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JP2005332964A - Fuse element circuit of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Fuse element circuit of semiconductor integrated circuit device Download PDF

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JP2005332964A
JP2005332964A JP2004149828A JP2004149828A JP2005332964A JP 2005332964 A JP2005332964 A JP 2005332964A JP 2004149828 A JP2004149828 A JP 2004149828A JP 2004149828 A JP2004149828 A JP 2004149828A JP 2005332964 A JP2005332964 A JP 2005332964A
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circuit
transistor
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current
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JP2004149828A
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Shuichi Konno
秀一 今野
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain without an error an output corresponding to the non-disconnection and disconnection states of a fuse element F1 in the fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device. <P>SOLUTION: A serial circuit formed of a transistor Q1 and a fuse element F1, and a serial circuit formed of a transistor Q2 and a resistor R1, are respectively connected to drains of transistors Q3, Q4 forming a current mirror circuit, and a base bias circuit which is formed in common for transistors Q1, Q2 is formed with transistors Q5, Q6. Consequently, an output is obtained from a node 6 via an inverter X1. Even if the fuse element is disconnected imperfectly, an output (L level) corresponding to the disconnecting state can surely be obtained from an output terminal 4 by setting a resistance value of the resistor R1 to the value sufficiently larger than the resistance value of fuse element F1 in the non-disconnecting state, and smaller than the minimum resistance value of the fuse element F1 which is assumed when the fuse element is set to imperfect disconnecting state. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は半導体集積回路装置のヒューズ素子回路に係り、特に、ヒューズ素子を用いて回路特性の調整や回路動作の切換え等を行うための回路構成に関する。   The present invention relates to a fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a circuit configuration for adjusting circuit characteristics and switching circuit operation using a fuse element.

近年、半導体集積回路装置は、その製造プロセスの微細化によって構成素子の特性に誤差が生じ易く、またシステムクロックの飛躍的な向上によって動作速度が高速化したことにより、回路特性の調整や回路動作の最適化を図ることが困難になっている。
そこで、半導体集積回路装置にヒューズ素子回路を設けておき、ヒューズ素子の切断/非切断によって回路の特性や動作の各種設定を行うことにより、回路動作の最適化や歩留まりの向上を図っている。
In recent years, semiconductor integrated circuit devices are prone to errors in component characteristics due to miniaturization of the manufacturing process, and the operating speed has been increased due to dramatic improvements in system clocks. It has become difficult to optimize.
Therefore, by providing a fuse element circuit in the semiconductor integrated circuit device and performing various settings of circuit characteristics and operation by cutting / not cutting the fuse element, circuit operation is optimized and yield is improved.

従来のヒューズ素子回路はポリシリコンのヒューズ素子をレーザ光線で溶断する方式が一般的であったが、最近ではヒューズ素子に大電流を流して溶断する方式が多用されている。
図5は大電流の通電による溶断方式を採用した場合のヒューズ素子回路の電気回路図である。
同図において、1は電源端子、2は書込み端子、3はGND端子、4は出力端子であり、電源端子1と書込み端子2の間にはプルアップ用のPchトランジスタQ10が接続されていると共に、書込み端子2とGND端子3の間にはヒューズ素子F1が接続されている。
そして、PchトランジスタQ10のドレインからインバータX1を介して信号が出力端子4へ出力され、出力端子4から設定対象となる回路へ出力されるようになっている。
A conventional fuse element circuit generally has a method of fusing a polysilicon fuse element with a laser beam, but recently, a method of blowing a large current through the fuse element is frequently used.
FIG. 5 is an electric circuit diagram of the fuse element circuit in the case of adopting a fusing method by applying a large current.
In the figure, 1 is a power supply terminal, 2 is a write terminal, 3 is a GND terminal, 4 is an output terminal, and a pull-up Pch transistor Q10 is connected between the power supply terminal 1 and the write terminal 2. The fuse element F1 is connected between the write terminal 2 and the GND terminal 3.
A signal is output from the drain of the Pch transistor Q10 to the output terminal 4 via the inverter X1, and is output from the output terminal 4 to the circuit to be set.

前記回路構成においてヒューズ素子F1を切断する場合には、書込み端子2に電源端子1に印加されている電源電圧と同等の電圧を印加し、ヒューズ素子F1に大電流を流して溶断する。即ち、一般的に、PchトランジスタQ10のオン抵抗は高抵抗値に設計されており、インバータX1の入力インピーダンスも十分に高いため、書込み端子2に電圧を印加するとほぼ全電流が低抵抗値のヒューズ素子F1に流れることになって溶断することができる。   When the fuse element F1 is cut in the circuit configuration, a voltage equivalent to the power supply voltage applied to the power supply terminal 1 is applied to the write terminal 2, and a large current is passed through the fuse element F1 to blow it. That is, in general, the on-resistance of the Pch transistor Q10 is designed to have a high resistance value, and the input impedance of the inverter X1 is sufficiently high. Therefore, when a voltage is applied to the write terminal 2, almost all current is a low resistance fuse. It can be melted by flowing to the element F1.

より具体的には、ヒューズ素子F1の抵抗値は約200Ω程度に設計され、PchトランジスタQ10はヒューズ素子F1が切断された際にインバータX1の入力をプルアップするために設けられたものであり、そのオン抵抗値は数十KΩ以上の値に設定されている。
ここで、ヒューズ素子F1が非切断状態の時には、電源電圧をVc、PchトランジスタQ10のオン抵抗をr10、ヒューズ素子F1の抵抗値をrfとすると、書込み端子2の電圧はVc*[rf/(rf+r10)]で表されるが、rf≪r10であるためにその電圧はほぼGNDレベル(Lレベル)となり、その書込み端子2の電圧がインバータX1で反転せしめられて、出力端子4からはHレベルが出力されることになる。
一方、ヒューズ素子F1が溶断されて切断状態になった時には、書込み端子2の電圧がPchトランジスタQ10によってプルアップされて電源電圧のVcレベル(Hレベル)となり、それがインバータX1で反転せしめられて、出力端子4からはLレベルが出力される。
従って、図5のヒューズ素子回路によれば、ヒューズ素子F1が非切断状態ならHレベルの情報が、切断状態ならLレベルの情報が出力端子4から得られることになる。
More specifically, the resistance value of the fuse element F1 is designed to be about 200Ω, and the Pch transistor Q10 is provided to pull up the input of the inverter X1 when the fuse element F1 is disconnected. The on-resistance value is set to a value of several tens of KΩ or more.
Here, when the fuse element F1 is in an uncut state, assuming that the power supply voltage is Vc, the on-resistance of the Pch transistor Q10 is r10, and the resistance value of the fuse element F1 is rf, the voltage at the write terminal 2 is Vc * [rf / ( rf + r10)]. Since rf << r10, the voltage is almost at the GND level (L level), the voltage at the write terminal 2 is inverted by the inverter X1, and the output terminal 4 is at the H level. Will be output.
On the other hand, when the fuse element F1 is blown and disconnected, the voltage at the write terminal 2 is pulled up by the Pch transistor Q10 to the Vc level (H level) of the power supply voltage, which is inverted by the inverter X1. The L level is output from the output terminal 4.
Therefore, according to the fuse element circuit of FIG. 5, the H level information can be obtained from the output terminal 4 if the fuse element F1 is not cut, and the L level information can be obtained if the fuse element F1 is cut.

