要がある場合、チップ面積を削減することができる。
【0067】
<第1の実施の形態の変形例>
前記第1の実施の形態では、基準電位調整回路40と第1の基準電位発生回路10とは別個に設けられたが、図2に示した基準電位調整回路40の一部と図4に示した第1の基準電位発生回路10の一部を共用するように構成を変形することも可能であり、その一例を図5に示す。
【0068】
図5に示す第1の基準電位発生回路10aおよび基準電位調整回路40aは、図2に示した第1の基準電位発生回路の抵抗素子R3が複数の抵抗素子R51〜R58に分割されており、この分割された複数の抵抗素子R51〜R58が図4に示した基準電位調整回路の直列接続された複数の抵抗素子R41〜R48を兼用しており、図4中の41に相当する基準電位調整回路における帰還制御用の差動増幅回路41が省略されている。その他の部分は、図2に示した基準電位調整回路40および図4に示した第1の基準電位発生回路10と同じ符号を付している。
【0069】
即ち、第1の基準電位発生回路10aにおける分割された複数の抵抗素子R51〜R58の各接続ノードの基準電位Vref1〜Vref7が第2の基準電位Vdivと比較されている。
【0070】
上記した第1の実施の形態の変形例によれば、第1の実施の形態と比べて、基本的に同様の動作により同様な効果が得られるとともに、構成を簡略化するが可能である。
【0071】
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態では、第1の実施の形態において、さらに、第1の基準電位Vbgrと第2の基準電位Vdivの電位差情報をチップ外へ出力する手段と、第1の基準電位Vbgrの出力レベルの初期値をプログラムする手段を、チップに追加したものである。
【0072】
図6に示す調整機能付き基準電位発生回路は、図1を参照して前述した第1の実施の形態に係る調整機能付き基準電位発生回路と比べて、第1の基準電位Vbgrと第2の基準電位Vdivの電位差を検出した結果を出力パッド60を介してチップ外へ出力するための出力回路61と、電源投入動作中にプログラム内容が参照され、第1の基準電位Vbgrの出力レベルの初期値を基準電位調整回路40bに設定するための基準電位調整用のプログラム手段62が付加されている点が異なり、その他は同じである。
【0073】
上記基準電位調整回路40bは、図4に示した基準電位調整回路40あるいは図5中に示した基準電位調整回路40aと比べて、テスト制御信号により基準電位調整用のプログラム手段62からの出力信号を取り込んでラッチして選択信号SELECT<0>〜SELECT<3>を生成するように変更されたものである。
【0074】
前記第1の基準電位Vbgrと第2の基準電位Vdivの電位差を検出するための回路として、図4に示した基準電位調整回路40あるいは図5中に示した基準電位調整回路40aあるいは図6中に示した基準電位調整回路40bを用いることができる。
【0075】
前記したような基準電位調整回路40、40a、40bは、第1の基準電位Vbgrから作られた複数の基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7と第2の基準電位Vdivとの比較を行い、第2の基準電位Vdivに最も近いものを選択する。したがって、どの基準電位を選択したかを示す情報(複数の選択信号選択信号SELECT<0>〜SELECT<3>のうちで択一的に活性化される選択信号)が電位差検出信号に相当することになる。
【0076】
なお、上記した第1の基準電位Vbgrと第2の基準電位Vdivの電位差を検出する電位差検出回路は、電位差(アナログ値)を複数の選択信号のうちで択一的に活性化される選択信号(デジタル値)に変換するA/D変換回路とみなすことができるので、さまざまな形態のA/D変換回路により構成可能である。
【0077】
図7(a)は、図6中の基準電位調整用のプログラム手段62の一例を示しており、その動作波形の一例を図7(b)に示す。
【0078】
図7(a)のプログラム手段は、3個のフューズ素子F1〜F3と、セット・リセット機能付きの3個のラッチ回路LT1〜LT3と、3個のインバータ回路IV1〜IV3と、三入力の1個のノア回路NORからなり、図2に示した第1の基準電位発生回路で生成される4つの基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7のうちの1つを選択制御するための4ビットの信号Default<0>〜Default<3>を発生するように構成されている。
【0079】
即ち、セット・リセット機能付きのラッチ回路LT1〜LT3のそれぞれは、電源ノードにソースが接続され、ゲートにリセット信号FCLRnが入力するリセット用のPMOSトランジスタ71と、このPMOSトランジスタ71のドレインにドレインが接続され、ゲートにセット信号FSETpが入力するセット用のNMOSトランジスタ72と、前記リセット信号FCLRnによりリセットされ、前記リセット用のPMOSトランジスタ71とセット用のNMOSトランジスタ72のドレイン相互接続ノードの電位をラッチするラッチ回路73からなる。
【0080】
上記ラッチ回路LT1〜LT3の後段には対応して前記インバータ回路IV1〜IV3が接続されており、上記ラッチ回路LT1〜LT3のセット用のNMOSトランジスタ72のソースとVSSノードとの間には対応して前記フューズ素子F1〜F3が設けられ、このフューズ素子F1〜F3が必要に応じて溶断される。そして、前記インバータ回路IV1〜IV3の各出力が前記ノア回路NORに入力している。
【0081】
次に、上記構成のセット・リセット機能付きラッチ回路LT1〜LT3のうちの代表的にラッチ回路LT1の動作について、図7(b)を参照して説明する。
【0082】
電源電位VCCが0Vから回路の動作可能電位に上昇した後、リセット信号FCLRnが“L”の時は、ラッチ回路73は“L”を出力するようにリセットされる。そして、フューズ素子F1の状態を蓄えるための上記リセット信号FCLRnが“H”レベルになった後、フューズ素子F1の状態をラッチ回路73に伝達するためのセット信号FSETpが“L”→“H”→“L”と遷移する。この時、フューズ素子F1が溶断状態の場合は、ラッチ回路73は“H”を出力するようにセットされ、フューズ素子F1が溶断状態でない場合、ラッチ回路73は“L”を出力するようにセットされる。
【0083】
したがって、図7(a)のプログラム手段において、フューズ素子F1〜F3のうちのF1のみが溶断されている場合には、4ビットの信号Default<0>〜Default<3>のうちのDefault<0>のみ“H”になる。
【0084】
これに対して、フューズ素子F1〜F3のうちのF2のみが溶断されている場合には、4ビットの信号Default<0>〜Default<3>のうちのDefault<1>のみ“H”になる。
【0085】
これに対して、全てのフューズ素子F1〜F3が溶断されていない場合(プログラムの初期状態)には、4ビットの信号Default<0>〜Default<3>のうちのDefault<2>のみ“H”になる。
【0086】
これに対して、フューズ素子F1〜F3のうちのF3のみが溶断されている場合には、4ビットの信号Default<0>〜Default<3>のうちのDefault<3>のみ“H”になる。
【0087】
したがって、テスト制御信号に基づいて前記4ビットの信号Default<0>〜Default<3>を前記基準電位調整回路40bでラッチして選択信号SELECT<0>〜SELECT<3>を生成するようにすれば、前記第1の基準電位Vbgrから作られた複数の基準電位Vref1、Vref3、Vref5、Vref7のうちから択一的に出力することが可能になる。
【0088】
図8は、図6中の基準電位調整回路40bとして、電源投入時の初期値設定機能を有した基準電位調整回路を構成した例を示している。
【0089】
