JPH05174598A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05174598A
JPH05174598A JP3354698A JP35469891A JPH05174598A JP H05174598 A JPH05174598 A JP H05174598A JP 3354698 A JP3354698 A JP 3354698A JP 35469891 A JP35469891 A JP 35469891A JP H05174598 A JPH05174598 A JP H05174598A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部からの制御信号が不要で、ヒューズ素子
の状態判定に要する時間が他の回路の影響を受けず、極
めて短時間でヒューズ素子の状態を判定することができ
るヒューズ素子状態判定回路を含む半導体素子を提供す
る。 【構成】 冗長メモリセルの選択・非選択状態を決定す
るヒューズ素子の接続状態を判定する回路は、接地電位
と接点Aとの間に接続され且つそのゲートが接点Cに接
続されたPROMセル2と、ソース・ドレイン間が電源
電位と接点Aとの間に接続され且つそのゲートが接点C
に接続されたP型MOSトランジスタ1と、接点Aを入
力とし、接点Bを出力とするラッチ回路7と、接点Bを
入力とし、接点Cを出力とするラッチ回路8とからな
る。ラッチ回路7はP型MOSトランジスタ3とインバ
ータ4とからなり、ラッチ回路8はNAND回路5とイ
ンバータ6とからなる。P型MOSトランジスタ1は、
電流供給能力が大きいものが採用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に半導体記憶装置の冗長素子関連回路部分におけるヒュ
ーズ素子の状態を判定する回路を含む半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体記憶装置においては、メモリセル
の不具合に備え、不良メモリセルと置換して使用する冗
長メモリセルを備えたものがある。不良メモリセルが存
在しない初期状態においては、冗長メモリセルに付随し
て設けられたヒューズ素子は接続状態となっており、冗
長メモリセルは非選択状態となっている。不良メモリセ
ルが生じた場合は、このヒューズ素子を非接続状態とす
ることにより、不良メモリセルの代替セルとして冗長メ
モリセルが選択されて使用される。これらの冗長メモリ
セルの使用の有無は、ヒューズ素子が切断状態又は非切
断状態のいずれかであるかを判定することにより判断す
る。
【0003】図5は、従来のヒューズ素子の状態を判定
する回路を示す。この回路は、否定回路(以下「インバ
ータ」と言う。)11、12及び16と、P型MOSト
ランジスタ13及び15と、ヒューズ素子14とから構
成されている。インバータ11と12は直列に接続さ
れ、インバータ11は制御信号CE(バー)を入力し、
インバータ12の出力はP型MOSトランジスタ13の
ゲートに接続されている。P型MOSトランジスタ13
のソースは電源電位に固定され、ドレインは接点E及び
ヒューズ素子14の一端子に接続されている。ヒューズ
素子14の他端は接地されている。P型MOSトランジ
スタ15のゲート及びドレインはそれぞれ接点F及びE
に、ソースは電源電位に固定されている。インバータ1
6の入力及び出力はそれぞれ接点E及びFに接続されて
いる。なお、P型MOSトランジスタ15とインバータ
16はラッチ回路17を構成し、接点E及びFの電位を
ラッチする。
【0004】P型MOSトランジスタ13は、電流供給
能力が低いものが採用される。また、P型MOSトラン
ジスタ13を制御信号CE(バー)によって制御するこ
とにより、回路動作の待機時にP型MOSトランジスタ
13からヒューズ素子14への漏洩電流経路が形成され
ることを防いでいる。
【0005】次に、回路動作について図6を参照しなが
ら説明する。まず、回路を一旦動作待機状態とした後に
動作状態とする。ここで、電源投入前には回路の全ての
接点の電位がローレベルとなっている。まず、t3 のタ
イミングで電源を投入すると同時に制御信号CE(バ
ー)の電位をハイレベルとすることにより、回路は動作