ところで、前記ヒューズ素子回路におけるヒューズ素子F1の特性として、非切断時には約200Ω程度であり、切断時には数百KΩ以上であることが要求される。
特に、切断状態で書込み端子2の電圧をHレベルにするには、PchトランジスタQ10のオン抵抗r10に対して十分に大きな値であることが必要であり、本来的には完全に切断されて無限大の抵抗値になることが理想的であるが、不完全な切断になって分圧回路が構成されている場合であっても数百KΩ以上でなければ分圧結果がHレベルとならず、書込み端子2の電圧を正しく設定できない。
このことは、ヒューズ素子F1の切断について完全性が要求され、切断状態又は非切断状態として設定するための抵抗値の範囲が厳格に制限されることを意味する。
By the way, the characteristics of the fuse element F1 in the fuse element circuit are required to be about 200Ω when not cut and several hundred KΩ or more when cut.
In particular, in order to bring the voltage of the write terminal 2 to the H level in the disconnected state, it is necessary to have a sufficiently large value with respect to the on-resistance r10 of the Pch transistor Q10. Although it is ideal that the resistance value is large, even if the voltage dividing circuit is configured by incomplete cutting, the voltage dividing result does not become H level unless it is several hundred KΩ or more. The voltage of the write terminal 2 cannot be set correctly.
This means that completeness is required for the cutting of the fuse element F1, and the range of the resistance value for setting the cut state or the non-cut state is strictly limited.

そして、その問題点に関連して下記特許文献1〜3には次のような提案内容が開示されている。
先ず、特許文献1のヒューズ素子回路は、図6に示すように、書込み端子2は、オン抵抗値が大きいデプレション型PchMISトランジスタQ11を介して電源端子(VDD端子)1に接続されていると共に、ヒューズ素子F1とダイオード素子D11とデプレション型NchMISトランジスタQ12からなる直列回路を介してGND端子(VSS端子)3に接続された回路構成になっている。但し、トランジスタQ12はトランジスタQ11に比べてオン抵抗値が小さく設定されており、書込み端子2は、ヒューズ素子F1が非切断状態ではLレベルとなり、切断状態ではトランジスタQ11によりHレベルに設定される。
このヒューズ素子回路では、ヒューズ切断用端子5を電源端子1に接続して、書込み端子2に外部からHレベル又はLレベルを印加して書込み端子2の状態を設定する。即ち、インバータX1を介して出力端子4に接続されている半導体回路の特性の調整を行う場合に、書込み端子2をHレベル又はLレベルとして特性値を測定し、それが仕様規格内になるようにヒューズ素子F1の切断/非切断を決定する。
この場合、ヒューズ切断用電源端子5が電源端子1に接続されているため、書込み端子2をHレベルとしてもヒューズ素子F1に電流が流れ込む状態にはならない。また、Lレベルとした場合にも、ダイオード素子D11が逆方向電圧印加状態になっているため、トランジスタQ11側からの僅かな電流が流れるだけである。
即ち、特許文献1のヒューズ素子回路によれば、ヒューズ素子F1に大きな電流を流すことなく、事前にヒューズ素子F1の切断/非切断を決定することができる。
And the following proposal content is disclosed by the following patent documents 1-3 regarding the problem.
First, as shown in FIG. 6, in the fuse element circuit of Patent Document 1, the write terminal 2 is connected to a power supply terminal (VDD terminal) 1 via a depletion type Pch MIS transistor Q11 having a large on-resistance value. The circuit configuration is connected to the GND terminal (VSS terminal) 3 through a series circuit including a fuse element F1, a diode element D11, and a depletion type Nch MIS transistor Q12. However, the on-resistance value of the transistor Q12 is set to be smaller than that of the transistor Q11, and the write terminal 2 is set to L level when the fuse element F1 is not cut, and is set to H level by the transistor Q11 when cut.
In this fuse element circuit, the fuse cutting terminal 5 is connected to the power supply terminal 1 and an H level or an L level is applied to the write terminal 2 from the outside to set the state of the write terminal 2. That is, when adjusting the characteristics of the semiconductor circuit connected to the output terminal 4 via the inverter X1, the characteristic value is measured with the write terminal 2 at the H level or the L level so that it is within the specification standard. The cutting / non-cutting of the fuse element F1 is determined.
In this case, since the fuse cutting power supply terminal 5 is connected to the power supply terminal 1, the current does not flow into the fuse element F1 even if the write terminal 2 is set to the H level. In addition, even when the L level is set, since the diode element D11 is in the reverse voltage application state, only a small current flows from the transistor Q11 side.
That is, according to the fuse element circuit of Patent Document 1, it is possible to determine whether the fuse element F1 is cut or not cut in advance without flowing a large current through the fuse element F1.

特許文献2におけるヒューズ素子回路には、図7に示すように、図5の回路の出力端子4側に2個のインバータX1,X2による正帰還回路を設けたものが開示されている。
このヒューズ素子回路によれば、ヒューズ素子F1が完全に切断されずに、その抵抗値がプルアップ用のトランジスタQ10のオン抵抗値と僅かな差しかないような場合にも、前記正帰還回路の作用によって出力端子4からの出力をHレベル又はLレベルに落ち着かせることができる。例えば、切断後のヒューズ素子F1の抵抗値がトランジスタQ10のオン抵抗値よりも高めになった時には、インバータX1の出力は少しL側へ振れて、インバータX2の出力が更に大きくH側へ振れることになり、その正帰還が繰り返されて完全にLレベルに落ち着く。
即ち、特許文献2のヒューズ素子回路によれば、ヒューズ素子F1が不完全な切断状態になっても出力端子4の出力を完全なHレベル又はLレベルに設定できる。
As shown in FIG. 7, the fuse element circuit in Patent Document 2 discloses a circuit in which a positive feedback circuit including two inverters X1 and X2 is provided on the output terminal 4 side of the circuit of FIG.
According to this fuse element circuit, even when the fuse element F1 is not completely cut and its resistance value is not slightly different from the on-resistance value of the pull-up transistor Q10, the action of the positive feedback circuit is achieved. Thus, the output from the output terminal 4 can be settled to the H level or the L level. For example, when the resistance value of the fuse element F1 after cutting becomes higher than the on-resistance value of the transistor Q10, the output of the inverter X1 slightly swings to the L side, and the output of the inverter X2 swings further to the H side. Then, the positive feedback is repeated to completely settle at the L level.
That is, according to the fuse element circuit of Patent Document 2, the output of the output terminal 4 can be set to a complete H level or L level even if the fuse element F1 is in an incompletely cut state.

特許文献3のヒューズ素子回路も、図8に示すように、出力端子4側に正帰還回路を設けたものである。
但し、この場合には出力端子4側のインバータX1,X3の直列回路におけるインバータX3の出力がPchトランジスタQ13のゲートに接続されており、トランジスタQ13をインバータとして利用した構成になっている。
このヒューズ素子回路によれば、ヒューズ素子F1の抵抗値の状態によってトランジスタQ13のオン抵抗値を最適化するように正帰還がかかっており、例えば、ヒューズ素子F1の抵抗値が高めであった場合には、インバータX3の出力がL側へ振れ、トランジスタQ13のオン抵抗値は低くなり、インバータX3への入力電圧は高められて出力は更に高められる。
The fuse element circuit of Patent Document 3 also has a positive feedback circuit on the output terminal 4 side as shown in FIG.
However, in this case, the output of the inverter X3 in the series circuit of the inverters X1 and X3 on the output terminal 4 side is connected to the gate of the Pch transistor Q13, and the transistor Q13 is used as an inverter.
According to this fuse element circuit, positive feedback is applied so as to optimize the on-resistance value of the transistor Q13 according to the state of the resistance value of the fuse element F1, for example, when the resistance value of the fuse element F1 is high. The output of the inverter X3 swings to the L side, the on-resistance value of the transistor Q13 decreases, the input voltage to the inverter X3 is increased, and the output is further increased.

