JP2010171369A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路特性等の調整を行う半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device for adjusting circuit characteristics and the like.
半導体装置において、例えば電源電圧トリミング処理といわれる処理によって、内部電源の電圧がチップ毎にヒューズトリミング等によって調整され回路特性が設定される。従来の電源電圧トリミング処理では、まず電源電圧を、メモリテスタの機能、あるいは被試験デバイスが搭載する機能を用いて、数値情報として読み取る。そして、読み取った数値と目標数値との差分から、人、あるいは多くの場合はコンピュータが、数値的に処理することによって、トリミングコードを算出する。このトリミングコードはヒューズの接続状態を設定する情報であり、ヒューズトリマにそのトリミングコードを与えることでトリミングヒューズが切断される。この方法の問題点は、トリミングコードとそれによって調整される電圧に誤差がある場合、その誤差がトリミング結果の誤差に直結してしまうことである。すなわち、電源電圧トリミング処理では、通常、調整用回路の接続状態をヒューズのトリミングで変化させる(あるいは選択する)ことで、電源電圧が調整される。その際、同一のトリミングコードに基づく接続状態は、当然、デバイスの特性に依存せず同一となる。しかし、調整用回路の構成に応じて、接続状態の変化と電圧の調整幅(あるいは調整値)との関係には、デバイス特性によるばらつきが生じる。この接続状態の変化と調整された電圧との関係のばらつきが、電源電圧のトリミング結果の目標値に対する誤差となって現れる。 In a semiconductor device, for example, by a process called a power supply voltage trimming process, the voltage of the internal power supply is adjusted for each chip by fuse trimming or the like to set circuit characteristics. In the conventional power supply voltage trimming process, first, the power supply voltage is read as numerical information using the function of the memory tester or the function installed in the device under test. Then, from the difference between the read numerical value and the target numerical value, a person or in many cases a computer numerically processes the trimming code. This trimming code is information for setting the connection state of the fuse, and the trimming fuse is cut by giving the trimming code to the fuse trimmer. The problem with this method is that if there is an error in the trimming code and the voltage adjusted thereby, the error is directly linked to the error in the trimming result. That is, in the power supply voltage trimming process, the power supply voltage is usually adjusted by changing (or selecting) the connection state of the adjustment circuit by trimming the fuse. In this case, the connection state based on the same trimming code is naturally the same regardless of the device characteristics. However, depending on the configuration of the adjustment circuit, the relationship between the change in the connection state and the voltage adjustment width (or adjustment value) varies depending on the device characteristics. The variation in the relationship between the connection state change and the adjusted voltage appears as an error with respect to the target value of the trimming result of the power supply voltage.
調整用回路に対しては、トリミングコードによって抵抗素子の分割点や素子数などを変化させるような設計がなされることが一般的である。この場合の素子の特性は、製造工程に左右される特性であり、ウエハの直径が肥大化していく昨今では、チップ間差は無視できない。そこで従来は、トリミングコード妥当性の確認のため、トリミングコードで擬似的にヒューズトリミング後の状態を再現するようなテストモードを用い、ヒューズトリミング後の状態を再現し、この状態で電源電圧を再測定し、誤差を認識して、トリミングコードに変更をかけるといったことが行われていた(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この方法は明らかに二度手間になる方法である。 In general, the adjustment circuit is designed such that the dividing point of the resistance element, the number of elements, and the like are changed by a trimming code. In this case, the characteristics of the element depend on the manufacturing process, and in recent years when the diameter of the wafer is enlarged, the difference between chips cannot be ignored. Therefore, in the past, in order to confirm the validity of the trimming code, a test mode was used to reproduce the state after fuse trimming in a pseudo manner using the trimming code, and the state after fuse trimming was reproduced. Measurements, errors are recognized, and trimming codes are changed (for example, see Patent Document 1). However, this method is obviously a troublesome process.
また、テストモードの設定が揮発的であるため電源投入毎に設定する必要があり、またトリミングコードの性質によって設定箇所は多数あり、電源投入を伴う試験項目が増えるほどテスト時間の増加が問題になる(例えば、特許文献2参照)。また、他の先行技術文献として、特許文献3や非特許文献1がある。
Also, since the test mode setting is volatile, it must be set every time the power is turned on.There are many settings depending on the nature of the trimming code, and the test time increases as the number of test items increases. (For example, refer to Patent Document 2). As other prior art documents, there are
上述したように、半導体装置においては、製造工程のばらつきによる誤差を考慮したトリミングコードの設定が課題となる。 As described above, in the semiconductor device, setting a trimming code in consideration of an error due to a variation in a manufacturing process becomes a problem.
また、特許文献1に記載されているトリミング方法では、ヒューズ素子と直列にスイッチング素子を設け、このスイッチング素子をオン/オフ制御することで電源電圧を反復して調整可能とした。ヒューズ素子のトリミングに要する時間に比べスイッチング素子のオン/オフは制御は高速に行うことができる。しかしながら、反復する調整は、電圧の測定・比較とトリミングコードの変更とを繰り返して行われるため、複数回のトリミングコードの設定などの処理が必要となる。
In the trimming method described in
また、半導体装置における設定箇所は多数あり、電源投入を伴う試験項目が増えるほどテスト時間の増加が問題となる。 In addition, there are many setting locations in the semiconductor device, and the increase in test time becomes a problem as the number of test items with power-on increases.
本発明の半導体装置は、電源制御部が、被調整電源部の出力電圧を調整する制御信号を変化させながら発生し、該制御信号に基づいた該被調整電源部の出力電圧が制御目標電圧に対応する値となった場合の該制御信号を記憶し、記憶した該制御信号に基づいて該被調整電源部の出力電圧を設定することを特徴とする。 In the semiconductor device of the present invention, the power supply control unit is generated while changing the control signal for adjusting the output voltage of the adjusted power supply unit, and the output voltage of the adjusted power supply unit based on the control signal becomes the control target voltage. The control signal when a corresponding value is obtained is stored, and the output voltage of the adjusted power supply unit is set based on the stored control signal.
本発明によれば、被調整電源部の出力電圧が制御目標電圧に対応する値となった場合の制御信号を記憶して、この記憶した制御信号に基づいて被調整電源部の出力電圧の設定を行うことができる。これによれば、制御信号を自動的に変化させてその半導体装置に対応する値に設定することができるので、製造工程のばらつきによる誤差を考慮した制御信号の設定を容易に行うことができる。 According to the present invention, the control signal when the output voltage of the adjusted power supply unit becomes a value corresponding to the control target voltage is stored, and the output voltage setting of the adjusted power supply unit is set based on the stored control signal. It can be performed. According to this, since the control signal can be automatically changed and set to a value corresponding to the semiconductor device, it is possible to easily set the control signal in consideration of an error due to variations in the manufacturing process.
以下、図面を参照して本発明による半導体装置の実施の形態について説明する。まず、図1を参照して本実施形態におけるトリミングの際の電源電圧の合わせ込みの原理について説明する。図1は、それが出力する電源電圧が調整対象となる被調整電源の出力電圧Vaと、調整の目標電圧(制御目標電圧)Vtとの関係を示す説明図である。ここで被調整電源の出力電圧Vaが、トリミングコード(制御信号)によって調整できるようになっているものとする。 Hereinafter, embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1, the principle of adjusting the power supply voltage at the time of trimming in the present embodiment will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the relationship between the output voltage Va of a regulated power supply whose power supply voltage is adjusted and the target voltage (control target voltage) Vt for adjustment. Here, it is assumed that the output voltage Va of the power source to be adjusted can be adjusted by a trimming code (control signal).
本実施形態では、トリミングコードによって示される値を変化させながら被調整電圧Vaを徐徐に変化させ、目標電圧Vtと交差するトリミングコードを検出し、そのコードでヒューズトリミングを行う。図1では、被調整電源の出力電圧Vaを、目標電圧Vtより高い状態から、徐徐に、近づけていく様子を示してある。本実施形態では、注目しているのがトリミングコードではなく、被調整電圧Vaが目標電圧Vtと一致しているかどうかであるところが肝要である。このようにして半導体装置ごとにトリミングコードを変化させることで、製造ばらつきを加味した状態で所望の電圧のトリミングが可能となる。 In the present embodiment, the voltage Va to be adjusted is gradually changed while changing the value indicated by the trimming code, the trimming code crossing the target voltage Vt is detected, and fuse trimming is performed using the code. FIG. 1 shows a state where the output voltage Va of the regulated power supply is gradually approached from a state higher than the target voltage Vt. In the present embodiment, it is important to pay attention not to the trimming code but to determine whether or not the adjusted voltage Va matches the target voltage Vt. By changing the trimming code for each semiconductor device in this manner, trimming of a desired voltage can be performed in consideration of manufacturing variations.
次に、図2を参照して電源電圧の合わせ込みの際に用いる回路の構成例について説明する。図2は、本実施形態の半導体装置の構成例を示すブロック図である。ただし、図2は、本実施形態の半導体装置の内部構成の一部、すなわち、本実施形態が特徴とする電源合わせ込みに用いる構成部分を示している。つまり、本実施形態の半導体装置は、例えば半導体記憶装置などとして構成できるが、その場合のメモリセルアレイ等の他の構成は図示を省略されていることになる。 Next, a configuration example of a circuit used for adjusting the power supply voltage will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the semiconductor device according to the present embodiment. However, FIG. 2 shows a part of the internal configuration of the semiconductor device of the present embodiment, that is, a configuration part used for power matching that is a feature of the present embodiment. That is, the semiconductor device of the present embodiment can be configured as, for example, a semiconductor memory device, but other configurations such as a memory cell array in that case are not shown.
