JP5592599B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1〜図3は、この発明の一実施形態による半導体記憶装置の回路図である。図1は、本発明における半導体記憶装置の一例としての回路図である。図2は図1の半導体記憶装置における後述する片方向ラッチ回路6の一例としての回路図であり、図3は図1の半導体記憶装置における後述するヒューズ判定制御回路3の一例としての回路図である。なお、各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略するものとする。
次に、図4〜図6を用いて、図1〜図3を用いて説明した本実施形態の半導体記憶装置の動作について説明する。この半導体記憶装置は、次に説明するように、所定の手順でヒューズ判定動作を行うことにより、図9に示す従来例と同様に、ヒューズの破断状態の信頼度を高める動作を行うことが可能である。
第一の場合として、ヒューズ1およびヒューズ2が、いずれも正常に破壊されている場合の半導体記憶装置の動作について、図4を用いて説明する。
なお、この動作は、図2に示す片方向ラッチ回路6において、データ端子Dに入力されるデータ入力であるヒューズ判定結果信号FJと、イネーブル端子ENに入力されるラッチイネーブル信号LEとが、ともにHighになり、接続ノードXがLowになり、そのため、出力端子Qから出力されるラッチ出力信号LOがHighになることによって実現される。
第二の場合として、ヒューズ1のみが正常に破壊され、ヒューズ2が破壊されていない場合の半導体記憶装置の動作について、図5を用いて説明する。この図5の半導体記憶装置の動作は、図4の半導体記憶装置の動作と対比して、ヒューズ1が正常に破壊されているため、第1のヒューズ判定パルス信号FPのHighパルスが外部から入力され、ヒューズ1のヒューズ判定結果信号FJが片方向ラッチ回路6に取り込まれるところまでは同様である。つまり、ヒューズ1の判定が終わった時点で、片方向ラッチ回路6の接続ノードXはLowであり、半導体記憶装置はラッチ出力信号LOとしてHigh出力を保持している(図5−A〜J)。
第三の場合として、ヒューズ2のみが正常に破壊され、ヒューズ1が破壊されていない場合の半導体記憶装置の動作について、図6を用いて説明する。この図6の半導体記憶装置の動作は、図4の半導体記憶装置の動作と対比して、ヒューズ判定リセット信号FRのHighパルスが外部から入力されたことに応じて、プリチャージ信号PCを発生して、片方向ラッチ回路6の出力がLowにセットされるところまでは同様である(図6−A〜D)。
そのため、片方向ラッチ回路6の接続ノードXがLowに引かれ、片方向ラッチ回路6が出力するラッチ出力信号LOはHighに遷移する(図6−f)。
第四の場合として、ヒューズ1とヒューズ2とがともに破壊されていない場合の半導体記憶装置の動作について、図7を用いて説明する。
この場合の半導体記憶装置の動作は、図6の半導体記憶装置の動作と対比して、ヒューズ1が破壊されていないため、第1のヒューズ判定パルス信号FPのHighパルスが外部から入力され、ヒューズ1のヒューズ判定結果信号FJが片方向ラッチ回路6に取り込まれるところまでは同様である。つまり、ヒューズ1の判定が終わった時点で、片方向ラッチ回路6の接続ノードXはHighであり、半導体記憶装置はラッチ出力信号LOとしてLow出力を保持している(図7−A〜J)。
そのため、片方向ラッチ回路6の接続ノードXはHighを維持し、片方向ラッチ回路6が出力するラッチ出力信号LOはLowのままである(図7−f)。
したがって、図1に示す本発明の実施形態による半導体記憶装置は、図9に示す従来例と同様の動作を行うことができる。
上記に説明した第1の実施形態においては、片方向ラッチ回路6として、図2に示したように、LowからHighへの遷移のみ許容するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図2に示したLowからHighへの遷移のみ許容する片方向ラッチ回路6に代えて、図8に示すように、HighからLowへの遷移のみ許容の片方向ラッチ回路6Aを用いることも出来る。
この第2の実施形態において説明したHighからLowへの遷移のみ許容する片方向ラッチ回路6Aを用いる半導体記憶装置は、第1の実施形態において説明したLowからHighへの遷移のみ許容する片方向ラッチ回路6を用いた半導体記憶装置に対比して、全てのヒューズが破壊されている場合にラッチ出力信号LOがHighとなるため、ヒューズの故障モードとして、破壊されやすく、復活されにくい場合に有効である。
また、本実施形態においては、ヒューズ1及びヒューズ2の2本のヒューズ素子の状態に基づいて1つのラッチ出力信号LOが出力される例について述べたが、本発明におけるヒューズ素子は2本に限定されるものではなく、より多くのヒューズ素子を用いることも可能である。
なお、図1に示した第1の実施形態による半導体記憶装置において、ヒューズ判定回路5の出力を論理反転すれば、ヒューズ1とヒューズ2とがともに破壊と判定された場合のみ、半導体記憶装置が出力するラッチ出力信号LOとして、Lowを出力する構成とすることが出来る。
以上説明したように、本実施形態によれば、LowからHigh又は、HighからLowの一方向のみにデータをセット可能なラッチ回路である片方向ラッチ回路を用い、複数本のヒューズを複数回に分けて読み出して片方向ラッチ回路に順に入力することで、片方向ラッチ回路1つで、複数本のヒューズのOR又はANDの結果を得ることができる。
Claims (15)
- 複数の不揮発性素子のそれぞれの情報をまとめた結果を一つの情報として記憶する、セットリセット端子を備えるフリップフロップを有し、
前記それぞれの情報が、前記フリップフロップのセット端子へ連続に入力され、前記フリップフロップのリセット端子によって予め初期化された第1の状態が、前記それぞれの情報のうちのいずれかの情報の情報値によって第2の状態へ反転する、ことを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体装置の起動に対応して、リセット信号が前記リセット端子に入力される、ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記フリップフロップは、
