JPH09281256A - Crystal oscillation type electronic watch - Google Patents

Crystal oscillation type electronic watch

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JPH09281256A
JPH09281256A JP8797596A JP8797596A JPH09281256A JP H09281256 A JPH09281256 A JP H09281256A JP 8797596 A JP8797596 A JP 8797596A JP 8797596 A JP8797596 A JP 8797596A JP H09281256 A JPH09281256 A JP H09281256A
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JP
Japan
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constant voltage
memory element
frequency
resistor
unit
Prior art date
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Application number
JP8797596A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Imai
俊雄 今井
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: A crystal oscillation type electronic watch eliminates the influence of the origination frequency by the voltage fluctuation of a battery by using a constant voltage circuit but the fluctuation in the element characteristics by a variation in production fluctuates the output voltage and current consumption of the constant voltage circuit and degrades the watch performance and battery life. SOLUTION: This electronic watch has a reference resistor 7 connected in series with plural resistors and a memory cell 11 connected in series to the resistors. This memory cell 11 is composed of a memory element of a metal-insulating film-metal structure and a MOS transistor. An overvoltage is impressed from outside on the selected memory element to cause permanent destruction, by which a first electrode and a second electrode are made conducting and the state of passing a current only through the memory element made conducting is attained. This selected information directly forms a route where the current of the resistor array 10 flows and, therefore, the resistance value of a reference resistor may be set at the value most meeting the specifications of the watch without requiring a reading out circuit and data latched circuit and without consuming the current necessary for the operation of these circuits.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は水晶発振式電子時計
の構成に関し、とくに水晶振動子を時間基準とし水晶振
動子の周波数を時刻表示装置まで分周する手段を有する
相補型電解効果トランジスタ(CMOSトランジスタ)
の論理回路を用いた水晶発振式電子時計に関するもの
で、さらにくわしくは電池電圧の放電特性が1.55V
〜1.2Vまで変動するようなタイプの電池を用いたと
きに、この電圧変動を除去することができる定電圧回路
を備えた水晶発振式電子時計の構成に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a crystal oscillation type electronic timepiece, and more particularly, to a complementary field effect transistor (CMOS) having means for dividing a frequency of the crystal resonator to a time display device with the crystal resonator as a time reference. Transistor)
The present invention relates to a crystal oscillation type electronic timepiece using the above logic circuit. More specifically, the discharge characteristic of the battery voltage is 1.55V.
The present invention relates to a configuration of a crystal oscillation type electronic timepiece equipped with a constant voltage circuit capable of removing this voltage fluctuation when a battery of a type that fluctuates up to 1.2 V is used.

【0002】[0002]

【従来の技術】水晶振動子を時間基準とし、水晶振動子
の周波数を時刻表示装置まで分周する手段を有するCM
OSトランジスタの論理回路を用いた水晶発振式電子時
計で、電池電圧の放電特性が1.55V〜1.2Vまで
変動するようなタイプの電池を用いたときに、この電圧
変動を除去できる定電圧回路を備える水晶発振式電子時
計の従来技術を、図7の回路ブロック図と図8の回路図
とを用いて説明する。
2. Description of the Related Art A CM having means for dividing a frequency of the crystal unit to a time display device with the crystal unit as a time reference.
A constant voltage that can eliminate this voltage fluctuation when a battery of a type in which the discharge characteristic of the battery voltage fluctuates from 1.55 V to 1.2 V is used in a quartz oscillation electronic timepiece that uses a logic circuit of an OS transistor. A conventional technique of a crystal oscillation type electronic timepiece including a circuit will be described with reference to the circuit block diagram of FIG. 7 and the circuit diagram of FIG.

【0003】従来技術の水晶発振式電子時計は、図7に
示すように、発振部71と、分周部72と、表示駆動部
73と、時刻表示装置74と、定電圧回路76と、電池
75により構成している。
As shown in FIG. 7, a conventional crystal oscillation type electronic timepiece has an oscillator 71, a frequency divider 72, a display driver 73, a time display device 74, a constant voltage circuit 76, and a battery. It is composed of 75.

【0004】電池75は定電圧回路76によって、1V
以下の一定電圧に変換され、この一定電圧は発振部71
と分周部72とに加えられ、電圧変動による発振周波数
への影響を取り除いている。一方、表示駆動部73には
電池75の電圧がそのまま加えられている。
The battery 75 is set to 1V by the constant voltage circuit 76.
The constant voltage is converted into the following constant voltage, and the constant voltage is converted into
Is added to the frequency divider 72 to eliminate the influence of voltage fluctuation on the oscillation frequency. On the other hand, the voltage of the battery 75 is applied to the display drive unit 73 as it is.

【0005】図7に示す定電圧回路76の回路動作を、
図8の回路図を用いて簡単に説明する。MOSトランジ
スタ82,83,84,85,86と,基準抵抗81と
から構成するカレントミラー型基準電圧器によって得ら
れた基準電圧を、MOSトランジスタ87,88,8
9,90,91からなる差動増幅器の入力として線80
に加え、同じ基準電圧を出力MOSトランジスタ92の
ゲート電圧に取り出し、出力MOSトランジスタ92の
ドレイン−電源電圧の高電位間を一定な出力電圧として
いる。
The circuit operation of the constant voltage circuit 76 shown in FIG.
A brief description will be given with reference to the circuit diagram of FIG. The reference voltage obtained by the current mirror type reference voltage device composed of the MOS transistors 82, 83, 84, 85, 86 and the reference resistor 81 is applied to the MOS transistors 87, 88, 8
The line 80 as the input of the differential amplifier consisting of 9, 90, 91
In addition, the same reference voltage is taken out as the gate voltage of the output MOS transistor 92, and a constant output voltage is provided between the drain of the output MOS transistor 92 and the high potential of the power supply voltage.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】カレントミラー型基準
電圧器のゲインは、それぞれのMOSトランジスタの増
幅度に依存し、ゲインを大きくとれば、安定性などは良
好となるが、消費電流は大きくなり、電池寿命は短くな
る。したがって数十nAの消費電流で定電圧回路を実現
するためには、ゲインを大きくしたぶん、基準抵抗81
も大きくする必要がある。
The gain of the current mirror type reference voltage device depends on the amplification degree of each MOS transistor. If the gain is increased, the stability is improved, but the current consumption is increased. , Battery life will be shortened. Therefore, in order to realize a constant voltage circuit with a current consumption of several tens of nA, the gain is increased and the reference resistor 81
Also need to be larger.

【0007】このように水晶発振式電子時計において、
定電圧値を最も良い値に設定するためには、ゲインと基
準抵抗81の設定は厳密に行う必要がある。
As described above, in the crystal oscillation type electronic timepiece,
In order to set the constant voltage value to the best value, it is necessary to strictly set the gain and the reference resistor 81.

【0008】しかしながら、MOSトランジスタならび
に基準抵抗81の製造バラツキによる素子特性の変動
は、厳密に行う必要があるゲインと基準抵抗との設定に
誤差を生じさせる。つまり、定電圧回路76の出力電圧
と消費電流が製造バラツキにより変動し、時計性能と電
池寿命とを悪化させる。
However, variations in element characteristics due to manufacturing variations of the MOS transistor and the reference resistor 81 cause an error in the setting of the gain and the reference resistor, which must be strictly performed. That is, the output voltage and current consumption of the constant voltage circuit 76 fluctuate due to manufacturing variations, which deteriorates watch performance and battery life.