待機状態となる。このとき、P型MOSトランジスタ1
3のゲートにはハイレベルの電位が加わり、P型MOS
トランジスタ13はオフ状態となる。
【0006】また、電源投入時には接点Fの電位がロー
レベルであることから、P型MOSトランジスタ15は
一旦オン状態となるが、電源投入と同時にインバータ1
6が起動し、その出力点である接点Fの電位がハイレベ
ルとなるので、P型MOSトランジスタ15はすぐにオ
フ状態に戻る。従って、接点Eの電位はローレベルのま
まとなる。以後はラッチ回路17により、ヒューズ素子
14が接続状態又は非接続状態のいずれの状態であって
も、接点Eの電位はロウレベルに、接点Fの電位はハイ
レベルにそれぞれ保持される。
【0007】その後、t4 のタイミングで制御信号CE
(バー)をローレベルとすることにより、回路は動作状
態となる。このとき、P型MOSトランジスタ13のゲ
ートにはローレベルの電位が加わり、P型MOSトラン
ジスタ13はオン状態となる。ここで、ヒューズ素子1
4が切断状態であるときと非切断状態であるときとでは
各接点の電位の変化は異なる。
【0008】ヒューズ素子14が切断状態であるとき、
オン状態のP型MOSトランジスタ13を介して電荷が
接点Eに供給されてその電位が上昇するが、前述のよう
にP型MOSトランジスタ13は電流供給能力の低いも
のが採用されているので、接点Eには徐々に電荷が供給
され、接点Eの電位は比較的ゆっくりと上昇する。そし
て、接点Eの電位がt5 のタイミングでハイレベルにな
ると、インバータ16の出力点である接点Fの電位はロ
ーレベルとなり、P型MOSトランジスタ15はゲート
にローレベルの電位が加わることによりオン状態とな
る。従って、P型MOSトランジスタ15を介して電荷
が接点Eに供給され、接点Eはハイレベルのままとな
る。以後はラッチ回路17により、接点Eの電位はハイ
レベルに、接点Fの電位はローレベルにそれぞれ保持さ
れる。
【0009】一方、ヒューズ素子14が非切断状態であ
るとき、オン状態のP型MOSトランジスタ13を介し
て電荷が接点Eに供給されるが、前述のようにP型MO
Sトランジスタ13は電流供給能力の低いものが採用さ
れているので、供給された電荷は非切断状態のヒューズ
素子14を介して接地電位に引かれ、接点Eの電位はロ
ーレベルのままとなる。従って、以後はラッチ回路17
により、接点Eの電位はローレベルに、接点Fの電位は
ハイレベルに保持される。
【0010】このように、ヒューズ素子14が接続状態
又は非接続状態のいずれかであるかは、本回路の出力点
である接点Fの電位を検出することにより判断できる。
すなわち、接点Fの電位がローレベルであるときは接続
状態と、ハイレベルであるときは非接続状態と判断でき
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の回路では、電源
投入後に一旦回路動作待機状態とし、さらに制御信号C
E(バー)をハイレベルからローレベルにすることによ
って回路を動作状態としてヒューズ素子の接続状態の判
定を行って出力するため、制御信号CE(バー)がロー
レベルになってからさらに出力信号が決定されるまでの
間の遅延時間が生じるという問題があった。また、回路
動作待機時に回路に流れる電流を防ぐために制御信号C
E(バー)により制御する必要があった。
【0012】
【発明の目的】そこで本発明は、外部からの制御信号に
よる制御が不要であり、ヒューズ素子の状態判定に要す
る時間が他の回路の影響を受けることがなく、極めて短
時間でヒューズ素子の状態を判定することができるヒュ
ーズ素子状態判定回路を含む半導体装置を提供すること
を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、冗長メモリセ
ルの選択・非選択状態を決定するヒューズ素子の接続状
態を判定する回路を、接地電位と第一の接点との間に接
続され、かつそのゲートが第二の接点に接続された不揮
発性半導体記憶素子からなるヒューズ素子と、ソース・
ドレイン間が電源電位と前記第一の接点との間に接続さ
れ、かつそのゲートが前記第二の接点に接続された第一
のP型MOSトランジスタと、前記第一の接点を入力と
し、第三の接点を出力とする第一のラッチ回路と、前記
第三の接点を入力とし、前記第二の接点を出力とする第
