JPH0564427A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPH0564427A JPH0564427A JP22177091A JP22177091A JPH0564427A JP H0564427 A JPH0564427 A JP H0564427A JP 22177091 A JP22177091 A JP 22177091A JP 22177091 A JP22177091 A JP 22177091A JP H0564427 A JPH0564427 A JP H0564427A
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- mos transistor
- fuse
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プロセス変動等に伴う最適動作電圧の変動に対
応して、内部電圧発生回路の出力電圧を最適状態に設
定,固定して、所望の信頼性や回路性能を確保できるよ
うにした半導体集積回路装置を提供することを目的とす
る。 【構成】昇圧回路1の出力ノードN1 に、レベルシフト
素子としてのMOSトランジスタMI1 ,MI2 と、振
幅制限素子としてのダイオードD1 ,D2 が直列接続さ
れたリミッタ回路2が設けられる。MOSトランジスタ
MI1 にはその機能を固定的に設定するためのヒューズ
11が設けられている。MOSトランジスタM11は、こ
れに並列接続されたMOSトランジスタMP1 ,このM
OSトランジスタMP1 を制御するバッファ3,このバ
ッファ3の入力レベルを固定するためのヒューズ12等
よって、その機能が固定的に設定される。
応して、内部電圧発生回路の出力電圧を最適状態に設
定,固定して、所望の信頼性や回路性能を確保できるよ
うにした半導体集積回路装置を提供することを目的とす
る。 【構成】昇圧回路1の出力ノードN1 に、レベルシフト
素子としてのMOSトランジスタMI1 ,MI2 と、振
幅制限素子としてのダイオードD1 ,D2 が直列接続さ
れたリミッタ回路2が設けられる。MOSトランジスタ
MI1 にはその機能を固定的に設定するためのヒューズ
11が設けられている。MOSトランジスタM11は、こ
れに並列接続されたMOSトランジスタMP1 ,このM
OSトランジスタMP1 を制御するバッファ3,このバ
ッファ3の入力レベルを固定するためのヒューズ12等
よって、その機能が固定的に設定される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、昇圧回路のような電源
電圧とは異なる内部電圧を発生する回路を有する半導体
集積回路装置に関する。
電圧とは異なる内部電圧を発生する回路を有する半導体
集積回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路には、電源電圧と異なる
一定の内部電圧を発生する電圧発生回路がしばしば用い
られる。例えば、EEPROMでは、データの書き込
み,消去に必要な高電圧を得るための昇圧回路がオンチ
ップに設けられ、これにより単一電源による動作を可能
としている。
一定の内部電圧を発生する電圧発生回路がしばしば用い
られる。例えば、EEPROMでは、データの書き込
み,消去に必要な高電圧を得るための昇圧回路がオンチ
ップに設けられ、これにより単一電源による動作を可能
としている。
【0003】この様な昇圧回路の出力には、通常その出
力振幅を制限するリミッタ回路が設けられる。このリミ
ッタ回路によって、昇圧回路の出力が設定値以上になら
ないようにして、その出力をメモリセルアレイに供給す
るようにしている。リミッタ回路としては一般に、pn
接合ダイオードが用いられ、そのブレークダウン電圧を
設定値とする。このリミッタ回路の設定値は、メモリセ
ルの書き込み,消去動作を最適にするように定められ
る。
力振幅を制限するリミッタ回路が設けられる。このリミ
ッタ回路によって、昇圧回路の出力が設定値以上になら
ないようにして、その出力をメモリセルアレイに供給す
るようにしている。リミッタ回路としては一般に、pn
接合ダイオードが用いられ、そのブレークダウン電圧を
設定値とする。このリミッタ回路の設定値は、メモリセ
ルの書き込み,消去動作を最適にするように定められ
る。
【0004】しかしながら、この様なリミッタ回路を持