【0009】そこで本発明の目的は、上記課題を解決し
て、低消費電流による長寿命化と電圧変動の大きい電池
を用いたときの周波数安定性がよい水晶発振式電子時計
を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and provide a quartz oscillation type electronic timepiece having a long life due to low current consumption and good frequency stability when a battery with large voltage fluctuation is used. is there.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の水晶発振式電子時計においては、下記の手段を
採用する。
In order to achieve the above object, the quartz oscillator type electronic timepiece of the invention adopts the following means.

【0011】本発明の水晶発振式電子時計は、水晶振動
子を時間基準源とする発振部と、水晶振動子の周波数を
時刻表示装置を駆動する周波数まで分周する分周部と、
時刻表示装置を駆動するための表示駆動部と、発振部と
分周部とに一定電圧を供給するための定電圧回路と、電
池とを備え、定電圧回路は基準抵抗器とカレントミラー
型基準電圧器と差動増幅器とを有することを特徴とす
る。
The crystal oscillation type electronic timepiece of the present invention includes an oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, and a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device.
A display drive unit for driving the time display device, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillation unit and the frequency division unit, and a battery, the constant voltage circuit being a reference resistor and a current mirror type reference It is characterized by having a voltmeter and a differential amplifier.

【0012】本発明の水晶発振式電子時計は、水晶振動
子を時間基準源とする発振部と、水晶振動子の周波数を
時刻表示装置を駆動する周波数まで分周する分周部と、
時刻表示装置を駆動するための表示駆動部と、発振部と
分周部とに一定電圧を供給するための定電圧回路と、電
池とを備え、定電圧回路は基準抵抗器とカレントミラー
型基準電圧器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数
の抵抗を直列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複
数の抵抗と抵抗との接続点に並列に接続するメモリセル
からなるメモリセルアレイとアドレス制御回路とを有す
ることを特徴とする。
The crystal oscillating electronic timepiece of the present invention comprises an oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, and a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device.
A display drive unit for driving the time display device, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillation unit and the frequency division unit, and a battery, the constant voltage circuit being a reference resistor and a current mirror type reference The reference resistor includes a voltage generator and a differential amplifier, and the reference resistor includes a resistor array in which a plurality of resistors are connected in series, and a memory cell array including memory cells connected in parallel to a plurality of resistors in the resistor array and a connection point of the resistors. And an address control circuit.

【0013】本発明の水晶発振式電子時計は、水晶振動
子を時間基準源とする発振部と、水晶振動子の周波数を
時刻表示装置を駆動する周波数まで分周する分周部と、
時刻表示装置を駆動するための表示駆動部と、発振部と
分周部とに一定電圧を供給するための定電圧回路と、電
池とを備え、定電圧回路は基準抵抗器とカレントミラー
型基準電圧器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数
の抵抗を直列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複
数の抵抗と抵抗との接続点に並列に接続するメモリセル
からなるメモリセルアレイとアドレス制御回路とを備
え、メモリセルはメモリ素子とメモリ素子に情報を選択
的に書き込むためとメモリ素子の情報を読み出すための
複数のアドレストランジスタとを有し、メモリ素子に情
報を書き込むことにより抵抗アレイの抵抗値を選択する
ことを特徴とする。
The crystal oscillating electronic timepiece of the present invention includes an oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, and a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device.
A display drive unit for driving the time display device, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillation unit and the frequency division unit, and a battery, the constant voltage circuit being a reference resistor and a current mirror type reference The reference resistor includes a voltage generator and a differential amplifier, and the reference resistor includes a resistor array in which a plurality of resistors are connected in series, and a memory cell array including memory cells connected in parallel to a plurality of resistors in the resistor array and a connection point of the resistors. An address control circuit is provided, and the memory cell has a memory element and a plurality of address transistors for selectively writing information to the memory element and for reading information from the memory element. It is characterized in that the resistance value of the array is selected.

【0014】本発明の水晶発振式電子時計は、水晶振動
子を時間基準源とする発振部と、水晶振動子の周波数を
時刻表示装置を駆動する周波数まで分周する分周部と、
時刻表示装置を駆動するための表示駆動部と、発振部と
分周部とに一定電圧を供給するための定電圧回路と、電
池とを備え、定電圧回路は基準抵抗器とカレントミラー
型基準電圧器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数
の抵抗を直列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複
数の抵抗と抵抗との接続点に並列に接続するメモリセル
からなるメモリセルアレイとアドレス制御回路とを備
え、メモリセルは電気的に一度だけ書き込み可能なメモ
リ素子とメモリ素子に情報を選択的に書き込むためとメ
モリ素子の情報を読み出すための複数のアドレストラン
ジスタとを有し、メモリ素子に情報を書き込むことによ
り抵抗アレイの抵抗値を選択することを特徴とする。
The crystal oscillating electronic timepiece of the present invention includes an oscillating section using a crystal oscillator as a time reference source, and a frequency dividing section for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device.
A display drive unit for driving the time display device, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillation unit and the frequency division unit, and a battery, the constant voltage circuit being a reference resistor and a current mirror type reference The reference resistor includes a voltage generator and a differential amplifier, and the reference resistor includes a resistor array in which a plurality of resistors are connected in series, and a memory cell array including memory cells connected in parallel to a plurality of resistors in the resistor array and a connection point of the resistors. An address control circuit is provided, and the memory cell has a memory element that is electrically writable only once and a plurality of address transistors for selectively writing information to the memory element and reading information from the memory element. The resistance value of the resistor array is selected by writing information in the element.

【0015】本発明の水晶発振式電子時計は、水晶振動
子を時間基準源とする発振部と、水晶振動子の周波数を
時刻表示装置を駆動する周波数まで分周する分周部と、
時刻表示装置を駆動するための表示駆動部と、発振部と
分周部とに一定電圧を供給するための定電圧回路と、電
池とを備え、定電圧回路は基準抵抗器とカレントミラー
型基準電圧器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数
の抵抗を直列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複
数の抵抗と抵抗との接続点に並列に接続するメモリセル
からなるメモリセルアレイとアドレス制御回路とを備
え、メモリセルは電気的に一度だけ書き込み可能な金属
−絶縁膜−金属構造のメモリ素子とメモリ素子に情報を
選択的に書き込むためとメモリ素子の情報を読み出すた
めの複数のアドレストランジスタとを有し、メモリ素子
に情報を書き込むことにより抵抗アレイの抵抗値を選択
するすることを特徴とする。
The crystal oscillation type electronic timepiece of the present invention includes an oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, and a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device.
A display drive unit for driving the time display device, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillation unit and the frequency division unit, and a battery, the constant voltage circuit being a reference resistor and a current mirror type reference The reference resistor includes a voltage generator and a differential amplifier, and the reference resistor includes a resistor array in which a plurality of resistors are connected in series, and a memory cell array including memory cells connected in parallel to a plurality of resistors in the resistor array and a connection point of the resistors. The memory cell is provided with an address control circuit, and the memory cell has a metal-insulating film-metal structure electrically writable only once and a plurality of memory cells for selectively writing information to the memory element and reading information from the memory element. An address transistor is provided, and the resistance value of the resistor array is selected by writing information in the memory element.