二のラッチ回路とから構成するようにしたことにより、
上記問題点を解決した。
【0014】ここで、前記第一のP型MOSトランジス
タは、電流供給能力の大きいものであるのが好ましい。
また、前記第一のラッチ回路の一例としては、電源電位
と前記第一の接点との間に接続され、かつそのゲートが
前記第三の接点に接続された第二のP型MOSトランジ
スタと、前記第一の接点を入力とし、前記第三の接点を
出力とする第一の否定回路とを備えたものが挙げられ
る。一方、前記第二のラッチ回路の一例としては、前記
第三の接点を第一の入力とするとともに第四の接点を第
二の入力とし、かつ前記第二の接点を出力とする否定論
理積回路と、前記第二の接点を入力とし、前記第四の接
点を出力とする第二の否定回路とを備えたものが挙げら
れる。
【0015】さらに、前記否定論理積回路の一例として
は、電源電位と第五の接点との間に並列に接続され、か
つ各ゲートが二入力端子の各々に接続された第三及び第
四のP型MOSトランジスタと、接地電位と出力端子と
の間に直列に接続され、かつ各ゲートが前記二入力端子
の各々に接続された第一及び第二のN型MOSトランジ
スタと、前記第五の接点と前記出力端子との間に接続さ
れた抵抗とを備えたものがあえられる。なお、前記第三
及び第四のP型MOSトランジスタは、例えばチャネル
長を大きくするか又はチャネル幅を小さくすることによ
り、電流供給能力を小さくしたものが好ましい。
【0016】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の一実施例の回路構成を示
す。本実施例の回路は、P型MOSトランジスタ1及び
3と、PROMセル2と、インバータ4及び6と、否定
論理積回路(以下「NAND回路」と言う。)5とから
なる。
【0017】P型MOSトランジスタ1は、ゲート及び
ドレインがそれぞれ接点C及びAに接続され、ソースが
電源電位に固定されている。PROMセル2は、制御端
子及び出力端子がそれぞれ接点C及びAに接続され、他
端は接地されている。P型MOSトランジスタ3は、ゲ
ート及びドレインがそれぞれ接点B及びAに接続され、
ソースは電源電位に固定されている。インバータ4は入
力及び出力がそれぞれ接点A及びBに接続されている。
なお、P型MOSトランジスタ3とインバータ4とは第
一のラッチ回路7を構成し、接点A及びBの電位をラッ
チする。
【0018】NAND回路5の二入力はそれぞれ接点B
及びDに接続され、出力は接点Cに接続されている。イ
ンバータ6の入力及び出力はそれぞれ接点C及びDに接
続されている。なお、NAND回路5とインバータ6と
は第二のラッチ回路8を構成し、接点C及びDの電位を
ラッチする。
【0019】図2は、NAND回路5の回路構成の一例
を示す。このNAND回路5は、P型MOSトランジス
タ51及び52と、N型MOSトランジスタ53及び5
4と、抵抗55とから構成されている。P型MOSトラ
ンジスタ51及び52の各ゲートは入力端子を介してそ
れぞれ接点D及びBに接続され、ドレインは共通に抵抗
55の一端子に接続されている。また、各ソースは電源
電位に固定されている。N型MOSトランジスタ53及
び54の各ゲートは入力端子を介してそれぞれ接点B及
びDに接続されている。N型MOSトランジスタ54の
ソースは接地され、ドレインはN型MOSトランジスタ
53のソースに接続されている。また、N型MOSトラ
ンジスタ53のドレインは出力端子を介して接点Cに接
続されている。抵抗55の一端子は前述のようにP型M
OSトランジスタ51及び52のドレインに、他端子は
出力端子を介して接点Cに接続されている。
【0020】ここで、P型MOSトランジスタ51及び
52と出力端子との間に抵抗55を設けることにより、
NAND回路5の電流供給能力は低くなっている。ま
た、P型MOSトランジスタ1は、P型MOSトランジ
スタ3に比べて電流供給能力が高いものが採用される。
【0021】次に、回路動作について図3に示す動作波
形図を参照して説明する。ここで、電源投入前は回路の
各接点の電位はローレベルとなっている。この状態でt
1 のタイミングで電源を投入すると、インバータ4及び
6が起動し、これらの出力点である接点B及びDの電位
はハイレベルになる。従って、接点Cの電位はローレベ