つ昇圧回路を用いた場合にも、次のような理由でメモリ
セルの動作に最適な値からずれることがある。第1は、
リミッタ回路のpn接合ブレークダウン電圧のプロセス
変動に起因するばらつきである。第2は、メモリセルの
トンネル酸化膜や浮遊ゲートと制御ゲート間の層間絶縁
膜の膜厚のプロセス変動に起因するばらつきである。
つ昇圧回路を用いた場合にも、次のような理由でメモリ
セルの動作に最適な値からずれることがある。第1は、
リミッタ回路のpn接合ブレークダウン電圧のプロセス
変動に起因するばらつきである。第2は、メモリセルの
トンネル酸化膜や浮遊ゲートと制御ゲート間の層間絶縁
膜の膜厚のプロセス変動に起因するばらつきである。
【0005】例えば、pn接合ブレークダウン電圧が設
定値より高くなり、かつトンネル酸化膜厚が設定値より
薄くなって最適動作電圧が低くなった場合、昇圧回路と
リミッタ回路により得られる出力電圧Vppとメモリセル
の動作に最適な動作電圧の間に数V程度の差が生じる可
能性がある。出力電圧Vppが最適電圧より高い場合には
メモリセルの信頼性低下やしきい値分布のばらつきを生
じ、逆に出力電圧が最適電圧より低い場合には書き込み
や消去に要する時間が長くなる、といった問題が生じ
る。
定値より高くなり、かつトンネル酸化膜厚が設定値より
薄くなって最適動作電圧が低くなった場合、昇圧回路と
リミッタ回路により得られる出力電圧Vppとメモリセル
の動作に最適な動作電圧の間に数V程度の差が生じる可
能性がある。出力電圧Vppが最適電圧より高い場合には
メモリセルの信頼性低下やしきい値分布のばらつきを生
じ、逆に出力電圧が最適電圧より低い場合には書き込み
や消去に要する時間が長くなる、といった問題が生じ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のE
EPROMにおけるリミッタ回路付き昇圧回路では、そ
の出力電圧がプロセス変動に伴って最適動作電圧からの
ずれを生じ、これがメモリセルの信頼性や動作特性に悪
影響を与えるという問題があった。同様の問題は、EE
PROMに限らず、内部電圧発生回路を内蔵した他の各
種半導体集積回路装置にもある。
EPROMにおけるリミッタ回路付き昇圧回路では、そ
の出力電圧がプロセス変動に伴って最適動作電圧からの
ずれを生じ、これがメモリセルの信頼性や動作特性に悪
影響を与えるという問題があった。同様の問題は、EE
PROMに限らず、内部電圧発生回路を内蔵した他の各
種半導体集積回路装置にもある。
【0007】本発明はこの様な事情を考慮してなされた
もので、プロセス変動等に伴う最適動作電圧のずれに対
応して内部出力電圧を最適設定できるようにした内部電
圧発生回路を有する半導体集積回路装置を提供すること
を目的とする。
もので、プロセス変動等に伴う最適動作電圧のずれに対
応して内部出力電圧を最適設定できるようにした内部電
圧発生回路を有する半導体集積回路装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体集積
回路装置は、電源電圧とは異なる内部電圧を発生する内
部電圧発生回路と、この内部電圧発生回路の出力電圧の
振幅を制限する振幅制限用素子と、この振幅制限用素子
に直列接続された少なくとも一つのレベルシフト素子
と、このレベルシフト素子の機能をオン,オフ制御して
前記内部電圧発生回路の出力電圧から前記振幅制限素子
により制限される電圧を下限として所望の設定電圧を得
る制御手段とを備えたことを特徴とする。
回路装置は、電源電圧とは異なる内部電圧を発生する内
部電圧発生回路と、この内部電圧発生回路の出力電圧の
振幅を制限する振幅制限用素子と、この振幅制限用素子
に直列接続された少なくとも一つのレベルシフト素子
と、このレベルシフト素子の機能をオン,オフ制御して
前記内部電圧発生回路の出力電圧から前記振幅制限素子
により制限される電圧を下限として所望の設定電圧を得
る制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明においては、従来のリミッタ回路部分が
振幅制限用素子とレベルシフト素子により構成され、か
つレベルシフト素子の機能は固定的にオンまたはオフ制
御されるようになっている。したがってプロセス変動等
によって最適動作電圧が変動した時に、その変動に対応
して内部電圧発生回路からの出力電圧を最適値に設定す
ることができ、これにより回路の信頼性や動作特性の劣