特開平10−189741号公報(第3頁、図1)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-189741 (page 3, FIG. 1) 特開平07−264021号公報(第7頁、図1(A))Japanese Unexamined Patent Publication No. 07-264221 (7th page, FIG. 1 (A)) 特開2002−042482号公報(図2、図5、図6、図8)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-042482 (FIGS. 2, 5, 6, and 8)

上記のように、ヒューズ素子の切断方式にはレーザトリミング装置を用いてレーザ光線で溶断する方式があるが、半導体集積回路の特性を微調整するような場合には、LSIテスターの検査結果に基づいてヒューズ素子回路に一定の電流を流し込んでヒューズ素子の切断を行うことが多い。
しかし、通電切断方式の場合には、大電流とはいっても電流値には制限があり、また検査時間の制約から通電時間も限られることから、ヒューズ素子が常に理想的な切断状態になるとは限らず、抵抗値が数KΩ〜数十KΩ程度の中間的状態になってしまうこともある。
As described above, the fuse element cutting method includes a method of fusing with a laser beam using a laser trimming device. However, when finely adjusting the characteristics of a semiconductor integrated circuit, it is based on an inspection result of an LSI tester. In many cases, the fuse element is cut by supplying a constant current to the fuse element circuit.
However, in the case of the energization cutting method, the current value is limited even though it is a large current, and the energization time is also limited due to the inspection time limitation, so that the fuse element is always in an ideal cutting state. Not limited to this, the resistance value may be in an intermediate state of about several KΩ to several tens of KΩ.

ここで、前記の各特許文献の開示技術についてみると、特許文献1(図6)のヒューズ素子回路では、通電前に切断/非切断の決定ができるようにしているが、トランジスタQ11のベース−エミッタ間の順方向電圧Vebは0.7V程度であり、ヒューズ素子F1を切断した場合にインバータX1の出力をHレベルにするためには、切断後の抵抗値がトランジスタQ11のオン抵抗値と同等以上の値でなければならず、百KΩ以上の抵抗値となることが要求される。
また、特許文献2と3(図7,図8)のヒューズ素子回路は、ヒューズ素子F1の切断状態が抵抗値で数KΩ〜数十KΩ程度の中間的状態になったとしても、出力端子4の出力をHレベル又はLレベルのいずれかに設定できるが、ヒューズ素子F1の切断状態に対応して出力端子4の出力がHレベルになるには、やはり切断後の抵抗値がトランジスタQ10やQ13のオン抵抗値と同等以上の値でなければならない。
即ち、前記の各特許文献の開示技術はヒューズ素子F1が完全な切断状態(抵抗値が無限大)であるか又は完全な非切断状態(抵抗値が0)であるかを前提としており、実際にはかなり広い抵抗値の範囲で生じる中間状態の存在を想定していない。
従って、大電流を通電してヒューズ素子F1を切断したと思っていても、実際には前記中間状態になっていて半導体集積回路が適正に調整されていない場合が生じ、そのヒューズ素子F1に係る状態だけで半導体集積回路全体が不良品になると共に、検査結果が調整に反映されない結果になるため検査コストに多大な無駄が生じることにもなる。
更に、複数のヒューズ素子回路を組み合わせて半導体集積回路の調整等を行うことも多く、前記不利が生じる確率は組合せ個数に比例して高くなる。
Here, regarding the disclosed technology of each of the above patent documents, in the fuse element circuit of Patent Document 1 (FIG. 6), it is possible to determine whether to disconnect / not disconnect before energization. The forward voltage Veb between the emitters is about 0.7 V. In order to set the output of the inverter X1 to H level when the fuse element F1 is cut, the resistance value after cutting is equal to the on-resistance value of the transistor Q11. It must be the above value, and it is required to have a resistance value of 100 KΩ or more.
Further, in the fuse element circuits of Patent Documents 2 and 3 (FIGS. 7 and 8), even if the cut state of the fuse element F1 is in an intermediate state of about several KΩ to several tens KΩ in resistance value, the output terminal 4 Can be set to either the H level or the L level. However, in order for the output of the output terminal 4 to become the H level corresponding to the cut state of the fuse element F1, the resistance value after the cut is also turned on for the transistors Q10 and Q13. Must be equal to or greater than the resistance value.
That is, the disclosed technologies of the above-mentioned patent documents are based on the premise that the fuse element F1 is in a completely cut state (resistance value is infinite) or a complete non-cut state (resistance value is 0). Does not assume the existence of intermediate states that occur over a fairly wide range of resistance values.
Therefore, even if it is thought that the fuse element F1 is cut by supplying a large current, there is a case where the semiconductor integrated circuit is not properly adjusted because the semiconductor integrated circuit is actually in the intermediate state. The entire semiconductor integrated circuit becomes a defective product only by the state, and the inspection result is not reflected in the adjustment, resulting in a great waste of inspection cost.
Further, a semiconductor integrated circuit is often adjusted by combining a plurality of fuse element circuits, and the probability of the disadvantage increases in proportion to the number of combinations.

そこで、本発明は、半導体集積回路装置のヒューズ素子回路において、ヒューズ素子を切断処理した際に不完全な切断状態になるようなことがあっても、ヒューズ素子の切断処理と出力端子の出力状態が誤りなく対応させるように改良した回路構成を提供することを目的として創作された。   Accordingly, the present invention provides a fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device, in which a fuse element cutting process and an output state of an output terminal even if an incomplete cutting state occurs when the fuse element is cut. Was created for the purpose of providing a circuit configuration improved so as to correspond without error.

本発明は、半導体集積回路装置のヒューズ素子回路において、カレントミラー回路の一方のトランジスタの電流出力端子と接地回路との間に第1のトランジスタとヒューズ素子とからなる直列回路を、前記カレントミラー回路の他方のトランジスタの電流出力端子と接地回路との間に第2のトランジスタと抵抗とからなる直列回路をそれぞれ接続し、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの各電流制御端子には同一のバイアス電圧を印加せしめると共に、前記各電流出力端子の何れか一方から前記ヒューズ素子の非切断状態と切断状態に対応した電圧レベルを出力させる回路構成を有しており、前記抵抗の抵抗値を、非切断状態での前記ヒューズ素子の抵抗値よりも十分に大きく、不完全な切断状態となった場合に想定される前記ヒューズ素子の最小抵抗値よりも小さく設定したことを特徴とする半導体集積回路装置のヒューズ素子回路に係る。   The present invention relates to a fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device, wherein a series circuit including a first transistor and a fuse element is provided between a current output terminal of one transistor of a current mirror circuit and a ground circuit. A series circuit composed of a second transistor and a resistor is connected between the current output terminal of the other transistor and the ground circuit, and the current control terminals of the first transistor and the second transistor are the same. And a voltage level corresponding to a non-cut state and a cut state of the fuse element is output from any one of the current output terminals, and the resistance value of the resistor is It is assumed that the resistance value of the fuse element in a non-cut state is sufficiently larger than the resistance value of the fuse element, resulting in an incomplete cut state. Serial according to fuse element circuit of the semiconductor integrated circuit device being characterized in that set to be smaller than the minimum resistance value of the fuse element.