【0016】本発明の水晶発振式電子時計は、水晶振動
子を時間基準源とする発振部と、水晶振動子の周波数を
時刻表示装置を駆動する周波数まで分周する分周部と、
時刻表示装置を駆動するための表示駆動部と、発振部と
分周部とに一定電圧を供給するための定電圧回路と、電
池とを備え、定電圧回路は基準抵抗器とカレントミラー
型基準電圧器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数
の抵抗を直列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複
数の抵抗と抵抗との接続点に並列に接続するメモリセル
からなるメモリセルアレイとアドレス制御回路とを備
え、メモリセルは半導体基板上のフィールド酸化膜上に
設ける第1の電極と、第1の電極表面に設けるメモリ酸
化膜と、第1の電極上面に設けるメモリ酸化膜にのみ接
する第2の電極を有する電気的に一度だけ書き込み可能
なメモリ素子とメモリ素子に情報を選択的に書き込むた
めとメモリ素子の情報を読み出すための複数のアドレス
トランジスタとを有し、メモリ素子に情報を書き込むこ
とにより抵抗アレイの抵抗値を選択するすることを特徴
とする。
The crystal oscillating electronic timepiece of the present invention includes an oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, and a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device.
A display drive unit for driving the time display device, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillation unit and the frequency division unit, and a battery, the constant voltage circuit being a reference resistor and a current mirror type reference The reference resistor includes a voltage generator and a differential amplifier, and the reference resistor includes a resistor array in which a plurality of resistors are connected in series, and a memory cell array including memory cells connected in parallel to a plurality of resistors in the resistor array and a connection point of the resistors. An address control circuit is provided, and the memory cell is provided only on the first electrode provided on the field oxide film on the semiconductor substrate, the memory oxide film provided on the surface of the first electrode, and the memory oxide film provided on the upper surface of the first electrode. An electrically writable memory element having a contacting second electrode and a plurality of address transistors for selectively writing information to the memory element and for reading information from the memory element are provided. , Characterized by selecting the resistance value of the resistor array by writing information into the memory device.

【0017】本発明の水晶発振式電子時計において、定
電圧回路の出力電圧は、カレントミラー型基準電圧器で
発生した基準電圧を差動増幅器により増幅して供給す
る。その際、カレントミラー型基準電圧機の基準電圧は
基準抵抗器の抵抗値を選択することで任意に変えること
が可能である。
In the crystal oscillation type electronic timepiece of the present invention, the output voltage of the constant voltage circuit is supplied by amplifying the reference voltage generated by the current mirror type reference voltage device by the differential amplifier. At that time, the reference voltage of the current mirror type reference voltage machine can be arbitrarily changed by selecting the resistance value of the reference resistor.

【0018】基準抵抗器の抵抗値は、抵抗アレイと並列
接続する、任意のメモリ素子の第1の電極と第2の電極
とを絶縁しているメモリ酸化膜に、外部より強制的に過
電圧を印加し永久破壊させることにより、第1の電極と
第2の電極とを導通状態とする。この導通状態としたメ
モリ素子を介してのみ、抵抗アレイに電流が流れる状態
とすることにより、基準抵抗器の抵抗値を任意に選択す
ることが可能である。
The resistance value of the reference resistor is such that an overvoltage is forcibly applied to the memory oxide film, which is connected in parallel with the resistor array and insulates the first electrode and the second electrode of an arbitrary memory element, from the outside. By applying and causing permanent destruction, the first electrode and the second electrode are brought into conduction. The resistance value of the reference resistor can be arbitrarily selected by setting the state in which the current flows through the resistance array only through the memory element in the conductive state.

【0019】そこで半導体集積回路装置を製造した後
に、時計仕様に最も合致した定電圧回路の出力電圧とな
る基準抵抗器の抵抗値を得るメモリ素子1個に選択情報
を記憶させる。この選択情報が直接抵抗アレイに電流が
流れる経路を形成するので、従来必要であった読み出し
回路やデータラッチ回路を必要とせず、これら回路の動
作に必要な電流の消費もなく、定電圧回路の出力電圧を
最適値に設定することができる。
Therefore, after the semiconductor integrated circuit device is manufactured, the selection information is stored in one memory element that obtains the resistance value of the reference resistor that is the output voltage of the constant voltage circuit that most matches the timepiece specifications. Since this selection information directly forms a path through which a current flows in the resistor array, it does not require a read circuit or a data latch circuit, which have been conventionally required, and does not consume the current necessary for the operation of these circuits, and the constant voltage circuit The output voltage can be set to the optimum value.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の水晶発振式電子時
計を実施するための最良の形態について図面を参照しな
がら説明する。図1は本発明の実施の形態における水晶
発振式電子時計の構成を示す回路ブロック図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the crystal oscillation type electronic timepiece of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit block diagram showing a configuration of a crystal oscillation type electronic timepiece according to an embodiment of the present invention.

【0021】図1に示すように、水晶発振式電子時計
は、水晶振動子を時間基準源とする発振部1と、水晶振
動子の周波数を時刻表示装置の駆動する周波数まで分周
する分周部2と、表示駆動部3と、時刻表示装置4と、
発振部1と分周部2に一定電圧を供給するための定電圧
回路6と、電池5とにより構成する。
As shown in FIG. 1, a crystal oscillation type electronic timepiece has an oscillating unit 1 having a crystal oscillator as a time reference source, and a frequency divider for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency driven by a time display device. A unit 2, a display drive unit 3, a time display device 4,
It comprises a constant voltage circuit 6 for supplying a constant voltage to the oscillator 1 and the frequency divider 2, and a battery 5.

【0022】さらに定電圧回路6は、基準抵抗器7と、
カレントミラー型基準電圧器8と、差動増幅器9とを備
える。そして、基準抵抗器7は定電圧回路6の出力電圧
を制御する情報を記憶するためのメモリセルアレイ11
と、メモリセルアレイに記憶した情報を基に抵抗値を変
える抵抗アレイ10と、情報を書き込むメモリセルを選
択するアドレス制御回路12と、プログラム電圧を外部
から供給するため、負の高い書き込み電圧(以下Vmと
記載する)を印加するVm端子13と、アドレス信号入
力端子15と、プログラムモード入力端子14とにより
構成する。
Further, the constant voltage circuit 6 includes a reference resistor 7 and
A current mirror type reference voltage device 8 and a differential amplifier 9 are provided. The reference resistor 7 is a memory cell array 11 for storing information for controlling the output voltage of the constant voltage circuit 6.
A resistance array 10 that changes the resistance value based on the information stored in the memory cell array; an address control circuit 12 that selects a memory cell to write the information; and a program voltage that is externally supplied. A Vm terminal 13 to which Vm) is applied, an address signal input terminal 15, and a program mode input terminal 14.

【0023】つぎに、図1に示す基準抵抗器7の実施形
態における回路構成を図2の回路図を用いて説明する。
以下、この図2を用いて本発明の実施形態を説明する。
Next, the circuit configuration of the reference resistor 7 according to the embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to the circuit diagram of FIG.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0024】図2に示すように、基準抵抗器7は4個の
抵抗49、50、51、52を直列接続する抵抗アレイ
10と、抵抗アレイ10における3個の接続点53、5
4、55に並列接続する3個のメモリセル21、22、
23から構成するメモリセルアレイ11と、アドレス制
御回路12と、Vm端子12と、アドレス信号入力端子
15と、プログラムモード入力端子14とにより構成す
る。Vm端子13の電位は外部電源が接続されていない
状態では、プルダウン抵抗56を介して図1における電
池5の低電位(以下Vssと記載する)となる。
As shown in FIG. 2, the reference resistor 7 includes a resistor array 10 in which four resistors 49, 50, 51 and 52 are connected in series, and three connecting points 53 and 5 in the resistor array 10.
Three memory cells 21, 22, which are connected in parallel to 4, 55,
The memory cell array 11 is composed of 23, the address control circuit 12, the Vm terminal 12, the address signal input terminal 15, and the program mode input terminal 14. The potential of the Vm terminal 13 becomes the low potential (hereinafter referred to as Vss) of the battery 5 in FIG. 1 via the pull-down resistor 56 when the external power supply is not connected.

