JPWO2003065455A1 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

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良和 斉藤
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毅彦 木島
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直樹 北井
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    • H01L2224/49113Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting different bonding areas on the semiconductor or solid-state body to a common bonding area outside the body, e.g. converging wires

Abstract

オプションにより与えられた共通のノード信号の論理レベルに応じて、出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラを設け、機能選択回路の規模を縮小する。また、デプレッション型の第1トランジスタを含んで結合回路を構成することで、第2回路に入力される信号の電圧レベルを下げ、第2回路に含まれるトランジスタにおいて、GIDL特性を示すトランジスタに流れる不所望な電流を低減する。さらに、メモリセルアレイが形成されている部位の上層を使って形成された信号配線を介して上記出力バッファと出力ドライバとを結合させることで、出力回路のレイアウトの最適化を達成する。A function selection circuit with a controller that can change the rising / falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer and the logical threshold value in the input buffer according to the logic level of the common node signal given by the option. Reduce the scale of. In addition, by configuring the coupling circuit including the depletion type first transistor, the voltage level of the signal input to the second circuit is lowered, and the transistor included in the second circuit does not flow to the transistor exhibiting the GIDL characteristic. Reduce the desired current. Further, the output buffer and the output driver are coupled to each other through the signal wiring formed using the upper layer of the portion where the memory cell array is formed, thereby achieving optimization of the layout of the output circuit.

Description

技術分野
本発明は、半導体集積回路、特に、入力バッファや出力バッファを含む半導体集積回路に関する。
背景技術
半導体集積回路においては、以下に掲げるような機能選択の手法が採用されている。
すなわち、半導体集積回路を実装する基板上で上記半導体集積回路の所定端子に供給される信号レベルをモードレジスタ等の設定情報に従って変更することで機能を決定する第1の手法、組立て後のテスト工程で電気ヒューズ等を使い機能を決定する第2の手法、組立て時にボンディングオプションにより機能を決定する第3の手法、ウェーハ状態でヒューズ等を使い機能を決定する第4の手法、ウェーハの配線マスクを変更することで機能を決定する第5の手法である。ここで、上記オプション機能選択により決定される機能としては、入力バッファにおける入力しきい値や、出力バッファにおける出力波形の立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性、動作電源電圧、パッケージ、容量、ビット幅、及びファンクション(真理値表,状態遷移図)などを挙げることができる。また、本明細書において、単独で「オプション」というときには、ボンディングオプションの他に、レーザヒューズによる機能選択、電気ヒューズによる機能選択、アンチヒューズによる機能選択、不揮発性メモリ素子による機能選択などの各種機能選択を意味する。
上記第1の手法は、半導体デバイスを使ってシステム製品を販売する場合(ボード製品等)は容易かつ簡便な技術である。しかしながら、標準化を必要とする半導体集積回路単体でのビジネスの場合、使用上特別な管理を必要とするために顧客に受け入れられない場合が多い。上記第2の手法は、半導体部品に電気ヒューズ等不揮発性メモリを作ることができるウェーハプロセスを採用する必要がある。また、この不揮発性メモリは、短時間でプログラム可能かつ高信頼度である必要がある。上記第3の手法は、比較的容易かつ簡便な手法として有効である。上記第4の手法は、ウェーハプロセス工場の在庫管理が、テスト完了後のウェーハ状態で在庫管理される現状では、ヒューズの状態で決定されている機能ごとにウェーハ在庫を持つ必要性が発生し、市場変化に追随でき難くなる。上記第5の手法は、非常に多機能かつ自由度が高い仕様変更が可能であるために幅広く採用されているが、上記第1の手法や上記第4の手法に比べると、オプションによる機能決定の工程が生産工程中の前のほうにあり、また、上記第4の手法と同様にウェーハ在庫を持つ必要性を生ずる。
本願発明者の検討によれば、半導体集積回路における仕様変更に迅速に対応するには、オプションによる機能選択が有効とされるが、オプションの種類が増えると、オプション毎にその機能選択回路が必要になるため、例えばボンディングオプションを採用する場合には、オプションが増える毎にボンディングのためのパッドが増えることによって半導体集積回路のチップサイズの縮小を阻害することが見いだされた。同様のことは、ボンディング以外のオプション、例えばヒューズ回路を採用する場合においてもいえる。
また、半導体集積回路において外部との間で信号のやり取りを可能とするインタフェース回路について本願発明者が検討したところ、回路の動作用電源電圧として互いに電圧レベルが異なる2種類の電圧が使われる場合においては、半導体集積回路の微細化に起因して、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位がゲート・ソース間に印加されることでドレイン電流が増加するGIDL:Gate Induced Drain Leakage)特性を示すトランジスタが存在し、そのようなトランジスタに流れる不所望な電流により、回路の消費電流の低減が阻害されることが見いだされた。
さらに、半導体集積回路の一例である半導体記憶装置におけるインタフェース回路について本願発明者が検討したところ、そのインタフェース回路に含まれる出力回路のレイアウトに改良の余地があることが見いだされた。上記出力回路は、半導体記憶装置におけるメモリセルアレイから読み出されたデータを外部出力する機能を有するが、その動作制御を行うために比較的多くの制御信号が使われている。そのような制御信号は、半導体記憶装置の内部動作のための各種タイミング信号を生成する制御回路において他のタイミング信号との関係で生成される。この制御回路は、半導体記憶装置の内部動作のための各種タイミング信号を生成するため、半導体チップの縁辺部に配置するよりは、半導体チップの中央部に近づけるように配置するのが望ましい。このため制御回路は、通常はメモリセルアレイからの読み出しデータを外部出力するための信号出力用パッドから離れた位置に形成される。その場合に、出力回路を外部出力端子の近傍に配置すると、その動作制御のための信号線をも外部端子の近傍にまで配線しなければならないから、配線が煩雑になる。また、そうかといって、出力回路を制御回路の近傍に配置すると、出力回路からの出力信号を上記信号出力用パッドにまで伝達するための信号配線を半導体チップの内部に引き回すことになる。出力回路からの出力信号を上記信号出力用パッドにまで伝達するための信号配線には、比較的大きな電流が流れるため、そのような信号配線を半導体チップの内部に引き回すことは、他の内部回路でのノイズ発生を招来するため、好ましくない。
本発明の目的は、機能選択回路の規模を縮小するための技術を提供することにある。
本発明の別の目的は、GIDL特性を示すトランジスタに流れる不所望な電流を低減するための技術を提供することにある。
本発明の別の目的は、メモリセルアレイから読み出されたデータを外部出力するための出力回路のレイアウトを最適化するための技術を提供することにある。
本発明の上記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の以下の記述と添付図面から明らかにされるであろう。
発明の開示
本明細書において開示される発明の代表的なものの概要を説明すれば、以下の通りである。
信号を取り込むための入力バッファと、信号を出力するための出力バッファと、上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、オプションにより与えられた共通のノード信号の論理レベルに応じて、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラとを有して半導体集積回路を構成する。オプションにより与えられた共通のノード信号の論理レベルが決定されると、コントローラは、それに応じて上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更する。このため、選択すべき機能毎に、機能選択回路を形成する必要がない。このことが、機能選択回路の規模を縮小する。
また、入力された電源電圧を所定レベルに降圧するための降圧回路と、上記電源電圧が供給されることによって動作する第1論理回路と、第1論理回路の後段に配置され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることによって動作する第2論理回路と、上記第1論理回路と上記第2論理回路とを結合するための結合回路とを有して半導体集積回路が構成されるとき、デプレッション型の第1トランジスタを含んで上記結合回路を構成する。上記デプレッション型の第1トランジスタは、上記第2回路に入力される信号の電圧レベルを下げ、上記第2回路に含まれるトランジスタにおいて、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位がゲート・ソース間に印加されるのを回避するように作用する。このことが、GIDL特性を示すトランジスタに流れる不所望な電流を低減する。
さらに、複数のメモリセルがアレイ状に配列されて成るメモリセルアレイと、上記メモリセルアレイから読み出されたデータを外部出力するための出力回路とを含んで半導体集積回路が構成されるとき、信号を出力するための出力バッファと、上記メモリセルアレイを介して上記出力バッファに対向配置され、上記メモリセルアレイから読み出されたデータに基づいて上記出力バッファを駆動するための出力ドライバとを含んで、上記出力回路を構成する。このとき、上記メモリセルアレイが形成されている部位の上層を使って形成された信号配線を介して上記出力バッファと上記出力ドライバとを結合する。このことが、信号配線の煩雑化を回避するとともに、他回路でのノイズ発生を抑えることで、出力回路のレイアウトの最適化を達成する。
発明を実施するための最良の形態
第1図は、本発明に係る半導体集積回路の一実施例である半導体記憶装置10を示している。本実施例の半導体記憶装置10は、特に制限されないが、公知の半導体集積回路製造技術によって単結晶シリコン基板のような1個の半導体基板9に半導体集積回路として形成される。
第1図に示される半導体記憶装置10は、特に制限されないが、4個のメモリセルアレイ28,29,30,31を有する。メモリセルアレイ28,29,30,31は、複数のワード線と複数のデータ線対とが交差するように配置され、それらの交差箇所にはスタティック型の複数のメモリセルがアレイ状に設けられて成る。複数のワード線は、ローアドレスをデコードするためのローアドレスデコーダ(図示せず)の出力信号に基づいて選択レベルに駆動されるようになっている。1本のワード線が選択レベルに駆動されたとき、そのワード線に結合されている全てのメモリセルが選択され、データ線対を介して当該メモリセルへのデータ書き込みや当該メモリセルからのデータ読み出しが可能とされる。メモリセルアレイ28,29,30,31には、対応するメモリセルアレイにおける複数のデータ線対をコモン線対に選択的に結合させるためのデータ線選択回路32,33,34,35が結合されている。このデータ線選択回路32,33,34,35におけるデータ線選択動作は、カラムアドレス信号をデコードするカラムアドレスデコーダの出力信号に基づいて行われる。データ線選択回路32,33,34,35の近傍には、対応するコモン線対の信号レベルを増幅するためのセンスアンプ36,37,38,39が配置される。コモン線対は出力ドライバ42に結合され、上記センスアンプ36,37,38,39で増幅された信号がコモン線を介して出力ドライバ42に伝達されるようになっている。半導体チップ9の縁辺部には、メモリセルアレイ28,29,30,31からの読み出しデータを外部に出力するためのパッド17が設けられる。パッド17はボンディングワイヤによって外部端子(図示せず)に結合される。上記パッド17には出力バッファ43からの出力信号が伝達されるようになっている。出力バッファ43とパッド17との間には、外部端子を介して入力された静電気によって出力バッファ43の構成素子が破壊されるのを防止するために静電破壊保護素子27が配置される。出力バッファ43は、上記出力ドライバ42によって駆動される。すなわち、出力バッファ43は、メモリセルアレイ28,29,30,31からの読み出しデータに基づいて出力ドライバ42によって駆動される。これにより、メモリセルアレイ28,29,30,31からの読み出しデータの外部出力が可能とされる。出力ドライバ42と、それによって駆動される出力バッファ43とは、メモリセルアレイ31を介して対向配置され、出力ドライバ42からの出力信号は、メモリセルアレイ31の形成部位の上層に形成された金属配線52を介して出力バッファ43に伝達される。出力ドライバ42の構成素子が静電気によって破壊されるのを防止するため、出力ドライバ26の後段には静電破壊保護素子26が配置されている。尚、メモリセルアレイ31の形成部位の上層に形成された金属配線52には、所定の配線抵抗が存在するが、この配線抵抗も、出力ドライバ42の構成素子が静電気によって破壊されるのを防止するのに役立っている。
また、半導体チップ9の縁辺部には、書き込みのための入力データを取り込むためのパッド16が形成される。このパッド16は、信号取り込みのための入力端子(図示せず)にボンディングされる。そしてこのパッド16には、メモリセルアレイ30の形成部位の上層に形成された金属配線53を介して入力バッファ40が結合され、外部から入力された書き込みデータが、金属配線53を介して入力バッファ40に伝達されるようになっている。そしてこの入力バッファ40の構成素子が静電気によって破壊されるのを防止するため、パッド16の近傍に静電破壊保護素子23が配置され、入力バッファ40の近傍に静電破壊保護素子24が配置される。入力バッファ40からの出力信号は、メモリセルアレイ30,31へのデータ書き込みのための書き込み回路(図示せず)に伝達される。
さらに、半導体チップ9の縁辺部には、書き込みのための入力データを取り込むためのパッド15が形成される。このパッド15は、信号取り込みのための入力端子(図示せず)にボンディングされる。そしてこのパッド15は、メモリセルアレイ29の形成部位の上層に形成された金属配線54を介して入力バッファ41が結合され、外部から入力されたの書き込みデータが、金属配線54を介して入力バッファ41に伝達されるようになっている。そしてこの入力バッファ41の構成素子が静電気によって破壊されるのを防止するため、パッド15の近傍に静電破壊保護素子21が配置され、入力バッファ41の近傍に静電破壊保護素子22が配置される。入力バッファ41からの出力信号は、メモリセルアレイ28,29へのデータ書き込みのための書き込み回路(図示せず)に伝達される。
上記入力バッファ40,41、及び上記出力ドライバ42は、チップコントローラ46から出力されるチップセレクト信号CSBによって選択的に活性化されるようになっている。本例では、特に制限されないが、チップコントローラ46によってチップセレクト信号CSBがローレベルにアサートされている期間に、上記入力バッファ40,41、及び上記出力ドライバ42が活性化されるようになっている。尚、このチップコントローラ46は、この半導体記憶装置10の全体的な動作を制御するための制御回路(図示せず)の機能の一部とされる。
上記入力バッファ40,41は、コントロール信号CTLによって、入力信号に対する論理しきい値の変更が可能とされ、上記出力ドライバ42は、コントロール信号CTLによって、出力信号の波形立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性の変更が可能とされる。コントロール信号CTLは、インタフェースコントローラ45によって形成される。
ここで、メモリセルアレイ31を介して出力ドライバ42と、出力バッファ43とを対向配置した理由について説明する。
出力ドライバ42と出力バッファ43とは出力回路と総称され、通常は互いに隣接配置される。この出力回路(出力ドライバ42及び出力バッファ43)を、第1図における出力バッファ43の形成位置に設けた場合には、出力ドライバ42に結合される多くの信号線を、第1図における出力バッファ43の形成位置にまで配線する必要があり、それは、メモリセルアレイ31の形成部位の上層における配線が煩雑になるため好ましくない。また、上記出力回路(出力ドライバ42及び出力バッファ43)を、第1図における出力ドライバ42の形成位置に設けた場合には、出力バッファ43の出力信号を伝達するための信号線を、静電破壊保護素子27の位置まで引き回すことになる。出力バッファ43は駆動能力が高く、その出力信号を伝達するための信号線には比較的大きな電流が流れるため、そのような信号線を半導体チップ9内に引き回すのは、ノイズを生じやすいので好ましくない。そこで、本例では、第1図に示されるように、メモリセルアレイ31を介して出力ドライバ42と、出力バッファ43とを対向配置する。このようにすれば、出力ドライバ42は、インタフェースコントローラ45やチップコントローラ46の近傍に配置され、出力バッファ43は、パッド17の近傍に配置される。しかも、その場合、メモリセルアレイ31の形成部位の上層における配線は、出力ドライバ42の出力信号を出力バッファ43に伝達するための信号線のみで足りるため、メモリセルアレイ31の形成部位の上層における配線が煩雑になるのを回避することができる。また、出力ドライバ42の駆動能力は出力バッファ43よりも小さいため、ノイズが発生しにくい。
インタフェースコントローラ45が設けられ、このインタフェースコントローラ45は、上記入力バッファ40,41における論理しきい値の変更と、上記出力ドライバ42における出力信号の波形立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性の変更とを、ボンディングオプションにより制御線55に与えられた共通のノード信号の論理レベルに応じて調整する。すなわち、半導体チップ9の一端部にはボンディングオプション用のパッド13が形成され、半導体チップ9の他端部にはボンディングオプション用のパッド18が形成されており、このパッド13又はパッド18がボンディングオプションによって高電位側電源VCC又はグランドGND(低電位側電源VSS)に結合されることで制御線55の論理レベルが決定されると、その論理レベルに応じて、上記入力バッファ40,41における論理しきい値と、上記出力ドライバ42における出力信号の波形立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性が決定される。尚、ボンディングオプション用のパッド13の近傍に形成されたパッド14は、外部から高電位側電源VCCを取り込むために使用され、ボンディングオプション用のパッド18の近傍に形成されたパッド19は、外部から低電位側電源(グランドGND)を取り込むために使用される。
次に、上記入力バッファ40,41における論理しきい値の変更の必要性、及び上記出力バッファ43からの出力信号の波形立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性の変更の必要性について説明する。