この発明のヒューズ素子回路は次のように作用する。
先ず、カレントミラー回路は、その回路を構成する各トランジスタの電流出力端子から同一の大きさの電流を出力させる機能を有している。
一方、ヒューズ素子の非切断状態では第1のトランジスタ側に大きな電流が流れ、逆に切断状態では第2のトランジスタ側に大きな電流が流れる。
従って、何れの状態においてもカレントミラー回路の前記機能に対して不均衡が生じることになるが、それを補償して同一の電流を出力させるために、カレントミラー回路側のトランジスタ、若しくは第1又は第2のトランジスタの入出力端子間の電圧が変化する。
この発明のヒューズ素子回路では、その電圧レベルの変化をヒューズ素子回路のヒューズ素子の非切断/非切断に対応した出力としている。
ところで、この発明では、抵抗とヒューズ素子の各抵抗値の関係によって、第1のトランジスタと第2のトランジスタに流れる電流の不均衡を生じさせているが、抵抗の抵抗値は、非切断状態でのヒューズ素子の抵抗値よりも十分に大きく、不完全な切断状態となった場合に想定されるヒューズ素子の最小抵抗値よりも小さいという条件で設定されている。
そして、その抵抗に関する条件によれば、ヒューズ素子が不完全な切断状態となって低い抵抗値を示していても、必ず第2のトランジスタ側に流れる電流が第1のトランジスタ側のそれよりも大きくなり、前記補償作用に基づいてヒューズ素子の切断に対応する出力が得られることになる。
尚、この発明は、大電流の通電によってヒューズ素子の切断を行う方式に有効であるが、レーザ光線による溶断方式の場合にも適用できることは当然である。
The fuse element circuit according to the present invention operates as follows.
First, the current mirror circuit has a function of outputting a current of the same magnitude from the current output terminal of each transistor constituting the circuit.
On the other hand, when the fuse element is not cut, a large current flows on the first transistor side. Conversely, when the fuse element is cut, a large current flows on the second transistor side.
Therefore, in any state, an imbalance occurs with respect to the function of the current mirror circuit. In order to compensate for this and output the same current, the transistor on the current mirror circuit side or the first or The voltage between the input and output terminals of the second transistor changes.
In the fuse element circuit of the present invention, the change in the voltage level is an output corresponding to non-cut / non-cut of the fuse element of the fuse element circuit.
By the way, in the present invention, an imbalance of the currents flowing through the first transistor and the second transistor is caused by the relationship between the resistance and each resistance value of the fuse element, but the resistance value of the resistor is in an uncut state. It is set on the condition that it is sufficiently larger than the resistance value of the fuse element and smaller than the minimum resistance value of the fuse element that is assumed in the case of an incompletely cut state.
According to the conditions regarding the resistance, even if the fuse element is in an incompletely cut state and exhibits a low resistance value, the current flowing to the second transistor side is always larger than that on the first transistor side. Thus, an output corresponding to the cutting of the fuse element is obtained based on the compensation action.
Although the present invention is effective for a method of cutting a fuse element by energizing a large current, it is natural that it can be applied to a fusing method using a laser beam.

また、前記発明はヒューズ素子の切断/非切断に対応した出力を得る回路をカレントミラー回路の電流出力側に構成しているが、カレントミラー回路の電流入力側に構成してもよく、その場合には次のような構成になり、同様の作用・効果が得られる。
半導体集積回路装置のヒューズ素子回路において、カレントミラー回路の一方のトランジスタの電流入力端子と電源回路との間に第1のトランジスタとヒューズ素子とからなる直列回路を、前記カレントミラー回路の他方のトランジスタの電流入力端子と電源回路との間に第2のトランジスタと抵抗とからなる直列回路をそれぞれ接続し、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの各電流制御端子には同一のバイアス電圧を印加せしめると共に、前記各電流入力端子の何れか一方から前記ヒューズ素子の非切断状態と切断状態に対応した電圧レベルを出力させる回路構成を有しており、前記抵抗の抵抗値を、非切断状態での前記ヒューズ素子の抵抗値よりも十分に大きく、不完全な切断状態となった場合に想定される前記ヒューズ素子の最小抵抗値よりも小さく設定したことを特徴とする半導体集積回路装置のヒューズ素子回路。
In the above invention, the circuit for obtaining the output corresponding to the cutting / non-cutting of the fuse element is configured on the current output side of the current mirror circuit, but may be configured on the current input side of the current mirror circuit. Has the following structure, and the same operation and effect can be obtained.
In a fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device, a series circuit including a first transistor and a fuse element is provided between a current input terminal of one transistor of a current mirror circuit and a power supply circuit, and the other transistor of the current mirror circuit is provided. A series circuit composed of a second transistor and a resistor is connected between the current input terminal and the power supply circuit, and the same bias voltage is applied to each current control terminal of the first transistor and the second transistor. And having a circuit configuration that outputs a voltage level corresponding to a non-cut state and a cut state of the fuse element from any one of the current input terminals, and the resistance value of the resistor is set to a non-cut state. The fuse element is sufficiently larger than the resistance value of the fuse element in the above, and the fuse assumed in the case of an incompletely cut state is obtained. Fuse element circuit of the semiconductor integrated circuit device being characterized in that set to be smaller than the minimum resistance value of the element.

本発明によれば、半導体集積回路装置のヒューズ素子回路において、ヒューズ素子の切断処理を行った際に数KΩ〜数十KΩ程度の抵抗値を示す不完全な切断状態となっても、出力レベルを必ず切断処理に対応させることができる。
それにより、半導体集積回路の検査結果が正しく調整に反映され、ヒューズ素子の切断処理と出力レベルとの非対応によって半導体集積回路が不良品と判定されることを防止する。
According to the present invention, in the fuse element circuit of the semiconductor integrated circuit device, even when the fuse element is cut, even if it is in an incompletely cut state showing a resistance value of about several KΩ to several tens KΩ, the output level Can be made to correspond to the cutting process.
Thereby, the inspection result of the semiconductor integrated circuit is correctly reflected in the adjustment, and it is prevented that the semiconductor integrated circuit is determined to be defective due to the incompatibility between the cutting process of the fuse element and the output level.

以下、本発明に基づいた半導体集積回路装置のヒューズ素子回路の各実施例について図面を用いて詳細に説明する。
各実施例のヒューズ素子回路は、ヒューズ素子を切断した際に完全な切断状態とならずに数KΩ〜数十KΩ程度の抵抗値を示すような中間状態となっても、ヒューズ素子回路の出力がヒューズ素子の切断と対応付けられた一義的状態(Hレベル又はLレベル)を示すようにしたものである。
Hereinafter, embodiments of a fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Even if the fuse element circuit of each embodiment does not become a complete cut state when the fuse element is cut, but is in an intermediate state that shows a resistance value of about several KΩ to several tens KΩ, the output of the fuse element circuit Indicates a unique state (H level or L level) associated with the cutting of the fuse element.