【0025】このメモリセル21、22、23は、それ
ぞれPチャネルMOSトランジスタ39、40、41
と、メモリ素子30、31、32と、NチャネルMOS
トランジスタ42、43、44を直列に接続して構成す
る。さらにメモリ素子とNチャネルMOSトランジスタ
のドレイン電極の接続部は、それぞれ抵抗アレイ10の
接続点53、54、55に接続している。PチャネルM
OSトランジスタ39、40、41のゲート電極はアド
レス制御回路12からの信号線45、46、47と、そ
れぞれ接続している。
The memory cells 21, 22, 23 are P-channel MOS transistors 39, 40, 41, respectively.
, Memory elements 30, 31, 32, and N-channel MOS
Transistors 42, 43, and 44 are connected in series to configure. Further, the connection portion between the memory element and the drain electrode of the N-channel MOS transistor is connected to the connection points 53, 54 and 55 of the resistance array 10, respectively. P channel M
The gate electrodes of the OS transistors 39, 40 and 41 are connected to the signal lines 45, 46 and 47 from the address control circuit 12, respectively.

【0026】一方、NチャネルMOSトランジスタ3
2、33、34のゲート電極はアドレス制御回路12か
らの信号線48と3個とも接続し、同一の制御を受けら
れるように構成している。PチャネルMOSトランジス
タ39、40、41と、NチャネルMOSトランジスタ
42、43、44とにより、アドレストランジスタを構
成している。
On the other hand, the N-channel MOS transistor 3
The gate electrodes of 2, 33, and 34 are connected to the signal line 48 from the address control circuit 12 and three of them are configured so that they can receive the same control. The P-channel MOS transistors 39, 40 and 41 and the N-channel MOS transistors 42, 43 and 44 form an address transistor.

【0027】メモリ素子30、31、32は電気的に一
度だけ書き込み可能な読み出し専用の金属−絶縁膜−金
属構造のメモリ素子で構成する。この金属−絶縁膜−金
属構造のメモリ素子の断面構造を図3に示す。図3は本
発明の実施形態におけるメモリ素子の構造を示す断面図
である。
The memory elements 30, 31, 32 are composed of read-only metal-insulator-metal structure memory elements which can be electrically written only once. A cross-sectional structure of the memory element having the metal-insulating film-metal structure is shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the memory device according to the embodiment of the present invention.

【0028】図3に示すように、半導体基板61にフィ
ールド酸化膜62を設け、このフィールド酸化膜62上
に多結晶シリコンから構成する第1の電極63を設け
る。さらにこの第1の電極63の表面に形成する膜厚の
薄いシリコン酸化膜であるメモリ酸化膜64と、このメ
モリ酸化膜64上に設ける多結晶シリコンで構成する第
2の電極65を設ける。さらにまた、層間絶縁膜66に
設けるコンタクトホールを介して第1の電極63と第2
の電極65の電位を設定するアルミ配線67とを設け
る。
As shown in FIG. 3, a field oxide film 62 is provided on a semiconductor substrate 61, and a first electrode 63 made of polycrystalline silicon is provided on the field oxide film 62. Further, a memory oxide film 64, which is a thin silicon oxide film formed on the surface of the first electrode 63, and a second electrode 65 made of polycrystalline silicon provided on the memory oxide film 64 are provided. Furthermore, the first electrode 63 and the second electrode 63 are formed through a contact hole provided in the interlayer insulating film 66.
Aluminum wiring 67 for setting the potential of the electrode 65 is provided.

【0029】本発明における金属−絶縁膜−金属構造の
メモリ素子の製造方法としては、一般的な相補型電界効
果トランジスタ(CMOSトランジスタ)の製造工程に
おけるゲート電極を構成する多結晶シリコンを全面に形
成し、不純物注入工程までの処理工程と同様である。つ
まり、MOSトランジスタのゲート電極と第1の電極6
3とは同じ多結晶シリコンで形成すればよい。ここでは
多結晶シリコン膜を化学的気相成長装置により半導体基
板61に全面に形成し、パターン形成は行わない。
As a method of manufacturing a memory element having a metal-insulating film-metal structure in the present invention, polycrystalline silicon forming a gate electrode in a general complementary field effect transistor (CMOS transistor) manufacturing process is formed on the entire surface. However, the processing steps up to the impurity implantation step are the same. That is, the gate electrode of the MOS transistor and the first electrode 6
3 may be made of the same polycrystalline silicon. Here, a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 61 by a chemical vapor deposition apparatus, and no pattern is formed.

【0030】つぎに熱酸化処理によりシリコン基板全面
に設けた多結晶シリコン上に、シリコン酸化膜を薄い膜
厚で形成してメモリ酸化膜64とする。その後、さらに
化学的気相成長法により多結晶シリコンを形成し、不純
物注入を行い所定の導電層にし、フォトエッチング法を
用いて、図3に示すように第1の電極63材料である多
結晶シリコン膜上部に第2の電極65を残すようにパタ
ーニングする。
Next, a silicon oxide film having a small thickness is formed on the polycrystalline silicon provided on the entire surface of the silicon substrate by thermal oxidation to form a memory oxide film 64. After that, polycrystalline silicon is further formed by a chemical vapor deposition method, impurities are implanted to form a predetermined conductive layer, and a photoetching method is used to form a polycrystalline material which is a material of the first electrode 63 as shown in FIG. Patterning is performed so that the second electrode 65 remains on the silicon film.

【0031】つぎに、フォトエッチング法を用いて第1
の電極63とMOSトランジスタのゲート電極とをパタ
ーン形成する。引き続き多結晶シリコンのゲート電極形
成以後の相関絶縁膜66形成と、コンタクトホール形成
と、アルミ配線67を形成する一般的なCMOSトラン
ジスタ製造工程を行う。
Next, a first photoetching method is used.
The electrode 63 and the gate electrode of the MOS transistor are patterned. Subsequently, a general CMOS transistor manufacturing process of forming a correlation insulating film 66 after forming a gate electrode of polycrystalline silicon, forming a contact hole, and forming an aluminum wiring 67 is performed.

【0032】このようにMOSトランジスタのゲート電
極と第1の電極63とのパターニングを、第2の電極6
5をパターニングした後に行っている。このためMOS
トランジスタのゲート電極のパターン寸法の細りが無
く、さらに第2の電極65の形成材料である多結晶シリ
コンのエッチング残些の発生がない。
In this way, the patterning of the gate electrode of the MOS transistor and the first electrode 63 is carried out by the second electrode 6
This is performed after patterning No. 5. Therefore, MOS
There is no thinning of the pattern size of the gate electrode of the transistor, and the etching residue of the polycrystalline silicon, which is the material for forming the second electrode 65, does not occur.

【0033】しかもソース領域とドレイン領域を形成す
る前にメモリ素子を作ることは、メモリ酸化膜64を形
成する際の熱処理による、ソース領域とドレイン領域の
拡散距離の増加もない。つまり、メモリ素子を作り込む
ことに起因するMOSトランジスタ特性への影響はな
い。
Moreover, the manufacturing of the memory element before the formation of the source region and the drain region does not increase the diffusion distance between the source region and the drain region due to the heat treatment for forming the memory oxide film 64. That is, there is no influence on the MOS transistor characteristics due to the fabrication of the memory element.