図2に示す半導体装置100aは、出力電圧をトリミングコードTRMCによって調整される被調整電源1と、トリミングコード発生・記憶回路2と、トリミングコード記憶回路3と、セレクタ4と、コンパレータ5とを備えて構成されている。このうち、被調整電源1を除いた、トリミングコード発生・記憶回路2と、トリミングコード記憶回路3と、セレクタ4と、コンパレータ5とが、電源制御部10aを構成するものであり、これらの回路によって、被調整電源1(被調整電源部)の出力電圧を調整するトリミングコードTRMCを変化させながら発生し、トリミングコードTRMCに基づいた被調整電源1の出力電圧Vaが目標電圧Vtに対応する値となった場合のトリミングコードTRMCを記憶し、記憶したトリミングコードTRMCに基づいて被調整電源1の出力電圧Vaを設定する。ここで、トリミングコードTRMCは、トリミングコードTRMC1とトリミングコードTRMC2を2つの入力信号とするセレクタ4から出力される信号であり、このセレクタ4の選択出力は、制御信号S1に基づいて決定される。
A
被調整電源1は、端子66から基準電圧Vrefが入力される電圧調整回路11と、入力されるトリミングコードTRMCに応じて動作状態が設定される被トリミング回路12とから構成されている。そして、被調整電源1は、電圧調整回路11に入力される基準電圧Vrefと被トリミング回路12に設定された動作状態とに応じて出力電圧Vaを変化させて出力する。
The
トリミングコード発生・記憶回路2は、端子61からテストモード1信号TM1が入力されて、トリミングコードTMRC1を変化させながら発生するとともに、入力信号CRのレベルが変化した場合に(この例では「L」から「H」に変化した場合に)発生中のトリミングコードTRMC1を記憶して保持する制御信号発生回路として機能する。テストモード1信号TM1は、所定の回数繰り返されるパルス信号である。このトリミングコード発生・記憶回路2から出力されるトリミングコードTMRC1は、セレクタ4の「0」端子に入力されるとともに、テストモード2信号TM2によってオン・オフ制御されるスイッチ回路62を介して端子63から外部に出力される。
The trimming code generation /
トリミングコード記憶回路3は、ヒューズ素子やEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)を用いた不揮発性記憶回路であり、コンパレータ5の比較結果(出力信号CR)のレベルが変化した場合のトリミングコードTRMC1を表す信号を記憶するとともに、セレクタ4の選択信号S1を「0」から「1」に変化させて記憶する。トリミングコード記憶回路3が記憶したトリミングコードTRMC1を表す信号は、トリミングコードTRMC2としてセレクタ4の「1」端子に入力される。ここで、この例ではトリミングコード記憶回路3に記憶されるトリミングコードTRMC1を表す信号は、端子63から一旦出力されるトリミングコードTRMC1を、再び図示していない入力回路を介して外部からヒューズトリマなどを用いて入力することで記憶されるようになっている。
The trimming
セレクタ4は、トリミングコード記憶回路3から出力されるトリミングコードTRMC1とトリミングコード記憶回路3に記憶されたトリミングコードTRMC2とのいずれかを被トリミング回路12に入力する選択回路である。セレクタ4は、選択信号S1が「0」の場合に「0」端子に入力されたトリミングコードTRMC1を選択し、選択信号S1が「1」の場合に「1」端子に入力されたトリミングコードTRMC2を選択して出力する。
The
コンパレータ5は、オープンループの差動増幅器によって構成されていて、被調整電源1の出力電圧Vaと外部から端子67を介して印加された目標電圧Vtとを比較して比較結果を出力する。このコンパレータ5の出力CRは、トリミングコード発生・記憶回路2へ入力されるとともに、テストモード3信号TM3によってオン・オフ制御されるスイッチ回路64を介して端子65から外部に出力される。ここで、端子65は、半導体装置100aをパッケージングした後でも接続できるような形で(例えばセレクタなどを介して外部入出力ピンと接続できるような回路を設けておくことで)半導体装置100aに備えておくことが望ましい。また、この実施形態では、コンパレータ5の出力信号CRを、例えばテストモード1などの場合に(通常、製造工程などでパッケージングする前の段階で)モニタするためのパッド68が設けられていると、尚よい。
The
なお、図2に示す構成において、端子67は、半導体装置100a外部から目標電圧Vtを印加できるように用いられるものであるから、パッドやピンとして外部のテスタなどの装置と接続可能な形態を有しているものとする。一方、端子66等の同一半導体装置100a内の他の回路と接続されるものは、必ずしも半導体装置100a外部へパッド等を用いて接続可能な形態をとるものでなくてもよい。
In the configuration shown in FIG. 2, since the terminal 67 is used so that the target voltage Vt can be applied from the outside of the
次に、図2に示す構成の動作例について図2のブロック図を参照して説明する。この例では、テストモード1においてトリミングコードTRMCを変化させて被調整電源出力電圧Vaの調整を行い、テストモード2において調整状態のトリミングコードTRMC(正確にはトリミングコードTRMC1)に基づくトリミングコード記憶回路3への書き込みを行い、そして、テストモード3においてトリミングコード記憶回路3に記憶したトリミングコードTRMC(正確にはトリミングコードTRMC2)に基づく被調整電源出力電圧Vaの調整値と目標電圧Vtとの比較動作が行われるものとする。
Next, an operation example of the configuration shown in FIG. 2 will be described with reference to the block diagram of FIG. In this example, the trimming code TRMC is changed in the
なお、初期状態では被調整電圧Vaは目標電圧Vtより高くなるように設定されているものとする。また、トリミングコード記憶回路3に記憶されているセレクタ4の選択信号S1の値は「0」であるとする。
In the initial state, the adjusted voltage Va is set to be higher than the target voltage Vt. Further, it is assumed that the value of the selection signal S1 of the
テストモード1では、テストモード1信号TM1として繰り返しのパルス信号を入力することで、トリミングコード発生・記憶回路2を駆動し、徐徐に被調整電圧Vaが低くなるようトリミングコードTRMCを発生する。これにより被トリミング回路12が調整された結果、被調整電源1が被調整電源出力電圧Vaを徐徐に下げる。この被調整電源出力電圧Vaは、別途外部印加された目標電圧Vtをリファレンスとして持つコンパレータ5に入力されており、発生したトリミングコードTRMC毎に電圧が比較されている。図では被調整電源出力電圧Vaがコンパレータ5の反転入力端子、目標電圧Vtが非反転入力端子に入力されている。そのため、両電圧が交差するところで比較結果が「L」から「H」に切り替わる。
In the
この比較結果(信号CR)はトリミングコード発生・記憶回路2に戻されており、トリミングコード発生・記憶回路2は、信号CRが「H」レベルに変化した切り替わりを受けて、その時点のトリミングコードTRMC1を記憶する。こうして記憶されたトリミングコードTRMC1は揮発性なので、不揮発記憶回路であるヒューズ素子等からなるトリミングコード記憶回路3に記録すべく、テストモード2で取り出すことができる。テストモード2では、テストモード2信号TM2が「H」レベルとなり、スイッチ回路62がオンして、端子63からトリミングコードTRMC1が出力される。この取り出した結果はトリミングコード記憶回路3のヒューズトリミングに利用される。すなわち、トリミングコード記憶回路3はトリミングコードTRMC1に基づいて書き込みが行われて、これ以降、信号トリミングコードTRMC2として書き込まれたトリミングコードTRMC1と同じ信号を出力する。また、トリミングコードTRMC1を記憶した時点で、トリミングコード記憶回路3に記憶されている信号S1が「0」から「1」に更新される。
The comparison result (signal CR) is returned to the trimming code generation /
したがって、これ以降、セレクタ4は、「1」端子に入力されたトリミングコードTRMC2をトリミングコードTRMCとして出力する。そして、このセレクタ4から出力されたトリミングコードTRMCによって被トリミング回路12の動作状態が設定され、被調整電源出力電圧Vaが調整された値となる。
Accordingly, thereafter, the
また、ヒューズトリミング後の電圧Vaは、テストモード3を用い、目標電圧Vtを振って与えることで確認が可能である。すなわち、テストモード3では、テストモード3信号TM3が「H」レベルとなり、スイッチ回路64がオンして、端子65からコンパレータ5の比較結果CRが出力される。目標電圧Vtを変化させるとともに、比較結果CRを監視して、信号CRのレベルが変化した時にこれを検知することで、ヒューズトリミング後の電圧Vaを確認することができる。
Further, the voltage Va after fuse trimming can be confirmed by using the
続いて図3に、図2を参照して説明した電源電圧の合わせ込み回路構成のもう1つの例を示す。図2に示す半導体装置100bは、被調整電源1と、電源制御部10bを含んで構成される。なお、図2に示す構成と同一のものには同一の符号を用いている。図3に示す実施形態の図2との違いは、電源制御部10bにおけるトリミング発生・記憶回路2が記録したトリミングコードTRMC1を、テストモード2によって、トリミングコード記憶回路3aに入力しているところである。トリミングコード記憶回路3aが電気ヒューズやEEPROMのように電気的にプログラム可能な場合、このトリミングコードを使って、自身で、ヒューズトリミングが可能となる。他の構成および動作は、図2に示す実施形態と同一である。
Next, FIG. 3 shows another example of the power supply voltage matching circuit configuration described with reference to FIG. A
図4は、図2および図3の被調整電源1の構成の一例である。図4に示す被調整電源1内の電圧調整回路11は、差動増幅器111と、差動増幅器111の出力がゲートに接続されたPチャネルMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ112とから構成されている。また、被トリミング回路12は、複数の直列接続された抵抗121と各接続点を取り出す複数のスイッチ回路122とから構成されている。差動増幅器111の非反転入力端には基準電圧Vrefが入力され、反転入力端にはPチャネルMOSトランジスタ112ドレインから出力される電圧Vaを抵抗121で分圧した電圧が入力される。各スイッチ回路122はトリミングコードTRMCによってオン・オフ制御されるので、トリミングコードTRMCによって分圧比が調整される。よって、トリミングコードTRMCに基づいて被調整電源出力電圧Vaの値が設定されることになる。このように、図4の被調整電源1では、基準電圧Vrefと比較する電圧がトリミングコードTRMCで可変であり、被調整電源出力電圧Vaを調整できる。
FIG. 4 is an example of the configuration of the
図5は、図2および図3のトリミングコード発生・記憶回路2の構成例である。図5のトリミングコード発生・記憶回路2は、nビットのカウンタ21と、カウンタ21のnビットの出力をデコードして2のn乗本の信号線上にトリミングコードTRMC1をパラレルに出力するデコーダ22と、カウンタ21にカウントクロック信号を入力するアンド回路23とから構成されている。アンド回路23には、テストモード1信号TM1と、比較結果を示す信号CRを反転した信号が入力される。テストモード1では、テストモード1信号TM1として繰り返しパルス信号が入力されるので、比較結果CRが「L」の間は、テストモード1信号TM1をカウントすることでカウンタ21を駆動でき、トリミングコードTMRC1を変更できる。その後、比較結果が「H」になると、アンド回路23の出力が「L」で固定されるので、カウンタ21は停止し、そのときのトリミングコードTRMC1が保持される。ここでカウンタ21は動作開始時に初期化されているものとする。
FIG. 5 is a configuration example of the trimming code generating /
次に、図6〜図10を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。図7に示す本実施形態では、上記の実施形態と比較して、コンパレータ5で比較される2つの電圧が変更されている。すなわち、図7のコンパレータ5は、温度依存のない被調整電源出力電圧Vrと温度依存のある電源の出力電圧Vdとを比較する。ここで、被調整電源1bの出力電圧Vrは、当該半導体装置内部の素子を用いて発生された温度に依存しない電圧Vbgを出力する温度依存のない電源11bと、その出力電圧VbgをトリミングコードTRMCに基づいて調整した出力電圧Vrを出力する被トリミング回路12bとからなる被調整電源1bによって発生される。また、電圧Vdは、当該半導体装置内部の素子を用いて発生された温度に依存する電圧Vdを発生する温度依存のある電源7の出力電圧である。すなわち、本実施の形態では、上記の実施形態の被調整電源出力電圧Vaを温度依存のない電源11bが出力する被調整電源出力電圧Vrに、目標電圧Vtを温度依存のある電源7が出力する出力電圧Vdにそれぞれ置き換えている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment illustrated in FIG. 7, the two voltages compared by the
図6を参照して本実施の形態における電源電圧の調整原理について説明する。図6は横軸に温度、縦軸に電圧をとり、被調整電源1bの温度依存のない出力電圧Vrと、温度依存を有する電源7の出力電圧Vdとの間の関係を示したものである。例えば、温度依存を有する電源7の出力電圧Vdが温度に依存して変化する。出力電圧Vdは、温度が上昇するにしたがって低下する。現時点の半導体装置100bにおける接合温度の値がTj0であるとする場合の電圧がV1であったとする。また、この場合に、温度依存のない出力電圧VrがV2であったとする。ここで、トリミングコードを変化させ、電圧VrをV1まで変化させて、電圧Vdと一致させる。こうすると、現在の温度条件における温度依存のある電圧Vdの値V1を、そのトリミングコードの設定が行われた温度依存のない電圧Vrの値として記憶することができる。このようなトリミングを行っておくと、接合温度Tj0で当該半導体装置100bの特性の測定などの試験を行う場合に、半導体装置の周辺温度を変化させるなどして電圧Vdと電圧Vrが一致する温度条件に設定できれば、その半導体装置の接合温度をトリミング調整時の温度すなわちこの例でのTj0に一致させることができる。
The principle of adjusting the power supply voltage in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the relationship between the temperature-dependent output voltage Vr of the
ここで、このような構成を採用した技術的な背景について説明する。デバイスの特性を議論する際、従来から、接合温度のあいまいさが問題になる。デバイスの特性を左右するのは、当然のことながら、多数作りこまれたトランジスタの特性であり、そのため、周辺温度ではなく、同時に作りこまれるPN接合の温度、いわゆる接合温度が、重要なファクターになる。異なる工程間で特性の相関を評価する際、例えば、ウエハ状態のような接合温度≒周辺温度で測定されたものを、パッケージ封入状態や、さらにはマルチチップパッケージのような隣接チップの影響を受ける状態で、接合温度として同じ状態に置いて評価するのは極めて難しい。そこで従来は、封入材料の熱抵抗を注意深く測定し、パッケージの表面温度から、内部のデバイスの接合温度を見積もる方法を用いて、つまり、パッケージの表面温度を接合温度に換算した値を用いて、接合温度を予測し、その予測値が所望の温度になるよう周辺温度を調整していた。この方法は明らかに間接的であり、誤差が生じやすい。そこで、基準となる工程の接合温度をデバイスが記憶し、それを比較したい工程で読み出すことにより所望な評価が行えるようになる。 Here, a technical background in which such a configuration is adopted will be described. When discussing device characteristics, ambiguity of junction temperature has been a problem. Naturally, it is the characteristics of a large number of transistors that influence the characteristics of the device. Therefore, the temperature of the PN junction that is created at the same time, not the ambient temperature, the so-called junction temperature is an important factor. Become. When evaluating the correlation of characteristics between different processes, for example, what is measured at the junction temperature ≈ ambient temperature, such as the wafer state, is affected by the package encapsulation state, and even adjacent chips, such as multichip packages. In this state, it is extremely difficult to evaluate the bonding temperature in the same state. Therefore, conventionally, by carefully measuring the thermal resistance of the encapsulating material and using the method of estimating the junction temperature of the internal device from the package surface temperature, that is, using the value obtained by converting the package surface temperature to the junction temperature, The junction temperature is predicted, and the ambient temperature is adjusted so that the predicted value becomes a desired temperature. This method is clearly indirect and prone to errors. Therefore, the device memorizes the junction temperature of the reference process, and reads it in the process in which it is desired to compare it, so that a desired evaluation can be performed.