先ず、図1はこの実施例に係るヒューズ素子回路の電気回路図である。
このヒューズ素子回路は、2個のPchトランジスタQ3,Q4で構成されたカレントミラー回路を用いている。
そして、カレントミラー回路の各トランジスタQ3,Q4のドレインに対して、ゲートを共通接続した2個のNchトランジスタQ1,Q2の各ドレインをそれぞれ接続し、トランジスタQ1のソースにはヒューズ素子F1が、トランジスタQ2のソースには抵抗R1がそれぞれ接続してある。
また、PchトランジスタQ5とNchトランジスタQ6によって、前記トランジスタQ1,Q2の各ゲートに共通のバイアス電圧を印加するための定電圧回路が構成されている。
このヒューズ素子回路の出力は、トランジスタQ2とトランジスタQ4の接続点のノード6からインバータX1を介して出力端子4へ取り出される。
First, FIG. 1 is an electric circuit diagram of a fuse element circuit according to this embodiment.
This fuse element circuit uses a current mirror circuit composed of two Pch transistors Q3 and Q4.
Then, the drains of two Nch transistors Q1 and Q2 whose gates are commonly connected are connected to the drains of the transistors Q3 and Q4 of the current mirror circuit, respectively, and the fuse element F1 is connected to the source of the transistor Q1 and the transistor A resistor R1 is connected to the source of Q2.
The Pch transistor Q5 and the Nch transistor Q6 constitute a constant voltage circuit for applying a common bias voltage to the gates of the transistors Q1 and Q2.
The output of the fuse element circuit is taken out from the node 6 at the connection point of the transistors Q2 and Q4 to the output terminal 4 via the inverter X1.

尚、ここでは説明を簡単にするために、トランジスタQ1とQ2及びトランジスタQ3とQ4はそれぞれ同一特性であり、ゲートの閾値電圧等などが同一であって、ゲート・ソース間の電圧やソース・ドレイン間の電圧等が同一であれば、ドレインにも同一の電流が流れるものとする。
この特性の同一性は、半導体集積回路の同一チップ内でトランジスタの構造や寸法を同一にすると共に、近接して配置することにより容易に得られる。
For simplicity of explanation, the transistors Q1 and Q2 and the transistors Q3 and Q4 have the same characteristics, the gate threshold voltage and the like are the same, and the gate-source voltage and the source-drain voltage are the same. If the voltage between them is the same, the same current flows through the drain.
This identity of characteristics can be easily obtained by making the transistors have the same structure and dimensions in the same chip of the semiconductor integrated circuit and arranging them closely.

この実施例のヒューズ素子回路では、ヒューズ素子F1の非切断時における抵抗値rfを約200Ωと仮定し、また、ヒューズ素子F1が不完全に切断された時における最小抵抗値を約3KΩと仮定して、抵抗R1の抵抗値r1を2KΩとして設定してある。即ち、抵抗R1の抵抗値r1をヒューズ素子F1の非切断時における抵抗値rfよりも十分に大きく、
今、ヒューズ素子F1が非切断状態の場合、各トランジスタQ1,Q2のゲート電圧はトランジスタQ6からのゲートバイアス電圧で同一になっており、rf≪r1であるため、トランジスタQ1のドレイン電流I1とトランジスタQ2のドレイン電流I2はI1>I2の関係となる。
しかしながら、カレントミラー回路を構成しているトランジスタQ3,Q4の各ドレイン電流I3,I4は等しくならなければならず、トランジスタQ3のドレイン電流I3はトランジスタQ1のドレイン電流I1であるため、トランジスタQ4のドレイン電流I4はI4≒I1として出力される。
即ち、ノード6においてはI4>I2の電流関係が生じることになる。
In the fuse element circuit of this embodiment, the resistance value rf when the fuse element F1 is not cut is assumed to be about 200Ω, and the minimum resistance value when the fuse element F1 is cut incompletely is assumed to be about 3KΩ. The resistance value r1 of the resistor R1 is set to 2 KΩ. That is, the resistance value r1 of the resistor R1 is sufficiently larger than the resistance value rf when the fuse element F1 is not cut.
Now, when the fuse element F1 is a non-cutting state, the gate voltage of the transistors Q1, Q2 are identical on the gate bias voltage from the transistor Q6, since it is Rf«r1, the drain current I 1 of transistor Q1 The drain current I 2 of the transistor Q2 has a relationship of I 1 > I 2 .
However, the drain currents I 3 and I 4 of the transistors Q 3 and Q 4 constituting the current mirror circuit must be equal, and the drain current I 3 of the transistor Q 3 is the drain current I 1 of the transistor Q 1 . The drain current I 4 of the transistor Q4 is output as I 4 ≈I 1 .
That is, a current relationship of I 4 > I 2 occurs at the node 6.

ところで、CMOSで構成されているインバータX1の入力インピーダンスは極めて大きく、ノード6からの入力電流(特に、この場合のようなDC電流)は0とみなせる。
そして、その条件下でI4>I2の関係をI4=I2の関係にしなければならないが、そのためにトランジスタQ4のソース−ドレイン間の電圧が低下し、それによって電流I4の大きさが小さくなることでI4=I2の関係を成立させる。
その結果、ノード6の電圧は電源電圧側へ上がることになり、インバータX1を介して得られる出力端子4の出力がLレベルとなる。
By the way, the input impedance of the inverter X1 composed of CMOS is extremely large, and the input current from the node 6 (in particular, the DC current as in this case) can be regarded as zero.
Under the conditions, the relationship of I 4 > I 2 must be set to the relationship of I 4 = I 2 , and for this reason, the voltage between the source and the drain of the transistor Q 4 decreases, and thereby the magnitude of the current I 4 As I becomes smaller, the relationship of I 4 = I 2 is established.
As a result, the voltage of the node 6 rises to the power supply voltage side, and the output of the output terminal 4 obtained through the inverter X1 becomes L level.

次に、書込み端子2から大電流を通電してヒューズ素子F1を切断させた場合、それが理想的な切断状態になっていれば、抵抗値が無限大又は数MΩ以上となる。
その状態では、前記と同様に各トランジスタQ1,Q2のゲート電圧は同一であるが、rf≫r1であるため、トランジスタQ1のドレイン電流I1とトランジスタQ2のドレイン電流I2は前記とは逆にI1<I2の関係となる。
一方、カレントミラー回路の構成に基づいてI3=I4でなければならず、またI3=I1であることは前記と同様であり、トランジスタQ4のドレイン電流I4はI4≒I1として出力される。
即ち、ノード6においては前記とは逆にI4<I2の電流関係が生じることになる。
Next, when the fuse element F1 is cut by supplying a large current from the write terminal 2, the resistance value is infinite or several MΩ or more if it is in an ideal cut state.
In this state, the gate voltage of the as well as the transistors Q1, Q2 is is the same, because it is Rf»r1, the drain current I 2 of the drain current I 1 and the transistor Q2 of the transistor Q1 is opposite to the said The relationship is I 1 <I 2 .
On the other hand, based on the configuration of the current mirror circuit, I 3 = I 4 must be satisfied, and I 3 = I 1 is the same as described above, and the drain current I 4 of the transistor Q 4 is I 4 ≈I 1. Is output as
In other words, the current relationship of I 4 <I 2 occurs at the node 6 in the opposite manner.