この初期値設定機能を有した基準電位調整回路は、図4を参照して前述した基準電位調整回路40と比べて、(1)インバータ回路450および第1のノアゲート451〜第3のノアゲート453の各出力ノードとラッチ回路460〜463の入力ノードとの間にそれぞれ対応してマルチプレクサ回路80〜83が挿入されている点、 (2)上記マルチプレクサ回路80〜83は、前記セット信号SETを受けた時には前記判定回路45からの判定信号H0〜H3を選択するように制御されるが、電源が投入されたことを示す信号CHRDYpがインバータ回路84により反転された信号を受けた時には前記信号Default<0>〜Default<3>を選択するように制御される点、(3)前記セット信号SETおよび前記信号CHRDYpの反転信号が二入力のオアゲート85に入力し、このオアゲート85の出力がラッチ回路460 〜463 のセット入力となる点が異なり、その他は同じである。
【0090】
前記マルチプレクサ回路80〜83のそれぞれは、前記信号CHRDYpの反転信号が一方の入力となり、前記信号Default<0>〜Default<3>のうちの1つが他方の入力となる二入力の第1のアンドゲート86と、前記セット信号SET が一方の入力となり、前記判定回路45から出力する判定信号H0〜H3のうちの1つが他方の入力となる二入力の第2のアンドゲート87と、上記2つのアンドゲート86,87の各出力が入力する二入力のオアゲート88からなる。そして、上記オアゲート88の各出力が対応してラッチ回路460〜463に入力する。
【0091】
上記構成において、電源が投入されたことを示す信号CHRDYpは、図7に示したプログラム手段からフューズF1〜F3にプログラムされた情報が信号Default<0>〜Default<3>として出力されるのを待って“L”から“H”へと遷移する。
【0092】
したがって、上記信号CHRDYpが“L”(その反転信号が“H”)の時には、マルチプレクサ回路80〜83は図7に示したプログラム手段からの信号Default<0>〜Default<3>を選択し、それをラッチ回路460〜463がラッチする。そして、前記信号CHRDYpが“H”(その反転信号が“L”)になると、ラッチ回路460〜463はラッチ状態を保持する。
【0093】
なお、図4を参照して前述した基準電位調整回路40と同様に、セット信号SET が“H”になると、マルチプレクサ回路80〜83は判定回路45から出力する判定信号H0〜H3を選択し、それをラッチ回路460〜463がラッチする。そして、前記セット信号SETが“L”になると、ラッチ回路460〜463はラッチ状態を保持する。
【0094】
したがって、図7に示したプログラム手段にプログラムが施されたチップは、電源投入動作中にプログラム手段のプログラム内容を参照し、基準電位調整回路の出力レベルの初期値を設定することが可能になる。
【0095】
<第2の実施の形態に係る調整機能付き基準電位発生回路を備えた半導体装置における基準電位調整方法の一例>
次に、上記したような第2の実施の形態に係る調整機能付き基準電位発生回路を備えた半導体装置の製造工程におけるチップの出荷テスト工程で基準電位の調整を行う方法の一例について、図9に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【0096】
まず、ウエハ状態において、第1の基準電位Vbgrの出力レベルを第2の基準電位Vdivを参照して調整する。この際、第1の基準電位Vbgrの出力レベルの調整方法は第1の実施の形態で前述した方法と同様であるので説明を省略する。この時、第1の基準電位Vbgrと第2の基準電位Vdivとの電位差を検出した情報を出力し、これを外部で取得しておく。
【0097】
その後、上記調整済みの第1の基準電位Vbgrの出力レベル(製造バラツキの影響が抑えられた基準電位Vref)を使用してチップの動作テストを実施する。このチップの動作テストは、通常動作状態またはそれに準ずる状態で実施される。
【0098】
したがって、従来のように第1の基準電位Vbgrのまま(つまり、本例の調整済みの基準電位Vrefを使用しない)でチップの動作テストを実施する場合に比べて、多数のチップが正常に動作することが期待される。なお、チップの動作テストにおいて、動作が不良のチップは廃棄される。
【0099】
また、実使用に近い状態でチップの動作テストを実施するためには、第2の基準電位Vdivは電源電位VCCの影響を受けるのでその使用は望ましくなく、調整済みの第1の基準電位Vbgrを用いて実施することが望ましい。つまり、チップが動作している状態では、その消費電力の影響により、電源電位VCCを一定に保つことが難しい。したがって、第2の基準電位Vdivを用いた状態では、チップの動作テストを正確に実施することができない。
【0100】
次に、前記電位差情報に基づいて基準電位調整用のプログラム手段にプログラムを施す工程へ移る。
【0101】
このプログラム工程の実施により、フューズ素子の溶断工程が製造工程に追加されることになるが、半導体記憶装置の製造工程においては、欠陥メモリ素子を救済するためのプログラム工程(フューズ素子の溶断工程)が既に存在するので、それと同時に前記調整プログラムを実施すれば、工程数は増加しない。
【0102】
次に、ウエハからのチップの切出しおよびパッケージング工程(例えば樹脂封入工程)を経てチップの最終動作テストが実施される。この時、既に前述したように基準電位調整用のプログラム手段に対してプログラムが実施されているので、電源を投入するだけで第1の基準電位Vbgrの出力レベルは調整済みの状態になる。即ち、チップの最終動作テスト段階においては、第1の基準電位Vbgrを調整する手順を必要としない。
【0103】
上記したように第1の基準電位Vbgrの出力レベルをプログラムする機能を具備した第2の実施の形態に係る半導体装置によれば、その実使用時において、第2の基準電位Vdivを参照した第1の基準電位Vbgrの調整動作が不要になる。つまり、電源を投入すれば通常動作が可能となるので、使い勝手が良いものになる。また、フューズ素子として、電気的なフューズやPROMなどを用いても構わない。この場合、欠陥メモリ素子を救済するためのプログラム工程で用いるフューズ素子と同じ構成のフューズ素子を用いれば、工程数を増加させることなく第1の基準電位Vbgrの出力レベルをプログラムすることが可能になる。
【0104】
<第3の実施の形態>
基準電位Vrefを必要とするアナログ回路がチップ内に点在する場合、チップ中の一個所で基準電位Vrefを生成し、それを点在するアナログ回路へ分配する手法が考えられるが、この手法には問題がある。
【0105】
即ち、高速に動作する半導体装置は、概して消費電力が大きく、電源配線の抵抗により電圧勾配が発生するので、基準電位Vrefを接地電位VSSとの電位差として正確に発生できたとしても、その電位を正確に伝達することができない。
【0106】
さらに、基準電位Vrefは高インピーダンスの信号線により伝達されるが、チップ内には高速で動作するデジタル配線が多数存在し、これらがノイズ源になり、基準電位Vrefの伝達はノイズの影響を受け易い。
【0107】
これら問題を解決するため、基準電位発生回路をアナログ回路の近傍に配置することが望ましい。しかし、このような構成では、チップ内に点在した複数の基準電位発生回路を如何に調整するかが問題となる。
【0108】
この問題を解決するために、第3の実施の形態に係る半導体装置では、図10に示すように、チップ内に第1の基準電位発生回路を複数設けた。
【0109】
図10において、複数の第1の基準電位発生回路10は、それぞれ図2を参照して前述したようなband-gap reference回路を用いている。これに対して、1個の第2の基準電位発生回路90は、図3を参照して前述したような供給電源電位依存性をもつ回路を用いてもよいが、本例では、第1の基準電位発生回路と同様の回路構成を有し、素子特性のバラツキが少なくなるように実現されたband-gap reference回路と、その動作を制御するために上記band-gap reference回路と電源供給ノードとの間に挿入されたスイッチ用PMOSトランジスタ91と、前記テスト制御回路30から供給される制御信号を反転させて前記スイッチ用PMOSトランジスタ91のゲートに供給するインバータ回路92からなる。