半導体集積回路におけるインタフェースの種類として、LV−CMOSインタフェースと、LV−TTLインタフェースとを挙げることができる。LV−CMOSインタフェースは、第39図に示されるように、横軸を高電位側電源VCC、縦軸を入力電圧Vinとすると、VCC/2が論理しきい値の中心とされ、0.25×VCC以下でローレベルが保証され、0.75×VCC以上でハイレベルが保証される。VCC/2ラインと、0.25×VCCラインとの差131は、ローレベル側のノイズマージンとされ、VCC/2ラインと、0.75×VCCラインとの差132は、ハイレベル側のノイズマージンとされる。第39図から明らかなように、このローレベル側のノイズマージン131と、ハイレベル側のノイズマージン132とは、高電位側電源VCCのレベルが高くなるに従って拡大される。通常、出力バッファを高速に駆動すると、出力端子に大きな電流が流れ、出力信号に含まれるノイズ成分が多くなる。しかし、上記LV−CMOSインタフェースを採用する回路に信号を供給する場合には、その信号にノイズが少々含まれていても、それが上記ノイズマージンの範囲内であれば回路動作に支障を来すことがないので、出力バッファを高速に駆動することができる。
それに対して、LV−TTLインタフェースは、第40図に示されるように、高電位側電源VCCの変動にかかわらず、入力電圧Vinが0.8V以下でローレベルが保証され、入力電圧Vinが2.0V以上でハイレベルが保証されるため、高電位側電源VCCのレベルが低いほど、ローレベル側のノイズマージン141が小さくなり、高電位側電源VCCのレベルが高いほど、ハイレベル側のノイズマージン142が小さくなる。従って、このようなLV−TTLインタフェースを採用する回路に信号を供給する場合には、出力バッファを低速に駆動することにより、出力信号に含まれるノイズを抑える必要がある。
入力バッファや出力バッファなどのインタフェースを含む半導体集積回路においては、それが適用されるユーザシステムで採用されるインタフェース仕様に合うように、ボンディングオプションにより、入力バッファ40,41における論理しきい値や、上記出力バッファ43からの出力信号の波形立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性の調整を可能とするのが望ましい。入力バッファ40,41における論理しきい値や、上記出力バッファ43からの出力信号の波形立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性を、それぞれ別個のボンディングオプションにより個別的に調整することもできるが、そうすると、オプション毎にその機能選択回路が必要になるため、ボンディングオプションのために多くのパッドを半導体チップの縁辺部に形成しなければならないから、半導体集積回路のチップサイズの縮小を阻害する。本例では、出力バッファ43から出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、入力バッファ40,41における論理しきい値とを、制御線55における共通のノード信号の論理レベルに応じて調整可能とされる。つまり、ボンディングオプションにより制御線55の論理レベルが決定されることで、出力バッファ43から出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性や、入力バッファ40,41における論理しきい値が決定される。このようにボンディングオプションによる機能選択回路の共通化を図り、それによって機能選択回路の規模の縮小を図ることができる。
次に、上記ボンディングオプションについて詳述する。
第2図には、第1図に示される半導体記憶装置10における主要部が示される。
半導体チップ9の一端部には、データ入力用のパッド16、及び高電位側電源VCCが供給されるパッド19が形成され、そのパッド19の近傍には、ボンディングオプション用のパッド18が形成される。半導体チップ9の他端部には、データ入力用のパッド15、及び低電位側電源(グランドGND)が供給されるパッド14が形成され、そのパッド14の近傍にはボンディングオプション用のパッド13が形成される。パッド16と外部端子57とはボンディングによるワイヤ63で結合され、パッド19と外部端子11とはボンディングによるワイヤ62で結合され、パッド15と外部端子58とはボンディングによるワイヤ65で結合され、パッド14と外部端子12とはボンディングによるワイヤ64で結合される。そして、ボンディングオプションにより、制御線55の論理をハイレベルにしたい場合には、外部端子11とパッド18とをボンディングによるワイヤ61で結合する。これにより、制御線55の論理をハイレベルにすることができる。ボンディングオプション用のパッド18が、高電位側電源VCCの供給用パッド19の近傍に配置されるため、外部端子11とパッド18とのボンディングは容易に行うことができる。また、ボンディングオプションにより、制御線55の論理をローレベルにしたい場合には、第3図に示されるように、外部端子12とパッド13とをボンディングによるワイヤ66で結合する。これにより、制御線55の論理をローレベルにすることができる。ボンディングオプション用のパッド13が、低電位側電源(グランドGND)供給用のパッド14の近傍に配置されるため、外部端子12とパッド13とのボンディングは容易に行うことができる。
静電破壊保護素子21,23には、特に制限されないが、第4図に示されるような第1保護回路(ESD1)が採用される。この第1保護回路(ESD1)は、npn型バイポーラトランジスタ67と、pnp型バイポーラトランジスタ68とが結合されて成るサイリタと、それの後段に配置された抵抗69と、nチャネル型MOSトランジスタ70によるキャパシタとの時定数回路とを含んで成る。また、静電破壊保護素子20,25は、特に制限されないが、第5図に示されるような第2保護回路(ESD2)が採用される。この第2保護回路(ESD2)は、抵抗71と、nチャネル型MOSトランジスタ72によるキャパシタとの時定数回路とを含んで成る。
また、入力バッファ40,41の入力端子の近傍に配置される静電破壊保護素子24,22は、第6図に示されるようにな静電破壊保護回路(ESD3)が利用される。この静電破壊保護回路(ESD3)は、高電位側電源VCCに結合されたpチャネル型MOSトランジスタ74と、グランドGNDに結合されたnチャンネル型MOSトランジスタ75との直列回路と、信号入力のための抵抗73とが結合されて成る。
入力バッファ40,41の詳細な構成について説明する。
ここで先ず、入力バッファ40,41に適用される回路の基本的な構成について説明する。
第13図には入力バッファの基本構成が示される。
降圧回路81は、入力された高電位側電源VCCに基づいて、それよりも低いレベルの内部電源VDDIを生成する。特に制限されないが、高電位側電源VCCが3.3Vとされるとき、上記内部電源VDDは1.2Vとされる。高電位側電源VCCが供給されることで動作される第1論理回路101と、それの後段に配置され、内部電源VDDIが供給されることで動作される第2論理回路102が設けられ、上記第1論理回路101と上記第2論理回路102とを結合するための結合回路としてのnチャネル型MOSトランジスタ85が設けられる。このnチャネル型MOSトランジスタ85はデプレッション型とされ、そのゲート電極に内部電源VDDIが供給されることによってオンされる。上記第1回路101は、pチャネル型MOSトランジスタ83とnチャネル型MOSトランジスタ84とが直列接続されて成るインバータとされ、上記第2論理回路102は、pチャネル型MOSトランジスタ86とnチャネル型MOSトランジスタ87とが直列接続されて成るインバータとされる。pチャネル型MOSトランジスタ83,86は高電位側電源VCCに結合され、nチャネル型MOSトランジスタ84,87はグランドGNDに結合される。上記nチャネル型MOSトランジスタ85から上記第2論理回路102の入力端子に至る信号伝達経路をノード6とする。
入力信号は第1論理回路101で論理反転され、さらに後段の第2論理回路102で論理反転されてから、出力端子OUTを介して出力される。
上記降圧回路81は、特に制限されないが、第32図に示されるように、所定レベルの基準電圧Vrefを生成するための定電圧発生回路301と、上記基準電圧Vrefに基づいて内部電源VDDIを生成するための負帰還増幅回路302とを含んで成る。上記負帰還増幅回路302は、特に制限されないが、第33図に示されるように、nチャネル型MOSトランジスタ311,312とが定電流源313を介してグランドGNDに結合されて成る差動結合回路と、この差動結合回路のカレントミラー型の負荷を形成するpチャネル型MOSトランジスタ314,315と、上記差動結合回路からの出力信号に基づいて内部電源VDDIを出力するためのpチャネル型MOSトランジスタ317と、このpチャネル型MOSトランジスタ317のゲート電極とドレイン電極とに結合された位相補償用のキャパシタ316とを含む。上記キャパシタ316は、ディプレション型のMOSトランジスタによって形成され、その他のMOSトランジスタはエンハンスメント型とされる。尚、上記位相補償用のキャパシタ316は、第34図に示されるように、pチャネル型MOSトランジスタ317のドレイン電極とグランドGNDとの間に、抵抗318を介して結合されることもある。
ここで、上記位相補償用のキャパシタ316がデプレッション型のMOSトランジスタのゲート容量によって形成されるとき、第13図におけるnチャネル型MOSトランジスタ85は上記キャパシタ316と同一のプロセスによって形成される。
次に、上記第1論理回路101と上記第2論理回路102との間にデプレッション型のMOSトランジスタ85を設けた理由について説明する。
第14図に示されるように、第1論理回路101と第2論理回路102とが直接結合される場合には、pチャネル型MOSトランジスタ86にGIDL:Gate Induced Drain Leakage)特性に起因して不所望な電流が流れるおそれがある。例えば第15図に示されるように、pチャネル型MOSトランジスタはゲート・ソース間電圧VGSが高くなるに従い、ドレイン(Drain)からソース(Source)に向かうサブスレッショルド電流(Subthreshold current)が増加する特性を示す。そして、ゲート・ソース間電圧VGSが低くなるに従い、ドレイン(Drain)からソース(Source)に向かうドレイン電流は減少するのが一般的であるが、半導体集積回路の微細化が進むにつれて、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位がゲート・ソース間に印加されることでドレイン電流が増加するGIDL特性を示すトランジスタが存在するようになっている。pチャネル型MOSトランジスタ86が、上記GIDL特性を示すトランジスタである場合には、第14図に示される構成では、pチャネル型MOSトランジスタ83が高電位側電源VCCに結合され、pチャネル型MOSトランジスタ86が内部電源VDDIに結合されている関係で、ノード7のハイレベルの電位は高電位側電源VCCに等しくなるため、pチャネル型MOSトランジスタ86のゲート・ソース間には、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位が印加されることによって、GIDL特性に起因する不所望な電流が流れる。
そこで、第13図に示される構成では、上記第1論理回路101と上記第2論理回路102との間にデプレッション型のMOSトランジスタ85を設け、ノード6のハイレベルの電位を低下させている。すなわち、デプレッション型のMOSトランジスタ85のしきい値をVthとするとき、ノード6のハイレベル電位は、VDDI−Vthにまで低下される。それにより、pチャネル型MOSトランジスタ86のゲート・ソース間に、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位が印加されるのが回避され、GIDL特性に起因する不所望な電流が抑えられる。また、そのようにノード6のハイレベルの電位が低下された場合には、ノード7のハイレベルの電位(VCC)よりも低いため、第17図に示されるように、入力信号に応じてノード6のレベルがローレベルに低下するまでの時間が短くなるので、その分、信号伝達速度の高速化を図ることができる。
第18には、図1に示される入力バッファ40,41の構成例が示される。この構成は、基本的には、第16図に示される回路に、コントロール信号CTLによって入力信号に対する論理しきい値を変更する機能、及びチップセレクト信号CSBによって回路を活性化させるための機能が付加されている。
高電位側電源VCCが供給されることで動作する第1論理回路101は、pチャネル型MOSトランジスタ83と、nチャネル型MOSトランジスタ84とが直列接続されて成るインバータに、nチャネル型MOSトランジスタ100が直列接続され、さらに、第1図に示されるインタフェースコントローラ45から伝達されたコントロール信号CTLによって動作制御されるpチャネル型MOSトランジスタ98が設けられ、このpチャネル型MOSトランジスタ98に直列接続されたpチャネル型MOSトランジスタ99が設けられて成る。上記インタフェースコントローラ45によって上記コントロール信号CTLがローレベルにされてpチャネル型MOSトランジスタ98がオンされた場合には、pチャネル型MOSトランジスタ99がpチャネル型MOSトランジスタ83に並列接続される。
nチャネル型MOSトランジスタ100のゲート電極にはチップセレクト信号CSBがインバータ96を介して伝達される。第1図に示されるチップコントローラ46によってチップセレクト信号CSBがローレベルにアサートされた場合には、インバータ96の出力論理がハイレベルとされて、nチャネル型MOSトランジスタ100がオンされるため、第1論理回路100は活性状態とされる。それに対して、上記チップコントローラ46によってチップセレクト信号CSBがハイレベルにネゲートされた場合には、インバータ96の出力論理がローレベルとされて、nチャネル型MOSトランジスタ100がオフされるため、第1論理回路100は非活性状態とされる。
上記第1論理回路101の後段には、高電位側電源VCCが供給されることで動作する第2論理回路102が配置される。特に制限されないが、この第2論理回路102は、2入力ナンド回路97とされる。このナンド回路97の一方の入力端子には、上記第1論理回路101の出力信号がデプレッション型のMOSトランジスタ85を介して伝達される。このデプレッション型のMOSトランジスタ85は、第13図に示される構成の場合と同様、第2論理回路102を構成するMOSトランジスタに、GIDL特性に起因する不所望な電流が流れるのを抑えるために設けられる。そして、上記ナンド回路97の他方の入力端子には、チップセレクト信号CSBがインバータ96を介して伝達される。チップセレクト信号CSBがローレベルにアサートされた場合に、ナンド回路97が活性化され、出力端子OUTからの信号出力が可能とされる。
高電位側電源VCCが供給されることで動作される回路の構成素子やその周辺回路の構成素子には、高耐圧のMOSトランジスタが採用される。第18に示される構成例では、MOSトランジスタ83,84,85,98,99,100、及びナンド回路97の構成トランジスタは、高耐圧型とされる。尚、インバータ96の構成トランジスタは、高耐圧型でなくてもよい。
上記チップコントローラ46によってチップセレクト信号CSBがローレベルにアサートされて、上記第1論理回路101が活性化された状態において、上記コントロール信号CTLがハイレベルの場合には、pチャネル型MOSトランジスタ99が回路動作から排除されるため、第1論理回路101の論理しきい値は、pチャネル型MOSトランジスタ83とnチャネル型MOSトランジスタ84とのゲートサイズ比で決定される値とされる。
それに対して、上記コントロール信号CTLがローレベルの場合には、pチャネル型MOSトランジスタ98がオンされるため、pチャネル型MOSトランジスタ99がpチャネル型MOSトランジスタ83に並列接続され、それによって第1論理回路101の論理しきい値が上昇される。このようにコントロール信号CTLの論理レベルに応じてpチャネル型MOSトランジスタ98を動作制御することで入力信号に対する論理しきい値を容易に切り換えることができる。
第19図には、上記入力バッファ40のさらに詳細な構成例が示される。尚、第19図においては、MOSトランジスタのゲートサイズ比が示されている。例えばpチャネル型MOSトランジスタ98の近傍において「30/0.6」と示されるのは、そのMOSトランジスタ98のゲート幅(W)とゲート長(L)との比(W/L)が、30/0.6であることを示している。このゲートサイズ比が大きいほど、駆動能力が大きくなる。
高電位側電源VCCが供給されることで動作される第1論理回路101と、それの後段に配置され、内部電源VDDIが供給されることで動作される第2論理回路102が設けられ、上記第1論理回路101と上記第2論理回路102とを結合するための結合回路としてのnチャネル型MOSトランジスタ85が設けられるのは、第18図などに示されるのと同様である。
上記第2論理回路102は、2入力ナンド回路97と、この2入力ナンド回路97の出力信号を反転するためのインバータ110、このインバータ110の出力信号を反転することで非反転出力OUTTを得るためのインバータ111、上記インバータ110の出力信号を反転するインバータ112、このインバータ112の出力信号を反転することで反転出力OUTBを得るためのインバータ113を含んで成る。上記インバータ110〜113は、それぞれ内部電源VDDIに結合されたpチャネル型MOSトランジスタと、グランドGNDに結合されたnチャネル型MOSトランジスタとが直列接続されて成る。
メモリセルアレイ30の形成部位の上層に形成された金属配線53は比較的長くなるため、配線抵抗115が比較的大きくなる。この配線抵抗115は、静電破壊保護素子24に含まれる抵抗73に直列接続されるため、上記抵抗73と同様に静電破壊保護機能を発揮する。このため、静電破壊保護素子24としては、配線抵抗115の値を考慮してその分、小さなものを採用することができる。
尚、入力バッファ41においても、第19図と同一の構成を採用することができる。
次に、出力ドライバ42及び出力バッファ43の詳細な構成について説明する。
第24図には出力ドライバ42及び出力バッファ43の構成例が示される。
出力ドライバ42は、特に制限されないが、出力ドライバ201,202,203と、上記出力ドライバ回路201,202の出力端子に結合されたダンパー用の抵抗211,212と、出力バッファ43から出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性を切り換えるための切り換え制御回路204とを含む。出力ドライバ201,202,203、及び切り換え制御回路204は、チップコントローラ46から伝達されたドライバ活性化信号DOCによって活性化される。そして、出力ドライバ201,202,203は、ドライバ活性化信号DOCによって活性化された状態で入力されたデータDATAに基づいて出力バッファ43を駆動する。
上記出力バッファ43は、特に制限されないが、pチャネル型MOSトランジスタ231と、nチャネル型MOSトランジスタ232とが直列接続されてなる第1出力ドライバと、pチャネル型MOSトランジスタ233と、nチャネル型MOSトランジスタ234とが直列接続されてなる第2出力ドライバとを含む。上記pチャネル型MOSトランジスタ231,233のソース電極は高電位側電源VCCに結合され、上記nチャネル型MOSトランジスタ232,234のソース電極はグランドGNDに結合される。
上記出力ドライバ42と上記出力バッファ43との間には、静電破壊保護素子26が配置される。この静電破壊保護素子26は、特に制限されないが、抵抗221,222,223,224を含んで成る。尚、上記出力ドライバ42と上記出力バッファ43とは、第1図から明らかなようにメモりセルアレイ31上の金属配線52によって結合されており、この金属配線52における配線抵抗を上記抵抗221,222,223,224として利用することができる。また、信号出力のためのパッド17の近傍に配置された静電破壊保護素子27は、出力バッファ43の出力信号線と高電位側電源VCCとに結合されたダイオード271と、出力バッファ43の出力信号線とグランドGNDに結合されたダイオード272とを含んで成る。
上記出力ドライバ回路201,202,203は、基本的にはそれぞれ第25図に示されるように構成される。
すなわち、上記出力ドライバ回路201,202,203は、基本的には、ゲート回路241,242,243,244と、pチャネル型MOSトランジスタ245,247と、nチャネル型MOSトランジスタ246,248とを含んで成る。ゲート回路241で入力データDATAと、ドライバ活性化信号DOCとの論理がとられ、その論理出力に従ってpチャネル型MOSトランジスタ245が駆動される。ゲート回路242で入力データDATAと、ドライバ活性化信号DOCとの論理がとられ、その論理出力に従ってnチャネル型MOSトランジスタ246が駆動される。ゲート回路243で入力データDATAと、ドライバ活性化信号DOCとの論理がとられ、その論理出力に従ってpチャネル型MOSトランジスタ247が駆動される。ゲート回路244で入力データDATAと、ドライバ活性化信号DOCとの論理がとられ、その論理出力に従ってnチャネル型MOSトランジスタ248が駆動される。上記pチャネル型MOSトランジスタ245,247のソース電極は高電位側電源VCCに結合され、上記nチャネル型MOSトランジスタ246,248のソース電極はグランドGNDに結合される。そして、この出力ドライバ回路はMOSトランジスタのオープンドレイン形式で出力バッファ43を駆動するための第1出力端子291と第2出力端子292とを有する。すなわち、上記pチャネル型MOSトランジスタ245と上記nチャネル型MOSトランジスタ246のドレイン電極とが抵抗249を介して結合され、上記pチャネル型MOSトランジスタ245ドレイン電極と上記抵抗249との接続ノードからこの出力ドライバ回路の第1出力端子291が引き出される。また、上記pチャネル型MOSトランジスタ247のドレイン電極と上記nチャネル型MOSトランジスタ248のドレイン電極とが抵抗250を介して結合され、上記nチャネル型MOSトランジスタ248のドレイン電極と上記抵抗250との接続ノードからこの出力ドライバ回路の第2出力端子292が引き出される。