そして、インバータX1側からノード6への電流の流れ込みは有り得ず、その条件下でI4<I2の関係をI4=I2の関係にしなければならないが、この場合にはトランジスタQ2のソース−ドレイン間の電圧が低下し、それによって電流I2の大きさが小さくなることでI4=I2の関係を成立させる。
その結果、ノード6の電圧はGND電圧側へ下がることになり、インバータX1を介して得られる出力端子4の出力がHレベルになる。
以上から、この実施例のヒューズ素子回路においても、図5のヒューズ素子回路と同様に、ヒューズ素子F1の非切断状態では出力端子4の出力がLレベルに設定され、切断状態では出力端子4の出力がHレベルに設定されることになる。
The current cannot flow from the inverter X1 side to the node 6, and the relationship of I 4 <I 2 must be set to the relationship of I 4 = I 2 under the conditions. In this case, the source of the transistor Q2 The voltage between the drains is lowered, and the magnitude of the current I 2 is thereby reduced, thereby establishing the relationship of I 4 = I 2 .
As a result, the voltage at the node 6 decreases to the GND voltage side, and the output of the output terminal 4 obtained through the inverter X1 becomes H level.
From the above, in the fuse element circuit of this embodiment, similarly to the fuse element circuit of FIG. 5, the output of the output terminal 4 is set to L level when the fuse element F1 is not cut and the output terminal 4 of the fuse element F1 is cut. The output is set to H level.

ところで、前記の説明ではヒューズ素子F1が理想的に切断されて、その抵抗値が無限大又は数MΩ以上になることを前提としているが、不完全な切断がなされて数KΩ〜数十KΩ程度の比較的低い抵抗値を示す中間状態となった場合について考察してみる。
この実施例のヒューズ素子回路では、ヒューズ素子F1が切断された際にトランジスタQ1のドレイン電流I1とトランジスタQ2のドレイン電流I2がI1<I2の関係になり、それによってノード6の電圧をGND電圧側へ低下させ、出力端子4の出力をHレベルにしているが、I1<I2の関係を成立させる条件はrf(ヒューズ素子F1の抵抗値)>r1(抵抗R1の抵抗値)である。
この実施例ではr1を2KΩに設定しており、前記のようにヒューズ素子F1の不完全な切断時の抵抗値rfが数KΩ〜数十KΩ程度であるとするとrf>r1が成立し、ヒューズ素子F1が切断された際には常にI1<I2の関係が成立する。
尚、ノード6の電圧を低下させてインバータX1の出力を反転させるにはI2とI1に所定以上の差が必要となるが、それほど大きな電流差は要しない。
By the way, in the above description, it is assumed that the fuse element F1 is ideally disconnected and its resistance value is infinite or several MΩ or more, but incomplete disconnection is made to be several KΩ to several tens KΩ. Let us consider the case of an intermediate state showing a relatively low resistance value.
In the fuse element circuit of this embodiment, when the fuse element F1 is cut, the drain current I 1 of the transistor Q1 and the drain current I 2 of the transistor Q2 have a relationship of I 1 <I 2. Is reduced to the GND voltage side, and the output of the output terminal 4 is set to the H level. The condition for satisfying the relationship of I 1 <I 2 is rf (resistance value of the fuse element F 1)> r 1 (resistance value of the resistor R 1 ).
In this embodiment, r1 is set to 2 KΩ, and if the resistance value rf at the time of incomplete cutting of the fuse element F1 is about several KΩ to several tens KΩ as described above, then rf> r1 is established. When the element F1 is cut, the relationship of I 1 <I 2 is always established.
In order to invert the output of the inverter X1 by lowering the voltage at the node 6, a difference greater than a predetermined value is required between I 2 and I 1 , but a very large current difference is not required.

図2は、r1=2KΩとして、rfを変化させた時のノード6の電圧変化をシミュレーションした場合のグラフである。
同図において、ノード6の電圧は、ヒューズ素子F1が非切断状態(この例では抵抗値が1KΩ以下の状態)では電源電圧側へ振れて4V以上になっており、切断状態(この例では抵抗値が3KΩ以上の状態)ではGND側へ振れて0.5V以下になっている。
そして、不完全な切断状態でrfが1〜3KΩの範囲になってr1と近い値になった場合にはノード6の電圧が中間レベルを示すことになるが、その状態であってもヒューズ素子F1の抵抗値:rfが3KΩ以上に変化していれば、インバータX1の出力が明確にHレベルを示すことになる。
これを従来技術(特許文献1〜3)の場合と比較すると、それらの従来技術では、ヒューズ素子F1が不完全な切断状態になった場合に、抵抗値:rfがトランジスタQ10等のオン抵抗値と同等以上の値(即ち、少なくとも数十KΩ以上)にならなければ出力端子4がLレベルにならないような事態が生じたが、この実施例によれば、ヒューズ素子F1が不完全な切断状態になっても、rfが3KΩ以上という極めて緩和された条件でヒューズ素子F1の切断処理と出力端子4のLレベル設定とを対応させることができる。
FIG. 2 is a graph in the case of simulating the voltage change of the node 6 when rf is changed with r1 = 2 KΩ.
In the figure, the voltage of the node 6 swings to the power supply voltage side when the fuse element F1 is not cut (in this example, the resistance value is 1 KΩ or less) and is 4 V or more. In a state where the value is 3 KΩ or more), it swings to the GND side and is 0.5 V or less.
When rf is in the range of 1 to 3 KΩ and is close to r1 in an incompletely cut state, the voltage at node 6 indicates an intermediate level. Even in this state, the fuse element If the resistance value of F1: rf changes to 3 KΩ or more, the output of the inverter X1 clearly shows the H level.
When this is compared with the prior arts (Patent Documents 1 to 3), in those prior arts, when the fuse element F1 is in an incompletely cut state, the resistance value rf is the on-resistance value of the transistor Q10 or the like. However, according to this embodiment, the fuse element F1 is in an incompletely disconnected state. However, according to this embodiment, the fuse element F1 is in an incompletely cut state. Even in this case, the cutting process of the fuse element F1 and the L level setting of the output terminal 4 can be made to correspond to each other under the extremely relaxed condition that rf is 3 KΩ or more.

尚、ヒューズ素子F1の不完全な切断状態での抵抗値に係る条件は、抵抗R1の抵抗値:r1の設定の仕方によって変化させることができる。
また、この実施例ではインバータX1を用いているが、コンパレータを用いれば、その閾値の設定の仕方によって、前記抵抗値:rfの中間状態とされる範囲(図2における1〜3KΩの範囲に相当)を狭めることができる。
The condition relating to the resistance value in the incompletely cut state of the fuse element F1 can be changed depending on how the resistance value r1 of the resistor R1 is set.
Further, in this embodiment, the inverter X1 is used. However, if a comparator is used, the range in which the resistance value: rf is in an intermediate state (corresponding to the range of 1 to 3 KΩ in FIG. 2) depending on how the threshold value is set. ) Can be narrowed.

図3はこの実施例に係るヒューズ素子回路の電気回路図である。
同図と図1を比較すれば明らかなように、この実施例のヒューズ素子回路はカレントミラー回路に対するヒューズ素子F1と抵抗R1の挿入位置が逆になっている点で実施例1の場合と異なっているだけである。
即ち、この実施例では、カレントミラー回路における制御側トランジスタQ1とGNDノードの間に抵抗R1が、被制御側トランジスタQ2とGNDノードの間にヒューズ素子F1がそれぞれ接続されており、トランジスタQ2とヒューズ素子F1の接続点に書込み端子2が接続されている。
FIG. 3 is an electric circuit diagram of the fuse element circuit according to this embodiment.
As is clear from comparison between FIG. 1 and FIG. 1, the fuse element circuit of this embodiment differs from that of Embodiment 1 in that the insertion positions of the fuse element F1 and the resistor R1 with respect to the current mirror circuit are reversed. It ’s just that.
That is, in this embodiment, the resistor R1 is connected between the control side transistor Q1 and the GND node in the current mirror circuit, and the fuse element F1 is connected between the controlled side transistor Q2 and the GND node. The write terminal 2 is connected to the connection point of the element F1.