化を補償することができる。
振幅制限用素子とレベルシフト素子により構成され、か
つレベルシフト素子の機能は固定的にオンまたはオフ制
御されるようになっている。したがってプロセス変動等
によって最適動作電圧が変動した時に、その変動に対応
して内部電圧発生回路からの出力電圧を最適値に設定す
ることができ、これにより回路の信頼性や動作特性の劣
化を補償することができる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【0011】図1は、本発明の第1の実施例に係るEE
PROMの書き込みおよび消去動作に用いられる昇圧回
路部の構成である。昇圧回路1はEEPROMチップ内
に形成されたもたので、その出力ノードN1 に振幅可変
のリミッタ回路2が設けられている。リミッタ回路2
は、振幅制限用素子として直列接続されたpn接合ダイ
オードD1 ,D2 と、これらに直列接続されたレベルシ
フト素子としてのnチャネル,IタイプのMOSトラン
ジスタMI1 ,MI2 により構成される。
PROMの書き込みおよび消去動作に用いられる昇圧回
路部の構成である。昇圧回路1はEEPROMチップ内
に形成されたもたので、その出力ノードN1 に振幅可変
のリミッタ回路2が設けられている。リミッタ回路2
は、振幅制限用素子として直列接続されたpn接合ダイ
オードD1 ,D2 と、これらに直列接続されたレベルシ
フト素子としてのnチャネル,IタイプのMOSトラン
ジスタMI1 ,MI2 により構成される。
【0012】第1のレベルシフト素子であるMOSトラ
ンジスタMI1 はゲートとドレインが昇圧回路の出力ノ
ードN1 に接続され、第2のレベルシフト素子であるM
OSトランジスタMI2 はゲートとドレインがMOSト
ランジスタMI1 のソースに共通接続されている。MO
SトランジスタMI1 のゲートとソース間には、作り付
けの状態ではこれを短絡してそのレベルシフト機能をオ
フ状態に保つヒューズ11が接続されている。MOSト
ランジスタMI2 には並列にpチャネルMOSトランジ
スタMP1 が接続されている。MOSトランジスタMP
1 は作り付けの状態では電源投入時にオフとなるもので
あり、このときMOSトランジスタMI2 のレベルシフ
ト機能はオン状態に保たれる。
ンジスタMI1 はゲートとドレインが昇圧回路の出力ノ
ードN1 に接続され、第2のレベルシフト素子であるM
OSトランジスタMI2 はゲートとドレインがMOSト
ランジスタMI1 のソースに共通接続されている。MO
SトランジスタMI1 のゲートとソース間には、作り付
けの状態ではこれを短絡してそのレベルシフト機能をオ
フ状態に保つヒューズ11が接続されている。MOSト
ランジスタMI2 には並列にpチャネルMOSトランジ
スタMP1 が接続されている。MOSトランジスタMP
1 は作り付けの状態では電源投入時にオフとなるもので
あり、このときMOSトランジスタMI2 のレベルシフ
ト機能はオン状態に保たれる。
【0013】MOSトランジスタMP1 のゲートを制御
するのが、pチャネル,EタイプのMOSトランジスタ
MP2 とnチャネル,EタイプのMOSトランジスタM
N1を用いたCMOSインバータ・バッファ3である。
このバッファ3はVpp系で動作させるため、MOSトラ
ンジスタMP2と昇圧回路1の出力ノードN1 の間にn
チャネル,DタイプのMOSトランジスタMD2 が設け
られ、またMOSトランジスタMN1 とこのバッファ出
力ノードN3 の間にnチャネル,DタイプのMOSトラ
ンジスタMD3 が設けられている。
するのが、pチャネル,EタイプのMOSトランジスタ
MP2 とnチャネル,EタイプのMOSトランジスタM
N1を用いたCMOSインバータ・バッファ3である。
このバッファ3はVpp系で動作させるため、MOSトラ
ンジスタMP2と昇圧回路1の出力ノードN1 の間にn
チャネル,DタイプのMOSトランジスタMD2 が設け
られ、またMOSトランジスタMN1 とこのバッファ出
力ノードN3 の間にnチャネル,DタイプのMOSトラ
ンジスタMD3 が設けられている。
【0014】このVpp系インバータ・バッファ3を制御
駆動するのが、Vcc系のインバータINV1 ,INV2
である。初段のインバータINV1 の入力ノードN4
は、ヒューズ12によって作り付けの状態では接地電位
とされている。ノードN4 と電源Vccとの間には、ヒュ