上記pチャネル型MOSトランジスタ245は、出力バッファ43におけるpチャネル型MOSトランジスタ231又は233のゲート電極をハイレベルに駆動することによって当該pチャネル型MOSトランジスタをリセットする機能を有し、そのような意味でこのpチャネル型MOSトランジスタ245を「pMOSリセット側回路281」と称する。
上記nチャネル型MOSトランジスタ246及び抵抗249は、出力バッファ43におけるpチャネル型MOSトランジスタ231又は233のゲート電極をローレベルに駆動することによって当該nチャネル型MOSトランジスタをセットする機能を有し、そのような意味でこのnチャネル型MOSトランジスタ246及び抵抗249を「pMOSセット側回路282」と称する。
上記nチャネル型MOSトランジスタ247及び抵抗250は、出力バッファ43におけるnチャネル型MOSトランジスタ232又は234のゲート電極をハイレベルに駆動することによって当該nチャネル型MOSトランジスタをセットする機能を有し、そのような意味でこのnチャネル型MOSトランジスタ247及び抵抗250を「nMOSセット側回路283」と称する。
上記pチャネル型MOSトランジスタ248は、出力バッファ43におけるnチャネル型MOSトランジスタ232又は234のゲート電極をローレベルに駆動することによって当該nチャネル型MOSトランジスタをリセットする機能を有し、そのような意味でこのnチャネル型MOSトランジスタ248を「nMOSリセット側回路284」と称する。
上記抵抗249,250は、出力ドライバ43の駆動を遅延させる働きを有する。従ってそのような抵抗が介在される回路と、それが介在されない回路とを、ドライバ活性化信号DOCに基づいて使い分けることによって、出力ドライバ42の駆動能力を切り換えることができる。また、ドライバ活性化信号DOCに基づいて、出力バッファ43において出力動作に関与するMOSトランジスタの数を変更することで出力バッファ駆動サイズを変更することができる。例えば、LV−CMOSインタフェースやLV−TTLインタフェースに対応させるためには、第26図に示されるように、ドライバ活性化信号DOCに基づいて、出力ドライバ回路201,202,203におけるpMOSリセット側回路281、pMOSセット側回路282、nMOSセット側回路283、及びnMOSリセット側回路284を使い分けるようにするとよい。すなわち、LV−CMOSインタフェースに対応させるためには、出力ドライバ回路201におけるpMOSセット側回路282及びnMOSセット側回路283と、出力ドライバ回路202,203における全てのセット側回路及びリセット側回路が使用されることで、出力バッファ43を高速に駆動する。LV−CMOSインタフェースにおいては、第39図から明らかなように、ローレベル側のノイズマージン131と、ハイレベル側のノイズマージン132とが大きいため、出力バッファ43を高速に駆動することで、出力バッファ43からの出力信号の波形立ち上がり立ち下がり特性であるtr/tf値を小さくして、信号伝達時間の短縮を図ることができる。
それに対して、LV−TTLインタフェースに対応させるには、出力ドライバ回路201におけるpMOSセット側回路282及びnMOSセット側回路283と、出力ドライバ回路202におけるpMOSリセット側回路281及びnMOSリセット側回路284とが使用され、その他の回路は出力バッファ43の駆動に関与されない。このように出力バッファ43の駆動能力を下げることで、出力バッファ43からの出力電流を低減することによって、出力波形に含まれるノイズの低減を図る。これは、LV−TTLインタフェースにおいては、第40図に示されるように、高電位側電源VCCのレベルが低いほどローレベル側のノイズマージン141が小さくなり、高電位側電源VCCのレベルが高いほどハイレベル側のノイズマージン142が小さくなることから、出力バッファ43を低速で駆動することにより、出力信号に含まれるノイズを抑える必要があるためである。
第27図乃至第29図には、出力ドライバ42及び出力バッファ43のさらに詳細な構成例が示される。
尚、第27図乃至第29図に示されるMOSトランジスタの近傍には、対応するMOSトランジスタのゲートサイズ比(W/L)が示される。
第27図に示されるように、切り換え制御回路204は、第1DOCドライバ262、第2DOCドライバ261、及びデータドライバ263を含んで成る。第1DOCドライバ262、第2DOCドライバ261、及びデータドライバ263からの出力信号DOC_B_C,DOC_T_C,DOC_B,DOC_T,DATA_B,DATA_Tは、第28図に示される出力ドライバ回路201,202−1,202−2,203−1,203−2に伝達される。ここで、第28図における出力ドライバ回路202−1,202−2は、第24図における出力ドライバ回路202に対応し、第28図における出力ドライバ回路203−1,203−2は、第24図における出力ドライバ回路203に対応する。この出力ドライバ回路201,202−1,202−2,203−1,203−2の出力信号は、静電破壊保護素子26を介して、第29図に示される出力バッファ43に伝達される。この出力バッファ43の前段及び後段には、それぞれ静電破壊保護素子27−1及び27−2が配置される。この静電破壊保護素子27−1及び27−2は、第24図にける静電破壊保護素子27に対応する。出力バッファ43に含まれるMOSトランジスタには、外部負荷を駆動する必要があることから、ゲートサイズ比(W/L)が100/0.6、あるいは200/0.6などのように、他のMOSトランジスタに比べて、ゲートサイズ比の大きなものが採用される。
第30図には、第27図乃至第29図における出力ドライバ42及び出力バッファ43の主要部の真理値表が示される。第30図において、「L」はローレベル、「H」はハイレベル、「HZ」は高インピーダンス状態、Xは論理不定をそれぞれ示している。
第31図には、第27図乃至第29図における出力ドライバ42及び出力バッファ43が2系統配置される場合のレイアウト例が示される。
制御回路299は、インタフェースコントローラ45やチップコントローラ46を含み、各種制御信号を出力する。出力ドライバ42−1,42−2は、それぞれ第1図に示される出力ドライバ42に相当する。半導体チップのい縁辺部に出力パッド17−1,17−2が所定の間隔で形成され、この出力パッド17−1,17−2間に出力バッファ43−1,43−2が配置される。出力バッファ43−1,43−2は、それぞれ第1図に示される出力バッファ43に相当する。出力バッファ43−1,43−2の形成エリアに静電破壊保護素子27−1,27−2が形成される。出力ドライバ42−1,42−2と、出力バッファ43−1,43−2とが分離して配置されるため、出力バッファ43−1,43−2の形成エリアは比較的小さく、出力パッド17−1,17−2間に収まる程度とされる。
また、本例における抵抗やキャパシタ、ダイオードは、次のように構成することができる。
例えば図35に示されるように、シリコン(Si)などの半導体基板上に形成されたポリシリコン層を利用することにより、端子401,402間に抵抗403を得ることができる。
第36図に示されるように、半導体基板(P型)に形成されたN型ウェル(WELL)と、それに積層された半導体領域(P,N)を利用することで、端子411,412間に抵抗414を得ることができ、さらにそれに結合されたダイオード415を得ることができる。
第37図に示されるように、半導体基板(P型)に形成されたP型ウェル(WELL)と、それに積層された半導体領域(N,N)と、導電体を利用することで、端子421,422間に、キャパシタ423を得ることができる。
第38図に示されるように、半導体基板(N型)に形成されたP型ウェル(WELL)と、それに積層された半導体領域(N,N)と、導電体を利用することにより、端子431,432間にキャパシタ433を得ることができ、さらにそのキャパシタ433に結合されたダイオード435を得ることができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて具体的に説明したが本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
例えば、ボンディングオプションについては以下に示されるように様々な態様が考えられる。
第7図乃至第12図には、ボンディングオプションについての別の構成例が示される。
第7図に示されるように、静電破壊保護素子20,21,23,25の全てに、第4図に示される第1保護回路ESD1を採用してもよい。
第8図に示されるように、2本の制御線55−1,55−2の論理の組み合わせにより、上記入力バッファ40,41における論理しきい値と、上記出力ドライバ42における出力信号の波形立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性とを4段階に調整可能に構成することができる。この場合、半導体チップ9の一端部には、ボンディングオプション用のパッド18−1,18−2が形成され、他端部には、ボンディングオプション用のパッド13−1,13−2が形成される。静電破壊保護素子25−1はパッド18−1の近傍に配置され、静電破壊保護素子20−1はパッド13−1の近傍に配置され、静電破壊保護素子25−2はパッド18−2の近傍に配置され、静電破壊保護素子20−2はパッド13−2の近傍に配置される。ボンディングオプション用のパッド18−1と13−1とは、制御線55−1を介して結合され、ボンディングオプション用のパッド18−2と13−2とは、制御線55−2を介して結合される。ボンディングオプションにより、制御線55−1,55−2の双方をハイレベル又はローレベルにすることができ、また、制御線55−1,55−2の何れか一方をハイレベル又はローレベルにすることができるので、合計4種類の論理の組み合わせを得ることができる。
そして、第8図において、制御線55−1,55−2をそれらの途中でクロスさせるようにしてもよい。この場合の構成が第9図に示される。
さらに、上記入力バッファ40,41における論理しきい値と、上記出力ドライバ42における出力信号の波形立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性とを多段階に調整可能に構成することができる。例えば第10図に示される構成では、16段階の調整を可能としている。この場合、半導体チップ9の一端部には、ボンディングオプション用のパッド18−1〜18−4が形成され、他端部には、ボンディングオプション用のパッド13−1〜13−4が形成される。静電破壊保護素子25−1〜25−4は、それぞれ対応するパッド18−1〜18−4の近傍に配置され、静電破壊保護素子20−1〜20−4は、それぞれ対応するパッド13−1〜13−4の近傍に配置される。ボンディングオプション用のパッド18−1と13−1とは、制御線55−1を介して結合され、ボンディングオプション用のパッド18−2と13−2とは、制御線55−2を介して結合される。また、ボンディングオプション用のパッド18−3と13−3とは、制御線55−3を介して結合され、ボンディングオプション用のパッド18−4と13−4とは、制御線55−4を介して結合される。このボンディングオプションによるワイヤ61−1,61−2,13−1,13−2により、どのパッドを結合するかによって、制御線55−1〜55−4における論理の組み合わせは16通りとなる。
第11図に示されるように、2個のグランドGND用の外部端子12−1,12−2を互いに隣接配置可能であれば、半導体チップ9においては、、2個のグランドGND用の外部端子12−1,12−2に対応して、グランドGND用のパッド14−1,14−2を形成し、それの近傍にボンディングオプション用のパッド13−1,13−2を形成するようにしてもよい。制御線55−1をローレベルにするには、ボンディングオプションによって外部端子12−1とパッド13−1を結合すればよいし、制御線55−2をローレベルにするには、ボンディングオプションによって外部端子12−2とパッド13−2を結合すればよい。
第12図に示されるように、半導体チップ9の4つの縁辺部に対応して、高電位側電源VCCを供給するための外部端子11−1,11−2、及び低電位側電源(グランドGND)を供給するための外部端子12−1,12−2を配置可能であれば、それに対応してボンディングオプションを形成することができる。第10図に示される構成の場合と同様に、上記入力バッファ40,41における論理しきい値と、上記出力ドライバ42における出力信号の波形立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性とを16段階に調整することができる。
上記の実施例では、GIDL特性を示すトランジスタに流れる不所望な電流をデプレッション型のMOSトランジスタを挿入することで回避したが、このデプレッション型のMOSトランジスタに代えてエンハンスメント型のMOSトランジスタを使用することもできる。例えば第16図に示されるように、第1論理回路101と第2論理回路102との間に、エンハンスメント型のMOSトランジスタ95を設ける。そしてその場合には、フィードバック用のpチャネル型MOSトランジスタ94を設ける。pチャネル型MOSトランジスタ94は、第2論理回路102の出力信号がローレベルとなることでオンされて、ノード8のハイレベルの電位を内部電源VDDIにまで低下させる。このような構成を採用しても、pチャネル型MOSトランジスタ86のゲート・ソース間に、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位が印加されるのが回避され、GIDL特性に起因する不所望な電流が抑えられる。
入力バッファ40,41における論理しきい値の切り換え方式としては種々の方式が考えられる。例えば第20図に示されるように、pチャネル型MOSトランジスタ98のゲート電極にコントロール信号CTLを供給してもよいし、第21図に示されるように、pチャネル型MOSトランジスタ98のゲート電極に入力信号INを供給し、pチャネル型MOSトランジスタ99のゲート電極にコントロール信号CTLを供給してもよい。また、上記の例では、入力バッファ40,41における論理しきい値の切り換えを、pチャネル型MOSトランジスタによって行ったが、この切り換えをnチャネル型MOSトランジスタで行うこともできる。例えば第22図に示されるように、pチャネル型MOSトランジスタ98と、nチャネル型MOSトランジスタ124とを直列接続することでインバータを構成し、上記nチャネル型MOSトランジスタ123に直列接続されたnチャネル型MOSトランジスタ84がコントロール信号CTLB(CTLの反転信号)によってオンされた場合に、nチャネル型MOSトランジスタ123が、nチャネル型MOSトランジスタ124に並列接続されることで回路動作に関与するように構成する。nチャネル型MOSトランジスタ123が、nチャネル型MOSトランジスタ124に並列接続されるか否かによって、論理しきい値を変更することができる。しかしながら、第23図に示されるように、入力バッファ40,41における論理しきい値の切り換えをnチャネル型MOSトランジスタで行った場合(第22図参照)の特性曲線126と、pチャネル型MOSトランジスタによって行った場合(第20図及び第21図参照)の特性曲線125を比べて明らかなように、入力バッファ40,41における論理しきい値の切り換えをnチャネル型MOSトランジスタで行った場合には貫通電流Iが多く流れるのに対して、入力バッファ40,41における論理しきい値の切り換えをnチャネル型MOSトランジスタで行った場合には、貫通電流Iが少なくて済むという利点がある。
上記の例では、ボンディングオプションが採用されたが、特定のヒューズを溶断することによって論理設定を可能とするヒューズ回路を採用することもできる。
また、機能選択の対象としては、入力バッファにおける入力しきい値や、出力バッファにおける出力波形の立ち上がり立ち下がり(tr/tf)特性以外にも、動作電源電圧、パッケージ、容量、ビット幅、及びファンクション(真理値表,状態遷移図)などを挙げることができる。
産業上の利用可能性
本発明は、入力バッファや出力バッファを含む半導体集積回路、特に情報記憶のためのメモリセルアレイを有する半導体記憶装置としての半導体集積回路に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る半導体集積回路の一実施例である半導体記憶装置の構成例ブロック図である。
第2図は、上記半導体記憶装置における主要部の構成例説明図である。
第3図は、上記半導体記憶装置における主要部の別の構成例説明図である。
第4図は、上記半導体記憶装置に含まれる静電破壊保護素子の構成例回路図である。
第5図は、上記半導体記憶装置に含まれる静電破壊保護素子の別の構成例回路図である。
第6図は、上記半導体記憶装置に含まれる静電破壊保護素子の別の構成例回路図である。
第7図は、上記半導体記憶装置における主要部の別の構成例説明図である。
第8図は、上記半導体記憶装置における主要部の別の構成例説明図である。
第9図は、上記半導体記憶装置における主要部の別の構成例説明図である。
第10図は、上記半導体記憶装置における主要部の別の構成例説明図である。
第11図は、上記半導体記憶装置における主要部の別の構成例説明図である。
第12図は、上記半導体記憶装置における主要部の別の構成例説明図である。
第13図は、上記半導体記憶装置に含まれる入力バッファの基本的な構成例回路図である。
第14図は、第13図に示される入力バッファの比較対象とされる回路の構成例回路図である。
第15図は、MOSトランジスタのGIDL特性の説明図である。
第16図は、上記半導体記憶装置に含まれる入力バッファの別の基本的な構成例回路図である。
第17図は、入力バッファの動作説明のための波形図である。
第18図は、上記半導体記憶装置に含まれる入力バッファの構成例回路図である。
第19図は、上記半導体記憶装置に含まれる入力バッファの詳細な構成例回路図である。
第20図は、上記半導体記憶装置に含まれる入力バッファの別の構成例を示す回路図である。
第21図は、上記半導体記憶装置に含まれる入力バッファの別の構成例を示す回路図である。
第22図は、上記半導体記憶装置に含まれる入力バッファの別の構成例を示す回路図である。
第23図は、上記半導体記憶装置に含まれる入力バッファの特性図である。
第24図は、上記半導体記憶装置に含まれる出力ドライバ及び出力バッファの構成例回路図である。
第25図は、上記出力ドライバにおける主要部の構成例回路図である。
第26図は、上記出力ドライバの動作例説明図である。
第27図は、上記出力ドライバにおける主要部の詳細な構成例回路図である。
第28図は、上記出力ドライバにおける主要部の詳細な構成例回路図である。
第29図は、上記出力バッファ及びその周辺部の詳細な構成例回路図である。
第30図は、第27図乃至第29図における出力ドライバ及び出力バッファの主要部の動作説明図である。
第31図は、第27図乃至第29図における出力ドライバ及び出力バッファのレイアウト例説明図である。
第32図は、上記入力バッファに含まれる降圧回路の構成例ブロック図である。
第33図は、上記降圧回路における主要部の構成例回路図である。
第34図は、上記降圧回路における主要部の別の構成例回路図である。
第35図は、上記半導体記憶装置で使用される主要素子の形成例説明図である。
第36図は、上記半導体記憶装置で使用される主要素子の形成例説明図である。
第37図は、上記半導体記憶装置で使用される主要素子の形成例説明図である。
第38図は、上記半導体記憶装置で使用される主要素子の形成例説明図である。
第39図は、上記半導体記憶装置において採用されるLV−CMOSインタフェースの特性説明図である。
第40図は、上記半導体記憶装置において採用されるLV−TTLインタフェースの特性説明図である。
Technical field
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit including an input buffer and an output buffer.
Background art
In the semiconductor integrated circuit, a function selection method as described below is adopted.