そして、回路動作についても基本的には実施例1の場合と同様であり、単にヒューズ素子F1の切断/非切断状態に対応するノード6の電圧レベルが実施例1の場合と逆になり、それに伴って出力端子4のレベルが逆になるだけである。
従って、ここでは動作を簡単に説明するに留める。
先ず、ヒューズ素子F1が非切断の状態では、rf≪r1であるためにI2>I1の電流関係となるが、カレントミラー回路はI4≒I1となるように機能する。従って、I2>I4となるが、インバータX1側からノード6への電流の流れ込みは無いため、そのアンバランスを減じるためにトランジスタQ4のソース−ドレイン間の電圧が上昇する。その結果、ノード6がLレベルとなって、インバータX1を介した出力端子4がHレベルとなる。
一方、ヒューズ素子F1が切断された状態では、rf>r1であるためにI2<I1の電流関係となるが、前記と同様にカレントミラー回路はI4≒I1となるように機能する。従って、前記とは逆にI2<I4となるが、ノード6からインバータX1側への電流の流れ込みは無いため、そのアンバランスを減じるためにトランジスタQ2のソース−ドレイン間の電圧が低下する。その結果、ノード6がHレベルとなって、インバータX1を介した出力端子4がLレベルとなる。
The circuit operation is basically the same as that in the first embodiment, and the voltage level of the node 6 corresponding to the cut / non-cut state of the fuse element F1 is reversed from that in the first embodiment. Accordingly, the level of the output terminal 4 is only reversed.
Therefore, only the operation will be briefly described here.
First, in the uncut state of the fuse element F1, since rf << r1, the current relationship is I2> I1, but the current mirror circuit functions so that I4≈I1. Therefore, although I2> I4, there is no current flowing from the inverter X1 side to the node 6, so that the voltage between the source and drain of the transistor Q4 increases in order to reduce the unbalance. As a result, the node 6 becomes L level, and the output terminal 4 via the inverter X1 becomes H level.
On the other hand, in the state where the fuse element F1 is cut, since rf> r1, the current relationship is I2 <I1, but the current mirror circuit functions so that I4≈I1 as described above. Therefore, contrary to the above, I2 <I4, but since no current flows from the node 6 to the inverter X1 side, the voltage between the source and drain of the transistor Q2 is lowered to reduce the unbalance. As a result, the node 6 becomes H level, and the output terminal 4 via the inverter X1 becomes L level.

尚、この実施例においては、ヒューズ素子F1の切断/非切断に対応する出力端子の設定レベルが実施例1の場合と逆になっているだけであり、ヒューズ素子F1が不完全な切断状態になっても、比較的低い抵抗値となるような切断状態まで許容する条件でヒューズ素子F1の切断処理と出力端子4のLレベル設定とを対応させることができるという基本的効果は実施例1の場合と同様である。   In this embodiment, only the setting level of the output terminal corresponding to the cutting / non-cutting of the fuse element F1 is opposite to that in the first embodiment, and the fuse element F1 is in an incompletely cut state. Even in this case, the basic effect that the cutting process of the fuse element F1 and the L level setting of the output terminal 4 can be made to correspond with each other under the condition that allows the cutting state to have a relatively low resistance value. Same as the case.

図4はこの実施例に係るヒューズ素子回路の電気回路図である。
同図と図1を比較すれば明らかなように、この実施例のヒューズ素子回路は不ヒューズ素子F1に対して抵抗R2を並列接続させた点で実施例1の場合と異なっているだけである。
この抵抗R2はヒューズ素子F1が切断された際にトランジスタQ1のソースが開放状態になって回路動作が不安定化することを防止するために設けたものであり、その抵抗値r2は抵抗R1の抵抗値r1の10倍以上の値に設定されている。
FIG. 4 is an electric circuit diagram of the fuse element circuit according to this embodiment.
As is clear from comparison between FIG. 1 and FIG. 1, the fuse element circuit of this embodiment is different from that of the first embodiment only in that a resistor R2 is connected in parallel to the non-fuse element F1. .
The resistor R2 is provided to prevent the circuit operation from becoming unstable due to the source of the transistor Q1 being opened when the fuse element F1 is cut, and the resistance value r2 is the resistance value r2. It is set to a value that is at least 10 times the resistance value r1.

この実施例のヒューズ素子回路自体の基本動作及び効果に関しては実施例1の場合と同様であり、ここでは抵抗R2の果たす機能と前記基本動作に与える影響に関して説明する。
先ず、ヒューズ素子F1の非切断状態では、当然にrf(ヒューズ素子F1の抵抗値)≪r2(抵抗R2の抵抗値)であるため、抵抗R2がヒューズ素子回路の回路動作に与える影響は殆どない。
一方、ヒューズ素子F1が切断されると、トランジスタQ1のドレイン電流I1の大きさは抵抗R2の抵抗値r2によって決まるが、前記のようにr2≧10*r1として設定されているためにI1<I2の電流関係が十分に成立し、この場合にもヒューズ素子回路の回路動作に関して全く問題はない。
但し、ヒューズ素子F1が不完全に切断されて比較的低い抵抗値rfを示す場合に、抵抗R2は並列抵抗として電流I1の増大をもたらすことになるが、その場合にも、例えば、抵抗値rf=3KΩに抵抗値r2=20KΩが並列接続されるだけであり、2.6KΩ程度の抵抗値になることから動作範囲としてはあまり変わらない。
即ち、この実施例によれば、基本的な回路動作に影響を与えることなく、ヒューズ素子F1が切断された際の安定した回路動作を実現する。
The basic operation and effect of the fuse element circuit itself of this embodiment are the same as those of the first embodiment. Here, the function performed by the resistor R2 and the influence on the basic operation will be described.
First, in the uncut state of the fuse element F1, of course, rf (resistance value of the fuse element F1) << r2 (resistance value of the resistance R2), so that the resistance R2 has little influence on the circuit operation of the fuse element circuit. .
On the other hand, the fuse element F1 is cut, the size of the drain current I 1 of transistor Q1 is determined by the resistance value r2 of the resistor R2, because it is set as the as r2 ≧ 10 * r1 I1 < The current relationship of I2 is sufficiently established, and in this case, there is no problem with respect to the circuit operation of the fuse element circuit.
However, when the fuse element F1 is cut incompletely and exhibits a relatively low resistance value rf, the resistance R2 causes an increase in the current I1 as a parallel resistance. In this case also, for example, the resistance value rf Only the resistance value r2 = 20 KΩ is connected in parallel to = 3 KΩ, and the resistance value is about 2.6 KΩ, so the operation range does not change much.
That is, according to this embodiment, a stable circuit operation when the fuse element F1 is cut is realized without affecting the basic circuit operation.