近年、モバイル用のメモリはユーザ側の多様化に伴い、より様々なニーズのもと、実際に使用する温度条件下において、最適な動作環境が要求されている。また、BareDie(ベアダイ)ビジネスが主流であるMobile(モバイル)用DRAM(Dynamic Random Access Memory)において、Wafer(ウエハ)試験状態と顧客PKG(パッケージング)後の試験環境における温度相関が非常に取りづらい状況である。このような背景において、本実施形態に示した方法によれば、特性合わせ込みが円滑に行え、消費電力の削減にも少なからず貢献できる。 In recent years, with the diversification of users on the mobile side, there has been a demand for an optimum operating environment under actual temperature conditions under various needs. In addition, in the DRAM (Dynamic Random Access Memory) for Mobile (mobile), where the BareDie business is the mainstream, the temperature correlation in the test environment after the wafer (wafer) test state and the customer PKG (packaging) is very difficult. Is the situation. Against such a background, according to the method shown in the present embodiment, it is possible to smoothly adjust the characteristics and contribute to the reduction of power consumption.
図6に示すように、本実施形態では、トリミングコードを変化させながら温度依存のない電源Vrを徐徐に変化させ、現時点の接合温度Tj0での温度依存を有する電源Vdと交差するトリミングコードを検出し、そのコードでヒューズトリミングを行う。図6では、温度依存のない電源Vrを、Tj0での温度依存を有する電源Vdより高い状態から、徐徐に、近づけていく様子を示してある。 As shown in FIG. 6, in this embodiment, the power supply Vr that does not depend on temperature is gradually changed while changing the trimming code, and the trimming code that intersects the power supply Vd that has temperature dependence at the current junction temperature Tj0 is detected. Then, fuse trimming is performed with the code. FIG. 6 shows a state in which the power supply Vr having no temperature dependence is gradually approached from a state higher than the power supply Vd having the temperature dependence at Tj0.
図7を参照して本実施形態の回路構成についてさらに詳細に説明する。
図7に示す半導体装置100cは、被調整電源1bと、トリミングコード発生・記憶回路2と、トリミングコード記憶回路3と、セレクタ4と、コンパレータ5と、温度依存のある電源7を備えて構成されている。このうち、被調整電源1bを除いた、トリミングコード発生・記憶回路2と、トリミングコード記憶回路3と、セレクタ4と、コンパレータ5と、温度依存のある電源7が、電源制御部10cを構成する。図7において図2と同一の構成には同一の符号を用いている。図7に示す半導体装置100cでは、被調整電源12bの構成と、コンパレータ5に入力される電圧が、図2に示す半導体装置100aの構成例と異なっている。
The circuit configuration of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG.
A
図7に示す半導体装置100cにおいて、初期状態では被調整電圧Vrは温度依存のある電圧Vdより高い値に設定されているものとする。テストモード1によりトリミングコード発生・記憶回路2を駆動し、徐徐に被調整電圧Vrが低くなるようトリミングコードTRMCを発生する。これにより被トリミング回路12bが調整された結果、温度依存のない電源11bが被調整電源出力電圧Vrを徐徐に下げる。この被調整電源出力電圧Vrは、別途温度依存のある電源7から印加された電圧Vdをリファレンスとして持つコンパレータ5に入力されており、発生したトリミングコードTRMC毎に電圧を比較されている。図7では被調整電源出力電圧Vrが反転入力端に入力され、目標電圧が非反転入力端に入力されるので、両電圧の高低が入れ替わる交差点では、電圧の比較による比較結果CRが「L」から「H」に切り替わることになる。この比較結果CRは前出のトリミングコード発生・記憶回路2に戻されており、トリミングコード発生・記憶回路2は、「H」切り替わりを受けて、その時点のトリミングコードTRMC1を記録する。こうして記録されたトリミングコードTRMC1は揮発性なので、不揮発記憶回路であるヒューズ素子等に記録すべく、テストモード2で取り出すことができる。そして、取り出した結果はトリミングコード記憶回路3のヒューズトリミングに利用する。トリミングコード記憶回路3のヒューズトリミング後、温度を振りながらテストモード3を用いれば、現在の接合温度がトリミングコード記憶時の接合温度に対して高いか低いかの判定が可能である。すなわち、コンパレータ5の比較結果CRは、被調整電源1bの出力電圧Vrが制御目標電圧である電圧Vdに対応する値となったことを示す信号となる。この比較結果CRは、スイッチ回路64および端子65を介して外部に出力することができる。
In the
続いて図8に、図7に示す実施形態の変形例を示す。図8に示す半導体装置100dは、被調整電源1bと、電源制御部10dを含んで構成される。なお、図8において図3または図7と同一の構成には同一の符号を用いている。図7との違いは、電源制御部10dにおけるトリミング発生・記憶回路2が記録したトリミングコードTRMC1を、テストモード2によって、トリミングコード記憶回路3aに入力しているところである。トリミングコード記憶回路3aが電気ヒューズやEEPROMのように電気的にプログラム可能な場合、このトリミングコードTRMC1を使って、自身で、ヒューズトリミングが可能となる。レーザーヒューズトリミングを使う場合はレーザーヒューズカットが可能となるよう、温度を記録する工程がウエハ工程などに限られるが、電気的にプログラムが可能となればパッケージ封入後でも記録ができる。
Next, FIG. 8 shows a modification of the embodiment shown in FIG. A
図9は、図7および図8の被調整電源1b(温度依存のない電源)の一例である。温度依存のない電源11bとして一般的に知られているバンドギャップリファレンス回路が出力する電圧Vbgが、被トリミング回路12b内でトリミングコードTRMCに基づいて抵抗分割され、結果、温度依存のない被調整電圧Vrを調整することができる。なお、図9に温度依存のない電源11bとして示されるバンドギャップリファレンス回路は、負の温度勾配を持つPN接合の順方向電圧の温度特性を、正の温度勾配を持つ熱電圧の温度特性を増幅したもので打ち消しけすようにした電源回路であり、周知の回路である。また、図9に示す被トリミング回路12bは、複数の直列接続された抵抗121と各接続点を取り出す複数のスイッチ回路122とから構成されている。各スイッチ回路122はトリミングコードTRMCによってオン・オフ制御される。
FIG. 9 is an example of the
図10は、図7および図8の温度依存のある電源7の一例である。ダイオード72が定電流源71でバイアスされており、負の温度依存のある電圧Vdが得られる。
FIG. 10 shows an example of the temperature-
なお、上記の実施形態では、温度依存のある電圧Vdとの比較対象となる電圧として、温度依存のない電圧Vrを用いることとしているが、比較対象となる電圧 は必ずしも温度依存のない電圧に限られず、電圧Vdと異なる温度勾配を持つものであれば、温度依存性のある電圧を用いるようにしてもよい。また、被調整電源1bの出力電圧Vrを温度依存のない電圧(すなわち温度勾配の傾きが予め定められる所定の範囲内の電圧)として、これをトリミング調整するようにしているが、出力電圧Vrを温度依存のある電圧として、これをトリミング調整するようにしてもよい。
In the above embodiment, the voltage Vr that does not depend on the temperature is used as the voltage that is compared with the voltage Vd that depends on the temperature. However, the voltage that is not dependent on the temperature is not necessarily limited. However, any voltage having a temperature gradient different from the voltage Vd may be used. In addition, the output voltage Vr of the
以上のように図7および図8を参照して説明した実施形態によれば、温度依存のある電圧を温度情報として用い、これを違う温度依存をもつ電圧、例えば温度依存のない電圧のトリミング情報として記録し、温度依存のある電圧とトリミング記録した電圧を比較することで、後に現在の接合温度がトリミング情報が示す温度より高いか低いかを検出可能にすることができる。よって、トリミング時の温度を容易に再現して特性試験などを行うことができる。 As described above, according to the embodiment described with reference to FIG. 7 and FIG. 8, a voltage having temperature dependence is used as temperature information, and this is used as trimming information of a voltage having a different temperature dependence, for example, a voltage having no temperature dependence. By comparing the voltage with temperature dependence and the trimmed voltage, it is possible to detect later whether the current junction temperature is higher or lower than the temperature indicated by the trimming information. Therefore, a characteristic test or the like can be performed by easily reproducing the temperature at the time of trimming.
次に、図11のブロック図を参照して、図2、図3、図7及び図8に示す構成において、テストモード1信号TM1、テストモード信号TM2、テストモード信号TM3を供給するための制御回路8について説明する。図11に示す制御回路8は、nビットの外部アドレスADDを入力するためのn個の初段入力回路81と、外部アドレスADDの取り込み用のn個のラッチ回路82を備える。制御回路8は、外部アドレスADDと外部入力コマンドCMDの取り込みタイミングを指定する外部入力クロックCKを入力するための初段入力回路83を備える。さらに、制御回路8は、mビットの外部入力コマンドCMDを入力するためのm個の初段入力回路84と、外部入力コマンドCMDをデコードするTMRS(テストモードレジスターセット)コマンドデコーダ85と、TRMSコマンドデコーダ85の出力信号を遅延させるタイミング調整用遅延線86と、テストモードデコーダ87とを備え、それらを組み合わせて構成されている。
Next, referring to the block diagram of FIG. 11, the control for supplying the test mode signal TM1, the test mode signal TM2, and the test mode signal TM3 in the configuration shown in FIG. 2, FIG. 3, FIG. 7, and FIG. The
上記の構成において、入力回路83の出力が、n個のラッチ回路82の入力クロック信号として用いられるとともに、TRMSコマンドデコーダ85の入力クロック信号となる。また、n個のラッチ回路82のnビットの出力が、nビットのTMRS用内部アドレスAとなり、テストモードデコーダ87に入力される。また、外部入力コマンドCMDは、外部から入力されるRAS(Row Address Strobe)信号、CAS(Column Address Strobe)信号などを抽象化して表した信号であり、外部入力コマンドCMDとしてテストモードデコーダ87へアクセスする場合のコマンド(TMRSコマンド)を予め設定しておくようにする。TRMSコマンドデコーダ85は、予め設定されているテストモードデコーダ87へアクセスする場合のコマンド(TMRSコマンド)を検知すると、テストモードデコーダ87へ供給する所定のクロック信号を所定時間発生する。このクロック信号は、タイミング調整用遅延線86で所定時間遅延され、テストモードデコーダ87へのTRMS投入サイクル以外は止まるクロック(あるいはTRMSコマンドのワンショットフラグ)であるTRMSコマンドクロックパルスCLKとして、テストモードデコーダ87のクロック入力へと入力される。
In the above configuration, the output of the
テストモードデコーダ87は、TRMS用内部アドレスAをTRMSコマンドクロックパルスCLKに同期して取り込み、TRMS用内部アドレスAをデコードすることでてテストモード1信号TM1、テストモード信号TM2及びテストモード信号TM3を生成して出力する。すなわち、図11の制御回路8は、外部入力クロックCKに同期して、外部コマンド端子88から入力される外部入力コマンドCMDと外部入力アドレス端子89から外部入力アドレスADDとして入力される所定のコードとを取り込み、テストモードデコーダ87でデコードして、テストモード1、2、3のうち所定のテストモードを活性化させる信号TM1、TM2、TM3のいずれかを出力する。
The
図12は、図11の制御回路8において、テストモード1を所定の回数繰り返し、トリミングコードTRMC1を確定させるまでの動作を示す波形図である。外部コマンド端子88からTRMSコマンドを入力するとともに、外部入力アドレス端子89から入力されるコード「a1」にてテストモード1を選択することとしている。図2または図3の半導体装置を考えた場合は、被調整電源出力電圧Vaが目標電圧Vtと一致するまでコマンド「TRMS」とアドレス「a1」を繰り返し入力することになる(時刻t1、t2)。一方、図7または図8の半導体装置では、被調整電圧Vrが目標電圧Vdと一致するまでコマンド「TRMS」とアドレス「a1」を繰り返し入力することになる(時刻t1、t2)。
FIG. 12 is a waveform diagram showing an operation until the trimming code TRMC1 is determined by repeating the test mode 1 a predetermined number of times in the
次に、図2または図3の半導体装置を考えた場合は、被調整電源出力電圧Vaが目標電圧Vtと一致したのち(VaとVt比較結果信号CRの遷移をパッド68などを用いて確認)(時刻tk)、外部入力アドレス端子89から入力されるコードを「a2」にして、テストモード2を選択する(時刻tk+1)。ここで端子63からトリミング情報(トリミングコードTRMC1)を取得し、トリミングコード記憶回路3にトリミング情報を記録する。一方、図7または図8の半導体装置を考えた場合は、被調整電源出力電圧Vrが目標電圧Vdと一致したのち(時刻tk)、外部入力アドレス端子89から入力されるコードを「a2」にして、テストモード2を選択する(時刻tk+1)。ここで端子63からトリミング情報(トリミングコードTRMC1)を取得し、トリミングコード記憶回路3にトリミング情報を記録する。また、パッド68のような確認用端子を待たない場合であっても、トリミングコード総数(2のn乗個)の回数、コマンド「TRMS」とアドレス「a1」を繰り返し入力すればよい。比較一致後においてカウンタ21は、TM1が入力され続けても、ゲート23によって停止し続けるため、いずれかの時刻において保持された最適トリミングコードは保持され続ける。これを、しかる後に、テストモード2を用いて取得すればよい。
Next, when the semiconductor device of FIG. 2 or FIG. 3 is considered, after the adjusted power supply output voltage Va coincides with the target voltage Vt (transition of Va and Vt comparison result signal CR is confirmed using the
一方、図13は、図11の制御回路8において、テストモード3を用いてトリミング結果をチェックする際の動作を示す波形図である。外部コマンド端子88からTRMSコマンドを入力するとともに、外部入力アドレス端子89からコード「a3」を入力して、テストモード3を選択し、この入力を繰り返し行うことで(時刻t1、t2、…、tk、tk+1)、コンパレータ5の比較結果CRを端子65で検出することができる。
On the other hand, FIG. 13 is a waveform diagram showing an operation when the trimming result is checked using the
図2および図3を参照して説明したコンパレータ5で被調整電源出力電圧Vaと目標電圧Vtとを比較する実施形態では、端子67から目標電圧Vtとして徐々に増加する電圧を入力する。鎖線で示す半導体装置内部の調整済みの被調整電源出力電圧Vaを超えた時(図13では時刻tk+1の直後)、比較結果CRが「L」から「H」に変化している。ここでテストモード3信号TM3によってスイッチ回路64がオンすることで、端子65にパルス信号が発生している(時刻tk+1の直後)。この端子65でパルス信号が検知されたことで、被調整電源出力電圧Vaが、入力している電圧Vtとほぼ同一の値であることを確認することができる。
In the embodiment in which the
