JPH0748522B2 - プログラム式集積回路 - Google Patents
プログラム式集積回路Info
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- JPH0748522B2 JPH0748522B2 JP3344093A JP34409391A JPH0748522B2 JP H0748522 B2 JPH0748522 B2 JP H0748522B2 JP 3344093 A JP3344093 A JP 3344093A JP 34409391 A JP34409391 A JP 34409391A JP H0748522 B2 JPH0748522 B2 JP H0748522B2
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- G11C17/00—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
- G11C17/14—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM
- G11C17/18—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
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- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Description
びその回路のプログラム技術に関する。
リ、プロセッサ等の汎用集積回路であるが、特殊なアプ
リケーションにおいては専用集積回路が必要とされる場
合が多い。このような専用回路を生成するため、これま
で数々の技術が開発されてきた。その中に、回路作成に
必要なリソグラフ式パタニング用マスクの完全セット生
成技術がある。これは、汎用集積回路の場合に使用され
る技術に従ったものであり、一般に特定用途用集積回路
(ASIC)と呼ばれる集積回路を生成するために使用
される技術である。この集積回路は略してASICと呼
ばれ、多様なアプリケーションで活用されている。
て完璧に機能するが、製造する際に費用が高いマスクの
完全セット生成が必要となり、さらに、製造時間も長く
かかってしまう。製造される集積回路数が多い場合は、
このようなことは問題とはならないが、製造数が少ない
場合または早急に製造する必要がある場合は、ASIC
用技術より安価または製造時間の短い技術が必要とな
る。こうした技術により、フィールドプログラム式回路
と呼ばれる回路が生成される。この回路は、論理アレイ
またはゲートアレイであり、それぞれ略してFPLA、
FPGAと呼ばれる。
的に閉じることによって、言い換えると回路をプログラ
ムすることによって、特殊な使用をする顧客の注文に応
じた回路となる。電気回路を閉じるために使用されるエ
レメントは、アンティヒューズと呼ばれ、適切な電圧の
アプリケーションに応じて、高抵抗のオフ状態から、低
抵抗のオン状態まで変化する。通常の回路内では、アン
ティヒューズはメモリまたは論理回路内に直接配置され
る。つまり、アンティヒューズはメモリの構成要素であ
るか、またはデバイスの接続に使用されている。この回
路プログラム技術は、単純かつ簡単である。2個の高電
圧トランジスタを含むプログラム回路は、単一のアンテ
ィヒューズに加えてさらに、個々のビットについても必
要である。ここでいう高電圧とは、通常の集積回路で使
用される5ボルトをかなり上回る電圧を意味する。
が論理回路またはメモリ回路に直接配置されているため
に障害がある。例えば、個々のビットに必要な2個の高
電圧トランジスタに対して、かなり広範なチップ領域が
必要となる。さらに、アンティヒューズのオン状態抵抗
は、クリティカル回路パラメータであり、高すぎるか或
はその制御が容易ではない。
式回路は、アンティヒューズが論理回路またはメモリ回
路に直接配置されているために障害がある。例えば、個
々のビットに必要な2個の高電圧トランジスタについ
て、かなり広範なチップ領域が必要となる。さらに、ア
ンティヒューズのオン状態抵抗は、クリティカル回路パ
ラメータであり、高すぎるか或はその制御が容易ではな
い。
は、本発明の方法及び装置により克服された。本発明に
よれば、請求項1に記載した装置が提供される。
群と第2トランジスタ群からなり、それぞれが、ゲー
ト、ソース、及びドレイン電極を持ち、またカラム
(行)並びにロウ(列)選択スイッチを持つ。第1及び
第2トランジスタ群のゲートは、それぞれカラム及びロ
ウ選択スイッチに接続されている。プログラム式回路群
は、個々の回路が第1トランジスタ群の1つのトランジ
スタ並びに第2トランジスタ群の1つのトランジスタの
ソースまたはドレインに接続されている。個々の回路
が、ゲート、ソース、並びにドレイン電極を持つトラン
ジスタから構成され、第1及び第2プログラム式エレメ
ントは、直列に接続される。ゲート電極は、第1並びに
第2プログラム式エレメントの共通接続部に接続され、
ソースまたはドレイン電極は、論理パスに接続される。
第1並びに第2プログラム式エレメントは、それぞれ、
第1並びに第2トランジスタ群内のトランジスタのソー
スまたはドレイン電極に接続される。論理パスは、プロ
グラム式エレメントを貫通する。プログラム式エレメン
トは、アンティヒューズであることが望ましいが、さら
に、回路がトランジスタのゲートとドレインを接続する
レジスタから構成されると効果的である。
示す。第1トランジスタ群の101、102、10
3、....、10nと第2トランジスタ群201、2
02、....、20nが図中に示されている。個々の
トランジスタが、ゲート、ソース、ドレイン電極を持
つ。第1並びに第2群は、カラムとロウを選択するため
に使用される。つまり、第1並びに第2群のゲートは、
それぞれ、カラム並びにロウアドレススイッチに接続さ
れている。個々のビットについて、プログラム式回路3
01があるが、これについては図2の解説で詳しく説明
する。論理パス302は、プログラム式回路301を貫