ーズ12を切断した後の電源投入時にこのノードN4 を
Vccに設定するために、pチャネルのMOSキャパシタ
MP4 と充電用のpチャネルMOSトランジスタMP3
が接続されている。MOSトランジスタMP3 のゲート
は初段インバータINV1 の出力ノードにより制御され
る。初段インバータINV1 の出力ノードと接地の間に
はnチャネルのMOSキャパシタMN2 が設けられてい
る。なおヒューズ11,12は、レーザ等により容易に
切断できるものであって、多結晶シリコンやAl 配線に
より形成されている。
駆動するのが、Vcc系のインバータINV1 ,INV2
である。初段のインバータINV1 の入力ノードN4
は、ヒューズ12によって作り付けの状態では接地電位
とされている。ノードN4 と電源Vccとの間には、ヒュ
ーズ12を切断した後の電源投入時にこのノードN4 を
Vccに設定するために、pチャネルのMOSキャパシタ
MP4 と充電用のpチャネルMOSトランジスタMP3
が接続されている。MOSトランジスタMP3 のゲート
は初段インバータINV1 の出力ノードにより制御され
る。初段インバータINV1 の出力ノードと接地の間に
はnチャネルのMOSキャパシタMN2 が設けられてい
る。なおヒューズ11,12は、レーザ等により容易に
切断できるものであって、多結晶シリコンやAl 配線に
より形成されている。
【0015】この様な構成において、まずヒューズ1
1,12がいずれも切断されていない状態を考える。こ
のとき、ノードN4 はヒューズ12によって接地されて
いるから、電源を投入するとMOSトランジスタMP1
のゲートノードN3 の電位はVppであり、したがってM
OSトランジスタMP1 はオフ状態である。またMOS
トランジスタMI1 はヒューズ11によって短絡されて
いる。つまり第1のレベルシフト素子であるMOSトラ
ンジスタMI1 はないのと同じ(レベルシフト機能がオ
フ)であり、第2のレベルシフト素子であるMOSトラ
ンジスタMI2 のみがレベルシフト素子として働く。そ
のレベルシフト量は、しきい値電圧Vthに等しい。pn
接合ダイオードD1 ,D2 のブレークダウン電圧をVBD
とすると、このときノードN1 に得られる昇圧電圧Vpp
は、次式(1)に設定される。 Vpp=2VBD+Vth …(1)
1,12がいずれも切断されていない状態を考える。こ
のとき、ノードN4 はヒューズ12によって接地されて
いるから、電源を投入するとMOSトランジスタMP1
のゲートノードN3 の電位はVppであり、したがってM
OSトランジスタMP1 はオフ状態である。またMOS
トランジスタMI1 はヒューズ11によって短絡されて
いる。つまり第1のレベルシフト素子であるMOSトラ
ンジスタMI1 はないのと同じ(レベルシフト機能がオ
フ)であり、第2のレベルシフト素子であるMOSトラ
ンジスタMI2 のみがレベルシフト素子として働く。そ
のレベルシフト量は、しきい値電圧Vthに等しい。pn
接合ダイオードD1 ,D2 のブレークダウン電圧をVBD
とすると、このときノードN1 に得られる昇圧電圧Vpp
は、次式(1)に設定される。 Vpp=2VBD+Vth …(1)
【0016】この(1)式の値は、設計通りに形成され
たメモリセルの書き込み,消去に用いられる最適動作電
圧に設定される。すなわちメモリセルが設計通りにでき
た場合には、ヒューズ11,12は切断することなく、
そのままの状態を保ってメモリが完成される。
たメモリセルの書き込み,消去に用いられる最適動作電
圧に設定される。すなわちメモリセルが設計通りにでき
た場合には、ヒューズ11,12は切断することなく、
そのままの状態を保ってメモリが完成される。
【0017】次にヒューズ11,12のうちヒューズ1
1を切断した場合を考える。このときMOSトランジス
タMI1 はゲートとドレインのみが接続されたダイオー
ド特性を示す。すなわちレベルシフト機能がオンにな
る。この時、ノードN1 に得られる昇圧電圧Vppは、次
式(2)に設定される。 Vpp=2VBD+2Vth …(2)
1を切断した場合を考える。このときMOSトランジス
タMI1 はゲートとドレインのみが接続されたダイオー
ド特性を示す。すなわちレベルシフト機能がオンにな
る。この時、ノードN1 に得られる昇圧電圧Vppは、次
式(2)に設定される。 Vpp=2VBD+2Vth …(2)
【0018】次にヒューズ11,12のうちヒューズ1
