JPS59188234A - 半導体集積回路装置及びその製法 - Google Patents

半導体集積回路装置及びその製法

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JPS59188234A
JPS59188234A JP6218383A JP6218383A JPS59188234A JP S59188234 A JPS59188234 A JP S59188234A JP 6218383 A JP6218383 A JP 6218383A JP 6218383 A JP6218383 A JP 6218383A JP S59188234 A JPS59188234 A JP S59188234A
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JP
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circuit
output
semiconductor integrated
integrated circuit
signal
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JP6218383A
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Kenichi Kuroda
謙一 黒田
Tadashi Muto
匡志 武藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/173Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
    • H03K19/1733Controllable logic circuits

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、論理用半導体集積回路技術、たとえば小量多
品種のカスタムないしセミカスタム半導体集積回路に特
に適する半導体集積回路技術に関するものである。
〔背景技術〕
カスタムないしはセミカスタムエ0.LSIのような少
量多品種の10.LSIヲ皇ソ造する技術としてマスタ
ースライス技術やゲートアVイ技術が知られている。こ
の種の技術は例えは、日経エレクトロニクス(19B1
.4.13,122頁ないし144頁、2O3*ないし
212頁)、■。
子技術(第22巻第4号133頁ないし140頁)に記
載されている。この種の技術に従うと、半導体基板上に
予め適当な回路や素子が形成され、その後これら回路間
や素子間を接続するためのアルミニウム層からなるよう
な配線層のパターンが決定される。しかしながら、かか
る方式で工C等を製造しようとする場合、はんの軽微な
仕様変更ケする時も配線パターン等ケ決定するためのマ
スクを新しく製作するとともに、そのマスクを使用する
製造工程よυも後の処理をしなければならない。
その為、はんの軽微々仕様差を有する非常に多品種@量
のIC等を製造する場合であっても、それぞれの仕様毎
に別のマスクを作ることが必要となるとともに、製造に
時間がかかった。又、比較的コスト高になった。
なお以下の説明で、マスタースライス型集積回路装置と
は、はとんどの工程を共通にして、一部の工程たとえば
At配線工程を各所望の個別仕様で行なうことによって
、複数の仕様をもつようにした半導体集積回路すべてを
意味するものとする。
〔発明の目的〕
従って本発明の一つの目的は、個々の集積回路毎に異な
る仕様を有する低コストの工0.LSIを提供すること
にある。
本発明の一つの目的は、プロセスに起因するばらつき拳
不艮等に対応して最適の特性を選択できる工0.L8工
を提供することにある。
本発明の一つの目的は、プロセスに起因するばらつき・
不良等に対応して最適の特性を選択できるマスタースラ
イス方式のIC,I、日工合提供することにある。