That is, a first method for determining a function by changing a signal level supplied to a predetermined terminal of the semiconductor integrated circuit on a substrate on which the semiconductor integrated circuit is mounted according to setting information such as a mode register, a test process after assembly The second method for determining the function using an electrical fuse, the third method for determining the function by a bonding option at the time of assembly, the fourth method for determining the function using a fuse or the like in the wafer state, and the wiring mask for the wafer This is the fifth method for determining the function by changing the function. Here, the functions determined by the selection of the optional function include the input threshold value in the input buffer, the rising / falling (tr / tf) characteristics of the output waveform in the output buffer, the operating power supply voltage, the package, the capacity, and the bit width. , And functions (truth table, state transition diagram). In addition, in this specification, when “option” is used alone, in addition to the bonding option, various functions such as function selection by laser fuse, function selection by electric fuse, function selection by antifuse, function selection by nonvolatile memory element, etc. Means selection.
The first technique is an easy and simple technique when a system product is sold using a semiconductor device (board product or the like). However, in the case of a business with a single semiconductor integrated circuit that requires standardization, it is often not accepted by customers because it requires special management in use. The second method needs to employ a wafer process that can make a nonvolatile memory such as an electric fuse in a semiconductor component. In addition, this nonvolatile memory needs to be programmable in a short time and highly reliable. The third method is effective as a relatively easy and simple method. In the fourth method, inventory management at the wafer process factory is currently managed in the wafer state after the completion of the test, and therefore, it is necessary to have a wafer inventory for each function determined by the fuse state. It becomes difficult to follow changes in the market. The fifth method is widely adopted because it can be changed in specifications with a high degree of functionality and a high degree of freedom. However, the function determination by option is optional compared to the first method and the fourth method. This process is earlier in the production process, and the need to have a wafer inventory similar to the fourth method is generated.
According to the inventor's investigation, function selection by option is effective in order to respond quickly to specification changes in a semiconductor integrated circuit. However, as the number of options increases, the function selection circuit is required for each option. Therefore, for example, when a bonding option is adopted, it has been found that the number of pads for bonding increases as the number of options increases, thereby inhibiting the reduction of the chip size of the semiconductor integrated circuit. The same is true when options other than bonding, such as a fuse circuit, are employed.
Further, the inventors of the present invention have studied an interface circuit that allows signals to be exchanged with the outside in a semiconductor integrated circuit. When two types of voltages having different voltage levels are used as power supply voltages for circuit operation, Is a transistor having a GID (Gate Induced Drain Leakage) characteristic in which a drain current increases when a potential having a polarity opposite to a channel turning-on potential is applied between a gate and a source due to miniaturization of a semiconductor integrated circuit It has been found that an undesired current flowing in such a transistor hinders the reduction of the current consumption of the circuit.
Furthermore, when the inventor of the present application has studied an interface circuit in a semiconductor memory device which is an example of a semiconductor integrated circuit, it has been found that there is room for improvement in the layout of an output circuit included in the interface circuit. The output circuit has a function of outputting data read from the memory cell array in the semiconductor memory device to the outside, but a relatively large number of control signals are used to control the operation thereof. Such a control signal is generated in relation to other timing signals in a control circuit that generates various timing signals for the internal operation of the semiconductor memory device. In order to generate various timing signals for the internal operation of the semiconductor memory device, this control circuit is preferably arranged closer to the center of the semiconductor chip than to be arranged at the edge of the semiconductor chip. For this reason, the control circuit is usually formed at a position away from the signal output pad for externally outputting read data from the memory cell array. In this case, if the output circuit is arranged in the vicinity of the external output terminal, the signal line for controlling the operation must be wired up to the vicinity of the external terminal, so that the wiring becomes complicated. On the other hand, if the output circuit is arranged in the vicinity of the control circuit, the signal wiring for transmitting the output signal from the output circuit to the signal output pad is routed inside the semiconductor chip. Since a relatively large current flows in the signal wiring for transmitting the output signal from the output circuit to the signal output pad, routing such signal wiring to the inside of the semiconductor chip is another internal circuit. This is not preferable because it causes noise generation.
An object of the present invention is to provide a technique for reducing the scale of a function selection circuit.
Another object of the present invention is to provide a technique for reducing an undesired current flowing in a transistor exhibiting GIDL characteristics.
Another object of the present invention is to provide a technique for optimizing the layout of an output circuit for externally outputting data read from a memory cell array.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the following description of the present specification and the accompanying drawings.
Disclosure of the invention
The outline of typical ones of the inventions disclosed in this specification will be described as follows.
Depending on the input buffer for capturing the signal, the output buffer for outputting the signal, the rising and falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer, and the logic level of the common node signal given by the option And a controller capable of changing the logic threshold value in the input buffer to constitute a semiconductor integrated circuit. When the logic level of the common node signal given by the option is determined, the controller accordingly determines the rising / falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer and the logic threshold value in the input buffer. change. For this reason, it is not necessary to form a function selection circuit for each function to be selected. This reduces the scale of the function selection circuit.
Also, a step-down circuit for stepping down the input power supply voltage to a predetermined level, a first logic circuit that operates when the power supply voltage is supplied, and a stage subsequent to the first logic circuit, are provided from the step-down circuit. When the semiconductor integrated circuit is configured to include a second logic circuit that operates when the output voltage is supplied and a coupling circuit for coupling the first logic circuit and the second logic circuit, The coupling circuit includes the depletion type first transistor. The depletion-type first transistor lowers the voltage level of the signal input to the second circuit, and in the transistor included in the second circuit, a potential having a polarity opposite to the potential for turning on the channel is between the gate and the source. It acts to avoid being applied. This reduces the undesired current flowing through the transistor exhibiting GIDL characteristics.
Furthermore, when a semiconductor integrated circuit is configured including a memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged in an array and an output circuit for outputting data read from the memory cell array to the outside, An output buffer for outputting, and an output driver arranged to face the output buffer via the memory cell array and for driving the output buffer based on data read from the memory cell array, An output circuit is configured. At this time, the output buffer and the output driver are coupled to each other through a signal wiring formed using an upper layer of the portion where the memory cell array is formed. This avoids complication of signal wiring and suppresses noise generation in other circuits, thereby achieving optimization of the output circuit layout.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a semiconductor memory device 10 which is an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention. The semiconductor memory device 10 of the present embodiment is not particularly limited, but is formed as a semiconductor integrated circuit on a single semiconductor substrate 9 such as a single crystal silicon substrate by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.