以上に本発明のヒューズ素子回路の各実施例を示したが、更に次のような変形例も考えられる。
(1) 電源側とGND側を逆にして、各トランジスタのチャネル特性を逆にしても同様の効果が得られる。具体的には、トランジスタQ3,Q4をNchトランジスタとしてGND側に接続し、トランジスタQ1,Q2をPchトランジスタとして、それぞれヒューズ素子F1と抵抗R1を介して電源側に接続する。また、トランジスタQ5,Q6のバイアス回路も同様に入れ替える。
即ち、上記の各実施例ではヒューズ素子の切断/非切断に対応した出力レベルを得るための回路をカレントミラー回路の電流出力側に構成しているが、カレントミラー回路の電流入力側に構成してもよく、当然に同様の効果が得られる。
(2) 上記の各実施例では各トランジスタをMOS型で構成しているが、それらの全部又は一部をバイポーラ型に置き換えてもよい。
(3) 上記の各実施例ではウィルソン型のカレントミラー回路の基本形を用いているが、例えば、特開平6−104762号等に見られるような特性改良型の回路を適用してもよい。
Although the embodiments of the fuse element circuit of the present invention have been described above, the following modifications are also conceivable.
(1) The same effect can be obtained by reversing the channel characteristics of each transistor by reversing the power supply side and the GND side. Specifically, the transistors Q3 and Q4 are connected to the GND side as Nch transistors, and the transistors Q1 and Q2 are connected as Pch transistors to the power supply side through the fuse element F1 and the resistor R1, respectively. In addition, the bias circuits of the transistors Q5 and Q6 are similarly replaced.
That is, in each of the above embodiments, the circuit for obtaining the output level corresponding to the cutting / non-cutting of the fuse element is configured on the current output side of the current mirror circuit, but is configured on the current input side of the current mirror circuit. Of course, the same effect can be obtained.
(2) In each of the above embodiments, each transistor is configured as a MOS type, but all or a part of them may be replaced with a bipolar type.
(3) Although the basic form of the Wilson type current mirror circuit is used in each of the above-described embodiments, a circuit with improved characteristics as shown in, for example, JP-A-6-104762 may be applied.

本発明は半導体集積回路の特性調整や動作切換え等のために組み込まれるヒューズ素子回路に適用される。   The present invention is applied to a fuse element circuit incorporated for characteristic adjustment, operation switching, and the like of a semiconductor integrated circuit.

本発明の実施例1に係る半導体集積回路装置のヒューズ素子回路の電気回路図である。1 is an electric circuit diagram of a fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device according to Example 1 of the present invention. 図1の電気回路において、抵抗R1の抵抗値r1を2KΩとして、ヒューズ素子F1の抵抗値rfを変化させた時のノード6の電圧変化をシミュレーションしたグラフである。In the electric circuit of FIG. 1, a graph simulating a change in voltage at the node 6 when the resistance value r1 of the resistor R1 is 2 KΩ and the resistance value rf of the fuse element F1 is changed. 実施例2に係るヒューズ素子回路の電気回路図である。6 is an electric circuit diagram of a fuse element circuit according to Embodiment 2. FIG. 実施例3に係るヒューズ素子回路の電気回路図である。6 is an electric circuit diagram of a fuse element circuit according to Example 3. FIG. 従来の一般的なヒューズ素子回路の電気回路図である。It is an electric circuit diagram of a conventional general fuse element circuit. 特許文献1に開示されているヒューズ素子回路の電気回路図である。2 is an electric circuit diagram of a fuse element circuit disclosed in Patent Document 1. FIG. 特許文献2に開示されているヒューズ素子回路の電気回路図である。10 is an electric circuit diagram of a fuse element circuit disclosed in Patent Document 2. FIG. 特許文献3に開示されているヒューズ素子回路の電気回路図である。FIG. 6 is an electric circuit diagram of a fuse element circuit disclosed in Patent Document 3.

符号の説明Explanation of symbols

1…電源端子、2…書込み端子、3…GND端子、4…出力端子、5…ヒューズ切断用端子、6…ノード、D11…ダイオード素子、F1…ヒューズ素子、I1,I2,I4…電流、Q1,Q2,Q6,Q12…Nchトランジスタ、Q3,Q4,Q5,Q11…Pchトランジスタ、R1,R2…抵抗、X1,X2,X3…インバータ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply terminal, 2 ... Write terminal, 3 ... GND terminal, 4 ... Output terminal, 5 ... Terminal for fuse cutting, 6 ... Node, D11 ... Diode element, F1 ... Fuse element, I1, I2, I4 ... Current, Q1 , Q2, Q6, Q12 ... Nch transistors, Q3, Q4, Q5, Q11 ... Pch transistors, R1, R2 ... resistors, X1, X2, X3 ... inverters.

Claims (2)

半導体集積回路装置のヒューズ素子回路において、
カレントミラー回路の一方のトランジスタの電流出力端子と接地回路との間には第1のトランジスタとヒューズ素子とからなる直列回路を、前記カレントミラー回路の他方のトランジスタの電流出力端子と接地回路との間には第2のトランジスタと抵抗とからなる直列回路をそれぞれ接続し、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの各電流制御端子には同一のバイアス電圧を印加せしめると共に、前記各電流出力端子の何れか一方から前記ヒューズ素子の非切断状態と切断状態に対応した電圧レベルを出力させる回路構成を有しており、前記抵抗の抵抗値を、非切断状態での前記ヒューズ素子の抵抗値よりも十分に大きく、不完全な切断状態となった場合に想定される前記ヒューズ素子の最小抵抗値よりも小さく設定した
ことを特徴とする半導体集積回路装置のヒューズ素子回路。
In a fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device,
A series circuit composed of a first transistor and a fuse element is provided between the current output terminal of one transistor of the current mirror circuit and the ground circuit, and the current output terminal of the other transistor of the current mirror circuit is connected to the ground circuit. A series circuit composed of a second transistor and a resistor is connected between them, and the same bias voltage is applied to each current control terminal of the first transistor and the second transistor, and each current output is applied. It has a circuit configuration for outputting a voltage level corresponding to the non-cut state and the cut state of the fuse element from any one of the terminals, and the resistance value of the resistor is set to the resistance value of the fuse element in the non-cut state Is set to be sufficiently smaller than the minimum resistance value of the fuse element assumed in the case of an incompletely cut state. A fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device.
半導体集積回路装置のヒューズ素子回路において、
カレントミラー回路の一方のトランジスタの電流入力端子と電源回路との間に第1のトランジスタとヒューズ素子とからなる直列回路を、前記カレントミラー回路の他方のトランジスタの電流入力端子と電源回路との間に第2のトランジスタと抵抗とからなる直列回路をそれぞれ接続し、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタの各電流制御端子には同一のバイアス電圧を印加せしめると共に、前記各電流入力端子の何れか一方から前記ヒューズ素子の非切断状態と切断状態に対応した電圧レベルを出力させる回路構成を有しており、前記抵抗の抵抗値を、非切断状態での前記ヒューズ素子の抵抗値よりも十分に大きく、不完全な切断状態となった場合に想定される前記ヒューズ素子の最小抵抗値よりも小さく設定した
ことを特徴とする半導体集積回路装置のヒューズ素子回路。
In a fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device,
A series circuit composed of a first transistor and a fuse element is provided between the current input terminal of one transistor of the current mirror circuit and the power supply circuit, and between the current input terminal of the other transistor of the current mirror circuit and the power supply circuit. Are connected to a series circuit composed of a second transistor and a resistor, respectively, and the same bias voltage is applied to each current control terminal of the first transistor and the second transistor. It has a circuit configuration for outputting a voltage level corresponding to a non-cut state and a cut state of the fuse element from any one, and the resistance value of the resistor is set to be higher than the resistance value of the fuse element in the non-cut state. It is set to be smaller than the minimum resistance value of the fuse element that is assumed to be sufficiently large and incompletely cut. A fuse element circuit of a semiconductor integrated circuit device.
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