【0110】
即ち、第1の基準電位発生回路10と第2の基準電位発生回路90は、それぞれ図2に示したband-gap reference回路と同様の回路構成であっても、素子定数の設定により特性の異なるものとなる。
【0111】
一般に、素子特性のバラツキはその面積の平方根に反比例することが知られている。例えば、MOSトランジスタのチャネル長Lおよびチャネル幅Wを大きく設定と、その閾値Vtのバラツキは(WL)1/2 に反比例して小さくなる。図2に示したband-gap reference回路において、差動アンプを構成するMOSトランジスタのチャネル長Lおよびチャネル幅Wを大きく設定することにより、素子のバラツキは小さくなり、基準電位の精度が向上することが期待できる。
【0112】
抵抗素子についても、上記と同様な効果が期待できるほか、その種類に複数の選択肢が用意される場合がある。面積は大きいが製造バラツキの少ないwell抵抗や製造バラツキは大きいが面積が小さい拡散抵抗やポリシリコン抵抗などが考えられる。
【0113】
そこで、高精度であることが要求される第2の基準電位発生回路90については、面積は大きいが製造バラツキの小さな素子を使用して図2に示したband-gap reference回路を実現する。この場合、第2の基準電位発生回路90はチップ内に1個しか存在しないので、少々の面積増加は許容される。
【0114】
これに対して、チップ内に多数内蔵される第1の電源電位発生回路10については、面積に対する要求が厳しいので、製造バラツキは多少あっても面積の小さな素子を使用して図2に示したband-gap reference回路を実現する。
【0115】
このようにすれば、第1の基準電位発生回路10から発生する第1の基準電位Vbgr1に生じる製造バラツキの影響は、第2の基準電位発生回路90から発生する第2の基準電位Vbgr2を参照して調整可能である。
【0116】
<第3の実施の形態に係る調整機能付き基準電位発生回路を備えた半導体装置における基準電位調整方法の一例>
第3の実施の形態に係る半導体装置における基準電位発生回路の調整動作は次のように行う。
【0117】
まず、チップ全体をテスト状態にすると、チップ全体の消費電流は抑えられ、電源配線の電位勾配は殆んど無視できる状態になる。さらに、チップは殆んど動作していないので、デジタル配線から生じるノイズも小さくなる。つまり、第2の基準電位Vbgr2をチップ全体へ伝達するための環境が整ったことになる。
【0118】
この状態で、テスト制御回路30から電位調整状態を示す信号を第2の基準電位発生回路90に入力してその動作を開始させると、製造バラツキの影響が殆んどない第2の基準電位Vbgr2が発生する。
【0119】
チップ内に複数存在する第1の基準電位発生回路10にそれぞれ対応して設けられている基準電位調整回路40は、第2の基準電位発生回路90から伝達された第2の基準電位Vbgr2を参照してそれぞれの第1の基準電位Vbgr1を調整し、その後位はその状態を保持する。この後、チップを通常動作状態にすると、チップ内の個々のアナログ回路は、それぞれの近傍に配置された第1の基準電位発生回路10から出力される調整済みの正確な基準電位Vrefを参照するので、電源配線に生じる電位勾配の影響を受けず、さらにノイズの影響も受けない安定した正常な動作が可能となる。
【0120】
なお、一般に、アナログ回路の場合、消費電流を大きくすることによって精度を高めることができる。例えば、図2に示したband-gap reference回路において、差動アンプDAに流す電流を100μA程度に設定したり、ダイオードに流れる電流を100μA程度に設定することにより、素子の製造バラツキの影響の少ない出力電位を得ることが期待できる。
【0121】
通常動作状態においては、第2の基準電位Vbgr2は必要なく、第2の基準電位発生回路90の動作を停止することができるので、第2の基準電位発生回路90に上記程度の電流を設定することは許容される。
【0122】
したがって、上記第3の実施の形態によれば、消費電力を削減でき、かつ、製造バラツキ影響の少ない高精度な基準電位を得ることができる。
【0123】
一方で、チップ内に複数存在する第1の基準電位発生回路10は、通常動作状態で動作し続けるので、その消費電力を抑えることが求められる。特に、CMOS半導体装置の場合、殆んどの回路が動作していないスタンドバイ状態において、チップ全体での消費電力は数十μA程度になる。
【0124】
このようなチップにおいては、第1の基準電位発生回路10で消費される電流を1μA程度に抑えることを要求され、この要求を満たすには、素子の製造バラツキの影響を抑えることができないので、第1の基準電位発生回路10に対応して基準電位調整回路40を設けることが有効となる。
【0125】
<第3の実施の形態の変形例1>
第3の実施の形態においては、第2の基準電位Vbgr2を複数の第1の基準電位発生回路10の近傍まで伝達し、そこで両者を比較しているが、これに限らず、例えばパターンレイアウトの都合によって、例えば次のように構成を変更することが可能である。
【0126】
即ち、複数の基準電位調整回路40c は、それぞれ前記基準電位調整回路のうちの複数の基準電位生成用の抵抗素子R41〜R48、帰還制御用の演算増幅回路41、PMOSトランジスタP4 、選択回路(ラッチ回路460 〜463 、選択スイッチ用MOSトランジスタNS0 〜NS3 を含む)100 を残したものに、複数の基準電位を比較のために取り出す基準電位セレクタ回路101 を付加したものである。
【0127】
この複数の基準電位調整回路40c は、複数の第1の基準電位発生回路10に対応してそれぞれの近傍に設けられており、それぞれ対応する第1の基準電位発生回路10から入力する第1の基準電位Vbgr11 〜Vbgr1n を受けてそれぞれ複数の基準電位を生成する。
【0128】
基準電位比較回路103 は、前記複数の基準電位調整回路40cに対して共通に設けられており、前記基準電位調整回路のうちの電圧比較回路(430 〜432 )および選択信号生成回路(判定回路440 〜442 、450 〜453 を含む)104 を分離したものであり、第2の基準電位発生回路90の近傍に設けられている。
【0129】
さらに、前記複数の基準電位調整回路40c と基準電位比較回路103 との間には、基準電位伝達配線群105 が共通に形成されている。
【0130】
テストに際して、複数の基準電位調整回路40c は、テスト制御回路30c により順次選択されて制御される。そして、選択された基準電位調整回路40c の基準電位セレクタ回路101 から取り出された比較用の複数の基準電位は前記基準電位伝達配線群105 を経て基準電位比較回路103 に入力する。
【0131】
基準電位比較回路103 では、伝達された複数の基準電位を電圧比較回路(430 〜433 )で第2の基準電位Vbgr2と比較し、比較結果に基づいて選択信号生成回路104 で生成した選択信号により、現在選択中の基準電位調整回路40c の選択回路100 を選択制御して出力を制御する。なお、この選択回路100 内のラッチ回路は、前記テスト制御回路30cによりラッチ制御が行われる。
【0132】
このような制御動作を複数の基準電位調整回路40c に対して順次実施することにより、第1の基準電位Vbgr11 〜Vbgr1n のそれぞれの出力レベルを調整することが可能になる。
【0133】
このような構成によれば、第3の実施の形態と同様の効果が得られるが、基準電位比較回路103 を全体で使用するので、全体のパターン面積の縮小を図り、あるいはパターンレイアウトの柔軟性を持たせることが可能になる。
【0134】
また、第3の実施の形態においては、半導体装置内部の基準電位をテスト制御入力時に調整する例を示したが、さらに、前述した第2の実施の形態と同様に、第1の基準電位と第2の基準電位の電位差を検出した情報を外部へ出力し、その情報に基づいてフューズ溶断などの手法によりプログラムを実施することにより、自動的に基準電位を調整することが可能である。