【0034】メモリ素子への情報の書き込みは第1の電
極63と第2の電極65の電位をメモリ酸化膜64に8
MV/cm以上の電界が印加されるように設定すること
で、メモリ酸化膜64に永久破壊を起こさせ、第1の電
極63と第2の電極65とを導通状態にすることにより
行う。
To write information to the memory element, the potentials of the first electrode 63 and the second electrode 65 are applied to the memory oxide film 64 by 8 times.
By setting so that an electric field of MV / cm or more is applied, permanent destruction is caused in the memory oxide film 64, and the first electrode 63 and the second electrode 65 are brought into conduction.

【0035】一方、第1の電極63と第2の電極65間
に設けているメモリ酸化膜64が絶縁破壊にいたらない
電位状態では第1の電極63と第2の電極65とは絶縁
状態のままである。
On the other hand, in a potential state in which the memory oxide film 64 provided between the first electrode 63 and the second electrode 65 does not cause dielectric breakdown, the first electrode 63 and the second electrode 65 are in an insulated state. There is.

【0036】このように第1の電極63と第2の電極6
5との電位を制御することにより、導通状態と絶縁状態
との安定な2つの状態に変わり得ることから、メモリ素
子として動作する。
In this way, the first electrode 63 and the second electrode 6
By controlling the potential with respect to 5 it is possible to change to two stable states, a conducting state and an insulating state, so that it operates as a memory element.

【0037】つぎに、半導体集積回路装置製造後に、仕
様に合致する図2の抵抗アレイ10の抵抗値の設定方法
について、図2を用いて説明する。
Next, a method of setting the resistance value of the resistor array 10 shown in FIG. 2 which meets the specifications after manufacturing the semiconductor integrated circuit device will be described with reference to FIG.

【0038】抵抗アレイ10の抵抗値は、メモリセル2
1、22、23のメモリ素子30、31、32のいずれ
かを導通状態とすることにより、4種類の抵抗値を選択
することができる。つまり、メモリ素子30、31、3
2に抵抗値の設定情報を書き込むことに相当する。
The resistance value of the resistor array 10 is the same as that of the memory cell 2.
It is possible to select four types of resistance values by setting one of the memory elements 1, 22, and 23, 31, 32, and 32 into a conductive state. That is, the memory elements 30, 31, 3
This is equivalent to writing the setting information of the resistance value in 2.

【0039】メモリ素子へのデータの書き込みは、ま
ず、出力電圧をVssに設定した外部電源をVm端子1
3に接続する。プログラムモード入力端子14に信号
「1」を入力し、アドレス制御回路12を書き込みモー
ドにする。アドレス入力端子15にアドレス信号を入力
し、書き込み先のメモリ素子を選択する。
To write data to the memory device, first, an external power source whose output voltage is set to Vss is connected to the Vm terminal 1.
Connect to 3. A signal "1" is input to the program mode input terminal 14 to put the address control circuit 12 in the write mode. An address signal is input to the address input terminal 15 to select a write destination memory element.

【0040】つぎに外部電源の出力電圧を負の高い書き
込み電圧(Vm電圧)を所定の時間Vm端子13に印加
し、選択したメモリ素子のメモリ酸化膜を絶縁破壊に至
らしめ書き込みを行う。
Next, the output voltage of the external power supply is applied to the Vm terminal 13 with a high negative write voltage (Vm voltage) for a predetermined time to cause dielectric breakdown in the memory oxide film of the selected memory element to perform writing.

【0041】Vm端子13にVmが印加されているとき
のメモリセル21、22、23におけるPチャネルMO
Sトランジスタ39、40、41とNチャネルMOSト
ランジスタ42、43、44の動作状態を、メモリ素子
30に書き込みを行う場合を例にして、以下に説明をす
る。
P-channel MO in memory cells 21, 22, and 23 when Vm is applied to Vm terminal 13.
The operation states of the S transistors 39, 40, 41 and the N channel MOS transistors 42, 43, 44 will be described below by taking the case of writing to the memory element 30 as an example.

【0042】メモリセル21のPチャネルMOSトラン
ジスタ39のゲート電極には、アドレス制御回路12か
ら信号線45を介してVmを印加し、PチャネルMOS
トランジスタ39は「オン」状態となっている。一方、
メモリセル22、23のPチャネルMOSトランジスタ
40、41のゲート電極には、アドレス制御回路12か
ら信号線46、47を介してVddが印加され、Pチャ
ネルMOSトランジスタ40、41を「オフ」状態とす
る。
Vm is applied to the gate electrode of the P-channel MOS transistor 39 of the memory cell 21 from the address control circuit 12 via the signal line 45, and the P-channel MOS transistor 39 is applied.
The transistor 39 is in the "on" state. on the other hand,
Vdd is applied to the gate electrodes of the P-channel MOS transistors 40 and 41 of the memory cells 22 and 23 from the address control circuit 12 through the signal lines 46 and 47, and the P-channel MOS transistors 40 and 41 are turned off. To do.

【0043】NチャネルMOSトランジスタ42、4
3、44は、書き込みモードのときには常時「オン」状
態となるようにアドレス制御回路12から信号線48を
介してVddが印加されている。
N-channel MOS transistors 42, 4
Vdd is applied from the address control circuit 12 through the signal line 48 so that 3, 44 are always in the “on” state in the write mode.

【0044】このときメモリ素子30の電極33の電位
はVddとなり、電極34の電位はVmとなる。したが
ってメモリ酸化膜に絶縁破壊電圧以上の電圧が印加され
て、情報の書き込みが行われる。一方、メモリ素子3
1、32の電極36、37の電位はVmとなるが、Pチ
ャネルMOSトランジスタ40、41は非道通状態なの
で、電極35、36にはVddは印加されない。つま
り、メモリ酸化膜には絶縁破壊電圧以上の電圧は印加さ
れないので非書き込み状態のままである。
At this time, the potential of the electrode 33 of the memory element 30 becomes Vdd, and the potential of the electrode 34 becomes Vm. Therefore, a voltage higher than the dielectric breakdown voltage is applied to the memory oxide film to write information. On the other hand, the memory device 3
The potentials of the electrodes 36 and 37 of the electrodes 1 and 32 are Vm, but since the P-channel MOS transistors 40 and 41 are in the non-conductive state, Vdd is not applied to the electrodes 35 and 36. That is, since no voltage higher than the dielectric breakdown voltage is applied to the memory oxide film, it remains in the non-written state.

【0045】つぎに抵抗値設定後の本発明の基準抵抗器
の動作を説明する。Vm端子と外部電源との接続を切
り、プルダウン抵抗56を介してVm端子の電位をVs
sとする。プログラムモード入力端子に信号「0」を入
力し、アドレス制御回路12を通常モードにし、Pチャ
ネルMOSトランジスタ39、40、41にはアドレス
制御回路12から信号線45、46、47を介して、ゲ
ート電極にVssが印加され、PチャネルMOSトラン
ジスタ39、40、41を「オン」状態にする。一方、
NチャネルMOSトランジスタ42、43、44のゲー
ト電極にアドレス制御回路12から信号線48を介して
Vssを印加して「オフ」状態とする。
Next, the operation of the reference resistor of the present invention after setting the resistance value will be described. The Vm terminal is disconnected from the external power supply, and the potential of the Vm terminal is set to Vs via the pull-down resistor 56.
s. A signal "0" is input to the program mode input terminal to set the address control circuit 12 to the normal mode, and the P-channel MOS transistors 39, 40 and 41 are gated from the address control circuit 12 via the signal lines 45, 46 and 47. Vss is applied to the electrodes to turn on the P-channel MOS transistors 39, 40, 41. on the other hand,
Vss is applied from the address control circuit 12 to the gate electrodes of the N-channel MOS transistors 42, 43 and 44 via the signal line 48 to bring them into the "off" state.