The semiconductor memory device 10 shown in FIG. 1 has four memory cell arrays 28, 29, 30, and 31 although not particularly limited. Memory cell arrays 28, 29, 30, and 31 are arranged such that a plurality of word lines and a plurality of data line pairs intersect, and a plurality of static memory cells are provided in an array at the intersections. Become. The plurality of word lines are driven to a selection level based on an output signal of a row address decoder (not shown) for decoding a row address. When one word line is driven to a selected level, all the memory cells coupled to the word line are selected, and data is written to or read from the memory cell via the data line pair. Reading is possible. Data line selection circuits 32, 33, 34 and 35 for selectively coupling a plurality of data line pairs in the corresponding memory cell array to common line pairs are coupled to the memory cell arrays 28, 29, 30, and 31. . The data line selection operation in the data line selection circuits 32, 33, 34, and 35 is performed based on the output signal of the column address decoder that decodes the column address signal. In the vicinity of the data line selection circuits 32, 33, 34, 35, sense amplifiers 36, 37, 38, 39 for amplifying the signal level of the corresponding common line pair are arranged. The common line pair is coupled to the output driver 42 so that signals amplified by the sense amplifiers 36, 37, 38, 39 are transmitted to the output driver 42 through the common line. A pad 17 for outputting read data from the memory cell arrays 28, 29, 30, 31 to the outside is provided on the edge of the semiconductor chip 9. The pad 17 is coupled to an external terminal (not shown) by a bonding wire. An output signal from the output buffer 43 is transmitted to the pad 17. An electrostatic breakdown protection element 27 is disposed between the output buffer 43 and the pad 17 in order to prevent the constituent elements of the output buffer 43 from being destroyed by static electricity input via an external terminal. The output buffer 43 is driven by the output driver 42. That is, the output buffer 43 is driven by the output driver 42 based on the read data from the memory cell arrays 28, 29, 30, and 31. Thereby, external output of read data from the memory cell arrays 28, 29, 30, and 31 is enabled. The output driver 42 and the output buffer 43 driven by the output driver 42 are arranged to face each other via the memory cell array 31, and an output signal from the output driver 42 is a metal wiring 52 formed in an upper layer of the formation region of the memory cell array 31. To the output buffer 43. In order to prevent the constituent elements of the output driver 42 from being destroyed by static electricity, the electrostatic breakdown protection element 26 is disposed at the subsequent stage of the output driver 26. Note that a predetermined wiring resistance exists in the metal wiring 52 formed in the upper layer of the formation region of the memory cell array 31, and this wiring resistance also prevents the constituent elements of the output driver 42 from being destroyed by static electricity. It is useful for.
In addition, a pad 16 for capturing input data for writing is formed on the edge of the semiconductor chip 9. The pad 16 is bonded to an input terminal (not shown) for signal capture. An input buffer 40 is coupled to the pad 16 via a metal wiring 53 formed in an upper layer of the memory cell array 30, and externally input write data is input via the metal wiring 53 to the input buffer 40. To be communicated to. In order to prevent the constituent elements of the input buffer 40 from being destroyed by static electricity, the electrostatic breakdown protection element 23 is disposed in the vicinity of the pad 16, and the electrostatic breakdown protection element 24 is disposed in the vicinity of the input buffer 40. The An output signal from the input buffer 40 is transmitted to a write circuit (not shown) for writing data to the memory cell arrays 30 and 31.
Further, a pad 15 for capturing input data for writing is formed on the edge of the semiconductor chip 9. The pad 15 is bonded to an input terminal (not shown) for signal capture. The pad 15 is coupled to the input buffer 41 via a metal wiring 54 formed in an upper layer of the formation region of the memory cell array 29, and write data input from the outside is input to the input buffer 41 via the metal wiring 54. To be communicated to. In order to prevent the constituent elements of the input buffer 41 from being destroyed by static electricity, the electrostatic breakdown protection element 21 is disposed in the vicinity of the pad 15, and the electrostatic breakdown protection element 22 is disposed in the vicinity of the input buffer 41. The An output signal from the input buffer 41 is transmitted to a write circuit (not shown) for writing data to the memory cell arrays 28 and 29.
The input buffers 40 and 41 and the output driver 42 are selectively activated by a chip select signal CSB output from the chip controller 46. In this example, although not particularly limited, the input buffers 40 and 41 and the output driver 42 are activated during the period when the chip controller 46 asserts the chip select signal CSB to the low level. . The chip controller 46 is part of the function of a control circuit (not shown) for controlling the overall operation of the semiconductor memory device 10.
The input buffers 40 and 41 can change the logic threshold value with respect to the input signal by the control signal CTL, and the output driver 42 can rise and fall (tr / tf) of the waveform of the output signal by the control signal CTL. The characteristic can be changed. The control signal CTL is formed by the interface controller 45.
Here, the reason why the output driver 42 and the output buffer 43 are arranged to face each other via the memory cell array 31 will be described.
The output driver 42 and the output buffer 43 are collectively referred to as an output circuit and are usually arranged adjacent to each other. When this output circuit (output driver 42 and output buffer 43) is provided at the formation position of the output buffer 43 in FIG. 1, many signal lines coupled to the output driver 42 are connected to the output buffer in FIG. It is necessary to wire up to the formation position of 43, which is not preferable because wiring in the upper layer of the formation region of the memory cell array 31 becomes complicated. When the output circuit (the output driver 42 and the output buffer 43) is provided at the position where the output driver 42 is formed in FIG. 1, a signal line for transmitting the output signal of the output buffer 43 is electrostatically connected. It is routed to the position of the destruction protection element 27. Since the output buffer 43 has a high driving capability and a relatively large current flows through a signal line for transmitting the output signal, it is preferable to route such a signal line in the semiconductor chip 9 because noise is easily generated. Absent. Therefore, in this example, as shown in FIG. 1, the output driver 42 and the output buffer 43 are arranged to face each other via the memory cell array 31. In this way, the output driver 42 is arranged in the vicinity of the interface controller 45 and the chip controller 46, and the output buffer 43 is arranged in the vicinity of the pad 17. In addition, in that case, the wiring in the upper layer of the formation part of the memory cell array 31 need only be a signal line for transmitting the output signal of the output driver 42 to the output buffer 43. It is possible to avoid complications. Further, since the driving capability of the output driver 42 is smaller than that of the output buffer 43, noise is hardly generated.
An interface controller 45 is provided. The interface controller 45 changes the logic threshold value in the input buffers 40 and 41 and changes the waveform rising / falling (tr / tf) characteristics of the output signal in the output driver 42. Then, adjustment is made according to the logic level of the common node signal given to the control line 55 by the bonding option. That is, a bonding option pad 13 is formed at one end of the semiconductor chip 9, and a bonding option pad 18 is formed at the other end of the semiconductor chip 9. The pad 13 or the pad 18 is a bonding option. When the logic level of the control line 55 is determined by being coupled to the high-potential-side power supply VCC or the ground GND (low-potential-side power supply VSS), the logic in the input buffers 40 and 41 is determined according to the logic level. The threshold value and the waveform rising / falling (tr / tf) characteristics of the output signal in the output driver 42 are determined. The pad 14 formed in the vicinity of the bonding option pad 13 is used for taking in the high potential side power supply VCC from the outside, and the pad 19 formed in the vicinity of the bonding option pad 18 is externally connected. Used to take in the low potential side power supply (ground GND).
Next, the necessity of changing the logic threshold value in the input buffers 40 and 41 and the necessity of changing the waveform rising / falling (tr / tf) characteristic of the output signal from the output buffer 43 will be described.
Examples of the interface type in the semiconductor integrated circuit include an LV-CMOS interface and an LV-TTL interface. As shown in FIG. 39, in the LV-CMOS interface, when the horizontal axis is the high potential side power supply VCC and the vertical axis is the input voltage Vin, VCC / 2 is the center of the logic threshold value. A low level is guaranteed below VCC, and a high level is guaranteed above 0.75 × VCC. A difference 131 between the VCC / 2 line and the 0.25 × VCC line is a noise margin on the low level side, and a difference 132 between the VCC / 2 line and the 0.75 × VCC line is a noise on the high level side. It is a margin. As is apparent from FIG. 39, the noise margin 131 on the low level side and the noise margin 132 on the high level side are enlarged as the level of the high potential side power supply VCC increases. Normally, when the output buffer is driven at a high speed, a large current flows through the output terminal, and the noise component included in the output signal increases. However, when a signal is supplied to a circuit that employs the LV-CMOS interface, even if the signal contains a little noise, the circuit operation is hindered if the signal is within the noise margin. Therefore, the output buffer can be driven at high speed.
On the other hand, as shown in FIG. 40, the LV-TTL interface guarantees a low level when the input voltage Vin is 0.8 V or less, regardless of the fluctuation of the high potential side power supply VCC, and the input voltage Vin is 2 Since the high level is guaranteed at 0.0 V or higher, the noise margin 141 on the low level side becomes smaller as the level of the high potential side power supply VCC becomes lower, and the noise on the high level side becomes higher as the level of the high potential side power supply VCC becomes higher. The margin 142 is reduced. Therefore, when a signal is supplied to a circuit employing such an LV-TTL interface, it is necessary to suppress noise included in the output signal by driving the output buffer at a low speed.
In a semiconductor integrated circuit including an interface such as an input buffer or an output buffer, a logical threshold value in the input buffers 40 and 41 is determined by a bonding option so as to meet an interface specification adopted in a user system to which the interface is applied. It is desirable to be able to adjust the waveform rising / falling (tr / tf) characteristics of the output signal from the output buffer 43. The logical threshold values in the input buffers 40 and 41 and the waveform rising / falling (tr / tf) characteristics of the output signal from the output buffer 43 can be individually adjusted by separate bonding options. Since the function selection circuit is required for each option, many pads must be formed on the edge of the semiconductor chip for the bonding option, which hinders reduction in the chip size of the semiconductor integrated circuit. In this example, the rising and falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer 43 and the logic threshold value in the input buffers 40 and 41 can be adjusted according to the logic level of the common node signal in the control line 55. Is done. In other words, the logic level of the control line 55 is determined by the bonding option, whereby the rising / falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer 43 and the logic threshold values in the input buffers 40 and 41 are determined. In this way, the function selection circuit can be shared by the bonding option, thereby reducing the scale of the function selection circuit.
Next, the bonding option will be described in detail.
FIG. 2 shows a main part of the semiconductor memory device 10 shown in FIG.
A pad 16 for data input and a pad 19 to which the high potential side power supply VCC is supplied are formed at one end of the semiconductor chip 9, and a bonding option pad 18 is formed in the vicinity of the pad 19. . At the other end of the semiconductor chip 9, a data input pad 15 and a pad 14 to which a low potential side power supply (ground GND) is supplied are formed. A pad 13 for bonding options is formed in the vicinity of the pad 14. It is formed. The pad 16 and the external terminal 57 are coupled by a bonding wire 63, the pad 19 and the external terminal 11 are coupled by a bonding wire 62, and the pad 15 and the external terminal 58 are coupled by a bonding wire 65. And the external terminal 12 are coupled by a wire 64 by bonding. If the logic of the control line 55 is to be set to a high level by a bonding option, the external terminal 11 and the pad 18 are coupled with a wire 61 by bonding. Thereby, the logic of the control line 55 can be made high. Since the bonding option pad 18 is disposed in the vicinity of the supply pad 19 of the high potential side power supply VCC, the bonding between the external terminal 11 and the pad 18 can be easily performed. If the logic of the control line 55 is to be set to a low level by the bonding option, the external terminal 12 and the pad 13 are connected by a wire 66 by bonding as shown in FIG. Thereby, the logic of the control line 55 can be set to a low level. Since the bonding option pad 13 is disposed in the vicinity of the low-potential-side power supply (ground GND) supply pad 14, the bonding between the external terminal 12 and the pad 13 can be easily performed.
The electrostatic protection elements 21 and 23 are not particularly limited, but a first protection circuit (ESD1) as shown in FIG. 4 is employed. The first protection circuit (ESD1) includes a thyristor formed by coupling an npn bipolar transistor 67 and a pnp bipolar transistor 68, a resistor 69 disposed in the subsequent stage, and a capacitor formed by an n channel MOS transistor 70. And a time constant circuit. The electrostatic breakdown protection elements 20 and 25 are not particularly limited, but a second protection circuit (ESD2) as shown in FIG. 5 is adopted. The second protection circuit (ESD2) includes a resistor 71 and a time constant circuit including a capacitor formed by an n-channel MOS transistor 72.
Further, as the electrostatic breakdown protection elements 24 and 22 arranged in the vicinity of the input terminals of the input buffers 40 and 41, an electrostatic breakdown protection circuit (ESD3) as shown in FIG. 6 is used. This electrostatic breakdown protection circuit (ESD3) is for inputting a series circuit of a p-channel MOS transistor 74 coupled to the high potential side power supply VCC and an n-channel MOS transistor 75 coupled to the ground GND, and for signal input. The resistor 73 is coupled.
A detailed configuration of the input buffers 40 and 41 will be described.
First, a basic configuration of a circuit applied to the input buffers 40 and 41 will be described.
FIG. 13 shows the basic configuration of the input buffer.
The step-down circuit 81 generates an internal power supply VDDI of a lower level based on the input high potential side power supply VCC. Although not particularly limited, when the high potential side power supply VCC is 3.3V, the internal power supply VDD is 1.2V. A first logic circuit 101 that is operated by being supplied with the high-potential-side power supply VCC, and a second logic circuit 102 that is disposed in the subsequent stage and that is operated by being supplied with the internal power supply VDDI are provided. An n-channel MOS transistor 85 is provided as a coupling circuit for coupling the first logic circuit 101 and the second logic circuit 102. The n-channel MOS transistor 85 is a depletion type, and is turned on when the internal power supply VDDI is supplied to its gate electrode. The first circuit 101 is an inverter in which a p-channel MOS transistor 83 and an n-channel MOS transistor 84 are connected in series. The second logic circuit 102 includes a p-channel MOS transistor 86 and an n-channel MOS transistor. An inverter is formed by connecting a transistor 87 in series. The p-channel MOS transistors 83 and 86 are coupled to the high potential side power supply VCC, and the n-channel MOS transistors 84 and 87 are coupled to the ground GND. A signal transmission path from the n-channel MOS transistor 85 to the input terminal of the second logic circuit 102 is a node 6.
The input signal is logically inverted by the first logic circuit 101, further logically inverted by the second logic circuit 102 at the subsequent stage, and then output via the output terminal OUT.
The step-down circuit 81 is not particularly limited, but as shown in FIG. 32, a constant voltage generation circuit 301 for generating a reference voltage Vref of a predetermined level and an internal power supply VDDI based on the reference voltage Vref are generated. And a negative feedback amplifier circuit 302. The negative feedback amplifier circuit 302 is not particularly limited, but as shown in FIG. 33, a differential coupling circuit in which n-channel MOS transistors 311 and 312 are coupled to the ground GND via a constant current source 313. And p-channel MOS transistors 314 and 315 forming a current mirror type load of the differential coupling circuit, and a p-channel MOS for outputting the internal power supply VDDI based on an output signal from the differential coupling circuit Transistor 317 and a phase compensation capacitor 316 coupled to the gate electrode and drain electrode of p channel MOS transistor 317 are included. The capacitor 316 is formed of a depletion type MOS transistor, and the other MOS transistors are of an enhancement type. The phase compensation capacitor 316 may be coupled between the drain electrode of the p-channel MOS transistor 317 and the ground GND via a resistor 318, as shown in FIG.
Here, when the phase compensation capacitor 316 is formed by the gate capacitance of a depletion type MOS transistor, the n-channel type MOS transistor 85 in FIG. 13 is formed by the same process as the capacitor 316.
Next, the reason why a depletion type MOS transistor 85 is provided between the first logic circuit 101 and the second logic circuit 102 will be described.
As shown in FIG. 14, in the case where the first logic circuit 101 and the second logic circuit 102 are directly coupled, the p-channel MOS transistor 86 is not caused by the GIDL (Gate Induced Drain Leakage) characteristic. There is a possibility that a desired current flows. For example, as shown in FIG. 15, the p-channel MOS transistor has a characteristic that the subthreshold current from the drain to the source increases as the gate-source voltage VGS increases. Show. As the gate-source voltage VGS decreases, the drain current from the drain to the source generally decreases. However, as the semiconductor integrated circuit becomes finer, the channel is turned on. There is a transistor having GIDL characteristics in which a drain current increases when a potential having a polarity opposite to the potential to be applied is applied between the gate and the source. When the p-channel MOS transistor 86 is a transistor exhibiting the above-mentioned GIDL characteristics, in the configuration shown in FIG. 14, the p-channel MOS transistor 83 is coupled to the high potential side power supply VCC, and the p-channel MOS transistor Since the node 86 is coupled to the internal power supply VDDI, the high-level potential of the node 7 becomes equal to the high-potential-side power supply VCC. Therefore, the potential for turning on the channel is between the gate and the source of the p-channel MOS transistor 86. As a result, an undesired current caused by the GIDL characteristic flows.