通する。個々のプログラム式回路が、ビットを表し、そ
れぞれの回路は、ロウ並びにカラムトランジスタ双方の
ソースまたはドレイン電極に接続される。
ム式回路の例証を図示する。図1の解説で説明したエレ
メントに加えて、回路301のエレメントについて説明
する。ここに示す回路のエレメントは、第1プログラム
式エレメント3と第2プログラム式エレメント5の直列
回路であり、この回路は共通接続を持ち、それぞれ、第
1並びに第2群のトランジスタのソースまたはドレイン
電極に接続される。この場合、プログラム式エレメント
は、アンティヒューズから成る。従って、以降、プログ
ラム式エレメント3、5は、アンテイヒューズ3、5と
も称する。第1群のトランジスタ1は、そのドレインま
たはソースがVppまたはVssに接続され、第2群のトラ
ンジスタ7は、そのドレインまたはソースがグランドに
接続されている。プログラミングが実行されない場合
は、第1並びに第2群のトランジスタ1、7のゲート電
極は、Vssに接続される。この回路は第3のトランジス
タ9も有しており、論理パスがこのトランジスタを貫通
している。このトランジスタでは、そのゲート電極が、
第1プログラム式エレメント3と第2プログラム式エレ
メント5の共通接続部に接続されている。ロードレジス
タ11は、第3トランジスタ9のゲート並びにドレイン
電極に接続される。第3トランジスタ9は、論理パスに
接続するソース並びにドレイン電極を持ち、論理パス内
で解説されている唯一のエレメントである。
に実行できる。第1トランジスタ1のソースは、プログ
ラミング電圧Vppに接続される。この場合の電圧は、ア
ンティヒューズの構造によってその正確な値は異なるも
のの、一般に10から20ボルトである。希望するビッ
トは、指定のロウとカラムの双方のアドレスを選択する
ことによって、選択できる。つまり、ロウアドレス選択
並びにカラムアドレス選択が、正の電圧Vssに接続され
る。これによって、電圧が第1並びに第2トランジスタ
1、7のゲートにかけられ、オン状態となる。言い換え
ると、直列回路のエレメント全体に電圧がかかり、両方
のアンティヒューズ3、5はプログラムされる。アンテ
ィヒューズ3、5は、プログラミングに応じて、一般に
数千オームの範囲の抵抗を持つ。
ゲート、及び第1トランジスタ1のソースは、ここでV
ssに直接接続されている。これらのトランジスタは、現
在オン状態で、第1プログラム式エレメント3と第2プ
ログラム式エレメント5は、電圧分割機として機能し、
第3トランジスタのゲートに電圧をかけオン状態にす
る。アンティヒューズ3、5がまだプログラムされてい
ない場合は、ロードレジスタ7によって、グランドに接
続されている電圧が第3トランジスタ9のゲートにかけ
られる。これによって、第3トランジスタ9をオンにす
る際の騒音を減少させることができる。ロードレジスタ
11の値は、プログラムビットの電流ドレインを減少さ
せるように選択される。
の技術において既知であるため、解説は必要ないものと
する。例えば、Ti:W層またはTi:W及びTi層に
隣接する高抵抗アモルファスシリコンが、アンティヒュ
ーズ内で使用される。十分な高電圧がかけられると、ア
ンティヒューズは伝導性を持つ。珪素化合物の部分が形
成されると仮説される。このアンティヒューズ並びに回
路設計は、従来技術で容易に製造される。
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
に高い抵抗を持つ第3トランジスタのゲート上に電圧を
かけるためにアンティヒューズを使用する。これによっ
て、電流のドレインが減少する。従って、ビットのプロ
グラムに必要な電流が、比較的低くなる。プログラミン
グに必要な高電圧は、第2トランジスタが標準のブレイ
クダウンを持っている場合、第1トランジスタにのみ適
用される。高抵抗は一般に広範囲な領域で達成されるた
め、第2トランジスタに必要なチップ領域は縮小され
る。プログラミングトランジスタ、つまり、第1並びに
第2トランジスタは、個々のビットにではなく、個々の
ロウ並びにカラムについてのみ必要とされるため、チッ
プ領域が大幅に縮小される。
ば、プログラム式エレメントは、ヒューズで構成するこ
とも可能である。
である。
ミング回路の概略図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 個々にゲート、ソース、及びドレイン電
極を持つ、第1トランジスタ群(101、102、10
3、10n)並びに第2トランジスタ群(201、20
2、20n)と、第1群(101、102、103、1
0n)と第2群(201、202、20n)のゲート
が、カラムアドレス選択スイッチ(CAS)またはロウ
アドレス選択スイッチ(RAS)にそれぞれ接続されて
いる、カラムアドレス選択スイッチ(CAS)とロウア
ドレス選択スイッチ(RAS)と、第1群(101、1
02、103、10n)の1つのトランジスタのソース
またはドレイン、並びに第2群(201、202、20
n)の1つのトランジスタのソースまたはドレインに接
続されている、プログラム式回路群(301)と、から
なり、前記プログラム式回路群(301)は、ゲート、
ソース、ドレイン電極を持つトランジスタ(9)と、直
列に接続される第1及び第2プログラム式エレメント
(3、5)とを有し、前記トランジスタ(9)は、第1
及び第2プログラム式エレメント(3、5)の共通接続
部に接続されるゲート電極、並びに、論理パスに接続さ
れているソース及びドレイン電極とを有することを特徴
とするプログラム式集積回路。 - 【請求項2】 プログラム式エレメントが、アンティヒ
ューズからなることを特徴とする請求項1記載のプログ
ラム式集積回路。 - 【請求項3】 トランジスタ(9)のゲート及びドレイ
ン電極間に接続されるレジスタ(11)からなることを
特徴とする請求項2記載のプログラム式集積回路。 - 【請求項4】 トランジスタを貫通し、トランジスタの
ソース及びドレイン電極に接続されている論理パス群か
ら成ることを特徴とする請求項2記載のプログラム式集
積回路。
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