一方、図7および図8を参照して説明したコンパレータ5で被調整電源出力電圧Vr(温度依存のない電圧)と出力電圧Vd(温度依存のある電圧)とを比較する実施形態では、測定対象の半導体装置の周辺温度を変化させることで、内部の電源電圧Vd(温度依存のある電圧)を徐々に増加させている。電源電圧Vdが鎖線で示す半導体装置内部の調整済みの被調整電源出力電圧Vrを超えた時(図13では時刻tk+1の直後)、比較結果CRが「L」から「H」に変化している。ここでテストモード3信号TM3によってスイッチ回路64がオンすることで、端子65にパルス信号が発生している(時刻tk+1の直後)。この端子65でパルス信号が検知されたことで、この時点の温度依存のある電源7における接合温度Tjが、トリミング調整時の温度依存のある電源7における接合温度Tj0とほぼ同一の値であることを確認することができる。
On the other hand, in the embodiment in which the
以上のように、図11の制御回路8を半導体装置に備えることで、例えば半導体装置を構成するチップをパッケージングした後の状態で、外部入出力端子などを用いて端子65の電圧変化をモニタすることで、トリミング調整した被調整電源回路1の出力電圧Vaを検出したり、トリミング時の接合温度を検出したりすることができる。
As described above, the
なお、本発明によると、電源制御部10a、10b、10c及び10dは、被調整電源部1又は1bの出力電圧を調整する制御信号(例えばトリミングコード)を変化させながら発生し、該制御信号に基づいた該被調整電源部の出力電圧の設定(例えばトリミングコードに基づく電源トリミング)を行うことができる。電源制御部10a、10b、10c及び10dは、制御目標電圧に対応する値となった場合の制御信号を記憶し、記憶した制御信号に基づいて該被調整電源部の出力電圧を設定する。これによれば、制御信号を自動的に変化させてその半導体装置に対応する値に設定することができるので、製造工程のばらつきによる誤差を考慮した制御信号の設定を容易に行うことができる。
また、被調整電源部1及び1bが、入力される制御信号に応じて動作状態が設定される被トリミング回路12又は12bを有し、基準となる電圧と被トリミング回路に設定された動作状態とに応じて出力電圧を変化させて出力する。この構成によれば、基準となる電圧を調整せず、トリミングによる調整を行うことができるので、簡易な構成で出力電圧を変化させることができる。
According to the present invention, the
Further, the regulated
また、電源制御部10a、10b、10c及び10dは、トリミングコード発生・記憶回路2が制御信号を変化させながら発生する。コンパレータ5が、被調整電源部1の出力電圧Vaと制御目標電圧とを比較する。トリミングコード記憶回路3は、コンパレータ5の比較結果が変化した場合の該制御信号(トリミングコードTRMC)を記憶する。セレクタ4は、トリミングコード発生・記憶回路2から出力される制御信号(トリミングコードTRMC1)とトリミングコード記憶回路3に記憶された制御信号(TRMC2)とのいずれかを被トリミング回路12又は12bに入力する。この構成によれば、コンパレータ5の2値の出力信号に基づいて各部の制御を行うようにすることで、各部の構成を容易に簡易なものとすることができる。
また、トリミングコード記憶回路3が、トリミングコード発生・記憶回路2が出力する制御信号(トリミングコードTRMC)を記憶する。この構成によれば、外部からトリミングのための信号を供給せずにトリミングコード発生・記憶回路2に制御信号を記憶させることができる。
The power
The trimming
また、トリミングコード発生・記憶回路2が、入力されたクロック信号をカウントするカウンタ回路21と、カウンタ回路21のカウント値に基づいて制御信号(トリミングコードTRMC)を出力するデコーダ22とを有する。トリミングコード発生・記憶回路2が、制御信号(トリミングコードTRMC)を変化させながら発生するとともに、コンパレータ5の比較結果が変化した場合のカウント値を保持してそれに基づく制御信号(比較結果CR)を出力する。この構成によれば、例えばカウント動作を停止することで容易にカウンタにカウント値を保持させることができ、保持された制御信号を出力することでタイミングなどの点で出力された制御信号の利用をしやすくすることができる。
また、半導体装置100a及び100bは、制御目標電圧が外部から入力される。この構成によれば、制御目標電圧の精度及び安定性を容易に高めることができ、被調整電源部の出力電圧のトリミング結果の精度や安定性を向上させることができる。
The trimming code generation /
In addition, a control target voltage is input from the outside to the
また、被調整電源部1の出力電圧が当該半導体装置内部の素子を用いて発生された第1の温度勾配を有する電圧であり、制御目標電圧Vtが当該半導体装置100c又は100d内部の素子を用いて発生された第1の温度勾配と異なる第2の温度勾配を有する電圧である。この構成によれば、第1の温度勾配を有する電圧が第2の温度勾配を有する電圧に対応する値となった場合の制御信号が記憶されるので、記憶時の半導体装置内部の接合温度等の温度状態を制御信号の値として記憶しておくことができる。
また、半導体装置100c又は100dは、第1又は第2の温度勾配のいずれかの傾きが予め定められる所定の範囲内である。この構成によれば、第1及び第2の温度勾配を有する各電圧が互いに対応する値となる場合の範囲をある程度限定することができ、トリミングの精度などを容易に向上させることができる。
また、被調整電源部1が、入力される制御信号(トリミングコードTRMC)に応じて動作状態が設定される被トリミング回路12又は12bを有し、第1の温度勾配を有する電圧と被トリミング回路12又は12bに設定された動作状態とに応じて出力電圧を変化させて出力する。この構成によれば、第1の温度勾配を有する電圧を調整せずに、トリミングによる調整を行うことができるので、簡易な構成で出力電圧を変化させることができる。
Further, the output voltage of the regulated
In addition, the
The adjusted
また、制御目標電圧が当該半導体装置100c及び100d内部の素子から構成された定電流源71とダイオード72とを直列接続した回路を用いて発生された電圧である。
また、被調整電源部1bの出力電圧が当該半導体装置100c及び100d内部の素子から構成されたバンドギャップリファレンス回路を用いて発生された電圧である。この構成によれば、温度勾配を有する電圧を簡易な構成で実現することができる。
また、被調整電源部1bの出力電圧が制御目標電圧に対応する値となった場合にそれを示す信号を出力する。この構成によれば、各電圧が対応する値となった場合にそれが出力されるので、例えば半導体装置をパッケージングした後でも制御信号記憶時(トリミング時)の接合温度等の温度条件を再現することができる。
The control target voltage is a voltage generated using a circuit in which a constant
In addition, the output voltage of the regulated
Further, when the output voltage of the adjusted
なお、本発明に記載の半導体装置は、半導体装置100a、100b、100c及び100d並びに100e及び100fに相当する。また、本発明に記載の電源制御部は、電源制御部10a、10b、10c及び10d並びに10e及び10fに相当する。また、本発明に記載の被調整電源部は、被調整電源部1及び1b並びに213に相当する。また、本発明に記載の被トリミング回路は、被トリミング回路12若しくは12b又は215若しくは215aに相当する。また、本発明に記載の制御信号発生回路は、トリミングコード発生・記憶回路2並びに211、211a、211b及び211cに相当する。また、本発明に記載の比較回路は、コンパレータ5及び比較回路216に相当する。また、本発明に記載の不揮発性記憶回路は、トリミングコード記憶回路3及びトリミングコード不揮発性記憶回路217に相当する。また、本発明に記載の選択回路は、セレクタ4及びセレクタ212に相当する。また、本発明に記載のカウンタ回路は、カウンタ21に相当する。また、本発明に記載の制御信号出力回路は、デコーダ22に相当する。
Note that the semiconductor devices described in the present invention correspond to the
次に、図14〜図32を参照して、本発明のさらに他の実施形態について説明する。以下では、まず、改めて他の実施形態の背景技術について説明し、その後、他の実施形態について詳細に説明する。 Next, still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, first, the background art of another embodiment will be described again, and then another embodiment will be described in detail.
[背景技術]
内部電源電位のトリミングはヒューズを用いて行われている。トリミングがヒューズのみで行われる場合のウエハ検査工程は、まず、内部電源電位を決めるヒューズブロー工程を経て、所望の内部電源電位が得られるようにしてから、冗長救済すべき不良ビットを検査する。そして、その結果を元に冗長救済用ヒューズブロー工程を実施する。すなわち2度のヒューズブロー工程が行われる。ウエハ検査工程においてヒューズブロー工程は極めて時間を要する工程である。そのため、チップが内蔵する制御回路でヒューズトリミングと同様な効果を実現させ、冗長救済すべき不良ビットを検査する際は、内部電源電位を決めるヒューズブロー工程を行わずに、その制御回路を用いて所望の内部電源電位として検査を実施するようにしたものがある。このようにすることで、内部電源電位を決めるヒューズブロー工程を冗長救済用ヒューズブロー工程に組み込み、ヒューズブロー工程を1回で済ませるということが行われる。この、制御回路でヒューズトリミングと同様な効果を実現させる技術が、擬似トリミングである。詳しくは特許文献1に記載されている通りである。
[Background technology]
Trimming of the internal power supply potential is performed using a fuse. In the wafer inspection process when trimming is performed only with fuses, first, through a fuse blow process for determining an internal power supply potential, a desired internal power supply potential is obtained, and then a defective bit to be redundantly repaired is inspected. Then, based on the result, a redundant relief fuse blow step is performed. That is, two fuse blow processes are performed. In the wafer inspection process, the fuse blow process is an extremely time-consuming process. Therefore, the control circuit built in the chip achieves the same effect as fuse trimming, and when inspecting a defective bit to be redundantly repaired, the control circuit is used without performing the fuse blow process for determining the internal power supply potential. There is one in which an inspection is performed with a desired internal power supply potential. In this way, the fuse blow process for determining the internal power supply potential is incorporated into the redundant relief fuse blow process, and the fuse blow process is completed once. A technique for realizing the same effect as fuse trimming by the control circuit is pseudo trimming. The details are as described in
擬似トリミングは、まず内部電源電位をテスタで測定し、別途、測定者が定める目標電位と比較し、計算により擬似トリミングに用いるトリミングコードを算出し、そのトリミングコードを、テストプログラムによって、テスタから測定デバイスに与えることによって行われる。しかし、テスタが測定する内部電源電位は、テスタ冶具のプローブや配線などが介在するので、外部の測定系からのノイズを拾いやすい。そのため測定精度が悪くなり、それを補うため、多数回の測定を繰り返し行って平均値を算出する手法が良く用いられる。また、テスタ側での電圧値モニタ時間や値の比較のための判定時間も必要となり、総じて、擬似トリミング時間は決して短くはない。これは値を比較する比較回路がテスタ内にあるため生じる問題である。そこで、この問題を解消するよう、比較回路をチップに内蔵し、チップが有する入力端子に目標電位をスタティックに入力し、擬似トリミングによる内部電源電位と目標値の大小を比較した結果を外部に出力するようにして、その結果のみをテスタで測定する方法が、特許文献3に提案されている。これによれば、外部の測定系からのノイズを拾うことも無く、テスタで多数回測定する必要はなくなる。しかし、比較結果が一致するトリミングコードはウエハ内に多数存在するチップ毎に異なるはずであり、テスタにより、各チップ毎のテスト結果から各チップ毎のトリミングコードを算出する時間が必要になる。
In pseudo-trimming, first, the internal power supply potential is measured with a tester, separately compared with the target potential determined by the measurer, the trimming code used for pseudo-trimming is calculated by calculation, and the trimming code is measured from the tester by the test program. Done by giving to the device. However, the internal power supply potential measured by the tester is likely to pick up noise from an external measurement system because the tester jig probe and wiring are interposed. For this reason, in order to compensate for the measurement accuracy, a method of calculating the average value by repeatedly performing many measurements is often used. In addition, voltage value monitoring time on the tester side and determination time for comparing values are also required, and overall, the pseudo trimming time is never short. This is a problem caused by the fact that there is a comparison circuit in the tester that compares the values. Therefore, in order to solve this problem, a comparison circuit is built in the chip, the target potential is statically input to the input terminal of the chip, and the result of comparing the internal power supply potential by pseudo trimming with the target value is output to the outside Thus,
また、擬似トリミングでは、最適なトリミングコードが不明な状態から探し出されることになるので探索アルゴリズムも検討する必要がある。最も簡単な、全トリミングコードを検査する、いわゆるリニアサーチによる探索では、検証すべきデータはトリミングコード全種であり、テスト結果から最適トリミングコードを算出する時間が大きくなることは自明である。高速で、そのため複雑な探索アルゴリズム、例えばバイナリサーチのようなアルゴリズム、を用いる場合には、各チップの比較結果を各トリミングコード用テスト毎に各チップでモニタしながら、モニタ結果によって、多数存在する各チップ毎に適切なトリミングコードのテストプラグラムを選び、探索する必要がある。これが実現できたとしても、テスタで、逐一、判断しながらテストを進める場合、最適トリミングコードを算出する時間が大きくなることは自明である。 In the pseudo trimming, the optimum trimming code is searched out from an unknown state, so a search algorithm needs to be considered. In the simplest search of all trimming codes, so-called linear search, the data to be verified is all kinds of trimming codes, and it is obvious that the time for calculating the optimum trimming code from the test result increases. When using a high-speed and complicated search algorithm, such as an algorithm such as binary search, there are many results depending on the monitoring result while monitoring the comparison result of each chip with each chip for each test for each trimming code. It is necessary to select and search a test program of an appropriate trimming code for each chip. Even if this can be realized, it is obvious that the time required to calculate the optimum trimming code becomes longer when the test is carried out while making judgments one by one.