Therefore, in the configuration shown in FIG. 13, a depletion type MOS transistor 85 is provided between the first logic circuit 101 and the second logic circuit 102 to lower the high-level potential of the node 6. That is, when the threshold value of the depletion type MOS transistor 85 is set to Vth, the high level potential of the node 6 is lowered to VDDI−Vth. As a result, it is possible to avoid applying a potential having a polarity opposite to the potential for turning on the channel between the gate and the source of the p-channel MOS transistor 86 and to suppress an undesired current due to the GIDL characteristic. Further, when the high level potential of the node 6 is lowered in this way, it is lower than the high level potential (VCC) of the node 7, and therefore, as shown in FIG. Since the time until the level 6 decreases to the low level is shortened, the signal transmission speed can be increased accordingly.
Eighteenth is a configuration example of the input buffers 40 and 41 shown in FIG. This configuration basically adds a function for changing the logic threshold value for the input signal by the control signal CTL and a function for activating the circuit by the chip select signal CSB to the circuit shown in FIG. Has been.
The first logic circuit 101 that operates when the high-potential-side power supply VCC is supplied includes an n-channel MOS transistor 100 connected to an inverter in which a p-channel MOS transistor 83 and an n-channel MOS transistor 84 are connected in series. Are connected in series, and a p-channel MOS transistor 98 whose operation is controlled by a control signal CTL transmitted from the interface controller 45 shown in FIG. 1 is provided, and the p-channel MOS transistor 98 is connected in series. A p-channel MOS transistor 99 is provided. When the control signal CTL is set to low level by the interface controller 45 and the p-channel MOS transistor 98 is turned on, the p-channel MOS transistor 99 is connected in parallel to the p-channel MOS transistor 83.
A chip select signal CSB is transmitted through an inverter 96 to the gate electrode of the n-channel MOS transistor 100. When the chip controller 46 shown in FIG. 1 asserts the chip select signal CSB to the low level, the output logic of the inverter 96 is set to the high level and the n-channel MOS transistor 100 is turned on. One logic circuit 100 is activated. On the other hand, when the chip select signal CSB is negated to the high level by the chip controller 46, the output logic of the inverter 96 is set to the low level, and the n-channel MOS transistor 100 is turned off. The logic circuit 100 is deactivated.
A second logic circuit 102 that operates when the high-potential-side power supply VCC is supplied is disposed at the subsequent stage of the first logic circuit 101. Although not particularly limited, the second logic circuit 102 is a two-input NAND circuit 97. The output signal of the first logic circuit 101 is transmitted to one input terminal of the NAND circuit 97 via a depletion type MOS transistor 85. The depletion type MOS transistor 85 is provided in order to suppress an undesired current caused by the GIDL characteristic from flowing to the MOS transistor constituting the second logic circuit 102, as in the case of the structure shown in FIG. It is done. The chip select signal CSB is transmitted to the other input terminal of the NAND circuit 97 via the inverter 96. When the chip select signal CSB is asserted to a low level, the NAND circuit 97 is activated and signal output from the output terminal OUT is enabled.
A high breakdown voltage MOS transistor is employed as a component of a circuit that is operated by being supplied with the high-potential-side power supply VCC or a component of its peripheral circuit. In the configuration example shown in FIG. 18, the MOS transistors 83, 84, 85, 98, 99, 100 and the configuration transistors of the NAND circuit 97 are of a high breakdown voltage type. Note that the constituent transistors of the inverter 96 may not be of a high breakdown voltage type.
When the chip controller 46 asserts the chip select signal CSB to the low level and the first logic circuit 101 is activated, when the control signal CTL is at the high level, the p-channel MOS transistor 99 is turned on. Since it is excluded from the circuit operation, the logic threshold value of the first logic circuit 101 is a value determined by the gate size ratio between the p-channel MOS transistor 83 and the n-channel MOS transistor 84.
On the other hand, when the control signal CTL is at a low level, the p-channel MOS transistor 98 is turned on, so that the p-channel MOS transistor 99 is connected in parallel to the p-channel MOS transistor 83, thereby The logic threshold value of the logic circuit 101 is increased. Thus, by controlling the operation of the p-channel MOS transistor 98 according to the logic level of the control signal CTL, the logic threshold value for the input signal can be easily switched.
FIG. 19 shows a more detailed configuration example of the input buffer 40. In FIG. 19, the gate size ratio of the MOS transistors is shown. For example, “30 / 0.6” is indicated in the vicinity of the p-channel MOS transistor 98 because the ratio (W / L) of the gate width (W) to the gate length (L) of the MOS transistor 98 is 30 /0.6. The driving capability increases as the gate size ratio increases.
A first logic circuit 101 that is operated by being supplied with the high-potential-side power supply VCC, and a second logic circuit 102 that is disposed in the subsequent stage and that is operated by being supplied with the internal power supply VDDI are provided. An n-channel MOS transistor 85 as a coupling circuit for coupling the first logic circuit 101 and the second logic circuit 102 is provided in the same manner as shown in FIG.
The second logic circuit 102 has a 2-input NAND circuit 97, an inverter 110 for inverting the output signal of the 2-input NAND circuit 97, and a non-inverted output OUTT by inverting the output signal of the inverter 110. Inverter 111, an inverter 112 for inverting the output signal of the inverter 110, and an inverter 113 for obtaining an inverted output OUTB by inverting the output signal of the inverter 112. Each of inverters 110 to 113 is formed by connecting a p-channel MOS transistor coupled to internal power supply VDDI and an n-channel MOS transistor coupled to ground GND in series.
Since the metal wiring 53 formed in the upper layer of the formation site of the memory cell array 30 is relatively long, the wiring resistance 115 is relatively large. Since the wiring resistance 115 is connected in series to the resistance 73 included in the electrostatic breakdown protection element 24, the wiring resistance 115 exhibits an electrostatic breakdown protection function in the same manner as the resistance 73. For this reason, as the electrostatic breakdown protection element 24, a smaller one can be adopted in consideration of the value of the wiring resistance 115.
The input buffer 41 can employ the same configuration as that shown in FIG.
Next, detailed configurations of the output driver 42 and the output buffer 43 will be described.
FIG. 24 shows a configuration example of the output driver 42 and the output buffer 43.
The output driver 42 is not particularly limited, but is a signal output from the output drivers 201, 202, 203, damper resistors 211, 212 coupled to the output terminals of the output driver circuits 201, 202, and the output buffer 43. And a switching control circuit 204 for switching the rising and falling characteristics of the waveform. The output drivers 201, 202, 203 and the switching control circuit 204 are activated by the driver activation signal DOC transmitted from the chip controller 46. Then, the output drivers 201, 202, and 203 drive the output buffer 43 based on the data DATA input in a state activated by the driver activation signal DOC.
The output buffer 43 is not particularly limited, but includes a first output driver in which a p-channel MOS transistor 231 and an n-channel MOS transistor 232 are connected in series, a p-channel MOS transistor 233, and an n-channel MOS transistor. And a second output driver in which a transistor 234 is connected in series. The source electrodes of the p-channel MOS transistors 231 and 233 are coupled to the high potential side power supply VCC, and the source electrodes of the n-channel MOS transistors 232 and 234 are coupled to the ground GND.
An electrostatic breakdown protection element 26 is disposed between the output driver 42 and the output buffer 43. The electrostatic breakdown protection element 26 includes, but is not limited to, resistors 221, 222, 223, and 224. The output driver 42 and the output buffer 43 are coupled by a metal wiring 52 on the memory cell array 31 as is apparent from FIG. , 223, 224. The electrostatic breakdown protection element 27 disposed in the vicinity of the signal output pad 17 includes a diode 271 coupled to the output signal line of the output buffer 43 and the high potential side power supply VCC, and an output of the output buffer 43. And a diode 272 coupled to the signal line and ground GND.
The output driver circuits 201, 202, and 203 are basically configured as shown in FIG.
That is, the output driver circuits 201, 202, 203 basically include gate circuits 241, 242, 243, 244, p-channel MOS transistors 245, 247, and n-channel MOS transistors 246, 248. It consists of The gate circuit 241 takes the logic of the input data DATA and the driver activation signal DOC, and the p-channel MOS transistor 245 is driven according to the logic output. The gate circuit 242 takes the logic of the input data DATA and the driver activation signal DOC, and the n-channel MOS transistor 246 is driven according to the logic output. The gate circuit 243 takes the logic of the input data DATA and the driver activation signal DOC, and the p-channel MOS transistor 247 is driven according to the logic output. The gate circuit 244 takes the logic of the input data DATA and the driver activation signal DOC, and the n-channel MOS transistor 248 is driven according to the logic output. The source electrodes of the p-channel MOS transistors 245 and 247 are coupled to the high potential side power supply VCC, and the source electrodes of the n-channel MOS transistors 246 and 248 are coupled to the ground GND. The output driver circuit has a first output terminal 291 and a second output terminal 292 for driving the output buffer 43 in the open drain form of a MOS transistor. That is, the p-channel MOS transistor 245 and the drain electrode of the n-channel MOS transistor 246 are coupled via a resistor 249, and this output is made from the connection node between the p-channel MOS transistor 245 drain electrode and the resistor 249. A first output terminal 291 of the driver circuit is drawn out. The drain electrode of the p-channel MOS transistor 247 and the drain electrode of the n-channel MOS transistor 248 are coupled via a resistor 250, and the connection between the drain electrode of the n-channel MOS transistor 248 and the resistor 250 is made. A second output terminal 292 of the output driver circuit is drawn from the node.
The p-channel MOS transistor 245 has a function of resetting the p-channel MOS transistor by driving the gate electrode of the p-channel MOS transistor 231 or 233 in the output buffer 43 to a high level. The p-channel MOS transistor 245 is referred to as a “pMOS reset side circuit 281”.
The n-channel MOS transistor 246 and the resistor 249 have a function of setting the n-channel MOS transistor by driving the gate electrode of the p-channel MOS transistor 231 or 233 in the output buffer 43 to a low level. In this sense, the n-channel MOS transistor 246 and the resistor 249 are referred to as “pMOS set side circuit 282”.
The n-channel MOS transistor 247 and the resistor 250 have a function of setting the n-channel MOS transistor by driving the gate electrode of the n-channel MOS transistor 232 or 234 in the output buffer 43 to a high level. In this sense, the n-channel MOS transistor 247 and the resistor 250 are referred to as “nMOS set side circuit 283”.
The p-channel MOS transistor 248 has a function of resetting the n-channel MOS transistor by driving the gate electrode of the n-channel MOS transistor 232 or 234 in the output buffer 43 to a low level. The n-channel MOS transistor 248 is referred to as an “nMOS reset side circuit 284”.
The resistors 249 and 250 have a function of delaying driving of the output driver 43. Therefore, the driving capability of the output driver 42 can be switched by properly using a circuit in which such a resistor is interposed and a circuit in which the resistor is not interposed based on the driver activation signal DOC. Further, the output buffer drive size can be changed by changing the number of MOS transistors involved in the output operation in the output buffer 43 based on the driver activation signal DOC. For example, in order to correspond to the LV-CMOS interface or the LV-TTL interface, as shown in FIG. 26, the pMOS reset side circuit 281 in the output driver circuits 201, 202, 203 is based on the driver activation signal DOC. The pMOS set side circuit 282, the nMOS set side circuit 283, and the nMOS reset side circuit 284 may be used properly. That is, in order to correspond to the LV-CMOS interface, the pMOS set side circuit 282 and the nMOS set side circuit 283 in the output driver circuit 201 and all the set side circuits and reset side circuits in the output driver circuits 202 and 203 are used. As a result, the output buffer 43 is driven at high speed. As apparent from FIG. 39, in the LV-CMOS interface, the low-level noise margin 131 and the high-level noise margin 132 are large, so that the output buffer 43 is driven at high speed. The tr / tf value, which is the waveform rising / falling characteristic of the output signal from 43, can be reduced to shorten the signal transmission time.
On the other hand, in order to correspond to the LV-TTL interface, the pMOS set side circuit 282 and the nMOS set side circuit 283 in the output driver circuit 201 and the pMOS reset side circuit 281 and the nMOS reset side circuit 284 in the output driver circuit 202 are provided. The other circuits used are not involved in driving the output buffer 43. By reducing the drive capability of the output buffer 43 in this way, the output current from the output buffer 43 is reduced, thereby reducing the noise included in the output waveform. In the LV-TTL interface, as shown in FIG. 40, the lower the high potential side power supply VCC level, the smaller the low level noise margin 141 and the higher the high potential side power supply VCC level. This is because the noise margin 142 on the high level side becomes small, and it is necessary to suppress noise included in the output signal by driving the output buffer 43 at a low speed.
27 to 29 show further detailed configuration examples of the output driver 42 and the output buffer 43. FIG.
The gate size ratio (W / L) of the corresponding MOS transistor is shown in the vicinity of the MOS transistor shown in FIGS.
As shown in FIG. 27, the switching control circuit 204 includes a first DOC driver 262, a second DOC driver 261, and a data driver 263. Output signals DOC_B_C, DOC_T_C, DOC_B, DOC_T, DATA_B, and DATA_T from the first DOC driver 262, the second DOC driver 261, and the data driver 263 are output driver circuits 201, 202-1, and 202-2 shown in FIG. 203-1 and 203-2. The output driver circuits 202-1 and 202-2 in FIG. 28 correspond to the output driver circuit 202 in FIG. 24, and the output driver circuits 203-1 and 203-2 in FIG. This corresponds to the output driver circuit 203 in FIG. The output signals of the output driver circuits 201, 202-1, 202-2, 203-1, 203-2 are transmitted to the output buffer 43 shown in FIG. Electrostatic breakdown protection elements 27-1 and 27-2 are arranged at the front and rear stages of the output buffer 43, respectively. These electrostatic breakdown protection elements 27-1 and 27-2 correspond to the electrostatic breakdown protection element 27 in FIG. Since the MOS transistor included in the output buffer 43 needs to drive an external load, the gate size ratio (W / L) is 100 / 0.6, 200 / 0.6, etc. A transistor having a larger gate size ratio than the MOS transistor is employed.
FIG. 30 shows a truth table of the main parts of the output driver 42 and the output buffer 43 in FIGS. In FIG. 30, “L” indicates a low level, “H” indicates a high level, “HZ” indicates a high impedance state, and X indicates logic indefinite.
FIG. 31 shows a layout example in which two systems of the output driver 42 and the output buffer 43 in FIGS. 27 to 29 are arranged.
The control circuit 299 includes an interface controller 45 and a chip controller 46 and outputs various control signals. The output drivers 42-1 and 42-2 correspond to the output driver 42 shown in FIG. Output pads 17-1 and 17-2 are formed at predetermined intervals on the edge of the semiconductor chip, and output buffers 43-1 and 43-2 are arranged between the output pads 17-1 and 17-2. The output buffers 43-1 and 43-2 correspond to the output buffer 43 shown in FIG. Electrostatic breakdown protection elements 27-1 and 27-2 are formed in the formation areas of the output buffers 43-1 and 43-2. Since the output drivers 42-1 and 42-2 and the output buffers 43-1 and 43-2 are arranged separately, the formation area of the output buffers 43-1 and 43-2 is relatively small, and the output pad 17 -1 and 17-2.
In addition, the resistors, capacitors, and diodes in this example can be configured as follows.
For example, as shown in FIG. 35, a resistor 403 can be obtained between terminals 401 and 402 by using a polysilicon layer formed on a semiconductor substrate such as silicon (Si).