【0135】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、内部で発生する低電源電位依存性、低温度依存性を有する基準電位を、使用素子のバラツキの影響が少ない基準電位となるように調整でき、調整用の外付素子の不要化、テストコストの削減、低消費電力化、チップ面積の削減を図り得る半導体装置およびその基準電位調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置に形成された調整機能付き基準電位発生回路の第1の実施の形態を示すブロック図。
【図2】図1中の第1の基準電位発生回路の一例として band-gap reference 回路を示す回路図。
【図3】図1中の第2の基準電位発生回路の一例を示す回路図。
【図4】図1中の基準電位調整回路の一例を示す回路図。
【図5】第1の実施の形態の変形例として基準電位調整回路の一部と第1の基準電位発生回路の一部を共用した一例を示す回路図。
【図6】本発明の半導体装置に形成された調整機能付き基準電位発生回路の第2の実施の形態を示すブロック図。
【図7】図6中の基準電位調整用のプログラム手段の構成の一例および動作波形の一例を示す図。
【図8】図6中の基準電位調整回路として電源投入時の初期値設定機能を有した基準電位調整回路を構成した例を示す回路図。
【図9】第2の実施の形態に係る調整機能付き基準電位発生回路を備えた半導体装置の製造工程におけるチップの出荷テスト工程で基準電位の調整を行う方法の一例を示すフローチャート。
【図10】本発明の半導体装置に形成された調整機能付き基準電位発生回路の第3の実施の形態を示すブロック図。
【図11】図10の基準電位発生回路の変形例を示す回路図。
【符号の説明】
10…第1の基準電位発生回路、
20…第2の基準電位発生回路、
30…制御回路、
40…基準電位調整回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device and a reference potential adjustment method thereof, and more particularly to a semiconductor device including a reference potential generation circuit with an adjustment function and a reference potential adjustment method thereof, for example, used for a semiconductor device incorporating an analog circuit. Is.
[0002]
[Prior art]
Many recent LSIs incorporate analog circuits such as a PLL (Phase Locked Loop) circuit that performs clock frequency division and shaping for the purpose of high-speed operation, and an internal power supply circuit for the purpose of stable chip operation. In addition, there are LSIs with built-in A / D converters that handle analog inputs and D / A converters that handle analog outputs. Further, there is an LSI having an impedance matching circuit for an input / output circuit in order to realize a high-speed input / output terminal.
[0003]
In order to generate a reference potential required by many of these analog circuits, a reference potential generation circuit is built in. As the accuracy of the output potential of this reference potential generation circuit, 1 mV to several tens of mV can be guaranteed. Required.
[0004]
However, the reference potential generated from the reference potential generation circuit is generally affected by variations in elements in the LSI manufacturing process, and may deviate from the set potential, requiring adjustment.
[0005]
In order to adjust the reference potential for each LSI chip, a method of controlling the fusing of the fuse element in a test process or a method of adding an external element at the time of mounting is used. Adjusting the reference potential of each chip increases the manufacturing cost of the LSI.
[0006]
In other words, the adjustment by fusing the fuse leads to an increase in test cost, and the addition of the external element itself causes an increase in cost. In addition, since a test process takes a long time in manufacturing a semiconductor memory, a large number of chips are simultaneously tested. In this case, since different test signals cannot be input to the individual chips, it is difficult to adjust both the reference potential of each chip and to simultaneously test a large number of chips.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional semiconductor device controls the fusing element during the test process, or adjusts it during mounting in order to adjust that the reference potential generated inside deviates from the set potential due to the influence of element variation in the manufacturing process. Although a method of adding an external element is employed, there is a problem in that the manufacturing cost increases.