【0046】メモリ素子30に書き込みを行ったので、
メモリ素子30のメモリ酸化膜は絶縁破壊しており、電
極33と電極34とは導通状態となっている。したがっ
てPチャネルMOSトランジスタ39と、メモリ素子3
0とを介して抵抗アレイ10の抵抗49と抵抗50との
接続点53へと電流が流れる経路が形成されたことにな
る。一方、メモリ素子31、32のメモリ酸化膜は絶縁
破壊されていないので電極35と電極36、および電極
37と電極38とは非道通状態であるから、抵抗アレイ
10へ電流が流れる経路は存在しない。
Since writing was performed in the memory element 30,
The memory oxide film of the memory element 30 has a dielectric breakdown, and the electrodes 33 and 34 are in a conductive state. Therefore, the P-channel MOS transistor 39 and the memory element 3
Thus, a path through which a current flows is formed to the connection point 53 between the resistor 49 and the resistor 50 of the resistor array 10 via 0. On the other hand, since the memory oxide films of the memory elements 31 and 32 have not been dielectrically broken down, the electrodes 35 and 36, and the electrodes 37 and 38 are in the non-conductive state, so that there is no path through which current flows to the resistor array 10. .

【0047】このときの抵抗アレイ10の抵抗値R0
は、抵抗49、50、51、52の抵抗値をR1,R
2,R3,R4とし、PチャネルMOSトランジスタ1
9のオン抵抗をR5とし、メモリ素子10の書き込み後
の抵抗値をR6として求めると、R0=R2+R3+R
4+(R5+R6)・R1/(R1+R5+R6)とな
る。
The resistance value R0 of the resistance array 10 at this time
Indicates the resistance values of the resistors 49, 50, 51, 52 as R1, R
2, R3 and R4, P-channel MOS transistor 1
When the on resistance of 9 is R5 and the resistance value of the memory element 10 after writing is R6, R0 = R2 + R3 + R
4+ (R5 + R6) · R1 / (R1 + R5 + R6).

【0048】この調整後の抵抗値を求める先述の式から
明らかなように、PチャネルMOSトランジスタ39と
メモリ素子30の抵抗値の和(R5+R6)が、抵抗4
9、50、51、52の抵抗値R1,R2,R3,R4
に比らべ充分に小さいと、抵抗アレイ10の抵抗値であ
るR0は、(R2+R3+R4)と近似できる。
As is clear from the above equation for obtaining the adjusted resistance value, the sum (R5 + R6) of the resistance values of the P-channel MOS transistor 39 and the memory element 30 is the resistance 4
Resistance values R1, R2, R3, R4 of 9, 50, 51, 52
If it is sufficiently smaller than R, the resistance value R0 of the resistance array 10 can be approximated to (R2 + R3 + R4).

【0049】ここではメモリ素子30に情報の書き込み
を行った場合を説明したが、メモリ素子31、32に書
き込みを行った場合も同じように行うことができるの
で、詳細な説明は省略する。
Although the case where the information is written in the memory element 30 has been described here, the same can be done when the information is written in the memory elements 31 and 32, and the detailed description will be omitted.

【0050】したがって図1における基準抵抗器7の抵
抗値の設定範囲を広げ、さらに抵抗値の設定をより正確
にするためには、書き込み後のメモリ素子の抵抗値を小
さくし、さらにそのバラツキを小さくすることである。
Therefore, in order to widen the setting range of the resistance value of the reference resistor 7 in FIG. 1 and to make the setting of the resistance value more accurate, the resistance value of the memory element after writing is made smaller and its variation is further reduced. It is to make it small.

【0051】つぎに、図3におけるメモリ酸化膜64の
膜厚が5nmであるメモリ素子を、Vmがマイナス10
Vとし、Vm印加時間1m秒の書き込み条件で、メモリ
セルのPチャネルMOSトランジスタのゲート幅寸法を
変えて、Vm印加時にメモリ素子を貫通する電流量を変
えたときの書き込み後のメモリ素子の抵抗値の分布を図
4のグラフに示す。
Next, in the memory element in which the thickness of the memory oxide film 64 in FIG.
The resistance of the memory element after writing when changing the gate width dimension of the P-channel MOS transistor of the memory cell and changing the amount of current passing through the memory element when Vm is applied under the write condition of Vm for 1 msec The distribution of values is shown in the graph of FIG.

【0052】この図4のグラフにおいて、メモリ素子の
抵抗値測定は、書き込み後のメモリ素子に1Vの電圧を
印加し、流れる電流値を測定し、抵抗値に変換してい
る。
In the graph of FIG. 4, the resistance value of the memory element is measured by applying a voltage of 1 V to the memory element after writing, measuring the flowing current value, and converting it to the resistance value.

【0053】図4のグラフから明らかなように、メモリ
素子を貫通する電流値が2mAでは抵抗値は600Ωか
ら1KΩの範囲まで分布する。そして抵抗の平均値は7
50Ωである。一方、電流値が200μAでは抵抗値は
1.5KΩから11KΩの範囲まで分布し、抵抗の平均
値は3.73KΩと、2mAに比べて、分布は高抵抗側
へシフトしており、またそのバラツキも大きい。
As is clear from the graph of FIG. 4, when the current value passing through the memory element is 2 mA, the resistance value is distributed in the range of 600Ω to 1KΩ. And the average resistance is 7
It is 50Ω. On the other hand, when the current value is 200 μA, the resistance value is distributed in the range of 1.5 KΩ to 11 KΩ, and the average resistance value is 3.73 KΩ, which is a distribution shifted to the high resistance side as compared with 2 mA, and its variation. Is also big.

【0054】つぎに通常動作時においては、抵抗アレイ
10の抵抗値に依存してメモリ素子に印加される電圧は
変化する。したがって、正確に抵抗値を設定するために
は、書き込み後のメモリ素子の抵抗値は電圧依存性が小
さい必要がある。そこで、書き込み後のメモリ素子の抵
抗値の電圧依存性を図5のグラフに示す。
Next, during normal operation, the voltage applied to the memory element changes depending on the resistance value of the resistance array 10. Therefore, in order to set the resistance value accurately, it is necessary that the resistance value of the memory element after writing has a small voltage dependency. Therefore, the voltage dependence of the resistance value of the memory element after writing is shown in the graph of FIG.

【0055】図5において、曲線58、59、60は、
それぞれ1Vでのメモリ素子の書き込み後の抵抗値が8
00Ωと、10KΩと、50KΩの場合の電圧依存性を
示している。このグラフから明らかなように、1Vでの
書き込み後の抵抗値が小さいほど、電圧による抵抗値の
変化は少ない。とくに曲線58では抵抗値の変化は観測
されない。一方、曲線60では印加電圧が0.5Vより
小さくなると電圧に依存して著しく抵抗値が増大してい
る。
In FIG. 5, the curves 58, 59 and 60 are
The resistance value after writing the memory element at 1V is 8
The voltage dependence is shown for 00Ω, 10KΩ, and 50KΩ. As is clear from this graph, the smaller the resistance value after writing at 1 V, the smaller the change in the resistance value due to the voltage. In particular, in the curve 58, no change in resistance value is observed. On the other hand, in the curve 60, when the applied voltage becomes smaller than 0.5 V, the resistance value remarkably increases depending on the voltage.