ルのままとなり、これらの電位は第二のラッチ回路8に
よって一定期間保持される。
【0022】一方、P型MOSトランジスタ1は接点C
の電位がローレベルのままであることからオン状態とな
り、PROMセル2はオフ状態となる。この結果、オン
状態のP型MOSトランジスタを介して電荷が接点Aに
供給され、接点Aの電位が上昇する。接点Aの電位がハ
イレベルになると、インバータ4の出力点である接点B
の電位はローレベルとなり、P型MOSトランジスタ3
のゲートにローレベルの電位が加わってオン状態とな
る。この結果、P型MOSトランジスタ3を介して電荷
が接点Aに供給され、接点Aの電位はハイレベルに保持
される。
【0023】一方、接点Bの電位がローレベルとなった
ことにより、NAND回路5の一入力がローレベルにな
るが、NAND回路5の電流供給能力は小さいので、N
AND回路5の出力点である接点Cの電位は、図3に示
すように徐々に上昇し、t2 の時点でハイレベルに達す
る。このとき、インバータ6の出力点である接点Dの電
位はローレベルとなる。また、P型MOSトランジスタ
1はオフ状態となって接点Aへの電荷の供給が止まり、
PROMセル2の状態の判定が開始される。
【0024】PROMセル2がオフ状態(PROMセル
の閾値電圧が高い状態)であるとき、接点Aの電位はハ
イレベルのまま維持されるので、接点Bの電位もローレ
ベルのままとなる。以後ラッチ回路7及び8により、接
点A及びCの電位はハイレベルに、接点B及びDの電位
はローレベルに保持され、回路動作は安定する。
【0025】PROMセル2がオン状態(PROMセル
の閾値電圧が低い状態)であるとき、PROMセル2は
P型MOSトランジスタ3に比べ駆動能力が高いので、
接点Aの電位は急激に下がってローレベルになる。従っ
て、接点Bの電位はハイレベルとなる。また、PROM
セル2の状態判定開始時には接点Cの電位はハイレベ
ル、接点Dの電位はローレベルであるから、NAND回
路5の出力に変化はなく、以後第二のラッチ回路8によ
り、接点C及びDの電位はそれぞれハイレベル及びロー
レベルに保持され、回路動作は安定する。
【0026】このように、接点Bの電位がローレベルの
ときPROMセル2がオフ状態と、接点Bの電位がハイ
レベルのときPROMセル2がオフ状態とそれぞれ判断
することができる。なお、本回路では制御信号CE(バ
ー)による制御が不要なので、ヒューズ素子の状態判定
に要する時間が他の回路の影響を受けることがなく、回
路動作状態となると同時にヒューズ素子判定信号を出力
することができる。
【0027】次に、本発明の第二の実施例について説明
する。本実施例の基本回路構成は図1に示した第一の実
施例と全く同じであるが、本実施例のNAND回路5は
図4に示す回路構成となっている。このNAND回路5
は、P型MOSトランジスタ56及び57とN型MOS
トランジスタ58及び59とから構成されている。P型
MOSトランジスタ56及び57の各ゲートは入力端子
を介してそれぞれ接点D及びBに接続され、ドレインは
共通に出力端子を介して接点Cに接続されている。ま
た、各ソースは電源電位に固定されている。N型MOS
トランジスタ58及び59の各ゲートは入力端子を介し
てそれぞれ接点B及びDに接続されている。N型MOS
トランジスタ59のソースは接地され、ドレインはN型
MOSトランジスタ53のソースに接続されている。ま
た、N型MOSトランジスタ59のドレインは出力端子
を介して接点Cに接続されている。
【0028】ここで、P型MOSトランジスタ56及び
57は、例えばチャネル長を大きくするか、あるいはチ
ャネル幅を小さして電流供給能力を小さくしたものが採
用される。これにより、第一の実施例のNAND回路5
と全く同様の効果を有することになり、回路全体の動作
は第一の実施例と全く同様となる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
部からの制御信号による制御が不要であり、ヒューズ素
子の状態判定に要する時間が他の回路の影響を受けるこ
とがなく、極めて短時間でヒューズ素子の状態を判定す
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1の回路中のNAND回路5の回路構成を示