これに対策するには、図1〜図13を参照して説明した本発明の上記の実施形態のように、比較回路からの比較結果をチップ内部でフィードバックし、最適トリミングコードを各チップが保持するようにすればよい。そうすれば、確定した最適トリミングコードは、テスト終了後にテスタでただ読み出すだけでよく、テスタが算出する必要がなくなる。構造としては、図2に示す本発明の実施形態に対応する図14に示す半導体装置100eが考えられる。図14の半導体装置100eにおいて、符号211はトリミングコード発生・記憶回路であり、テストモード1でクロック状信号を入力するとその都度トリミングコードを発生する。そのトリミングコードはセレクタ212を通過し、被調整電源213に入り、被調整電源213はトリミングコードに見合った被調整電位Vaを出力する。その被調整電位Vaは、別途外部から目標電位Vtを与えられている比較回路216に入り、その結果、比較回路216は比較結果を出力する。その比較結果はトリミングコード発生・記憶回路211に入る。このように図14の被調整電源213と電源制御部10eは閉ループの構成となる。比較結果によって最適トリミングコードと判定された場合、トリミングコード発生・記憶回路211はトリミングコードを保持し、改めてテストモード2により、その最適トリミングコードを読み出すことができる。
In order to cope with this, as in the above-described embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 13, the comparison result from the comparison circuit is fed back inside the chip, and the optimum trimming code is held in each chip. You just have to do it. In this case, the determined optimum trimming code only needs to be read by the tester after the test is completed, and the tester need not calculate. As a structure, the
なお、図14において、被調整電源213は、電位調整回路214と、その電位を調整するための被トリミング回路215とから構成されている。電源制御部10eは、トリミングコード発生・記憶回路211、セレクタ212、比較回路216、トリミングコード不揮発性記憶回路217等から構成されている。比較回路216の比較結果出力は、“Low”レベルで「Va>Vt」を表し、“High”レベルで「Va<Vt」を表す。セレクタ212の一方の入力(「0」入力)にはトリミングコード発生・記憶回路211から出力されるトリミングコードが入力され、他方の入力(「1」入力)にはトリミングコード不揮発性記憶回路217から出力されるトリミングコードが入力される。また、セレクタ212の選択入力には、トリミングコード不揮発性記憶回路217から出力される選択信号が入力される。この選択信号は、不揮発記憶回路使用時に「1」となり、不揮発記憶回路不使用時に「0」となり、セレクタ212で入力「1」と入力「0」がそれぞれ選択される。ただし、セレクタ212の出力はトリミングコード探索時に入力「0」すなわちトリミングコード発生・記憶回路211から出力されるトリミングコードを選択して出力するように設定されている。
In FIG. 14, the adjusted
本構成で容易に最適トリミングコードを探索し、比較結果を保持する方法としては、リニアサーチを用いる方法が考えられる。その際、トリミングコード発生・記憶回路211は図15に示す形となる。カウンタ221をテストモード1によるクロック状信号で動かすのだが、論理ゲート223により比較結果がOK(つまり“High”レベル)の場合にカウンタ221に入るクロックを止める。すなわち、カウンタ221のカウントアップによって、徐徐に図14の被調整電位Vaが変わるように、図15のデコーダ222、および、図14の被調整電源213を構成する。たとえば、図15のデコーダ222は図16のように、図14の被調整電源213は図17のように構成する。なお、これらはn=4の場合の図である。
As a method of easily searching for the optimal trimming code and holding the comparison result with this configuration, a method using a linear search can be considered. At that time, the trimming code generating /
図15のトリミングコード発生・記憶回路211において、論理ゲート223は一方を負論理入力とする2入力アンド回路であって、その負論理入力には図14の比較回路216の出力である比較結果が、もう一方の入力にはテストモード1のクロック状の信号が入力される。カウンタ221はnビット(nは自然数)のカウンタであり、論理ゲート223から出力されるクロック状の信号をカウントし、各ビットのカウント値をカウンタビットc0、c1、…、c(n−1)として出力する(ただし、以下ではカウンタの出力に限らず、
デコーダ222等に入力される信号をカウンタビットc0、c1、…、c(n−1)と呼ぶことにする)。デコーダ222は、カウンタ221から出力されたnビットの2進数を表すn本の信号を入力し、2のn乗(=2^n)本の信号に拡張してデコード信号u0、u1、…、u(2^n−1)を出力する。デコード信号u0、u1、…、u(2^n−1)は、カウンタビットc0、c1、…、c(n−1)に対応するいずれか1つの信号が「1」となり、他の信号が「0」となる信号群である。例えばカウンタビットc0、c1、…、c(n−1)が「0」を表す場合にはデコード信号u0が「1」で他のデコード信号u1、…、u(2^n−1)が「0」となり、カウンタビットc0、c1、…、c(n−1)が「1」を表す場合にはデコード信号u1が「1」で他のデコード信号u0、u2、…、u(2^n−1)が「0」となる。
In the trimming code generating /
A signal input to the
また、図16のデコーダ222は、カウンタビットc0〜c3を入力とする16個の4入力アンド回路300〜315から構成されいて、各4入力アンド回路300、301、…、315の出力がそれぞれデコード信号u0、u2、…、u15となる。このデコード信号u0、u2、…、u15が図15のトリミングコードに対応する信号である。ただし、4入力アンド回路300〜315は、出力信号に対応するように各4本の入力のうちの0〜4本が負論理入力となっている。例えばアンド回路300は4本の入力すべてが負論理入力であり、カウンタビットc0〜c3がすべて「0」の場合に出力が「1」となる。
The
また、図17の被調整電源213において、電位調整回路214は演算増幅回路41とPチャネルMOSトランジスタ42とから構成されている。このトランジスタ42のドレインから被調整電位Vaが出力される。また、演算増幅回路41の非反転入力には所定の基準電位Vrefが入力され、反転入力には被調整電位Vaを被トリミング回路215で所定の割合で分圧した電位が入力される。また、被トリミング回路215は、直列接続されている、抵抗RAと、15個の抵抗Rと、抵抗RBとを備えている。抵抗RAの抵抗Rと接続されていない一方の端子は被調整電位Vaとなり、抵抗RBの抵抗Rと接続されていない一方の端子は接地電位となっている。また、抵抗RA、抵抗RB、抵抗Rは、それぞれ抵抗値RA、抵抗値RB、抵抗値Rの抵抗素子である。被トリミング回路215は、さらに、各抵抗RA、R、RBの節点のいずれか1つを選択するための16個のスイッチ400〜415を備えている。これらのスイッチ400〜415は、図14のセレクタ212から出力されたトリミングコードu0〜u15によってそれぞれオン・オフ制御(「1」でオン)される。このような構成によれば、トリミングコードによってスイッチ400〜415のうちオンされるスイッチを変化させることで被調整電位Vaを変化させることができる。
In the adjusted
以上の構成によれば、カウンタ221がカウントアップすることで被調整電源213から出力される被調整電位Vaが変化する。そして、比較回路216の出力である比較結果が、目標電位Vtと被調整電位Vaがほぼ等しくなった場合に切り替わることになる。すなわち、カウンタ221がカウントアップしていって比較結果が切り替わったときのトリミングコードが最適コードということになり、そこで図15の論理ゲート223によりカウンタ221に入るクロックが停止する。その後、テストモード1のクロック状信号が発生し続けても、トリミングコードは停止し、最適トリミングコードは保持される。この機構により、テスタによって、ウエハ一括で、擬似トリミング用テストパタンが実施された場合でも、トリミングが終了したチップに関してはトリミングを停止し最適コードが保持され、トリミングが終了していないチップに関しては最適コードが見つかるまでトリミングを続けられる。しかし、ここで用いられている探索アルゴリズムはリニアサーチである。
According to the above configuration, the regulated potential Va output from the
リニアサーチによる探索の様子を図18に示す。図18は4ビット、すなわち16通りのトリミングコードを有する場合についての図である。図18において縦軸は被調整電位Vaまたは目標電位Vtを表す電位であり、横軸はテストモード1で入力されるクロック状の信号が1パルス分変化する時刻t0、t1、…、t15を表す時間である。リニアサーチでは分解能ΔV刻みで被調整電源Vaを走査し、目標電位Vtとの交点を探索する。図18では時刻t11で交点が検出されているが、ワーストを考えると時刻t15まで走査することが必要になる。すなわち、4ビットであれば16通り、5ビットであれば32通り、10ビットであれば1024通りの走査が必要になる。オーダーとしてO(2^n)の探索であり(「O」はO−記法を表す)、分解能の高い、あるいは調整範囲の広い、トリミングに対して対応が困難になる。一方、最速のランダム探索アルゴリズムとして、オーダーO(n)のバイナリサーチは良く知られている。この場合、4ビットであれば4通り、5ビットであれば5通り、10ビットであれば10通りの走査で済む。
A state of the search by the linear search is shown in FIG. FIG. 18 is a diagram for the case of 4 bits, that is, 16 trimming codes. In FIG. 18, the vertical axis represents the potential to be adjusted Va or the target potential Vt, and the horizontal axis represents times t0, t1,..., T15 at which the clock-like signal input in the
以上のように、トリミングや擬似トリミングに対して改良検討が進められているが、バイナリサーチによるオンチップ擬似トリミングが望まれている。では、以下、本発明の他の実施形態について詳細に説明する。 As described above, improvements are being studied for trimming and pseudo-trimming, but on-chip pseudo-trimming by binary search is desired. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described in detail.