[0008]
In addition, when performing simultaneous testing of a large number of chips when manufacturing a conventional semiconductor memory, there is a problem that it is difficult to adjust the reference potential in each chip.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and a reference potential having low power supply potential dependency and low temperature dependency generated inside is set to a reference potential that is less affected by variations in elements used. An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be adjusted, eliminates the need for external elements for adjustment, reduces test costs, reduces power consumption, and reduces the chip area, and a reference potential adjustment method thereof.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The semiconductor device of the present invention is controlled by the first reference potential generation circuit and the second reference potential generation circuit, a control circuit for selecting and controlling the normal operation state and the other special operation states, and is controlled by the control circuit. In the operation state, the output potential of the first reference potential generation circuit is adjusted and output with reference to the output potential of the second reference potential generation circuit, and in the normal operation state, the adjustment of the first reference potential generation circuit is performed. And a reference potential adjusting circuit for outputting the output potential.
[0011]
The semiconductor device reference potential adjusting method according to the present invention includes a first reference potential generation circuit that generates a first reference potential that is relatively less affected by power supply potential and ambient temperature, and the influence of power supply potential and ambient temperature. The second reference potential generating circuit that generates the second reference potential that is affected by the variation of the used elements but is relatively small, and the output potential of the first reference potential generating circuit is adjusted to adjust the output potential of the semiconductor device. A reference potential adjusting circuit for outputting a reference potential used internally is provided in the semiconductor device, the second reference potential generating circuit is operated, and the reference potential adjusting circuit is referred to by referring to the output potential. Thus, the output potential of the first reference potential generating circuit is adjusted, and the adjusted output potential is output as a reference potential used inside the semiconductor device.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
First, the outline of the present invention will be described.
[0014]
A first reference potential generating circuit that is relatively less affected by the power supply potential and the ambient temperature, and a second reference potential that is affected by the power supply potential and the ambient temperature but is less affected by variations in the elements used. A generation circuit and a reference potential adjustment circuit for adjusting the output potential of the first reference potential generation circuit and outputting it as a reference potential used inside the semiconductor device are provided inside the semiconductor device.
[0015]
Then, when adjustment of the reference potential used inside the semiconductor device is required, the second reference potential generation circuit is operated, and the reference potential adjustment circuit refers to the output potential and the reference potential adjustment circuit uses the first reference potential adjustment circuit. The output potential of the generation circuit is adjusted, and in the subsequent normal operation state, the adjusted output potential is output as a reference potential used inside the semiconductor device.
[0016]
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a first embodiment of a reference potential generating circuit with adjustment function formed in a semiconductor device of the present invention.
[0017]
In the reference potential generating circuit with the adjusting function, the first reference
[0018]
On the other hand, the second reference
[0019]
The
[0020]
The reference
[0021]
FIG. 2 shows a band-gap reference circuit as an example of the first reference
[0022]
This band-gap reference circuit is connected in series between a PMOS transistor P3 whose source is connected to a VCC node to which a power supply potential VCC is applied, and a VSS node to which the drain of the PMOS transistor P3 and a ground potential VSS are applied. The first resistor element R1, the second resistor element R2, the first diode D1, and the third resistor element R3 and the second resistor connected in series between the drain of the PMOS transistor P3 and the VSS node. And the potential A of the series connection node of the first resistance element R1 and the second resistance element R2 and the potential B of the series connection node of the third resistance element R3 and the second diode D2 are input. And a differential amplifier DA for controlling the gate of the PMOS transistor P3 according to the output potential. Then, the drain potential of the PMOS transistor P3 is taken out as the first reference potential Vbgr.
[0023]
The differential amplifier DA is connected to two NMOS transistors N1 and N2 forming a differential pair to which the potentials A and B are input, and between the differential pair transistors N1 and N2 and the VSS node. An NMOS transistor N3 having a drain / gate connected as a current source and two PMOS transistors P2 and P3 connected in a current mirror as a load connected between the differential pair transistors N1 and N2 and the VCC node It consists of.
[0024]
In the above circuit configuration, the resistance value R1 of the first resistance element and the resistance value of the third resistance element R3 are set to, for example, 10 times the resistance value of the second resistance element R2. Further, the pattern area of the first diode D1 is set to 10 times the pattern area of the second diode D2, for example.
[0025]
In this band-gap reference circuit, when the supplied power supply potential VCC is 2.5V, the output potential (reference potential Vbgr) is about 1.25V, and the reference potential Vbgr has power supply potential dependency and temperature dependency. It is characterized by being low.
[0026]
In general, in the normal operation state of a chip, the current consumption of the chip increases, the voltage drop of the power supply occurs due to the influence of the resistance parasitic on the power supply wiring, and further, the chip generates heat due to the current consumption, and the temperature of the chip also increases. It becomes unstable. Even in such an environment, the band-gap reference circuit of FIG. 2 can generate a stable output potential (first reference potential Vbgr).
[0027]
Further, the output potential Vbgr of the band-gap reference circuit of FIG. 2 has a characteristic that it is significantly affected by variations in device manufacturing. That is, the variation of the thermal voltage VT of the diodes D1 and D2, which are constituent elements of the circuit, the coincidence of the forward voltages Vf of the two diodes D1 and D2, and the coincidence and difference of the two resistance ratios R1 / R2 and R1 / R3 It is affected by the coincidence of the threshold values Vt of the NMOS transistors N1 and N2 and the PMOS transistors P2 and P3 constituting the dynamic amplifier DA. Among these, the influence of the Vt variation of the PMOS transistor or the NMOS transistor is dominant, and when the difference in Vt between the two transistors N1, N2 or P2, P3 in the pair is 10 mV, the output potential Vbgr is designed to be 100 mV or more. Deviation from the value. Therefore, potential adjustment is performed on the output potential Vbgr of the band-gap reference circuit shown in FIG. 2 as described later.
[0028]
FIG. 3 shows an example of the second reference
[0029]
The second reference
[0030]
The second reference
[0031]
Here, if the resistance values of the two resistance elements R4 and R5 are R and the relationship with the mutual conductance gm of the NMOS transistor N4 is set to R >> 1 / gm, the supplied power supply potential VCC Is 2.5V, the reference potential Vdiv obtained by resistance division is 1.25V.
[0032]
Furthermore, since it is relatively easy to suppress the local variation of the resistance elements R4 and R5, which are constituent elements of the circuit, to about 1%, the accuracy of the reference potential Vdiv can be expected to be 1 mV or less.