2を切断した場合を考える。このとき、電源を投入する
と、ノードN4 はMOSキャパシタMP4 の容量結合に
よって“H”レベルになろうとし、同時にインバータI
NV1 の出力ノードはMOSキャパシタMN2 の容量結
合によって“L”レベルになろうとする。そしてインバ
ータINV1 の出力ノードの“L”レベルはMOSトラ
ンジスタMP3 のゲートに与えられるから、このMOS
トランジスタMP3 がオンになって、ノードN4 にはV
ccが充電される。この結果、MOSトランジスタMP1
のゲートノードN3 は“L”レベルに安定して、このM
OSトランジスタMP1 がオンし、したがってMOSト
ランジスタMI2 は短絡されてそのレベルシフト機能は
オフとなる。MOSトランジスタMI1 もヒューズ11
が切断されていないから、レベルシフト機能はない状態
(オフ状態)である。したがってこの時、ノードN1 に
得られるで電圧Vppは、次式(3)に設定される。 Vpp=2VBD …(3)
2を切断した場合を考える。このとき、電源を投入する
と、ノードN4 はMOSキャパシタMP4 の容量結合に
よって“H”レベルになろうとし、同時にインバータI
NV1 の出力ノードはMOSキャパシタMN2 の容量結
合によって“L”レベルになろうとする。そしてインバ
ータINV1 の出力ノードの“L”レベルはMOSトラ
ンジスタMP3 のゲートに与えられるから、このMOS
トランジスタMP3 がオンになって、ノードN4 にはV
ccが充電される。この結果、MOSトランジスタMP1
のゲートノードN3 は“L”レベルに安定して、このM
OSトランジスタMP1 がオンし、したがってMOSト
ランジスタMI2 は短絡されてそのレベルシフト機能は
オフとなる。MOSトランジスタMI1 もヒューズ11
が切断されていないから、レベルシフト機能はない状態
(オフ状態)である。したがってこの時、ノードN1 に
得られるで電圧Vppは、次式(3)に設定される。 Vpp=2VBD …(3)
【0019】以上のようにしてこの実施例によれば、ヒ
ューズ11,12をいずれも切断しない、ヒューズ11
のみを切断する、ヒューズ12のみを切断する、の3通
りの選択によって、昇圧電圧Vppを、 2VBD+Vth ,2VBD+2Vth, 2VBD の3通りの値に設定することができる。
ューズ11,12をいずれも切断しない、ヒューズ11
のみを切断する、ヒューズ12のみを切断する、の3通
りの選択によって、昇圧電圧Vppを、 2VBD+Vth ,2VBD+2Vth, 2VBD の3通りの値に設定することができる。
【0020】通常EEPROMは、書き込み後のしきい
値分布を測定するテストモードを有する。したがってこ
のテストの結果得られる書き込み時間としきい値分布の
関係から、Vppが高い場合(pn接合ブレークダウン電
圧が高い,メモリセルのトンネル酸化膜厚が薄い等)に
は、ヒューズ12を切断して、出力電圧Vppの設定値を
下げる。またVppが低い場合(pn接合ブレークダウン
電圧が低い,メモリセルのトンネル酸化膜厚が厚い等)
にはヒューズ11を切断してVppの設定値を上げる。こ
の様にヒューズの切断の有無によって、3種類の値から
メモリセルの動作に最適な値を選択して用いることがで
きる。
値分布を測定するテストモードを有する。したがってこ
のテストの結果得られる書き込み時間としきい値分布の
関係から、Vppが高い場合(pn接合ブレークダウン電
圧が高い,メモリセルのトンネル酸化膜厚が薄い等)に
は、ヒューズ12を切断して、出力電圧Vppの設定値を
下げる。またVppが低い場合(pn接合ブレークダウン
電圧が低い,メモリセルのトンネル酸化膜厚が厚い等)
にはヒューズ11を切断してVppの設定値を上げる。こ
の様にヒューズの切断の有無によって、3種類の値から
メモリセルの動作に最適な値を選択して用いることがで
きる。
【0021】この実施例の手法は、メモリセル動作に最
適なVppが出力されていれば、ヒューズを切る必要はな
く、またヒューズを切断する場合もメモリセルのリダン
ダンシーにヒューズを用いていれば格別に新たな工程を
増やすこともないので有利である。なお新たな工程を増
やさないために、Vpp設定用のヒューズ11,12はメ
モリセルのリダンダンシー用ヒューズと同じ構造のもの
を用いることが望ましい。
適なVppが出力されていれば、ヒューズを切る必要はな
く、またヒューズを切断する場合もメモリセルのリダン