本発明の一つの目的は、仕様の変更に対して迅速に対応
でき、所望の特性ケ有する半導体集積回路を提供するこ
とにある。
本発明の一つの目的は、同一ウエーノ・よシ仕様の相異
する半導体集積回路を容易製造しうる手段?提供するこ
とにある。
本発明の一つの目的は、半導体集積回路ケよυ広い分野
に応用できる製造枝術會提供することにある。
本発明の前記力らびに、そのほかの目的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるで
あろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれは、下記のとおシである。
すなわち、半導体集積回路装置上に搭載せる不揮発性メ
モリにより半導体集積回路の動作を変更できるようにし
たものである。
〔実施例〕
以下実施例に従って本発明の飲明を行なう。第2図は、
本発明に関わる半導体集積回路装置の製造工程の概略を
示す流れ図である。同図において、共通前工程・1は一
般の2層多結晶S1配線プロセスの表面酸化からAt配
線形成前までの工程を示す。AI配線形成はAL蒸着か
ら不要なALケ除去する工程までを示す。この工程で、
各個別のパターンを有するマスクによシフオドエツチン
グすることによシ、同一の工程を経たウェーハよシ所望
の動作特性を有するxc2得ることができる。
ヌ、この時の配線側斜はAtの他にモリブデン・シリサ
イド等At以外の材料をつかってもよい。
共通前工8・2はファイナル・パッシベーション形取、
パッド部の穴あけ等の工程を示す。Alボンディング・
パッドの穴あけ完了後ウエーノ・状態での個別ICの電
気的特性を調べる為に、各IC毎にウェーハ状態で電気
的テストを行なう。本実旋例では、論理回路の1部iM
O8FFjTg用い7’vlPROMによ多構成してい
る為、テストヲ実行する前に所望の動作ケするようにプ
ログラムしておく必要がある。このプログラムすなわち
BFROMへの書込みは、ウェーハテストヲ行なうプO
−バ(測定器)によって書込むと便利でおる。
電気的特性を測定した後、先に■込んだプログラムを消
去する1、消去は紫外線による。共通彼工程はウェーハ
をチ、ツブに切り出す工程からパリケージ工程までを示
す。この工程の後、再び所望の論理動作をさせる為に所
定のプログラム情報ケ上記PROM部に書込みを行ない
同時にファイナルテストすなわち、ICの電気的特性の
テストを行ない最終製品となる。
第1図は、実施例の回路図である。同図において、LG
I、LG2は論理回路である。論理回路T、IG+は、
マトリクス配置されたプログラム可能な論理画数決定素
子Mll、Mll  ないしMnm%7品と、複数の入
力線(ワード線)”l % Wl ないしWXn、Wm
と、複数の出力線(データ線)Dt ないしDr+とか
ら構成されている。同様に、論理回路LG2は、プログ
ラム可能な複数の論理画数決定素子m1.ないしmnm
と、入力aw1ないしwnと複数の出力線d1ないしd
mとがら構成されている。
論理回路LG1及びLG2における論理画数決定素子は
、特に制限さなないが、この実施例ではFAMO8)ラ
ンジスタから構成される。FAMOSトランジスタは、
予め比較的低いしきい値電圧ケ持ち、後で説明するよう
なプログラム時に書き込み電圧が加えられることによっ
て高いしきい(i&電電圧持持ようになる。高いしきい
値電圧金持つFAMO8)ランジスタは、そのゲートに
読み出しレベルケ持つ電1圧が加えられてもオフ状態を
維持し、従ってそれが存在しないと等価になる。論理回
路LG、及びLG、は、PLA(ブaグラマプルaジヅ
クアレイ)を構成する。。
DR,ないしDRnは、出力線駆動回路であシ論理回路
LG、内のFAMOEI )ランジスタに所望データを
書き込むべきときはソロボルトのロウレベル又ははソ書
き込み電圧■ のレベルのハイレベpT) ルを出力する。出力線駆動回路DR,ないしDRnは、
論理回路LG、から通常の出力レベルの信号を出力させ