[0033]
However, as described above, in the normal operation state of the chip, the power supply potential VCC is not stable due to the influence of current consumption and parasitic resistance of the power supply wiring. Therefore, the output potential Vdiv of the second reference
[0034]
FIG. 4 shows an example of the reference
[0035]
The reference
[0036]
That is, the PMOS transistor P4 and the eight resistance elements R41 to R48 are connected in series between the VCC node to which the power supply potential VCC is applied and the VSS node to which the ground potential VSS is applied.
[0037]
Of the reference potentials Vref1 to Vref7 at the connection nodes of the resistor elements R41 to R48, for example, the reference potential Vref5 and the first reference potential Vbgr are input to the
[0038]
The nodes of Vref1, Vref3, Vref5, and Vref7 of the reference potentials Vref1 to Vref7 are respectively connected to one ends of NMOS transistors NS0 to NS3 for selection switches, and each of the NMOS transistors NS0 to NS3 is connected. The other end is connected to the output node of the adjusted reference potential Vref collectively.
[0039]
Then, the reference potential Vref1, Vref3, Vref5, Vref7 is determined to be closest to the second reference potential Vdiv, and the selection switch NMOS transistors NS0 to NS3 are selectively turned on according to the determination result. Select signal SELECT to set to <0> to SELECT A selection
[0040]
The selection
[0041]
When the second reference potential Vdiv, which is the other input, is lower than the reference potentials Vref2, Vref4, Vref6, which are one input, the
[0042]
The
[0043]
Next, the reference potential adjustment operation by the reference potential adjustment circuit of FIG. 4 will be described.
[0044]
This reference potential adjustment operation is performed, for example, in a chip test state. At this time, the
[0045]
Here, the test state of the chip may be a chip operation evaluation process in the production line, or on the board after mounting. Done It may be a chip operation evaluation. In either case, the current consumption of the chip is suppressed, and it is relatively easy to keep the potential of the power supply constant.
[0046]
If the second reference potential Vdiv is lower than the reference potential Vref2, each comparison output of the
[0047]
Therefore, the
[0048]
On the other hand, when the second reference potential Vdiv is between Vref2 and Vref4, the comparison output of the
[0049]
Therefore, the
[0050]
On the other hand, when the second reference potential Vdiv is between Vref4 and Vref6, the comparison outputs of the
[0051]
Therefore, the
[0052]
On the other hand, when the second reference potential Vdiv is higher than Vref6, the comparison outputs of the
[0053]
Therefore,
[0054]
That is, according to the first embodiment described above, when the reference potential is adjusted by external control, the first reference potential Vbgr having the characteristics of low power supply potential dependency and low temperature dependency is temporarily set. Even if variations occur due to device manufacturing variations, the first reference potential Vbgr is automatically adjusted with reference to the second reference potential Vdiv, which is less affected by device manufacturing variations. It is possible to select a reference potential closest to Vdiv from among the reference potentials.
[0055]
After the output potential is adjusted in this way, when the chip is brought into a normal operation state, the reference potential Vref adjusted according to the design value can be supplied to the circuit inside the chip, and the chip is operating at high speed. In this case, a stable operation can be obtained due to the low power supply potential dependency and the low temperature dependency of the adjusted reference potential Vref.
[0056]
Furthermore, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
[0057]
(1) Eliminates the need for external elements for adjustment.
[0058]
Since the
[0059]
(2) Reduction of test cost.
[0060]
The built-in reference
[0061]
(3) Low power consumption.
[0062]
In general, the output potential of the reference potential generating circuit is affected by manufacturing variations of elements, but there are cases where the influence can be suppressed by setting a large current consumption of the circuit. Focusing on this point, in the normal operation state where low current consumption is required, there is some manufacturing variation, but the power supply using the first reference
[0063]
(4) Reduction of chip area.
[0064]
Due to the recent demand for high-speed operation for integrated circuits, the increase in power consumption of the chip is significant. When the consumption current is large, a potential gradient is generated in the chip even in the ground potential line. Also, digital signals that operate at high speed generate noise. In such a chip, it is necessary to disperse a plurality of reference potential generation circuits, and the area cannot be ignored. In this case, generally, the accuracy of the output potential is high, and the reference potential generating circuit that is not affected by disturbance, that is, the influence of the power supply potential or the ambient temperature, has a large area.
[0065]
Therefore, a plurality of circuits having inferior characteristics but a small area are arranged in the chip as the first reference
[0066]
In this way, it is not affected by the potential gradient or noise generated in the chip. Thereby, when it is necessary to arrange a plurality of reference potential generation circuits in the chip, the chip area can be reduced.
[0067]
<Modification of the first embodiment>
In the first embodiment, the reference
[0068]
In the first reference
[0069]
That is, the reference potentials Vref1 to Vref7 at the connection nodes of the plurality of resistance elements R51 to R58 divided in the first reference
[0070]
According to the modification of the first embodiment described above, the same effect can be obtained by basically the same operation as in the first embodiment, and the configuration can be simplified.
[0071]
<Second Embodiment>
In the second embodiment, in the first embodiment, a means for outputting potential difference information between the first reference potential Vbgr and the second reference potential Vdiv to the outside of the chip, and the first reference potential Vbgr A means for programming the initial value of the output level is added to the chip.
[0072]
The reference potential generation circuit with an adjustment function shown in FIG. 6 has a first reference potential Vbgr and a second reference potential generation circuit as compared with the reference potential generation circuit with an adjustment function according to the first embodiment described above with reference to FIG. An
[0073]
Compared with the reference
[0074]
As a circuit for detecting the potential difference between the first reference potential Vbgr and the second reference potential Vdiv, the reference
[0075]
The reference
[0076]
Note that the above-described potential difference detection circuit that detects the potential difference between the first reference potential Vbgr and the second reference potential Vdiv is a selection signal in which the potential difference (analog value) is selectively activated among a plurality of selection signals. Since it can be regarded as an A / D conversion circuit that converts it into a (digital value), it can be configured by various forms of A / D conversion circuits.
[0077]
FIG. 7A shows an example of the program means 62 for adjusting the reference potential in FIG. 6, and an example of the operation waveform is shown in FIG. 7B.
[0078]
7A includes three fuse elements F1 to F3, three latch circuits LT1 to LT3 having a set / reset function, three inverter circuits IV1 to IV3, and one of three inputs. A 4-bit signal for selecting and controlling one of the four reference potentials Vref1, Vref3, Vref5 and Vref7 generated by the first reference potential generating circuit shown in FIG. Default <0> to Default It is configured to generate <3>.