As shown in FIG. 36, an N-type well (WELL) formed in a semiconductor substrate (P-type) and a semiconductor region (P + , N + ) Can be used to obtain the resistor 414 between the terminals 411 and 412 and further to obtain the diode 415 coupled thereto.
As shown in FIG. 37, a P-type well (WELL) formed in a semiconductor substrate (P-type) and a semiconductor region (N) stacked thereon + , N ) And a conductor, a capacitor 423 can be obtained between the terminals 421 and 422.
As shown in FIG. 38, a P-type well (WELL) formed in a semiconductor substrate (N-type) and a semiconductor region (N + , N + ) And a conductor, a capacitor 433 can be obtained between the terminals 431 and 432, and a diode 435 coupled to the capacitor 433 can be obtained.
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, various modes can be considered for the bonding option as shown below.
FIGS. 7 to 12 show another configuration example of the bonding option.
As shown in FIG. 7, the first protection circuit ESD1 shown in FIG. 4 may be adopted for all of the electrostatic breakdown protection elements 20, 21, 23, 25.
As shown in FIG. 8, the logic threshold of the input buffers 40 and 41 and the rise of the waveform of the output signal of the output driver 42 are determined by the combination of the logics of the two control lines 55-1 and 55-2. The falling (tr / tf) characteristics can be adjusted in four stages. In this case, bonding option pads 18-1 and 18-2 are formed at one end of the semiconductor chip 9, and bonding option pads 13-1 and 13-2 are formed at the other end. . The electrostatic breakdown protection element 25-1 is disposed in the vicinity of the pad 18-1, the electrostatic breakdown protection element 20-1 is disposed in the vicinity of the pad 13-1, and the electrostatic breakdown protection element 25-2 is disposed in the pad 18-. 2 and the electrostatic breakdown protection element 20-2 is disposed near the pad 13-2. Bonding option pads 18-1 and 13-1 are coupled via control line 55-1, and bonding option pads 18-2 and 13-2 are coupled via control line 55-2. Is done. Depending on the bonding option, both of the control lines 55-1 and 55-2 can be set to high level or low level, and either one of the control lines 55-1 and 55-2 is set to high level or low level. Therefore, a total of four types of logic combinations can be obtained.
And in FIG. 8, you may make it cross the control lines 55-1 and 55-2 in the middle of them. The configuration in this case is shown in FIG.
Furthermore, the logic threshold value in the input buffers 40 and 41 and the waveform rising / falling (tr / tf) characteristic of the output signal in the output driver 42 can be adjusted in multiple stages. For example, the configuration shown in FIG. 10 allows adjustment in 16 steps. In this case, bonding option pads 18-1 to 18-4 are formed at one end of the semiconductor chip 9, and bonding option pads 13-1 to 13-4 are formed at the other end. . The electrostatic breakdown protection elements 25-1 to 25-4 are arranged in the vicinity of the corresponding pads 18-1 to 18-4, and the electrostatic breakdown protection elements 20-1 to 20-4 are respectively corresponding to the pads 13. It is arranged in the vicinity of −1 to 13-4. Bonding option pads 18-1 and 13-1 are coupled via control line 55-1, and bonding option pads 18-2 and 13-2 are coupled via control line 55-2. Is done. Also, the bonding option pads 18-3 and 13-3 are coupled via a control line 55-3, and the bonding option pads 18-4 and 13-4 are coupled via a control line 55-4. Are combined. There are 16 combinations of logic in the control lines 55-1 to 55-4 depending on which pad is coupled by the wires 61-1, 61-2, 13-1, and 13-2 by the bonding option.
As shown in FIG. 11, if two external terminals 12-1 and 12-2 for ground GND can be arranged adjacent to each other, in semiconductor chip 9, two external terminals for ground GND are provided. Corresponding to 12-1 and 12-2, pads 14-1 and 14-2 for ground GND are formed, and pads 13-1 and 13-2 for bonding options are formed in the vicinity thereof. Also good. In order to bring the control line 55-1 to the low level, the external terminal 12-1 and the pad 13-1 may be coupled by the bonding option. To bring the control line 55-2 to the low level, the external line is selected by the bonding option. What is necessary is just to couple | bond the terminal 12-2 and the pad 13-2.
As shown in FIG. 12, corresponding to the four edges of the semiconductor chip 9, external terminals 11-1 and 11-2 for supplying the high potential side power supply VCC, and the low potential side power supply (ground GND). If the external terminals 12-1 and 12-2 for supplying are provided, bonding options can be formed correspondingly. As in the case of the configuration shown in FIG. 10, the logic threshold value in the input buffers 40 and 41 and the waveform rising / falling (tr / tf) characteristic of the output signal in the output driver 42 are adjusted in 16 steps. can do.
In the above embodiment, an undesired current flowing in a transistor exhibiting GIDL characteristics is avoided by inserting a depletion type MOS transistor, but an enhancement type MOS transistor is used instead of this depletion type MOS transistor. You can also. For example, as shown in FIG. 16, an enhancement type MOS transistor 95 is provided between the first logic circuit 101 and the second logic circuit 102. In that case, a p-channel MOS transistor 94 for feedback is provided. The p-channel MOS transistor 94 is turned on when the output signal of the second logic circuit 102 becomes low level, and reduces the high-level potential of the node 8 to the internal power supply VDDI. Even if such a configuration is adopted, it is possible to avoid applying a potential having the opposite polarity to the potential for turning on the channel between the gate and the source of the p-channel MOS transistor 86, which is undesirable due to the GIDL characteristic. Current can be suppressed.
Various methods for switching the logical threshold value in the input buffers 40 and 41 are conceivable. For example, as shown in FIG. 20, the control signal CTL may be supplied to the gate electrode of the p-channel MOS transistor 98, or to the gate electrode of the p-channel MOS transistor 98 as shown in FIG. The control signal CTL may be supplied to the gate electrode of the p-channel MOS transistor 99 by supplying the input signal IN. In the above example, the switching of the logic threshold value in the input buffers 40 and 41 is performed by the p-channel MOS transistor, but this switching can also be performed by the n-channel MOS transistor. For example, as shown in FIG. 22, an inverter is formed by connecting a p-channel MOS transistor 98 and an n-channel MOS transistor 124 in series, and an n-channel connected in series to the n-channel MOS transistor 123. When the n-type MOS transistor 84 is turned on by a control signal CTLB (inverted signal of CTL), the n-channel type MOS transistor 123 is connected to the n-channel type MOS transistor 124 in parallel so as to participate in the circuit operation. To do. The logic threshold value can be changed depending on whether or not the n-channel MOS transistor 123 is connected in parallel to the n-channel MOS transistor 124. However, as shown in FIG. 23, the characteristic curve 126 in the case where the switching of the logic threshold value in the input buffers 40 and 41 is performed by an n-channel MOS transistor (see FIG. 22), and the p-channel MOS transistor As can be seen from the comparison of the characteristic curve 125 (see FIG. 20 and FIG. 21), the switching of the logic threshold value in the input buffers 40 and 41 is performed by an n-channel MOS transistor. While a large amount of through current I flows, when the logic threshold value switching in the input buffers 40 and 41 is performed by an n-channel MOS transistor, there is an advantage that the through current I can be reduced.
In the above example, the bonding option is adopted, but a fuse circuit that enables logic setting by blowing a specific fuse can also be adopted.
In addition to the input threshold value in the input buffer and the rising / falling (tr / tf) characteristics of the output waveform in the output buffer, the function selection target is the operating power supply voltage, package, capacity, bit width, and function. (Truth table, state transition diagram).
Industrial applicability
The present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit including an input buffer and an output buffer, particularly a semiconductor integrated circuit as a semiconductor memory device having a memory cell array for storing information.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a semiconductor memory device which is an embodiment of a semiconductor integrated circuit according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration example of a main part in the semiconductor memory device.
FIG. 3 is an explanatory diagram of another configuration example of the main part in the semiconductor memory device.
FIG. 4 is a circuit diagram of a configuration example of the electrostatic breakdown protection element included in the semiconductor memory device.
FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration example of the electrostatic breakdown protection element included in the semiconductor memory device.
FIG. 6 is a circuit diagram of another configuration example of the electrostatic breakdown protection element included in the semiconductor memory device.
FIG. 7 is an explanatory diagram of another configuration example of the main part in the semiconductor memory device.
FIG. 8 is an explanatory diagram of another configuration example of the main part in the semiconductor memory device.
FIG. 9 is an explanatory diagram of another configuration example of the main part in the semiconductor memory device.
FIG. 10 is an explanatory diagram of another configuration example of the main part in the semiconductor memory device.
FIG. 11 is an explanatory diagram of another configuration example of the main part in the semiconductor memory device.
FIG. 12 is an explanatory diagram of another configuration example of the main part in the semiconductor memory device.
FIG. 13 is a circuit diagram of a basic configuration example of an input buffer included in the semiconductor memory device.
FIG. 14 is a circuit diagram of a configuration example of a circuit to be compared with the input buffer shown in FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram of the GIDL characteristic of the MOS transistor.
FIG. 16 is a circuit diagram showing another basic configuration example of the input buffer included in the semiconductor memory device.
FIG. 17 is a waveform diagram for explaining the operation of the input buffer.
FIG. 18 is a circuit diagram of a configuration example of an input buffer included in the semiconductor memory device.
FIG. 19 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of an input buffer included in the semiconductor memory device.
FIG. 20 is a circuit diagram showing another configuration example of the input buffer included in the semiconductor memory device.
FIG. 21 is a circuit diagram showing another configuration example of the input buffer included in the semiconductor memory device.
FIG. 22 is a circuit diagram showing another configuration example of the input buffer included in the semiconductor memory device.
FIG. 23 is a characteristic diagram of an input buffer included in the semiconductor memory device.
FIG. 24 is a circuit diagram of a configuration example of an output driver and an output buffer included in the semiconductor memory device.
FIG. 25 is a circuit diagram showing a configuration example of a main part in the output driver.
FIG. 26 is an explanatory diagram of an operation example of the output driver.
FIG. 27 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of a main part in the output driver.
FIG. 28 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of a main part in the output driver.
FIG. 29 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the output buffer and its peripheral portion.
FIG. 30 is a diagram for explaining the operation of the main part of the output driver and output buffer in FIGS. 27 to 29.
FIG. 31 is an explanatory diagram of a layout example of the output driver and output buffer in FIGS. 27 to 29.
FIG. 32 is a block diagram showing a configuration example of a step-down circuit included in the input buffer.
FIG. 33 is a circuit diagram showing a configuration example of a main part in the step-down circuit.
FIG. 34 is a circuit diagram showing another configuration example of the main part of the step-down circuit.
FIG. 35 is an explanatory diagram of a formation example of main elements used in the semiconductor memory device.
FIG. 36 is an explanatory diagram of a formation example of main elements used in the semiconductor memory device.
FIG. 37 is an explanatory diagram of a formation example of main elements used in the semiconductor memory device.
FIG. 38 is an explanatory diagram of a formation example of main elements used in the semiconductor memory device.
FIG. 39 is a characteristic explanatory diagram of an LV-CMOS interface employed in the semiconductor memory device.
FIG. 40 is a characteristic explanatory diagram of an LV-TTL interface employed in the semiconductor memory device.

Claims (17)

信号を取り込むための入力バッファと、
信号を出力するための出力バッファと、
オプションにより与えられた共通のノード信号の論理レベルに応じて、上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラと、を有して成る半導体集積回路。
An input buffer to capture the signal;
An output buffer for outputting a signal;
A controller capable of changing the rising / falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer and the logical threshold value in the input buffer according to the logic level of the common node signal given by the option. A semiconductor integrated circuit.
信号を取り込むための入力バッファと、
信号を出力するための出力バッファと、
半導体チップの一端に設けられた第1パッドと、上記第1パッドに導通され、上記半導体チップの他端に設けられた第2パッドと、
上記第1パッド又は第2パッドへのボンディングにより固定された論理レベルに応じて、上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラと、を有して成る半導体集積回路。
An input buffer to capture the signal;
An output buffer for outputting a signal;
A first pad provided at one end of the semiconductor chip; a second pad electrically connected to the first pad; and provided at the other end of the semiconductor chip;
The rising and falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer and the logic threshold value in the input buffer can be changed according to the logic level fixed by bonding to the first pad or the second pad. A semiconductor integrated circuit comprising: a controller;
信号を取り込むための入力バッファと、
信号を出力するための出力バッファと、
半導体チップの一端に設けられた第1パッドと、
上記第1パッドに導通され、上記半導体チップの他端に設けられた第2パッドと、
高電位側電源供給用の第3パッドと、
低電位側電源供給用の第4パッドと、
上記第1パッド又は第2パッドへのボンディングにより固定された論理レベルに応じて、上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラと、を有し、
上記第1パッド及び上記第2パッドの何れか一方が上記第3パッドの近傍に配置されるとき、他方が上記第4パッドの近傍に配置されて成る半導体集積回路。
An input buffer to capture the signal;
An output buffer for outputting a signal;
A first pad provided at one end of the semiconductor chip;
A second pad provided on the other end of the semiconductor chip and connected to the first pad;
A third pad for power supply on the high potential side;
A fourth pad for supplying low-potential-side power;
The rising and falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer and the logic threshold value in the input buffer can be changed according to the logic level fixed by bonding to the first pad or the second pad. A controller, and
A semiconductor integrated circuit, wherein when one of the first pad and the second pad is arranged in the vicinity of the third pad, the other is arranged in the vicinity of the fourth pad.
信号を取り込むための入力バッファと、
信号を出力するための出力バッファと、
半導体チップの一端に設けられた第1パッドと、
上記第1パッドに導通され、上記半導体チップの他端に設けられた第2パッドと、
高電位側電源供給用の第3パッドと、
低電位側電源供給用の第4パッドと、
上記第1パッド又は第2パッドへのボンディングにより固定された論理レベルに応じて、上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラと、
上記第1パッドを介して入力される静電気から内部回路を保護するための第1静電破壊保護素子と、
上記第2パッドを介して入力される静電気から内部回路を保護するための第2静電破壊保護素子と、を有し、上記第1パッド及び上記第2パッドの何れか一方が上記第3パッドの近傍に配置されるとき、他方が上記第4パッドの近傍に配置されて成る半導体集積回路。
An input buffer to capture the signal;
An output buffer for outputting a signal;
A first pad provided at one end of the semiconductor chip;
A second pad provided on the other end of the semiconductor chip and connected to the first pad;
A third pad for power supply on the high potential side;
A fourth pad for supplying low-potential-side power;
The rising and falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer and the logic threshold value in the input buffer can be changed according to the logic level fixed by bonding to the first pad or the second pad. A controller,
A first electrostatic breakdown protection element for protecting an internal circuit from static electricity input through the first pad;
A second electrostatic breakdown protection element for protecting an internal circuit from static electricity inputted through the second pad, and one of the first pad and the second pad is the third pad. A semiconductor integrated circuit in which the other is disposed in the vicinity of the fourth pad.
入力された電源電圧を所定レベルに降圧するための降圧回路と、
上記電源電圧が供給されることによって動作する第1論理回路と、
第1論理回路の後段に配置され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることによって動作する第2論理回路と、
上記第1論理回路と上記第2論理回路とを結合するための結合回路と、を有し、
上記結合回路は、デプレッション型の第1トランジスタを含んで成る半導体集積回路。
A step-down circuit for stepping down the input power supply voltage to a predetermined level;
A first logic circuit that operates by being supplied with the power supply voltage;
A second logic circuit which is arranged at a subsequent stage of the first logic circuit and operates by being supplied with an output voltage from the step-down circuit;
A coupling circuit for coupling the first logic circuit and the second logic circuit;
The coupling circuit is a semiconductor integrated circuit including a depletion type first transistor.