[本発明の他の実施形態および効果の説明1] [Description of Other Embodiments and Effects of Present Invention 1]
まず図19を用いて、本実施形態が特徴とするバイナリサーチを考察する。図19は4ビット、すなわち16通りのトリミングコードを有する場合についての図である。図19において縦軸は被調整電位Vaまたは目標電位Vtを表す電位であり、横軸はテストモード1で入力されるクロック状の信号が変化する時刻t0、t1、…、t4を表す時間である。都合によりカウントアップの方向と電位の方向が逆なので注意のこと。時刻t0は初期状態、すなわち、被調整電源Vaはデコーダ222の入力値であるカウンタ{c3,c2,c1,c0}=「0000」の位置にある。ただし、以下では、「 」で囲んだ0または1の4個(あるいは5個以上の複数)の数字が4ビット(あるいは5ビットあるいはそれ以上の複数ビット)の2進数を表すものとする。ここで被調整電位Vaと目標電位Vtを比較すると、Va>Vtなので、最上位ビットc3に関してカウントアップし、時刻t1にはVaは「1000」の位置に来る。するとVa>Vtなので、1つ下のビットc2に関してカウントアップし、時刻t2にはVaは「1100」の位置にくる。するとVa<Vtなので、1つ下のビットc1に関してカウントダウンし、時刻t3にはVaは「1010」の位置に来る。するとVa>Vtなので最下位ビットc0カウントアップし、時刻t4にはVaは「1011」の位置に来る。ここまでで分解能ΔVのトリミングが終了する。4ビットの調整範囲に対して4回の探索で終了し、確かにO(n)の探索となっている。ここで探索の際の調整値を見ると、1回目は「0000」から「1000」に移動しており+「1000」調整(−8ΔV)、2回目は「1000」から「1100」に移動しており+「0100」調整(−4ΔV)、3回目は「1100」から「1010」に移動しており−「0010」調整(+2ΔV)、4回目は「1010」から「1011」に移動しており+「0001」調整(−ΔV)となっている。すなわち、加減するべき値を、探索毎に、「1000」、「0100」、「0010」、「0001」のようにビットシフトで生成、保持し、現在のカウンタ値に対して加算するか減算するかを、比較結果から決めるような回路にすればよい。
First, with reference to FIG. 19, a binary search characteristic of this embodiment will be considered. FIG. 19 is a diagram for the case of having 4 bits, that is, 16 trimming codes. In FIG. 19, the vertical axis represents the potential to be adjusted Va or the target potential Vt, and the horizontal axis represents time t0, t1,..., T4 when the clock-like signal input in the
このように考えると、図14のトリミングコード発生・記憶回路211を、図20のように変更すればよい(ただし、図20では図14のトリミングコード発生・記憶回路211に対応する構成をトリミングコード発生・記憶回路211aとして示している)。図20において、符号221aがバイナリサーチ回路であり、符号222は図15と同様なデコーダである。符号31はビットシフタであり、初期値として最上位ビットを「1」、他を「0」とし、テストモード1によるクロック状信号によって右(下位方向)に「1」をシフトする。また、空いたビットには「0」が入ってゆく。符号32は加減算器であり、符号33のラッチ回路によって保持されている現在のカウンタ値に応じた比較結果が“Low”のときは加算を、“High”のときは減算を行う。すなわち、ラッチ回路33に保持されている現在のカウンタ値に対し、ビットシフタ31に保持されている調整値を、比較結果に従って加減算している。ビットシフタ31およびラッチ回路33の出力値は、テストモード1によるクロック状信号により更新され、これによりトリミング動作のステージが進む。
Considering this, the trimming code generation /
図20をより具体的に示したのが図21である。4ビットの場合を例にとっている。ビットシフタ31はセット端子付DQフリップフロップ321およびリセット端子付DQフリップフロップ331〜333により構成される。カウンタの最上位ビットc3に相当する位置にセット端子付のDQフリップフロップ321を配置し、他にリセット端子付のDQフリップフロップ331〜333を配置することで、テストモード0による初期値「1000」のセットが可能となる。シフト動作はテストモード1によるクロック状信号に同期して行われるが、最上位のDQフリップフロップ321の入力は接地してあり、空きビットには「0」が入るようになっている。加減算器32は4個の1ビット全加算器351〜354をつなげた4ビット全加算器をベースとして構成されている。1ビット全加算器351〜354は例えば図22に示すような一般的な全加算器でよい。
FIG. 21 shows FIG. 20 more specifically. The case of 4 bits is taken as an example. The
今、対象として考えているのは内部電源電位トリミングであり、ns(ナノ秒)オーダーの高速化は必要なく、シンプルなもので良い。勿論、加算数のビット数が増え、キャリの伝播時間が無視できなくなってきた場合は、CLA(Carry Look Ahead)回路やBCLA(BlockCarryLook Ahead)回路、さらにはCSA(Carry Save Adder)などを組み合わせた高速加算器でも良い。これら高速演算器については、例えば、非特許文献1などにある通りである。このように構成された4ビット全加算器に、ラッチ回路33から取り出した現在のカウンタ値を一方の端子Aに入力し、もう一方の端子Bにはセレクタ341〜344の出力を入力する。このセレクタ341〜344は、減算として2の補数を加算するために存在する。なお、セレクタ341〜344は別の言い方では排他的論理和である。比較結果が“High”のとき加減算器32は減算するのであるが、その際セレクタ341〜344は「1」側の反転信号を選択し、さらに最下位ビットの全加算器354のキャリCi−1に比較結果が入力されていることにより「0001」も加算されることになり、2の補数の加算、すなわち減算が行われる。ラッチ回路33はリセット端子付DQフリップフロップ361〜364で構成されており、テストモード0により初期値「0000」がセット可能となっている。
What is considered now is internal power supply potential trimming, and it is not necessary to increase the speed in the order of ns (nanoseconds), and it may be simple. Of course, when the number of bits of the addition number increases and the carry propagation time can no longer be ignored, a CLA (Carry Look Ahead) circuit, a BCLA (Block Carry Look Ahead) circuit, and a CSA (Carry Save Adder) are combined. A high-speed adder may be used. These high-speed computing units are as described in
なお、図21において、ラッチ回路33がクロックライズエッジをトリガとしているのに対し、ビットシフタ31が、図20と違い、クロックフォールエッジをトリガとしているのは、ビットシフタ31とラッチ回路33が位置的に離れているなど、データの受け渡し動作が困難な場合を想定してである。ビットシフタ31とラッチ回路33をマスタスレーブ動作接続とし、データの受け渡しを確実としている。これに関しては後に述べる。勿論、その心配が無い場合は、図20のように同一クロックエッジに同期させて問題ない。ただしこの場合は、ビットシフタ31内のDQフリップフロップのセット/リセットのタイミングを回路構成に合わせ変更する必要がある。
In FIG. 21, the
また、図21において、DQフリップフロップ321の入力Dは接地され、出力QはDQフリップフロップ331の入力Dに接続されるとともに、セレクタ341の正論理入力の「0」入力(入力信号r3とする)と負論理入力の「1」入力(この場合、信号r3を反転した信号が被選択信号となる)に接続されている。DQフリップフロップ321のセット端子Sにはテストモード0信号が入力され、クロック端子にはテストモード1信号が入力される。DQフリップフロップ331の出力QはDQフリップフロップ332の入力Dに接続されるとともに、セレクタ342の正論理入力の「0」入力(入力信号r2とする)と負論理入力の「1」入力(この場合、信号r2を反転した信号が被選択信号となる)に接続されている。DQフリップフロップ331のリセット端子Rにはテストモード0信号が入力され、クロック端子にはテストモード1信号が入力される。DQフリップフロップ332の出力QはDQフリップフロップ333の入力Dに接続されるとともに、セレクタ343の正論理入力の「0」入力(入力信号r1とする)と負論理入力の「1」入力(この場合、信号r1を反転した信号が被選択信号となる)に接続されている。DQフリップフロップ332のリセット端子Rにはテストモード0信号が入力され、クロック端子にはテストモード1信号が入力される。DQフリップフロップ333の出力Qはセレクタ344の正論理入力の「0」入力(入力信号r0とする)と負論理入力の「1」入力(この場合、信号r0を反転した信号が被選択信号となる)に接続されている。DQフリップフロップ333のリセット端子Rにはテストモード0信号が入力され、クロック端子にはテストモード1信号が入力される。
In FIG. 21, the input D of the DQ flip-
さらに、図21において、セレクタ341〜344の各出力が全加算器351〜354の各入力Bにそれぞれ接続されている。これらのセレクタ341〜344には、選択信号として、比較結果(図14の比較回路216の出力)が入力される。全加算器351〜354の入力AにはDQフリップフロップ361〜364のQ出力がそれぞれ入力される。全加算器351〜354の出力Sは、DQフリップフロップ361〜364のD入力にそれぞれ入力される(各信号を信号S3〜S0として示している)。全加算器351の桁上がり信号入力Ci−1には全加算器352の桁上がり信号出力Ciが入力される。全加算器352の桁上がり信号入力Ci−1には全加算器353の桁上がり信号出力Ciが入力される。全加算器353の桁上がり信号入力Ci−1には全加算器354の桁上がり信号出力Ciが入力される。全加算器354の桁上がり信号入力Ci−1には比較結果の信号が入力される。DQフリップフロップ361〜364のリセット端子にはテストモード0信号が入力され、クロック端子にはテストモード1信号が入力される。DQフリップフロップ361〜364のQ出力がデコーダ222への入力信号であるカウンタビットC3〜C0となる。
Further, in FIG. 21, the outputs of the
また、図22は、図21の1ビット全加算器351〜354の構成例を示す回路図(a)と、その真理値表(b)を表す図である。この例では、1ビット全加算器351〜354が、2個の排他的論理和回路371および372と、3個の非論理出力論理積回路(ナンド回路)373〜375から構成されている。2つの入力AおよびBは排他的論理和回路371とナンド回路374にそれぞれ入力され、下位からの桁上がり信号Ci−1は排他的論理和回路372とナンド回路373に入力されている。また、排他的論理和回路371の出力が排他的論理和回路372とナンド回路373に入力され、ナンド回路373の出力とナンド回路374の出力がナンド回路375に入力されている。そして、排他的論理和回路372の出力が当該ビットの計算結果を示す出力Sとなり、ナンド回路375が桁上がりを示す出力Ciとなる。
FIG. 22 is a circuit diagram (a) showing a configuration example of the 1-bit
なお、ここまで述べたように、種種の擬似トリミング関連動作は、テストモードを外部入力から起動することにより行う。図23に外部からテストモードを起動するための回路を示す。外部入力クロックCKのライズエッジに対して、所定のセットアップ/ホールドを保って外部入力コマンドCMDと外部入力アドレスADDを入力すると、各入力信号は初段回路51、56および57を通過し、クロックCKは外部アドレス取り込み回路53とTMRSコマンドデコーダ52の双方に、コマンドCMDはTMRSコマンドデコーダ52に、アドレスADDは外部アドレス取り込み回路53にそれぞれ入力される。外部アドレス取り込み回路53においては、クロックCKに同期してアドレスADDが取り込まれ、TMRS用内部アドレスTAとして出力される。TMRSコマンドデコーダ52においては、クロックCKに同期してコマンドCMDがデコードされ、その結果が「TMRS」である場合にワンショットパルスが出力される。さらにそのワンショットパルス(TCLK)はタイミング調整用遅延線54を通過し、TMRS用内部アドレスTAに対して位相が遅らされ、テストモードデコーダ55でのTMRS用内部アドレスTA取り込みようクロックとして用いられる。テストモードデコーダ55はTMRS用内部アドレスTAの値に応じて、TMRS用内部アドレスTA=「a0」のときはテストモード0、TMRS用内部アドレスTA=「a1」のときはテストモード1、…と、テストモードフラグ(テストモード0〜3信号)をワンショットパルスとして出力する。以上のようにテストモード0、1、2、3が起動される。
As described above, various pseudo trimming related operations are performed by starting the test mode from an external input. FIG. 23 shows a circuit for starting the test mode from the outside. When an external input command CMD and an external input address ADD are input while maintaining a predetermined setup / hold with respect to the rising edge of the external input clock CK, each input signal passes through the
図24を用いて、テストモード1による擬似トリミング動作、およびテストモード2によるトリミングコード出力動作を説明する。なおここからは、{c3、c2、c1、c0}などを{c}などのように略記する。まず時刻t2において、図21のビットシフタ31、ラッチ回路33のフリップフロップ361〜364を初期値にセットすべく、テストモードコマンド「TMRS」をアドレス「a0」とともに入力する。するとTMRSパルスのTCLKが発生し、図23のテストモードデコーダ55で内部アドレスTAを取り込みテストモード0パルスを発生する。これがテストモード0のトリガとなる。これにより、図21のビットシフタ31は{r}=「1000」にセットされ、図21のラッチ回路33は{c}=「0000」にセットされる。これにより、ビットシフタ31の値は最初に加算されるべき「1000」となり、トリミングコードは初期状態の「u0」(すなわちu0のみ「1」、以下同様)にセットされ、被調整電位Vaは初期値Vmaxとなり、比較結果は“Low”となり、図21の加減算器32では{r}と{c}の加算が行われ、図21のラッチ回路33の前段{s}を「1000」とし、バイナリサーチの準備が整えられる。そして時刻t4からテストモード1による擬似トリミングが開始される。
A pseudo trimming operation in
時刻t4にTMRSコマンドとともにアドレス「a1」を入力すると、テストモード0の場合と同じようにテストモード1パルスが出力され、図21のラッチ回路33は前段{s}の「1000」を取り込み、{c}を「1000」として出力保持する。これによりトリミングコードは「u8」に変わり、被調整電位Vaは8段階下降する。また、このとき比較結果は、まだ、初期状態と変わらず、図21のビットシフタ31も、クロックフォールエッジ同期のため切り替わっておらず、図21の加減算器32は{r}の「1000」と{c}の「1000」の加算である「0000」を{s}に出力する。すかさず、被調整電位Vaの8段階下降に対応して比較結果が変更されるが、図24では、依然、Vaは目標電位Vtより高いため比較結果は変わらない。
When the address “a1” is input together with the TMRS command at time t4, the
時刻t5のようにVaが目標電位Vtより低くなる場合は、図21の加減算器32は減算をすることになり、その出力である{s}は、再度、変更される。ただし、ここまでの{s}の値は無効データであり、図21のラッチ回路33に取り込まれることはない。続いてテストモード1パルスは立ち下がるが、これによって図21のビットシフタ31は値を更新し、{r}は「0100」となる。この{r}が図21の加減算器32において、比較結果“Low”によって、現在のカウンタ値{c}と足され、{s}は次サイクルに図21のラッチ回路33が取り込むべき有効データ「1100」に変更される。ここで、{r}をここまで保持している理由は、図21のラッチ回路33が{s}を取り込む際、{r}が確実に保持され、データが確実に伝播されるためである。図21の加減算器32とラッチ回路33により構成される閉ループは近距離に配置されると考えられ、データ伝播には支障がないと考えられるが、ビットシフタ31は離れたところに配置されるかも知れないからである。詳しく言えば、図21のビットシフタ31とラッチ回路33が同じタイミングに切り替わるように設計されていたとして、これらが離れて配置されていることにより、ラッチ回路33に到達するクロックがビットシフタ31に到達するクロックより遅れたとすると、データのすり抜けが発生することが理解されよう。このような事態に対策するためである。勿論、これらが近くに配置されたり、クロックの配線経路が、まずラッチ回路33に入り、次にビットシフタ31に入るよう、注意深く配線されたとすれば、このような配慮は必要なく、同一クロックエッジに同期させて問題ない。ただし、ビットシフタ31のDQフリップフロップ321、331〜333のセット/リセットのタイミングを回路構成に合わせ変更する必要がある。ここまでが、トリミングの1サイクルである。
When Va becomes lower than the target potential Vt at time t5, the adder /
同様にテストモード1が{c}のビット数となるよう、時刻t5、t6、t7と繰り返されれば擬似トリミングは完了となる。 最後に、適当な時刻、図では時刻t32でコマンドTMRSとともにアドレス「a2」を入力すると、テストモード2パルスが生じ、テストモード1パルスが生じていないことにより保持されている擬似トリミング結果コード「u11」がトリミングコード出力に出力される。この出力はデータパスなどを通ってDQパッド(すなわち半導体記憶装置におけるデータ入出力パッド)などからチップ外部に出力される。ここで取り出したトリミングコードに基づいてヒューズトリミングを行えばよい。
Similarly, if the
ちなみに、リニアサーチで上記の一連の動作をした際の波形を図26に示す。これも4ビットのトリミングの場合を示している。図24のバイナリサーチに比して、擬似トリミングに時間を要していることが分かる。 Incidentally, FIG. 26 shows waveforms when the above-described series of operations is performed by linear search. This also shows the case of 4-bit trimming. It can be seen that the pseudo trimming requires more time than the binary search of FIG.