るべきときに出力線り、ないしDnに対してバイアス電
圧?与えるための9荷素子を含む。
負荷素子は、例えば駆動回路DR,に示されているよう
に、電源端子■。0と出力線DIとの間に直列接続され
たスイッチMO8FETT? とゲート・ソースが結合
でれたディプレッションMO8FETT6 とから構成
される。
DWIXDW、等は入力線駆動回路であシ、論理回路L
G、内のFAMO8)ランジスタに所望データケ書き込
むべきときはソロボルトのロウレベル又ははソ書き込み
電圧V のレベルのハイレベルp を出力し1、論理回路LGIから通常の出力レベルの信
号全出力させるべきときにはvOボルトのロウレベル又
ハはソ電源電圧V。0のレベルのハイレベルを出力する
入力線駆動回路DW、、DW、ないしDW  DWml
     「 の入力側に配置されたMo5yzTTzs&いしT2+
1は切替えゲートを#l¥成している。論理回路LG、
から通常の出力レベルの信号を出力させるべきときには
、MO8FKTT2.ないしT211  をオン状態に
させるように制御信号wmがハイレベルにされる。従っ
てこのときは、同一半導体チップ土に形成される図示し
たい信号形成回路から出力される信号が端子工、ないし
工□及びMO8FFiTT25ないしT2Oを介して上
記入力線駆動回路に供給される。論理回路LG、内のF
AMO8)ランジスタのしきい値電圧を適当に制御ない
しは変更すべきときけ、MO8F’BTT27ないしT
28ケオン状態にさせるように制御信号WZがロウレベ
ルにされる。このときは、シフトレジスタSR2の出力
信号が上記入力線駆動回路に供給される。
論理回路LG、の出力線DIないしり。は、スイ2.チ
MO8FETT、□ないしTI3  を介して論理回路
LG2の入力kwHないし、Woに結合でれている。ス
イッチMO8FInTT+2ないしTlm は、制御信
号φ。。によってスイッチ制御され、論理回路LG、か
ら通常のレベルの信号を出力させるべきときオン状態に
される。スイッチMO8PKTT+2ないし1口は、論
理回路LG、及びLG2のFAMOEI)ランジスタの
しきい値電圧?制御すべきときオフ状態にされる。
論理回路LG2の入力線w1ないしW。には、駆動回路
dwlないしdwnが結合されており、出方線(1+ 
ないしamには、駆動回路drIないしdrmが結合さ
れている。駆動回路drlないしdrmは、論理回路L
G2から通常のレベルの信号を出力させるべきときに出
力ma+ないしamにはソ電源電圧v0.のレベルのバ
イアス電圧を供給するためのスイッチMO8FETT1
4及びディブレ、ッションM08FKTT+6からなる
負荷素子を含む。
論理回路LG、の入力線wlとwl は対とされ、同様
にWrnとWrnは対とされる。論理回路LG。
から通常のレベルの信号を出力させるべきときは、それ
ぞれの対の入力線には、入力線駆動回路DW、。
し工、に供給される信号と対応された真及び相補レベル
の信号が供給される。
論理回路における論理伯叔決定素子とし7てのそれぞれ
のFAMO8)ランジスタは、後で説明するような書き
込み動作によってそれぞれのしきい値電圧が制御される
。出方線D+ k端子I、の信号にのみ応答させるべき
ときには、MllとMllのうちの一方のみが高しきい
値電圧にされ 他方が低しきい値電圧のま5にされる。
出力線D1に結合された残りのFAMO8)ランジスタ
は高t、きい値電圧にされる。との場合、高しきい値電
圧が入力線W重、可ないしW。、W需に加えられる断み
出しレベルのハイレベルよυも大きい値にされることに
よって、高しきい値電圧を持っFAMO8)ランジスタ
は、オフ状態を維持し、スイッチ動作を行なわない。低
しきい値電圧のFAMOE!)ランジヌタはそのゲート
に加えられる信号によってスイッチ動作をする。従って
上記のようにMllとM口 の一方のみケ低しきい値電
圧にすると、出力線り、は、端子工、の信号が所定レベ
ルにされたときだけロウレベルにされる。一般のアドレ