[0079]
That is, in each of the latch circuits LT1 to LT3 with a set / reset function, the source is connected to the power supply node, the reset PMOS transistor 71 whose reset signal FCLRn is input to the gate, and the drain of the PMOS transistor 71 has the drain The
[0080]
The inverter circuits IV1 to IV3 are correspondingly connected to the subsequent stage of the latch circuits LT1 to LT3, and there is a correspondence between the source of the
[0081]
Next, a typical operation of the latch circuit LT1 among the latch circuits LT1 to LT3 with the set / reset function having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
[0082]
When the reset signal FCLRn is “L” after the power supply potential VCC rises from 0V to the operable potential of the circuit, the
[0083]
Therefore, in the program means of FIG. 7A, when only F1 of the fuse elements F1 to F3 is blown, the 4-bit signal Default <0> to Default Default of <3> Only <0> is “H”.
[0084]
On the other hand, when only F2 of the fuse elements F1 to F3 is blown, the 4-bit signal Default <0> to Default Default of <3> Only <1> becomes “H”.
[0085]
On the other hand, when all the fuse elements F1 to F3 are not blown (initial state of the program), the 4-bit signal Default <0> to Default Default of <3> Only <2> is “H”.
[0086]
On the other hand, when only F3 of the fuse elements F1 to F3 is blown, the 4-bit signal Default <0> to Default Default of <3> Only <3> becomes “H”.
[0087]
Therefore, based on the test control signal, the 4-bit signal Default <0> to Default <3> is latched by the reference
[0088]
FIG. 8 shows an example in which a reference potential adjustment circuit having an initial value setting function at power-on is configured as the reference
[0089]
Compared with the reference
[0090]
Each of the
[0091]
In the above configuration, the signal CHRDYp indicating that the power is turned on is the signal Default that is programmed in the fuses F1 to F3 from the program means shown in FIG. <0> to Default Waiting for output as <3>, transition from "L" to "H".
[0092]
Therefore, when the signal CHRDYp is "L" (its inverted signal is "H"), the
[0093]
As in the case of the reference
[0094]
Therefore, the chip in which the program means shown in FIG. 7 is programmed can set the initial value of the output level of the reference potential adjustment circuit by referring to the program contents of the program means during the power-on operation. .
[0095]
<An example of a reference potential adjustment method in a semiconductor device including a reference potential generation circuit with an adjustment function according to the second embodiment>
Next, an example of a method of adjusting the reference potential in the chip shipping test process in the manufacturing process of the semiconductor device including the reference potential generating circuit with the adjustment function according to the second embodiment as described above will be described with reference to FIG. This will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0096]
First, in the wafer state, the output level of the first reference potential Vbgr is adjusted with reference to the second reference potential Vdiv. At this time, the method for adjusting the output level of the first reference potential Vbgr is the same as the method described above in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. At this time, information on detection of the potential difference between the first reference potential Vbgr and the second reference potential Vdiv is output and acquired externally.
[0097]
Thereafter, a chip operation test is performed using the adjusted output level of the first reference potential Vbgr (reference potential Vref in which the influence of manufacturing variation is suppressed). The operation test of the chip is performed in a normal operation state or a state equivalent thereto.
[0098]
Therefore, as compared with the conventional case where a chip operation test is performed with the first reference potential Vbgr as it is (that is, the adjusted reference potential Vref of this example is not used), many chips operate normally. Is expected to do. In the chip operation test, a chip having a defective operation is discarded.
[0099]
Further, in order to perform an operation test of the chip in a state close to actual use, the second reference potential Vdiv is affected by the power supply potential VCC, so that its use is not desirable, and the adjusted first reference potential Vbgr is used. It is desirable to implement it. That is, when the chip is operating, it is difficult to keep the power supply potential VCC constant due to the influence of the power consumption. Therefore, in a state where the second reference potential Vdiv is used, the chip operation test cannot be accurately performed.
[0100]
Next, the process proceeds to a step of programming the program means for adjusting the reference potential based on the potential difference information.
[0101]
By performing this programming process, a fuse element blowing process is added to the manufacturing process. In the semiconductor memory device manufacturing process, a program process for repairing a defective memory element (fuse element blowing process). Already exists, if the adjustment program is executed at the same time, the number of steps does not increase.
[0102]
Next, a final operation test of the chip is performed through cutting of the chip from the wafer and a packaging process (for example, a resin sealing process). At this time, as already described above, since the program is executed for the program means for adjusting the reference potential, the output level of the first reference potential Vbgr is adjusted just by turning on the power. That is, in the final operation test stage of the chip, a procedure for adjusting the first reference potential Vbgr is not required.
[0103]
As described above, according to the semiconductor device according to the second embodiment having the function of programming the output level of the first reference potential Vbgr, the first reference with reference to the second reference potential Vdiv in actual use. The adjustment operation of the reference potential Vbgr is unnecessary. In other words, normal operation is possible when the power is turned on, which is convenient. In addition, an electrical fuse, a PROM, or the like may be used as the fuse element. In this case, if a fuse element having the same configuration as the fuse element used in the programming process for relieving the defective memory element is used, the output level of the first reference potential Vbgr can be programmed without increasing the number of processes. Become.
[0104]
<Third Embodiment>
When analog circuits that require the reference potential Vref are scattered in the chip, a method of generating the reference potential Vref at one point in the chip and distributing it to the scattered analog circuits can be considered. Has a problem.
[0105]
That is, a semiconductor device that operates at high speed generally consumes a large amount of power, and a voltage gradient is generated due to the resistance of the power supply wiring. Therefore, even if the reference potential Vref can be accurately generated as a potential difference from the ground potential VSS, It cannot be accurately communicated.
[0106]
Furthermore, although the reference potential Vref is transmitted through a high impedance signal line, there are many digital wirings operating at high speed in the chip, and these serve as noise sources, and the transmission of the reference potential Vref is affected by noise. easy.
[0107]
In order to solve these problems, it is desirable to arrange the reference potential generating circuit in the vicinity of the analog circuit. However, in such a configuration, it becomes a problem how to adjust a plurality of reference potential generation circuits scattered in the chip.
[0108]
In order to solve this problem, in the semiconductor device according to the third embodiment, a plurality of first reference potential generation circuits are provided in the chip as shown in FIG.
[0109]
In FIG. 10, the plurality of first reference
[0110]
That is, even if the first reference
[0111]
In general, it is known that variation in device characteristics is inversely proportional to the square root of the area. For example, when the channel length L and the channel width W of the MOS transistor are set large, the variation of the threshold value Vt is (WL) 1/2 It becomes smaller in inverse proportion to. In the band-gap reference circuit shown in FIG. 2, by setting the channel length L and the channel width W of the MOS transistors constituting the differential amplifier large, the variation in elements is reduced and the accuracy of the reference potential is improved. Can be expected.