高電位の第1の電位と低電位の第2の電位との間に直列に接続され、第1の制御信号がゲートに入力される第1のトランジスタと、第2の制御信号が入力される第2のトランジスタと、を有するとともに、
前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとの間のノードに入力端子が接続され、出力端子が前記フリップフロップの出力端子に接続される出力インバータと、
入力端子が前記出力インバータ回路の出力端子に接続されるとともに、出力端子が前記出力インバータの入力端子に接続されるフィードバックインバータと、を備え、
前記第1の制御信号と前記第2の制御信号に対応して、前記フリップフロップの状態が制御されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 - 前記リセット端子が前記第1のトランジスタのゲート又は前記第2のトランジスタのゲートに入力され、前記セット端子が前記第2のトランジスタのゲート又は前記第1のトランジスタのゲートに入力され、いずれかの組み合わせによって、前記第1の状態の論理値が異なる、ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記フリップフロップは、更に前記第1の状態から第2の状態への変化を許可する制御信号がゲートに入力される第3のトランジスタを備え、
前記第1の電位または前記第2の電位と前記ノードとの間に、前記第1のトランジスタまたは前記第2のトランジスタと、前記第3のトランジスタとが、直列に接続される、ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の半導体装置。 - 複数のヒューズまたはアンチヒューズと、
前記複数のヒューズまたはアンチヒューズを順に選択するセレクタ回路と、
前記セレクタ回路により選択されたそれぞれのヒューズまたはアンチヒューズが切断されているか否かに基づき、LowからHigh、または、HighからLowの一方向のみにデータをセット可能な一つの片方向ラッチ回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。 - 前記選択されたヒューズまたはアンチヒューズが切断されているか否かを判定し、該判定した結果を前記片方向ラッチ回路に出力するヒューズ判定回路、を有することを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。
- 外部から入力されるヒューズ判定リセット信号及びヒューズ判定パルス信号を受け、前記セレクタ回路を制御する第1の制御信号と前記片方向ラッチ回路を制御する第2及び第3の制御信号と前記ヒューズ判定回路を制御する第4の制御信号とを発生するヒューズ判定制御回路、を有することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
- 前記片方向ラッチ回路が、
前記第2の制御信号の活性化に応じて、ラッチしているデータをリセットし、前記第3の制御信号の活性化に応じて、前記データをセット可能な状態となること、を特徴とする請求項8に記載の半導体装置。 - 前記ヒューズ判定制御回路が、
前記ヒューズ判定パルス信号を第1の遅延回路にて遅延して前記第4の制御信号を発生し、前記第4の制御信号を第2の遅延回路にて遅延して前記第3の信号を発生する、ことを特徴とする請求項8または9に記載の半導体装置。 - 前記片方向ラッチ回路が、LowからHighの一方向のみにデータをセット可能なラッチ回路である場合には、
前記片方向ラッチ回路が、
高電位の第1の電位と低電位の第2の電位との間に直列に接続された第1導電型電界効果トランジスタの第1のトランジスタと、第2導電型電界効果トランジスタの第2のトランジスタと、第2導電型電界効果トランジスタの第3のトランジスタとを有するとともに、
前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタとの接続ノードに、入力端子が接続されている出力インバータ回路と、
入力端子が前記出力インバータ回路の出力端子に接続されるとともに、出力端子が前記出力インバータ回路の入力端子に接続されているフィードバックインバータ回路と、
を有することを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第1のトランジスタのゲート端子に前記第2の制御信号が入力され、
前記第2のトランジスタのゲート端子に前記ヒューズ判定回路の出力信号が入力され、
前記第3のトランジスタのゲート端子に前記第3の制御信号が入力される、
ことを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。 - 前記片方向ラッチ回路が、HighからLowの一方向のみにデータをセット可能なラッチ回路である場合には、
前記片方向ラッチ回路が、
高電位の第1の電位と低電位の第2の電位との間に直列に接続された第1導電型電界効果トランジスタの第1のトランジスタと、第1導電型電界効果トランジスタの第3のトランジスタと、第2導電型電界効果トランジスタの第2のトランジスタとを有するとともに、
前記第3のトランジスタと前記第2のトランジスタとの接続ノードに、入力端子が接続されている出力インバータ回路と、
入力端子が前記出力インバータ回路の出力端子に接続されるとともに、出力端子が前記出力インバータ回路の入力端子に接続されているフィードバックインバータ回路と、
を有することを特徴とする請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第2のトランジスタのゲート端子には前記第2の制御信号が入力され、
前記第1のトランジスタのゲート端子には前記第3の制御信号が入力され、
前記第3のトランジスタのゲート端子には前記ヒューズ判定回路の出力信号が入力される、
ことを特徴とする請求項13に記載の半導体装置。 - 複数のヒューズまたはアンチヒューズと、
前記複数のヒューズまたはアンチヒューズの破壊状態を順に入力し、前記複数のヒューズまたはアンチヒューズの破壊状態の論理和または論理積を出力する一つの片方向ラッチ回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。
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