スデコーダと同様に、端子工1ないし王□に加わる信号
の組合せのうちの所定の組み合せのときのみ出力線DI
をロウレベルにさせるためには、MllとM l 1−
、 M Imと”I!nのような対のFAMO8)ラン
ジスタの一方が低しきい値電圧のままにされ、他方が高
しきい値電、圧にされる。
論理回路LG、及びLG2を通常動作させる場合、論理
回路LG、の各出力線D1ないしDnのそれぞれの出力
レベルは、端子工1ないしImの信号によって、はvO
ボルトのロウレベル又ははソ電淵電圧V。Cのレベルの
ハイレベルにされ、論理回路LG2の各出力線a、ない
しamの出力レベルは、論理回路LG、から供給される
信号に応答して同゛様にロウレベル又はハイレベルにさ
れる。
図示の実施例の回路は、論理回路LG、及びLG4のF
AMO8トランジスタのしきい値電圧2制御するために
、上記したような種々の駆動回路とともに、制御回路a
C,シフトレジスタSR,、SR2,Sr1.、sr、
、フリップフロップ回路F1、F2に含む。シフトレジ
スタSR2及びSr2には、ICの外部端子DIn′に
介してFAMOS )ランジスタのしきい値電圧を制御
するためのデータ信号が供給される。外部端子D+nに
供給でれる直列データ信号は、シフトレジスタSR2又
はSr2によって並列データ信号に変換される。このm
成に従うと、工Cの外部端子の大幅な増加?防ぐことが
できるようになるとと本に、FAMO8)ランジスタの
しきい値電圧の匍制御1動作すなわち書き込み動作ケ高
速化することができるようになる。
制御回路OOは、ICの外部端子を介して@き込み電、
圧■。ゆ及び周期パルスを受ける。制御¥t1回路CC
は、書き込み電圧■r、いが供#@でれていないとき、
シフトレジスタSR,及び”rzkリセット状態に維持
させるパルス信号φ。0、フリップフロ、2プ回路’I
、’2をリセット状態に維持略せるパルス信号R?出力
している。乙のとeKl−いては、またパルス信号φw
 t% φwtはロウレベルに維持され、パルス信号φ
1o、φ。。、wEHハイv−dルに維持されている。
従って、このときにおいてけ出力線駆動回路DR,にお
けるMO8FI!!T T2、T3けオフ状態に維持さ
れる。入力線駆動回路DW、 、 ’DW、ないしDW
m、DWmのディプレッションMO8FETTgld、
フリップフロップ回路F、から出力される反転信号(Q
)によって良好にオン状態にされる。そのため入力線駆
動回路DW、、DW、ないしD W m、 D y m
内のMO8FKTT、o、T目から構成されたインバー
タ回路の出力がMOeFBTT9を介して対応する入力
線W、 、W、ないしWmX1に供給される。
制御回路CCは、また、書き込み電圧■ を検p 出する検出回路及びその検出回路によって動作が制御さ
れる適邑な順序回路を含む。これに応じて、制御回路C
Oは、書き込む電圧V が供給されたp とき、同期信号φs8に同期した種々のパルス信号音形
成する。
次に上記第2図の回路の書込み動作を説明する。
同図において、■ 端子にはソ25ボルトのよp うな書込電圧が印加されると制御回路c’cは■p の立上シを検出することによって、所定パルス幅のオー
ルセット信号をシフトレジスタSR,に出力する。同時
に定常的な“0” ンにルにされている書込タイミング
制御クロ、りφ、、Tk定常的な” i ”レイルにす
る。また、負荷制律1信号φ、。が′″0″0″レベル
る。また、カットオフスイッチ制御信号φ、。が“0″
  し〆ルに設定される。また、WEがローレイルにさ
れる。
その後、次のような動作手段に従って、まず、論理回路
LG、への書込みが行なわれる。
(1)データ入力端子Dinにデータ?直列に供給する
とと本に、そのデータに同期した同期パルスφss’に
同期端子に供給することによって、制御回路CCからシ
フトパルスφBHkm力させる。これによってシフトレ
ジスタBR2にシーケンスデータがセットされる。
(2)  ソフトレジスタSR2内のすべての位置゛に