【0056】図4および図5よりメモリ素子の書き込み
条件は、Vm印加時にメモリ素子を貫通する電流値が2
mA以上である。この条件でメモリ素子の書き込みを行
うことにより、書き込み後のメモリ素子の抵抗値は1K
Ω以下に分布し、バラツキもほとんどない状態が可能で
ある。また、書き込み後のメモリ素子の抵抗値も電圧依
存性は観測されない。このことは、図1の基準抵抗器7
の抵抗値の調整を正確に、しかも安定して行える個とを
示している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the write condition of the memory element is that the current value passing through the memory element is 2 when Vm is applied.
It is mA or more. By writing to the memory element under this condition, the resistance value of the memory element after writing is 1K.
It can be distributed in the range of Ω or less and has almost no variation. In addition, the resistance value of the memory element after writing has no voltage dependence. This means that the reference resistor 7 of FIG.
It shows that the resistance value can be adjusted accurately and stably.

【0057】基準抵抗を変化させると、図1における定
電圧回路6の出力は図6に示すように、抵抗値を大きく
すると曲線69となり、抵抗値を小さくすると曲線70
となり、定電圧回路6の出力電圧を制御することが可能
である。
When the reference resistance is changed, the output of the constant voltage circuit 6 in FIG. 1 becomes a curve 69 when the resistance value is increased and a curve 70 when the resistance value is decreased, as shown in FIG.
Therefore, it is possible to control the output voltage of the constant voltage circuit 6.

【0058】なお本発明の実施形態ではメモリブロック
10を構成するメモリ素子数を3ビットとし説明した
が、ビット数は増やしてもよい。ビット数を増やすこと
によって、基準抵抗値の補正量を細かく調整することが
可能となる。
In the embodiment of the present invention, the number of memory elements forming the memory block 10 is 3 bits, but the number of bits may be increased. By increasing the number of bits, it becomes possible to finely adjust the correction amount of the reference resistance value.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
製造バラツキ等で変動する基準抵抗を半導体集積回路装
置が完成した後に、基準抵抗値を補正し、定電圧値を最
もよい値に設定することができる。
As described above, according to the present invention,
After the semiconductor integrated circuit device is completed with the reference resistance that fluctuates due to manufacturing variations and the like, the reference resistance value can be corrected and the constant voltage value can be set to the best value.

【0060】さらに本発明によれば、仕様に合致した抵
抗値を得るメモリ素子1個を絶縁破壊させ、導通状態と
し、直接抵抗アレイの電流が流れる経路を形成するの
で、読み出し回路、データラッチ回路を必要とせず、こ
れら回路の動作に必要な電流の消費もなく、抵抗値を最
適値に設定することができる。
Further, according to the present invention, one memory element that obtains a resistance value matching the specifications is dielectrically broken down to be in a conductive state, and a path through which the current of the resistor array directly flows is formed. Therefore, the read circuit and the data latch circuit are formed. It is possible to set the resistance value to an optimum value without the need for the above, and without consuming the current necessary for the operation of these circuits.

【0061】したがって、本発明のでは計仕様に最も合
致した定電圧によって低消費電流による長寿命化が可能
となり、さらに電圧変動の大きい電池を用いたとき周波
数安定性を改良することができ、その効果は大きい。
Therefore, according to the present invention, the constant voltage most conforming to the meter specifications enables the long life due to the low current consumption, and the frequency stability can be improved when the battery having the large voltage fluctuation is used. The effect is great.

【0062】またメモリ素子は、第1の電極をMOS構
造のゲート電極に用いる多結晶シリコンを用いた多結晶
シリコン2層構造を採用している。このため、製造工程
が簡単であり、周辺のMOSトランジスタ特性に影響す
ることはない。
Further, the memory element employs a polycrystalline silicon two-layer structure using polycrystalline silicon in which the first electrode is used as the gate electrode of the MOS structure. Therefore, the manufacturing process is simple and the characteristics of the surrounding MOS transistors are not affected.

【0063】さらに、書き込み後のメモリ素子の抵抗値
のバラツキを小さくするために必要な書き込み電流が2
mAと少なく、メモリ酸化膜5nmにおいて、1mse
cの時間で絶縁破壊させるのに必要な書き込み電圧も1
0Vと小さく、周辺の半導体素子の高耐圧化も必要な
い。さらに、シリコンクズの発生や、パッシベーション
膜の劣化はなく、半導体集積回路装置の特性劣化が発生
しない。
Furthermore, the write current required to reduce the variation in the resistance value of the memory element after writing is 2
As low as mA, 1 mse at memory oxide film 5 nm
The write voltage required for dielectric breakdown in time c is also 1
It is as small as 0 V, and it is not necessary to increase the withstand voltage of the peripheral semiconductor elements. Furthermore, there is no occurrence of silicon scraps or deterioration of the passivation film, and no deterioration of the characteristics of the semiconductor integrated circuit device occurs.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例における水晶発振式電子時計を
示す回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing a crystal oscillation type electronic timepiece according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態における水晶発振式電子時
計を構成する基準抵抗器とメモリブロックを示す回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a reference resistor and a memory block that compose the crystal oscillation type electronic timepiece according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態における水晶発振式電子時
計を構成する金属−絶縁膜−金属構造のメモリ素子を示
す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a memory element having a metal-insulating film-metal structure which constitutes the crystal oscillation type electronic timepiece according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態における水晶発振式電子時
計を構成する金属−絶縁膜−金属構造のメモリ素子の貫
通電流値と書き込み後の抵抗値の分布を示すグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing a distribution of a through current value and a resistance value after writing of a memory element having a metal-insulating film-metal structure which constitutes the crystal oscillation type electronic timepiece according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態における水晶発振式電子時
計を構成する金属−絶縁膜−金属構造のメモリ素子の書
き込み後の抵抗値の電圧依存性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the voltage dependence of the resistance value after writing in the memory element having the metal-insulating film-metal structure that constitutes the crystal oscillation type electronic timepiece according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態における電源電圧と定電圧
回路の出力との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the power supply voltage and the output of the constant voltage circuit according to the embodiment of the present invention.

【図7】従来技術における水晶発振式電子時計の構成を
示す回路ブロック図である。
FIG. 7 is a circuit block diagram showing a configuration of a crystal oscillation type electronic timepiece according to a conventional technique.