す回路図である。
【図3】図1の回路の動作波形図である。
【図4】本発明の他の実施例におけるNAND回路5の
回路構成を示す回路図である。
【図5】従来のヒューズ素子状態判定回路を示す回路図
である。
【図6】図5の回路の動作波形図である。
【符号の説明】
1,3,51,52,56,57 P型MOSトランジ
スタ 2 PROMセル 4,6 インバータ 5 NAND回路 7 第一のラッチ回路 8 第二のラッチ回路 53,54 N型MOSトランジスタ 55 抵抗

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冗長メモリセルの選択・非選択状態を
    決定するヒューズ素子の接続状態を判定する回路を含む
    半導体装置において、接地電位と第一の接点との間に接
    続され、かつそのゲートが第二の接点に接続された不揮
    発性半導体記憶素子からなるヒューズ素子と、ソース・
    ドレイン間が電源電位と前記第一の接点との間に接続さ
    れ、かつそのゲートが前記第二の接点に接続された第一
    のP型MOSトランジスタと、前記第一の接点を入力と
    し、第三の接点を出力とする第一のラッチ回路と、前記
    第三の接点を入力とし、前記第二の接点を出力とする第
    二のラッチ回路とを備えたヒューズ素子状態判定回路を
    含むことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第一のP型MOSトランジスタはそ
    の電流供給能力が大きいものである、請求項1に記載の
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記第一のラッチ回路は、電源電位と前
    記第一の接点との間に接続され、かつそのゲートが前記
    第三の接点に接続された第二のP型MOSトランジスタ
    と、前記第一の接点を入力とし、前記第三の接点を出力
    とする第一の否定回路とを備えたものである、請求項1
    又は請求項2に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記第二のラッチ回路は、前記第三の接
    点を第一の入力とするとともに第四の接点を第二の入力
    とし、かつ前記第二の接点を出力とする否定論理積回路
    と、前記第二の接点を入力とし、前記第四の接点を出力
    とする第二の否定回路とを備えたものである、請求項1
    ないし請求項3に記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記否定論理積回路は、電源電位と第五
    の接点との間に並列に接続され、かつ各ゲートが二入力
    端子の各々に接続された第三及び第四のP型MOSトラ
    ンジスタと、接地電位と出力端子との間に直列に接続さ
    れ、かつ各ゲートが前記二入力端子の各々に接続された
    第一及び第二のN型MOSトランジスタと、前記第五の
    接点と前記出力端子との間に接続された抵抗とを備えた
    ものである、請求項4に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記第三及び第四のP型MOSトランジ
    スタはそのチャネル長が大きいものである、請求項5に
    記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記第三及び第四のP型MOSトランジ
    スタはそのチャネル幅が小さいものである、請求項5に
    記載の半導体装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110492870A (zh) * 2019-09-24 2019-11-22 成都矽能科技有限公司 一种紧凑的带锁存功能的反相器

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CN110492870A (zh) * 2019-09-24 2019-11-22 成都矽能科技有限公司 一种紧凑的带锁存功能的反相器

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