データがセットされた後の同期パルスφ8Sと同期して
フリップフロップF1の出力Q k ” (3”にζせ
るとともに、シフトレジスタSR,の1ビツト目の出力
Qz?f−0”にさせるパルス信号S及びφ8Iが制御
回路OCから出力される。これにより、全てのワード線
対のどちらか一方が裏型1位となり、データ線り、は選
択可能となる。
(3)、同期パルスφ88の適当なタイミング例えば立
下りに同期して書込タイミング制御パルスφ1゜を0″
にする。シフトレジスタBR,の1ビツト目の出力Q+
+が0″ にされているのでデータ線D+u、パルスφ
WTが0”にされることによって高電位にされる。その
結果データ線D1に接続された全てのメモリセルが所望
の状態に設定づわる。すなわち、書込みが行なわれる。
(4)以上の後、第2のデータ線D2に接続されたメモ
リセルに書込まれるべきシリーズデータが再びSR,に
入力される。
(5)上記(2)と同様にして、シフトレジスタSR1
の出力Q2を0″にする。
(6)上記(3)と同様の動作によシデータ線D2に接
続されたメモリセルへの書込みが行なわれる。
(7)以下同様の巡虜返しで、全てのデータ線に接続さ
れたメモリセルに書込が完了する。
(8)論理回路LG、における全てのメモリセルへの■
込完了の後、制御回路Coは、同期パルスφS8が再び
供給されるとフリップフロップF、にセット信号ケ、1
9R,にオールセット信号を出力する。
書込タイミング制御りaワクφ7.が定常的な″′0″
0″にされ、WEがハイレベルにされる。
(9)匂上の後、論理回路LG、同様の動作によシ論理
回路LG2の書込みが行彦われる。
0C1lvい。がローレベルにされると、その立下りが
検出されることによって、SR2の出力Q2がセ。
) 、 Sr、の出力q目ないし−qLm がリセ、ト
される。
0[F] 書込タイミング制御りa、ツクφWtが定常
的な0″にされ、力1.jト用MO日FBTがオンにさ
れることによって読出しが可能となる。
ここで、読出し動作は前記のように入力端子■1ないし
工m、出力端子0+&いしOmにより通常のPLAと全
く同様に行なわれる。すなわち、入力端+11ないLI
mに加えられた信号により、論理回路TJG、の各デー
タ線D1ないしDnの電位が決定され、その電位が論理
回路LG2へ出力寧れる。論理回路LG2では同様に各
ワード線W1ないし1によって各データ線d1ないしa
mの電位が決定され上記2段ROMの出力信号として端
子0+ffいしOmから出力づわる。
〔効果〕
yノ上実施例について説明した如く本発明によれば、マ
スタースライス型ICに於て少量多品種の生産を容量か
つ迅速に行なうことができる。すなわち、例えばワンチ
ップ・マイコンヲ例にとれは最大公約数の仕様は従来の
マスタースライスの工程で作りつけておき、それよシも
多程にわたる仕様はチップ上に作られたEPROMに最
終的にハi望の情報を書込むことによって実現できる。
本発明の上記実施例では、2層多結晶シリコンプロセス
を使用している為、チップ上に高速のダイナミックRA
M 、51度の高いキャパシタ、Q 容量のスタックド
・キャパシタ、COD等全全全余分−程を付加すること
なく容易に作成することができる。
又、いく分工程を付加して、gEPROMiチッブ上に
搭載することもできる。この場合は、電気的に簡岸に情
報及び半導体装置自体の仕様の変更が行なえるので非常
に有用なものとなる。
次に書込シーケンスについては、実施例において説明し
た如く、データ線毎にパラレルに行なうので、1ピ、ノ
ド毎に書込していたのに比較し、て、大幅に書込時間を
低減することができる。
又、本発明の製法に於ては、ウェーノ・テストでプロセ
スの影響を受けやすいパラメータケ測定した後、おる程
度自由にプロセスのばらつきに合せて最適の条件ケ選択
することができる。例えは、あらかじめ抵技値の異なる
拡散抵抗を複数作っておき、ウェーハテストの結果にも
とすいて、第1図の書込・20工程で最適の拡散抵抗?