図25にはテストモード3を用いてトリミング結果を確認する方法が示してある。目標電位Vtを外部から入力し、テストモード3にエントリし、比較結果を出力(この出力はデータパスなどを通り、最終的にはDQパッドなどから出力される)という一連の動作を、目標電位Vtの外部入力値を走査しながら行えば、内部電源電位を特定できる様子を示してある。比較一致情報が得られたときの目標電位Vtの外部印加電位が内部電源電位となる。
FIG. 25 shows a method of confirming the trimming result using the
[本発明の他の実施形態および効果の説明2]
[
図19のバイナリサーチについて別の考察をする。図19は4ビット、すなわち16通りのトリミングコードを有する場合についての図である。都合によりカウントアップの方向と電位の方向が逆なので注意のこと。時刻t0は初期状態、すなわち、被調整電源Vaはカウンタ{c3,c2,c1,c0}=「0000」の位置にある。このとき被調整電位Vaはカウンタ範囲「1111」〜「0000」にあるはずなので、被調整電位Vaをその中間とするべく、カウンタの中間値を割り出す。それには、調整範囲の「1111」に「1」を足した上限値「10000」と、調整範囲下限値「00000」を足し、それを2で割ればよい。これにより中間値「01000」が得られる。このとき被調整電位Vaと目標電位Vtを比較するとVa>Vtであり、目標電位Vtは下半分、つまりカウンタ値上半分「1111」〜「1000」にあるはずなので、上限値「10000」と下限値「01000」を足し、それを2で割ると中間値「01100」が得られる。以下同様に、このとき被調整電位Vaと目標電位Vtを比較するとVa<Vtであり、目標電位Vtは上半分、つまりカウンタ値下半分「1011」〜「1000」にあるはずなので、上限値「01100」と下限値「01000」を足し、それを2で割ると中間値「01010」が得られる。このとき被調整電位Vaと目標電位Vtを比較するとVa>Vtであり、目標電位Vtは下半分、つまりカウンタ値上半分「1011」〜「1010」にあるはずなので、上限値「01100」と下限値「01010」を足し、それを2で割ると中間値「01011」が得られる。すなわち、上限値と下限値から中間値を割り出す演算器を用意し、比較結果によって、上限値あるいは下限値を、前の演算の中間値を入れ替えるような回路にすればよい。 Another consideration will be given to the binary search of FIG. FIG. 19 is a diagram for the case of having 4 bits, that is, 16 trimming codes. Note that the count-up direction and the potential direction are reversed for convenience. The time t0 is in the initial state, that is, the regulated power supply Va is at the position of the counter {c3, c2, c1, c0} = “0000”. At this time, since the adjusted potential Va should be in the counter range “1111” to “0000”, an intermediate value of the counter is calculated so that the adjusted potential Va is in the middle. For this purpose, an upper limit value “10000” obtained by adding “1” to “1111” of the adjustment range and an adjustment range lower limit value “00000” may be added and divided by two. As a result, an intermediate value “01000” is obtained. At this time, when the adjusted potential Va and the target potential Vt are compared, Va> Vt, and the target potential Vt should be in the lower half, that is, the upper half of the counter value “1111” to “1000”. Adding the value “01000” and dividing it by 2 gives the intermediate value “01100”. Similarly, when the adjusted potential Va and the target potential Vt are compared at this time, Va <Vt, and the target potential Vt should be in the upper half, that is, the lower half of the counter value “1011” to “1000”. 01100 ”and the lower limit“ 01000 ”are added and divided by 2, an intermediate value“ 01010 ”is obtained. At this time, when the adjusted potential Va and the target potential Vt are compared, Va> Vt, and the target potential Vt should be in the lower half, that is, the upper half of the counter value “1011” to “1010”. Adding the value “01010” and dividing it by 2 gives the intermediate value “01011”. That is, an arithmetic unit that calculates an intermediate value from an upper limit value and a lower limit value is prepared, and a circuit that replaces the intermediate value of the previous calculation with the upper limit value or the lower limit value may be used depending on the comparison result.
このように考えると、図14に示すトリミングコード発生・記憶回路211を、図30のように変更すればよい(ただし、図30では図14のトリミングコード発生・記憶回路211に対応する構成をトリミングコード発生・記憶回路211cとして示している)。図30において、符号221bがバイナリサーチ回路であり、符号222は図15と同様なデコーダである。符号36は上限値を保持するラッチ回路であり初期値は「10...0」のように最上位のみが「1」、符号37は下限値を保持するラッチ回路であり初期値は「00....0」のように「0」である。符号38は加減算器であり、加減算の選択信号を接地しているため加算器として動作する。符号39はビットシフタであり、右にシフトさせるので1/2の演算と等価になる。ビットシフタ39の出力はラッチ回路36、37にフィードバックされる。符号35は下限値の取り込みを制御するゲートであり、比較結果が“Low”でテストモード1のクロック状信号が投入されたときにクロックを発生し、下限用ラッチ回路37にビットシフタ39の出力を取り込ませる。符号34は上限値の取り込みを制御するゲートであり、比較結果が“High”でテストモード1のクロックが投入されたときにクロックを発生し、上限用ラッチ回路36にビットシフタ39の出力を取り込ませる。これら順序回路動作は、テストモード1によるクロック状信号により更新され、これによりトリミング動作のステージが進む。
Considering this, the trimming code generation /
図30をより具体的に示したのが図31である。4ビットの場合を例にとっている。図31では、図30の上限用ラッチ回路36および下限用ラッチ回路37に対応する回路をブロック43として、加減算器38に対応する回路をブロック44として、また、ビットシフタ39に対応する回路をブロック45としてそれぞれ示している。下限用ラッチ回路37に対応するフリップフロップは5ビット分用意され、いずれも符号511、513、515、517および519のようなリセット端子付DQフリップフロップである。上限用ラッチ回路36に対応するフリップフロップも5ビット分用意され、最上位用ラッチ回路はセット端子付DQフリップフロップ500であり、他は512、514、516および518のようなリセット端子付DQフリップフロップである。これらセット/リセット端子にはテストモード0がつながる。これにより、演算の初期値を、テストモード0により、上限値{ra4,ra3,ra2,ra1,ra0}を「10000」、下限値{rb4,rb3,rb2,rb1,rb0}を「00000」とセットできる。これら上限値と下限値を加算する加減算器38は符号521〜525に示す1ビット全加算器をつなげた5ビット全加算器で構成されている。最下位ビットのキャリCi−1を接地することで全加算器のみで構成しているが、勿論、最下位ビットのみを半加算器としてもよい。1ビット全加算器521〜525は例えば図22に示すような一般的な全加算器(図22では符号351〜354で示している)でよい。今、対象として考えているのは内部電源電位トリミングであり、ns(ナノ秒)オーダーの高速化は必要なく、シンプルなもので良い。勿論、加算数のビット数が増え、キャリの伝播時間が無視できなくなってきた場合は、CLA(CarryLook Ahead)回路やBCLA(Block CarryLookAhead)回路、さらにはCSA(CarrySave Adder)などを組み合わせた高速加算器でも良い。これら高速演算器については、例えば、非特許文献1などにある通りである。
FIG. 31 shows FIG. 30 more specifically. The case of 4 bits is taken as an example. In FIG. 31, a circuit corresponding to the upper limit latch circuit 36 and the lower
ビットシフタ39に対応する回路は図31では結線で表現されており、最上位ビットとして接地(「0」)を出力し、次のビットとして加算結果の最上位(1ビット全加算器521の出力)を出力し、…というようにして、最下位ビットとして加算結果の最下位の1つ上のビット(1ビット全加算器524の出力)を出力し、加算結果の最下位ビットは捨てるというようにしている。これら全ビットはラッチ回路36、37(DQフリップフロップ500、511〜519)に返され、最上位ビットを除いた{c3,c2,c1,c0}はデコーダ222に入力される。これにより1/2の演算が行われる。ゲート34、35はラッチ回路36、37の取り込みを制御するゲートであり、テストモード1に同期し、結果の“High”/“Low”によって制御する。結果が“Low”のときは下限{rb}を差し替え、結果が“High”のときは上限{ra}を差し替える。
The circuit corresponding to the
なお、ここまで述べたように、種種の擬似トリミング関連動作は、テストモードを外部入力から起動することにより行う。この点については、[本発明の他の実施形態および効果の説明1]で説明した通りである。
As described above, various pseudo trimming related operations are performed by starting the test mode from an external input. This point is as described in [Other Embodiments of the Present Invention and
図32を用いて、テストモード1による擬似トリミング動作、およびテストモード2によるトリミングコード出力動作を説明する。まず時刻t2において、擬似トリミングの第1段階として、図31のラッチ回路36、37に対応するブロック43内のフリップフロップ500、511〜519を初期値にセットすべく、テストモードコマンドTMRSをアドレス「a0」とともに入力する。するとTMRSパルスのTCLKが発生し、図23のテストモードデコーダ55で内部アドレスTAを取り込みテストモード0パルスを発生する。これがテストモード0のトリガとなる。これにより、図30のラッチ回路36に対応する図31のDQフリップフロップ500、512、514、516および518は{ra}=「10000」にセットされ、ラッチ回路37に対応する図31のDQフリップフロップ511、513、515、517および519は{rb}=「00000」にセットされる。加減算器38において加算が行われ、シフタ39内でシフト後のビット{c}は{1000}となる。これによりトリミングコードは「u8」となり、その結果、被調整電位Vaが調整範囲の中間値に設定される。続いて、図14の比較回路216において目標電位Vtとの比較が行われ、この場合、被調整電位Va>目標電位Vtから、比較結果は“Low”となる。これにより擬似トリミングの第1段階が終了する。
A pseudo trimming operation in
次に、擬似トリミングの第2段階として、時刻t4にTMRSコマンドとともにアドレス「a1」を入力すると、テストモード0の場合と同じようにテストモード1パルスが出力され、図30のラッチ回路36、37は比較結果によって値を取り込む。この場合、比較結果は“Low”なので、ラッチ回路37側が取り込み、下限値{rb}が「01000」に更新される。加減算器38において加算が行われ、シフタ39内にシフト後のビット{c}は「1100」となる。これによりトリミングコードは「u12」となり、その結果、被調整電位Vaが新たな調整範囲の中間値に設定される。続いて、図14の比較回路216において目標電位Vtとの比較が行われ、この場合、被調整電位Va<目標電位Vtから、比較結果は“High”となる。これにより、次サイクルでは上限値{ra}が「01100」に更新されることになる。
Next, when the address “a1” is input together with the TMRS command at time t4 as the second stage of the pseudo trimming, the
次に、第3段階、第4段階として、時刻t6、t7にテストモード1にエントリすれば、トリミングは終了となる。テストモード0を1回と、(テストモード1をトリミングビット数−1)回行えば終了となる。
Next, if the
最後に、適当な時刻、図では時刻t32でコマンドTMRSとともにアドレス「a2」を入力すると、テストモード2パルスが生じ、テストモード1パルスが生じていないことにより保持されている擬似トリミング結果コード「u11」がトリミングコード出力に出力される。この出力はデータパスなどを通ってDQパッドなどからチップ外部に出力される。ここで取り出したトリミングコードに基づいてヒューズトリミングを行えばよい。
Finally, when the address “a2” is input together with the command TMRS at an appropriate time, in the figure, at time t32, the
テストモード3については[本発明の他の実施形態および効果の説明1]で説明したものと同様である。
The
[本発明の他の実施形態および効果の説明3] [Description of Other Embodiments and Effects of Present Invention 3]
図14の構成を変更し、図27のようにテストモード2によるトリミングコード出力をトリミングコード不揮発記憶回路217aに戻す方法が考えられる。図27は半導体装置100fと電源制御部10fを示すブロック図であり、図27において図14と同一の構成には同一の符号を用いている。トリミングコード不揮発記憶回路217aが、電気ヒューズのように電気的に制御可能なものであれば、バイナリサーチによる擬似トリミングにより探索した最適コードで、トリミングコード不揮発記憶回路217aにトリミングを施すことが可能になる。すなわち、高速なバイナリサーチにより最適コードを探索し、その結果でトリミングを行うといった、高速な自動トリミングが可能になる。なお、トリミングコード不揮発記憶回路217aがどのような構成になっているかは問わない。
A method of changing the configuration of FIG. 14 and returning the trimming code output in the
[本発明の他の実施形態および効果の説明4] [Description of Other Embodiments and Effects of Present Invention 4]
図17の被トリミング回路215は、抵抗分割したノードから取り出してあるタップを選択するタイプであったが、図28(a)のように可変抵抗215aである場合は、図28(b)のように、抵抗に重み付けを行うことで、図14のトリミングコード発生・記憶回路211が単純になる。具体的には、抵抗値R、2R、4R、8Rを有する抵抗R、2R、4R、8Rを直列接続し、各抵抗にカウンタビットc0、c1、c2、c3でオンするスイッチ420、421、422、423を並列接続する構成を用いる。これによれば、カウンタビットc0、c1、c2、c3をトリミングコードとして使用することができる。つまり、図29のトリミングコード発生・記憶回路211bようにデコーダ222に相当する構成を省略して、バイナリサーチ回路221aからなる構成とすることができ、回路規模を小さくできる。なお重み付けは、図28(b)のように2^nの重みとするのが効率的である。
The circuit to be trimmed 215 in FIG. 17 is of a type that selects a tap taken out from a resistance-divided node. However, in the case of a
以上のように、本発明の他の実施形態では、擬似トリミングされることにより発生値を変更する被トリミング回路215と、その発生値と外部から入力された目標値の大小を比較する比較回路216と、その比較結果を受けてバイナリサーチにより擬似トリミング値を決定するバイナリサーチ回路221a、221bを有するトリミングコード発生・記憶回路211とを、一式、チップに内蔵し、オンチップでバイナリサーチによる擬似トリミングを行うことで、擬似トリミング時間を短縮することができる。さらに、そのトリミング値を、電気的に制御可能な不揮発記憶媒体(トリミングコード不揮発性記憶回路217、217a)に記憶させることにより、高速な自動トリミングを実現することができる。