入力された電源電圧を所定レベルに降圧するための降圧回路と、
上記電源電圧が供給されることによって動作する第1論理回路と、
第1論理回路の後段に配置され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることによって動作する第2論理回路と、
上記第1論理回路と上記第2論理回路とを結合するための結合回路と、を有し、
上記結合回路は、デプレッション型の第1トランジスタを含み、
上記第2論理回路は、上記第1トランジスタを介して入力された信号を取り込むための第2トランジスタを含み、
上記第2トランジスタは、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位がゲート・ソース間に印加されることでドレイン電流が増加する特性を有して成る半導体集積回路。
A step-down circuit for stepping down the input power supply voltage to a predetermined level;
A first logic circuit that operates by being supplied with the power supply voltage;
A second logic circuit which is arranged at a subsequent stage of the first logic circuit and operates by being supplied with an output voltage from the step-down circuit;
A coupling circuit for coupling the first logic circuit and the second logic circuit;
The coupling circuit includes a depletion-type first transistor,
The second logic circuit includes a second transistor for capturing a signal input through the first transistor,
The second transistor is a semiconductor integrated circuit having a characteristic that a drain current increases when a potential having a polarity opposite to a potential for turning on a channel is applied between a gate and a source.
入力された電源電圧を所定レベルに降圧するための降圧回路と、
上記電源電圧が供給されることによって動作する第1論理回路と、
第1論理回路の後段に配置され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることによって動作する第2論理回路と、
上記第1論理回路と上記第2論理回路とを結合するための結合回路と、
デプレッション型のトランジスタのゲート容量で形成されるキャパシタと、を有し、
上記結合回路は、上記キャパシタと同一プロセスで形成され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることで導通されるデプレッション型の第1トランジスタを含み、
上記第2論理回路は、上記第1トランジスタを介して入力された信号を取り込むための第2トランジスタを含み、
上記第2トランジスタは、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位がゲート・ソース間に印加されることでドレイン電流が増加する特性を有して成る半導体集積回路。
A step-down circuit for stepping down the input power supply voltage to a predetermined level;
A first logic circuit that operates by being supplied with the power supply voltage;
A second logic circuit which is arranged at a subsequent stage of the first logic circuit and operates by being supplied with an output voltage from the step-down circuit;
A coupling circuit for coupling the first logic circuit and the second logic circuit;
A capacitor formed by a gate capacitance of a depletion type transistor,
The coupling circuit includes a depletion-type first transistor that is formed in the same process as the capacitor and is turned on when an output voltage from the step-down circuit is supplied.
The second logic circuit includes a second transistor for capturing a signal input through the first transistor,
The second transistor is a semiconductor integrated circuit having a characteristic that a drain current increases when a potential having a polarity opposite to a potential for turning on a channel is applied between a gate and a source.
入力された電源電圧を所定レベルに降圧するための降圧回路と、
上記電源電圧が供給されることによって動作する第1論理回路と、
第1論理回路の後段に配置され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることによって動作する第2論理回路と、
上記第1論理回路と上記第2論理回路とを結合するための結合回路と、を有し、
上記降圧回路は、デプレッション型のトランジスタのゲート容量で形成されるキャパシタを含み、
上記結合回路は、上記キャパシタと同一プロセスで形成され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることで導通されるデプレッション型の第1トランジスタを含み、
上記第2論理回路は、上記第1トランジスタを介して入力された信号を取り込むための第2トランジスタを含み、
上記第2トランジスタは、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位がゲート・ソース間に印加されることでドレイン電流が増加する特性を有して成る半導体集積回路。
A step-down circuit for stepping down the input power supply voltage to a predetermined level;
A first logic circuit that operates by being supplied with the power supply voltage;
A second logic circuit which is arranged at a subsequent stage of the first logic circuit and operates by being supplied with an output voltage from the step-down circuit;
A coupling circuit for coupling the first logic circuit and the second logic circuit;
The step-down circuit includes a capacitor formed by a gate capacitance of a depletion type transistor,
The coupling circuit includes a depletion-type first transistor that is formed in the same process as the capacitor and is turned on when an output voltage from the step-down circuit is supplied.
The second logic circuit includes a second transistor for capturing a signal input through the first transistor,
The second transistor is a semiconductor integrated circuit having a characteristic that a drain current increases when a potential having a polarity opposite to a potential for turning on a channel is applied between a gate and a source.
入力された電源電圧を所定レベルに降圧するための降圧回路と、
上記電源電圧が供給されることによって動作する第1論理回路と、
第1論理回路の後段に配置され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることによって動作する第2論理回路と、
上記第1論理回路と上記第2論理回路とを結合するための結合回路と、を有し、
上記結合回路は、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることで導通されるエンハンスメント型の第1トランジスタと、上記第2論理回路の出力電圧を上記第2論理回路の入力側に帰還するための帰還用トランジスタと、を含み、
上記第2論理回路は、上記第1トランジスタを介して入力された信号を取り込むための第2トランジスタを含み、
上記第2トランジスタは、チャネルをオンさせる電位と逆極性の電位がゲート・ソース間に印加されることでドレイン電流が増加する特性を有して成る半導体集積回路。
A step-down circuit for stepping down the input power supply voltage to a predetermined level;
A first logic circuit that operates by being supplied with the power supply voltage;
A second logic circuit which is arranged at a subsequent stage of the first logic circuit and operates by being supplied with an output voltage from the step-down circuit;
A coupling circuit for coupling the first logic circuit and the second logic circuit;
The coupling circuit feeds back an enhancement type first transistor that is turned on when an output voltage from the step-down circuit is supplied, and an output voltage of the second logic circuit to the input side of the second logic circuit. A feedback transistor, and
The second logic circuit includes a second transistor for capturing a signal input through the first transistor,
The second transistor is a semiconductor integrated circuit having a characteristic that a drain current increases when a potential having a polarity opposite to a potential for turning on a channel is applied between a gate and a source.
信号を取り込むための入力バッファと、
信号を出力するための出力バッファと、
上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラと、
入力された電源電圧を所定レベルに降圧するための降圧回路と、を有する半導体集積回路であって、
上記入力バッファは、
上記電源電圧が供給されることによって動作する第1論理回路と、
第1論理回路の後段に配置され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることによって動作する第2論理回路と、
上記第1論理回路と上記第2論理回路とを結合するための結合回路と、を有し、
上記結合回路は、デプレッション型の第1トランジスタを含んで成る半導体集積回路。
An input buffer to capture the signal;
An output buffer for outputting a signal;
A controller capable of changing a rising / falling characteristic of a signal waveform output from the output buffer and a logical threshold value in the input buffer;
A step-down circuit for stepping down an input power supply voltage to a predetermined level, and a semiconductor integrated circuit,
The input buffer is
A first logic circuit that operates by being supplied with the power supply voltage;
A second logic circuit which is arranged at a subsequent stage of the first logic circuit and operates by being supplied with an output voltage from the step-down circuit;
A coupling circuit for coupling the first logic circuit and the second logic circuit;
The coupling circuit is a semiconductor integrated circuit including a depletion type first transistor.
信号を取り込むための入力バッファと、
信号を出力するための出力バッファと、
半導体チップの一端に設けられた第1パッドと、上記第1パッドに導通され、上記半導体チップの他端に設けられた第2パッドと、
上記第1パッド又は第2パッドへのボンディングにより固定された論理レベルに応じて、上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラと、
入力された電源電圧を所定レベルに降圧するための降圧回路と、を有する半導体集積回路であって、
上記入力バッファは、
上記電源電圧が供給されることによって動作する第1論理回路と、
第1論理回路の後段に配置され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることによって動作する第2論理回路と、
上記第1論理回路と上記第2論理回路とを結合するための結合回路と、を有し、
上記結合回路は、デプレッション型の第1トランジスタを含んで成る半導体集積回路。
An input buffer to capture the signal;
An output buffer for outputting a signal;
A first pad provided at one end of the semiconductor chip; a second pad electrically connected to the first pad; and provided at the other end of the semiconductor chip;
The rising and falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer and the logic threshold value in the input buffer can be changed according to the logic level fixed by bonding to the first pad or the second pad. A controller,
A step-down circuit for stepping down an input power supply voltage to a predetermined level, and a semiconductor integrated circuit,
The input buffer is
A first logic circuit that operates by being supplied with the power supply voltage;
A second logic circuit which is arranged at a subsequent stage of the first logic circuit and operates by being supplied with an output voltage from the step-down circuit;
A coupling circuit for coupling the first logic circuit and the second logic circuit;
The coupling circuit is a semiconductor integrated circuit including a depletion type first transistor.
信号を取り込むための入力バッファと、
信号を出力するための出力バッファと、
半導体チップの一端に設けられた第1パッドと、
上記第1パッドに導通され、上記半導体チップの他端に設けられた第2パッドと、
高電位側電源供給用の第3パッドと、
低電位側電源供給用の第4パッドと、
上記第1パッド又は第2パッドへのボンディングにより固定された論理レベルに応じて、上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラと、
入力された電源電圧を所定レベルに降圧するための降圧回路と、を有し、上記第1パッド及び上記第2パッドの何れか一方が上記気第3パッドの近傍に配置されるとき、他方が上記第4パッドの近傍に配置されて成る半導体集積回路であって、
上記入力バッファは、
上記電源電圧が供給されることによって動作する第1論理回路と、
第1論理回路の後段に配置され、上記降圧回路からの出力電圧が供給されることによって動作する第2論理回路と、
上記第1論理回路と上記第2論理回路とを結合するための結合回路と、を有し、
上記結合回路は、デプレッション型の第1トランジスタを含んで成る半導体集積回路。
An input buffer to capture the signal;
An output buffer for outputting a signal;
A first pad provided at one end of the semiconductor chip;
A second pad provided on the other end of the semiconductor chip and connected to the first pad;
A third pad for power supply on the high potential side;
A fourth pad for supplying low-potential-side power;
The rising and falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer and the logic threshold value in the input buffer can be changed according to the logic level fixed by bonding to the first pad or the second pad. A controller,
A step-down circuit for stepping down the input power supply voltage to a predetermined level, and when one of the first pad and the second pad is disposed in the vicinity of the third pad, the other is A semiconductor integrated circuit disposed in the vicinity of the fourth pad,
The input buffer is
A first logic circuit that operates by being supplied with the power supply voltage;
A second logic circuit which is arranged at a subsequent stage of the first logic circuit and operates by being supplied with an output voltage from the step-down circuit;
A coupling circuit for coupling the first logic circuit and the second logic circuit;
The coupling circuit is a semiconductor integrated circuit including a depletion type first transistor.
複数のメモリセルがアレイ状に配列されて成るメモリセルアレイと、
上記メモリセルアレイから読み出されたデータを外部出力するための出力回路と、を含み、
上記出力回路は、
信号を出力するための出力バッファと、
上記メモリセルアレイを介して上記出力バッファに対向配置され、上記メモリセルアレイから読み出されたデータに基づいて上記出力バッファを駆動するための出力ドライバと、を含み、
上記メモリセルアレイが形成されている部位の上層を使って形成された信号配線を介して上記出力バッファと上記出力ドライバとが結合されて成る半導体集積回路。
A memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged in an array;
An output circuit for externally outputting data read from the memory cell array,
The output circuit is
An output buffer for outputting a signal;
An output driver disposed opposite to the output buffer via the memory cell array, and driving the output buffer based on data read from the memory cell array,
A semiconductor integrated circuit in which the output buffer and the output driver are coupled through a signal wiring formed using an upper layer of a portion where the memory cell array is formed.
複数のメモリセルがアレイ状に配列されて成るメモリセルアレイと、
上記メモリセルアレイへの書き込みデータを取り込むための入力回路と、
上記メモリセルアレイから読み出されたデータを外部出力するための出力回路と、を含み、
上記出力回路は、
信号を出力するための出力バッファと、
上記メモリセルアレイを介して上記出力バッファに対向配置され、上記メモリセルアレイから読み出されたデータに基づいて上記出力バッファを駆動するための出力ドライバと、
上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラと、を含み、
上記メモリセルアレイが形成されている部位の上層を使って形成された信号配線を介して上記出力バッファと上記出力ドライバとが結合されて成る半導体集積回路。
A memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged in an array;
An input circuit for capturing write data to the memory cell array;
An output circuit for externally outputting data read from the memory cell array,
The output circuit is
An output buffer for outputting a signal;
An output driver disposed opposite to the output buffer via the memory cell array and for driving the output buffer based on data read from the memory cell array;
A controller capable of changing a rising / falling characteristic of a signal waveform output from the output buffer and a logical threshold value in the input buffer;
A semiconductor integrated circuit in which the output buffer and the output driver are coupled through a signal wiring formed using an upper layer of a portion where the memory cell array is formed.
複数のメモリセルがアレイ状に配列されて成るメモリセルアレイと、
上記メモリセルアレイへの書き込みデータを取り込むための入力回路と、
上記メモリセルアレイから読み出されたデータを外部出力するための出力回路と、を含み、
上記出力回路は、
信号を出力するための出力バッファと、
上記メモリセルアレイを介して上記出力バッファに対向配置され、上記メモリセルアレイから読み出されたデータに基づいて上記出力バッファを駆動するための出力ドライバと、
半導体チップの一端に設けられた第1パッドと、上記第1パッドに導通され、上記半導体チップの他端に設けられた第2パッドと、
上記第1パッド又は第2パッドへのボンディングにより固定された論理レベルに応じて、上記出力バッファから出力される信号波形の立ち上がり立ち下がり特性と、上記入力バッファにおける論理しきい値とを変更可能なコントローラと、を含み、
上記メモリセルアレイが形成されている部位の上層を使って形成された信号配線を介して上記出力バッファと上記出力ドライバとが結合されて成る半導体集積回路。
A memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged in an array;
An input circuit for capturing write data to the memory cell array;
An output circuit for externally outputting data read from the memory cell array,
The output circuit is
An output buffer for outputting a signal;
An output driver disposed opposite to the output buffer via the memory cell array and for driving the output buffer based on data read from the memory cell array;
A first pad provided at one end of the semiconductor chip; a second pad electrically connected to the first pad; and provided at the other end of the semiconductor chip;
The rising and falling characteristics of the signal waveform output from the output buffer and the logic threshold value in the input buffer can be changed according to the logic level fixed by bonding to the first pad or the second pad. A controller, and
A semiconductor integrated circuit in which the output buffer and the output driver are coupled through a signal wiring formed using an upper layer of a portion where the memory cell array is formed.
外部にインタフェースされる入力バッファと、外部にインタフェースされる出力バッファと、
上記入力バッファの論理しきい値と上記出力バッファが出力する信号の遷移特性との変更に共通利用される単一ノードの信号線と、
設定状態に応じて上記信号配線の状態を決定する選択手段と、を半導体チップに備えて成る半導体集積回路。
An input buffer interfaced externally, an output buffer interfaced externally,
A single-node signal line commonly used for changing the logic threshold of the input buffer and the transition characteristics of the signal output from the output buffer;
A semiconductor integrated circuit comprising: a selecting unit that determines a state of the signal wiring according to a setting state;
上記選択手段は、ボンディングオプションで高電位又は低電位への接続が決定される半導体チップ上の電極である請求の範囲第16項記載の半導体集積回路。17. The semiconductor integrated circuit according to claim 16, wherein said selection means is an electrode on a semiconductor chip whose connection to a high potential or a low potential is determined by a bonding option.
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