【図8】従来技術における水晶発振式電子時計の定電圧
回路を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a constant voltage circuit of a crystal oscillation type electronic timepiece according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発振部 2 分周部 6 定電圧回路 7 基準抵抗器 8 カレントミラー型基準電圧器 10 抵抗アレイ 11 メモリセル 12 アドレス制御回路 1 Oscillator 2 Frequency Divider 6 Constant Voltage Circuit 7 Reference Resistor 8 Current Mirror Type Reference Voltage 10 Resistor Array 11 Memory Cell 12 Address Control Circuit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水晶振動子を時間基準源とする発振部
と、水晶振動子の周波数を時刻表示装置を駆動する周波
数まで分周する分周部と、時刻表示装置を駆動するため
の表示駆動部と、発振部と分周部とに一定電圧を供給す
るための定電圧回路と、電池とを備え、 定電圧回路は、基準抵抗器とカレントミラー型基準電圧
器と差動増幅器とを有することを特徴とする水晶発振式
電子時計。
1. An oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device, and a display drive for driving the time display device. Unit, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillating unit and the frequency dividing unit, and a battery, and the constant voltage circuit has a reference resistor, a current mirror type reference voltage device, and a differential amplifier. A crystal oscillation type electronic timepiece characterized in that.
【請求項2】 水晶振動子を時間基準源とする発振部
と、水晶振動子の周波数を時刻表示装置を駆動する周波
数まで分周する分周部と、時刻表示装置を駆動するため
の表示駆動部と、発振部と分周部とに一定電圧を供給す
るための定電圧回路と、電池とを備え、 定電圧回路は、基準抵抗器とカレントミラー型基準電圧
器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数の抵抗を直
列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複数の抵抗と
抵抗との接続点に並列に接続するメモリセルからなるメ
モリセルアレイとアドレス制御回路とを有することを特
徴とする水晶発振式電子時計。
2. An oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device, and a display drive for driving the time display device. Section, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillating section and the frequency dividing section, and a battery. The constant voltage circuit includes a reference resistor, a current mirror type reference voltage unit, and a differential amplifier. The reference resistor has a resistor array in which a plurality of resistors are connected in series, a memory cell array including memory cells connected in parallel to a plurality of resistors in the resistor array, and an address control circuit. Quartz oscillation type electronic timepiece.
【請求項3】 水晶振動子を時間基準源とする発振部
と、水晶振動子の周波数を時刻表示装置を駆動する周波
数まで分周する分周部と、時刻表示装置を駆動するため
の表示駆動部と、発振部と分周部とに一定電圧を供給す
るための定電圧回路と、電池とを備え、 定電圧回路は、基準抵抗器とカレントミラー型基準電圧
器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数の抵抗を直
列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複数の抵抗と
抵抗との接続点に並列に接続するメモリセルからなるメ
モリセルアレイとアドレス制御回路とを備え、 メモリセルは、メモリ素子とメモリ素子に情報を選択的
に書き込むためとメモリ素子の情報を読み出すための複
数のアドレストランジスタとを有し、メモリ素子に情報
を書き込むことにより抵抗アレイの抵抗値を選択するこ
とを特徴とする水晶発振式電子時計。
3. An oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device, and a display drive for driving the time display device. Section, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillating section and the frequency dividing section, and a battery. The constant voltage circuit includes a reference resistor, a current mirror type reference voltage unit, and a differential amplifier. The reference resistor is provided with a resistance array in which a plurality of resistances are connected in series, a memory cell array including a memory cell connected in parallel to a connection point of the resistances in the resistance array, and an address control circuit. Has a memory element and a plurality of address transistors for selectively writing information to the memory element and for reading information from the memory element. By writing information to the memory element, the resistance value of the resistor array is changed. Crystal oscillator electronic timepiece which is characterized in that-option.
【請求項4】 水晶振動子を時間基準源とする発振部
と、水晶振動子の周波数を時刻表示装置を駆動する周波
数まで分周する分周部と、時刻表示装置を駆動するため
の表示駆動部と、発振部と分周部とに一定電圧を供給す
るための定電圧回路と、電池とを備え、 定電圧回路は、基準抵抗器とカレントミラー型基準電圧
器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数の抵抗を直
列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複数の抵抗と
抵抗との接続点に並列に接続するメモリセルからなるメ
モリセルアレイとアドレス制御回路とを備え、 メモリセルは、電気的に一度だけ書き込み可能なメモリ
素子とメモリ素子に情報を選択的に書き込むためとメモ
リ素子の情報を読み出すための複数のアドレストランジ
スタとを有し、メモリ素子に情報を書き込むことにより
抵抗アレイの抵抗値を選択することを特徴とする水晶発
振式電子時計。
4. An oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device, and a display drive for driving the time display device. Section, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillating section and the frequency dividing section, and a battery. The constant voltage circuit includes a reference resistor, a current mirror type reference voltage unit, and a differential amplifier. The reference resistor is provided with a resistance array in which a plurality of resistances are connected in series, a memory cell array including a memory cell connected in parallel to a connection point of the resistances in the resistance array, and an address control circuit. Has a memory element which can be electrically written only once and a plurality of address transistors for selectively writing information to the memory element and for reading information from the memory element, and writes information to the memory element. Crystal oscillation type electronic timepiece and selects the resistance value of the resistor array by the.
【請求項5】 水晶振動子を時間基準源とする発振部
と、水晶振動子の周波数を時刻表示装置を駆動する周波
数まで分周する分周部と、時刻表示装置を駆動するため
の表示駆動部と、発振部と分周部とに一定電圧を供給す
るための定電圧回路と、電池とを備え、 定電圧回路は、基準抵抗器とカレントミラー型基準電圧
器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数の抵抗を直
列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複数の抵抗と
抵抗との接続点に並列に接続するメモリセルからなるメ
モリセルアレイとアドレス制御回路とを備え、 メモリセルは、電気的に一度だけ書き込み可能な金属−
絶縁膜−金属構造のメモリ素子とメモリ素子に情報を選
択的に書き込むためとメモリ素子の情報を読み出すため
の複数のアドレストランジスタとを有し、メモリ素子に
情報を書き込むことにより抵抗アレイの抵抗値を選択す
るすることを特徴とする水晶発振式電子時計。
5. An oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device, and a display drive for driving the time display device. Section, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillating section and the frequency dividing section, and a battery. The constant voltage circuit includes a reference resistor, a current mirror type reference voltage unit, and a differential amplifier. The reference resistor is provided with a resistance array in which a plurality of resistances are connected in series, a memory cell array including a memory cell connected in parallel to a connection point of the resistances in the resistance array, and an address control circuit. Is a metal that is electrically writable only once
Insulating film-A memory element having a metal structure and a plurality of address transistors for selectively writing information to the memory element and for reading information from the memory element, and by writing information to the memory element, the resistance value of the resistor array A crystal oscillation type electronic timepiece characterized by selecting.
【請求項6】 水晶振動子を時間基準源とする発振部
と、水晶振動子の周波数を時刻表示装置を駆動する周波
数まで分周する分周部と、時刻表示装置を駆動するため
の表示駆動部と、発振部と分周部とに一定電圧を供給す
るための定電圧回路と、電池とを備え、 定電圧回路は、基準抵抗器とカレントミラー型基準電圧
器と差動増幅器とを備え、基準抵抗器は複数の抵抗を直
列に接続する抵抗アレイと、抵抗アレイの複数の抵抗と
抵抗との接続点に並列に接続するメモリセルからなるメ
モリセルアレイとアドレス制御回路とを備え、 メモリセルは、半導体基板上のフィールド酸化膜上に設
ける第1の電極と、第1の電極表面に設けるメモリ酸化
膜と、第1の電極上面に設けるメモリ酸化膜にのみ接す
る第2の電極を有する電気的に一度だけ書き込み可能な
メモリ素子とメモリ素子に情報を選択的に書き込むため
とメモリ素子の情報を読み出すための複数のアドレスト
ランジスタとを有し、メモリ素子に情報を書き込むこと
により抵抗アレイの抵抗値を選択するすることを特徴と
する水晶発振式電子時計。
6. An oscillating unit using a crystal oscillator as a time reference source, a frequency dividing unit for dividing the frequency of the crystal oscillator to a frequency for driving the time display device, and a display drive for driving the time display device. Section, a constant voltage circuit for supplying a constant voltage to the oscillating section and the frequency dividing section, and a battery. The constant voltage circuit includes a reference resistor, a current mirror type reference voltage unit, and a differential amplifier. The reference resistor is provided with a resistance array in which a plurality of resistances are connected in series, a memory cell array including a memory cell connected in parallel to a connection point of the resistances in the resistance array, and an address control circuit. Is a first electrode provided on the field oxide film on the semiconductor substrate, a memory oxide film provided on the surface of the first electrode, and a second electrode contacting only the memory oxide film provided on the upper surface of the first electrode. Write once Has a visible memory element and a plurality of address transistors for selectively writing information to the memory element and reading information from the memory element, and writing the information to the memory element selects the resistance value of the resistor array. A quartz oscillator type electronic timepiece characterized by
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