回路に取り込む、あるいは不要なものを力、トオフする
等の処理が簡岸に行なえる為、高精度の必要なIC1L
EI■の製造に有効である。
又、本発明に関わる製法によれは、従来困歎であった1
つのウェーノ・上に仕様の異なるICを製作するに適し
た手段を提供する。す寿わち、従来例えば、1゛1の露
光装置により1つのウェーノ・上に仕様の異なる集積回
路チップラ製作する場合、はんの少しの仕様異でも少な
くとも1つの工程のマスクは、所望仕様に応じて1つの
マスク基鈑上に異なるパターンをもったものとなり、マ
スク製作上に問題があった。又、10°1縮少露光の如
くレチクルを用いて同様な多仕様の工Cを製作する場合
は、ステッピングの途中でレチクル會複数の仕様に応じ
て取シ換る必要がありスループ、、トが低下せざるケ得
なかった。
しかしながら、本発明によれば最終的仕様の確定は工0
.LSI等がチップに分けられた後に行なうことができ
る為、上記の如き製作上の問題が伴なわない。
又、本発明によれば従来全く考えられなかった、同一ウ
ェーハよシ作られたICであって、しかも、どれ1つと
って見ても異なる仕様ケ有するものを安価に供給するこ
とができる。例えは、電子式ドアロツタ用10.ゲーム
用10力とへ応用することができる。従来、個別製品毎
に仕様の異なる場合などは、外付又はチップ上のFiF
ROMなどに個々に書込む場合が多かったが、かかる方
法では、例えばドア口、りの番号情報などは比較的容易
に第3渚によって知られる可能性があったが、本発明場
合は、第2図の書込・2工程の彼、書込回路自#−ヲ動
作しないように設定することが比較的容易な為、この種
の危険性も排除した有力なドアロック用IC1提供する
ことができる。又、本発明にかかわる工Cをキャッシュ
カードの如きものに組み込めば、上記電子口、7りと同
様の効果が得られる。
以上の説明では、不揮発性メモリとして主にFAMO8
’i例にとって説明したが、先にも記載した如く、MN
OS 、MAO8、ポリEliヒユーズROM 、接合
破壊型ROM等プログラマブルなROM等が使用できる
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨ケ逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもないっ例えば、本実雄側の不
揮発性メモリはMOBFBTによるKPROMばかりで
なくバイポーラICであるヒユーズROM又はPM接合
破壊型等のFROMでもよいし、MO8LmFROM又
これらの組合せであってもよい。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるワンチ、、プマイコ
ン、ゲートアレー、マスタースライス論理工C等に適用
した場合について説明したが、それに限定されるもので
はなく、例えばバイポーラリニアIC又はロジック、D
A/AD変挿用工C1音声合成工0.MO8RAM@少
なくとも、チ。
プ上にFROMを有し、チップ毎に異なる仕様又は回路
?有する半導体集積回路とその製造に適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の要部のKFROMによるPLA及びそ
の書込回路の構成図である。 第2図は本発明の実施例を示す製造プロセスの流れ図で
ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 プログラム可能な不揮発性メモリ素子ケ論理回路
    における論理画数決定用素子として用いてなることを特
    徴とする半導体集積回路装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の集積回路装置において
    、上記不揮発性メモリは上記基板上においてプログラマ
    ブル・ロジック・アレイケ形成してなることを特徴とす
    るマスタースライス型半導体集積回路装置1. 3 素子製造後に半導体素子形成用基板上に搭載せる不
    揮発性メモリに所望の情報ヲ1き込むことによって、論
    理の一部を変更ないしは確定させるようにしたマスター
    スライス型半導体集積回路装置の製造方法。 4、特許請求の範囲第3項記載の半導体集積回路の製造
    方法において、上記不揮発性メモリは上記基板上におい
    てプログラマブル・ロジック・アレイケ形成してなるこ
    とに%徴とするマスタースライス型半導体集積回路装置
    の製造方法。
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Cited By (2)

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