[0112]
The resistance element can be expected to have the same effect as described above, and a plurality of options may be prepared for its type. A diffusion resistance or a polysilicon resistance having a large area but a small manufacturing variation and a large manufacturing resistance but a small area may be considered.
[0113]
Therefore, for the second reference
[0114]
On the other hand, the first power supply
[0115]
In this way, the influence of the manufacturing variation generated in the first reference potential Vbgr1 generated from the first reference
[0116]
<Example of Reference Potential Adjustment Method in Semiconductor Device with Reference Function Generating Circuit with Adjustment Function According to Third Embodiment>
The adjustment operation of the reference potential generating circuit in the semiconductor device according to the third embodiment is performed as follows.
[0117]
First, when the entire chip is put into a test state, the current consumption of the entire chip is suppressed, and the potential gradient of the power supply wiring becomes almost negligible. Further, since the chip is hardly operated, noise generated from the digital wiring is also reduced. That is, the environment for transmitting the second reference potential Vbgr2 to the entire chip is prepared.
[0118]
In this state, when a signal indicating the potential adjustment state is input from the
[0119]
The reference
[0120]
In general, in the case of an analog circuit, accuracy can be improved by increasing current consumption. For example, in the band-gap reference circuit shown in FIG. 2, the current flowing through the differential amplifier DA is set to about 100 μA, or the current flowing through the diode is set to about 100 μA, so that there is little influence of device manufacturing variations. An output potential can be expected.
[0121]
In the normal operation state, the second reference potential Vbgr2 is not necessary, and the operation of the second reference
[0122]
Therefore, according to the third embodiment, it is possible to reduce power consumption and obtain a highly accurate reference potential with little influence of manufacturing variations.
[0123]
On the other hand, since the plurality of first reference
[0124]
In such a chip, it is required to suppress the current consumed by the first reference
[0125]
<
In the third embodiment, the second reference potential Vbgr2 is transmitted to the vicinity of the plurality of first reference
[0126]
That is, the plurality of reference
[0127]
The plurality of reference
[0128]
The reference
[0129]
Further, a reference potential
[0130]
During the test, the plurality of reference
[0131]
In the reference
[0132]
By sequentially performing such a control operation on the plurality of reference
[0133]
According to such a configuration, the same effect as that of the third embodiment can be obtained. However, since the reference
[0134]
In the third embodiment, an example in which the reference potential inside the semiconductor device is adjusted at the time of test control input has been described. Further, as in the second embodiment described above, the first reference potential and It is possible to automatically adjust the reference potential by outputting information detecting the potential difference of the second reference potential to the outside and executing a program by a technique such as fuse blowing based on the information.
[0135]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the reference potential having low power supply potential dependency and low temperature dependency generated inside can be adjusted to be a reference potential that is less affected by variations in the elements used. It is possible to provide a semiconductor device and a reference potential adjusting method thereof that can eliminate the need for external elements, reduce test costs, reduce power consumption, and reduce the chip area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a reference potential generation circuit with an adjustment function formed in a semiconductor device of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a band-gap reference circuit as an example of a first reference potential generating circuit in FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a second reference potential generation circuit in FIG. 1;
4 is a circuit diagram showing an example of a reference potential adjustment circuit in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example in which a part of the reference potential adjustment circuit and a part of the first reference potential generation circuit are shared as a modification of the first embodiment;
FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment of a reference potential generating circuit with adjustment function formed in a semiconductor device of the present invention.
7 is a diagram showing an example of the configuration of the program means for adjusting the reference potential in FIG. 6 and an example of operation waveforms;
8 is a circuit diagram showing an example in which a reference potential adjustment circuit having an initial value setting function at power-on is configured as the reference potential adjustment circuit in FIG. 6;
FIG. 9 is a flowchart showing an example of a method for adjusting a reference potential in a chip shipping test process in a manufacturing process of a semiconductor device including a reference potential generating circuit with an adjustment function according to a second embodiment;
FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment of a reference potential generating circuit with an adjustment function formed in a semiconductor device of the present invention.
11 is a circuit diagram showing a modification of the reference potential generation circuit of FIG.
[Explanation of symbols]
10: First reference potential generation circuit,
20: Second reference potential generation circuit,
30 ... Control circuit,
40: Reference potential adjustment circuit.
Claims (17)
通常動作状態とそれ以外の特殊動作状態を選択制御する制御回路と、
前記制御回路により制御され、特殊動作状態において前記第2の基準電位発生回路の出力電位を基準として第1の基準電位発生回路の出力電位を調整して出力し、通常動作状態では前記第1の基準電位発生回路の前記調整された出力電位を出力する基準電位調整回路
とを具備することを特徴とする半導体装置。A first reference potential generation circuit and a second reference potential generation circuit;
A control circuit for selectively controlling the normal operation state and the other special operation states;
Controlled by the control circuit, adjusts and outputs the output potential of the first reference potential generation circuit with reference to the output potential of the second reference potential generation circuit in the special operation state, and in the normal operation state, the first reference potential generation circuit outputs the first reference potential generation circuit. A semiconductor device comprising: a reference potential adjustment circuit that outputs the adjusted output potential of a reference potential generation circuit.
をさら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。And a means for comparing the output potential of the first reference potential generation circuit with the output potential of the second reference potential generation circuit in the special operation state and outputting the potential difference information outside the semiconductor chip. The semiconductor device according to claim 1.
前記第2の基準電位発生回路を動作させ、その出力電位を参照して前記基準電位調整回路で第1の基準電位発生回路の出力電位を調整し、この調整済みの出力電位を半導体装置の内部で使用する基準電位として出力させることを特徴とする半導体装置の基準電位調整方法。The first reference potential generating circuit that generates the first reference potential that is relatively less affected by the power supply potential and the ambient temperature, and is affected by the influence of the power supply potential and the ambient temperature, but is affected by variations in the elements used. A second reference potential generating circuit for generating a relatively small second reference potential, and a reference for adjusting the output potential of the first reference potential generating circuit and outputting it as a reference potential used inside the semiconductor device A potential adjustment circuit is provided inside the semiconductor device,
The second reference potential generating circuit is operated, the output potential of the first reference potential generating circuit is adjusted by the reference potential adjusting circuit with reference to the output potential, and the adjusted output potential is set in the semiconductor device. A method for adjusting a reference potential of a semiconductor device, wherein the reference potential is output as a reference potential used in a semiconductor device.
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