As described above, in another embodiment of the present invention, the circuit to be trimmed 215 that changes the generated value by pseudo-trimming, and the
なお、本発明の他の実施形態では、電源制御部10eや10fが、トリミングコード(制御信号)を変化させながら発生するものであって、かつその変化の量を変えながら、トリミングコードをその変化量分増加又は減少させながらトリミングコードを発生する構成となっている。また、トリミングコード発生・記憶回路(制御信号発生回路)211a、211bや211cが、比較回路216の比較結果を受けて、バイナリサーチによってトリミングコード(制御信号)を変化させながら発生するものとなっている。また、被トリミング回路215aが、重み付けされた複数の抵抗素子R、2R、4R、8Rと、その複数の抵抗素子をトリミングコード(制御信号)に応じて短絡させる複数のスイッチ420〜423とを備えて構成されるものとなっている。
In another embodiment of the present invention, the power
また、図14〜図32を参照して説明した本発明の実施形態の構成要素は、図1〜図13を参照して説明した本発明の実施形態の構成要素と適宜組み合わせたり、交換したりすることが可能である。 The components of the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 14 to 32 are appropriately combined with or replaced with the components of the embodiment of the present invention described with reference to FIGS. Is possible.
100a…半導体装置、1…被調整電源、2…トリミングコード発生・記憶回路、3…トリミングコード記憶回路、4…セレクタ、5…コンパレータ、10a…電源制御部、11…電圧調整回路、12…被トリミング回路、62、64…スイッチ回路、65…端子
DESCRIPTION OF
Claims (17)
ことを特徴とする半導体装置。 The power supply control unit is generated while changing the control signal for adjusting the output voltage of the adjusted power supply unit, and the output voltage of the adjusted power supply unit based on the control signal becomes a value corresponding to the control target voltage The control signal is stored, and the output voltage of the adjusted power supply unit is set based on the stored control signal.
入力される前記制御信号に応じて動作状態が設定される被トリミング回路を有し、
基準となる電圧と前記被トリミング回路に設定された動作状態とに応じて出力電圧を変化させて出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The adjusted power supply unit is
A trimming circuit in which an operation state is set according to the input control signal;
The semiconductor device according to claim 1, wherein an output voltage is changed according to a reference voltage and an operation state set in the circuit to be trimmed.
前記制御信号を変化させながら発生する制御信号発生回路と、
前記被調整電源部の出力電圧と前記制御目標電圧とを比較する比較回路と、
前記比較回路の比較結果が変化した場合の該制御信号を記憶する不揮発性記憶回路と、
前記制御信号発生回路から出力される制御信号と前記不揮発性記憶回路に記憶された制御信号とのいずれかを前記被トリミング回路に入力する選択回路と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The power control unit
A control signal generating circuit for generating the control signal while changing the control signal;
A comparison circuit for comparing the output voltage of the regulated power supply unit and the control target voltage;
A nonvolatile memory circuit that stores the control signal when the comparison result of the comparison circuit changes;
3. A selection circuit that inputs either the control signal output from the control signal generation circuit or the control signal stored in the nonvolatile memory circuit to the circuit to be trimmed. Semiconductor device.
前記制御信号発生回路が出力する制御信号を記憶する
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 The nonvolatile memory circuit is
The semiconductor device according to claim 3, wherein a control signal output from the control signal generation circuit is stored.
入力されたクロック信号をカウントするカウンタ回路と、
前記カウンタ回路のカウント値に基づいて前記制御信号を出力する制御信号出力回路とを有し、
前記制御信号を変化させながら発生するとともに、前記比較回路の比較結果が変化した場合のカウント値を保持してそれに基づく制御信号を出力するものである
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 The control signal generating circuit is
A counter circuit for counting input clock signals;
A control signal output circuit that outputs the control signal based on the count value of the counter circuit,
4. The semiconductor according to claim 3, wherein the semiconductor signal is generated while changing the control signal, holds a count value when the comparison result of the comparison circuit changes, and outputs a control signal based on the count value. 5. apparatus.
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein the control target voltage is input from the outside.
前記制御目標電圧が当該半導体装置内部の素子を用いて発生された前記第1の温度勾配と異なる第2の温度勾配を有する電圧である
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The output voltage of the regulated power supply unit is a voltage having a first temperature gradient generated using an element inside the semiconductor device,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the control target voltage is a voltage having a second temperature gradient different from the first temperature gradient generated using an element inside the semiconductor device.
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, wherein one of the first and second temperature gradients is within a predetermined range.
入力される前記制御信号に応じて動作状態が設定される被トリミング回路を有し、
前記第1の温度勾配を有する電圧と前記被トリミング回路に設定された動作状態とに応じて出力電圧を変化させて出力する
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The adjusted power supply unit is
A trimming circuit in which an operation state is set according to the input control signal;
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein an output voltage is changed in accordance with a voltage having the first temperature gradient and an operation state set in the circuit to be trimmed.
前記制御信号を変化させながら発生する制御信号発生回路と、
前記被調整電源部の出力電圧と前記制御目標電圧とを比較する比較回路と、
前記比較回路の比較結果が変化した場合の該制御信号を記憶する不揮発性記憶回路と、
前記制御信号発生回路から出力される制御信号と前記不揮発性記憶回路に記憶された制御信号とのいずれかを前記被トリミング回路に入力する選択回路と
を備えることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The power control unit
A control signal generating circuit for generating the control signal while changing the control signal;
A comparison circuit for comparing the output voltage of the regulated power supply unit and the control target voltage;
A nonvolatile memory circuit that stores the control signal when the comparison result of the comparison circuit changes;
The control circuit according to claim 7, further comprising: a selection circuit that inputs either the control signal output from the control signal generation circuit or the control signal stored in the nonvolatile memory circuit to the trimming circuit. Semiconductor device.
前記制御信号発生回路が出力する制御信号を記憶する
ことを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。 The nonvolatile memory circuit is
The semiconductor device according to claim 10, wherein a control signal output from the control signal generation circuit is stored.
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, wherein the control target voltage is a voltage generated using a circuit in which a constant current source composed of an element in the semiconductor device and a diode are connected in series.
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, wherein an output voltage of the regulated power supply unit is a voltage generated using a bandgap reference circuit configured by an element inside the semiconductor device.
ことを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, further comprising a circuit that outputs a signal indicating the output voltage of the adjusted power supply unit when the output voltage of the adjusted power supply unit becomes a value corresponding to the control target voltage.
前記制御信号を変化させながら発生するものであって、かつその変化の量を変えながら、前記制御信号をその変化量分増加又は減少させながら前記制御信号を発生する制御信号発生回路と、
前記被調整電源部の出力電圧と前記制御目標電圧とを比較する比較回路と、
前記比較回路の比較結果が変化した場合の該制御信号を記憶する不揮発性記憶回路と、
前記制御信号発生回路から出力される制御信号と前記不揮発性記憶回路に記憶された制御信号とのいずれかを前記被トリミング回路に入力する選択回路と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The power control unit
A control signal generating circuit that generates the control signal while changing the amount of the change, and generating the control signal while increasing or decreasing the amount of the control signal while changing the amount of the change;
A comparison circuit for comparing the output voltage of the regulated power supply unit and the control target voltage;
A nonvolatile memory circuit that stores the control signal when the comparison result of the comparison circuit changes;
3. A selection circuit that inputs either the control signal output from the control signal generation circuit or the control signal stored in the nonvolatile memory circuit to the circuit to be trimmed. Semiconductor device.
前記比較回路の比較結果を受けて、バイナリサーチによって前記制御信号を変化させながら発生するものである
ことを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。 The control signal generating circuit is
16. The semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor device is generated while receiving the comparison result of the comparison circuit and changing the control signal by binary search.
ことを特徴とする請求項15に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 15, wherein the circuit to be trimmed includes a plurality of weighted resistance elements and a plurality of switches that short-circuit the plurality of resistance elements.
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