ダンシーにヒューズを用いていれば格別に新たな工程を
増やすこともないので有利である。なお新たな工程を増
やさないために、Vpp設定用のヒューズ11,12はメ
モリセルのリダンダンシー用ヒューズと同じ構造のもの
を用いることが望ましい。
【0022】実施例では、レベルシフト素子としてnチ
ャネル,IタイプのMOSトランジスタを用いたが、こ
こをnチャネル,EタイプのMOSトランジスタに置換
することもできる。一般にnチャネル,EタイプMOS
トランジスタの方がnチャネル,IタイプMOSトラン
ジスタに比べてしきい値電圧Vth(基板バイアス効果も
含めて)が大きいので、nチャネル,EタイプMOSト
ランジスタを用いれば、Vppの振り幅(2Vth)は大き
くなる。
ャネル,IタイプのMOSトランジスタを用いたが、こ
こをnチャネル,EタイプのMOSトランジスタに置換
することもできる。一般にnチャネル,EタイプMOS
トランジスタの方がnチャネル,IタイプMOSトラン
ジスタに比べてしきい値電圧Vth(基板バイアス効果も
含めて)が大きいので、nチャネル,EタイプMOSト
ランジスタを用いれば、Vppの振り幅(2Vth)は大き
くなる。
【0023】図2は、本発明の第2の実施例である。こ
の実施例は、図1の実施例を基本として、図1における
第1のレベルシフト素子であるMOSトランジスタMI
1 の部分を、MI11,MI12の2段構成とし、同様に第
2のレベルシフト素子であるMOSトランジスタNI2
の部分をMI21,MI22の2段構成としている。これに
対応して4個のヒューズ111 ,112 ,121 ,12
2 が設けられている。下の2段のMOSトランジスタM
I21,MI22に対してはそれぞれ並列にpチャネルMO
SトランジスタMP11,MP12が接続され、これらのM
OSトランジスタMP11,MP12に対してそれぞれ先の
実施例と同様の制御駆動回路が設けられている。この実
施例においては、次の5種類のVpp出力が設定できる。 ・ヒューズ切断なしの場合は、Vpp=2VBD+2Vth ・ヒューズ111 ,112 の一方を切断した場合は、V
pp=2VBD+3Vth ・ヒューズ111 ,112 を両方を切断した場合は、V
pp=2VBD+4Vth ・ヒューズ121 ,122 の一方を切断した場合は、V
pp=2VBD+Vth ・ヒューズ121 ,122 の両方を切断した場合は、V
pp=2VBD したがってこの実施例によれば、先の実施例に比べてV
pp出力の選択の幅がより広くなる。
の実施例は、図1の実施例を基本として、図1における
第1のレベルシフト素子であるMOSトランジスタMI
1 の部分を、MI11,MI12の2段構成とし、同様に第
2のレベルシフト素子であるMOSトランジスタNI2
の部分をMI21,MI22の2段構成としている。これに
対応して4個のヒューズ111 ,112 ,121 ,12
2 が設けられている。下の2段のMOSトランジスタM
I21,MI22に対してはそれぞれ並列にpチャネルMO
SトランジスタMP11,MP12が接続され、これらのM
OSトランジスタMP11,MP12に対してそれぞれ先の
実施例と同様の制御駆動回路が設けられている。この実
施例においては、次の5種類のVpp出力が設定できる。 ・ヒューズ切断なしの場合は、Vpp=2VBD+2Vth ・ヒューズ111 ,112 の一方を切断した場合は、V
pp=2VBD+3Vth ・ヒューズ111 ,112 を両方を切断した場合は、V
pp=2VBD+4Vth ・ヒューズ121 ,122 の一方を切断した場合は、V
pp=2VBD+Vth ・ヒューズ121 ,122 の両方を切断した場合は、V
pp=2VBD したがってこの実施例によれば、先の実施例に比べてV
pp出力の選択の幅がより広くなる。
【0024】この実施例の場合も、レベルシフト素子と
してのMOSトランジスタはIタイプに限られない。M
I11,MI12,MI21,MI22のすべてをEタイプとし
てもよいし、任意の1個または2個,3個を選択してE
タイプとしてもよい。またバックバイアス効果によって
Eタイプ化するDタイプMOSトランジスタを用いるこ
ともできる。例えば、ヒューズ111,112 が接続さ
れているMOSトランジスタMI11,MI12が共にIタ
イプの場合、これらのヒューズ111 ,112のいずれ
を切っても同じVpp電圧が得られる。これに対して、M
OSトランジスタMI11,MI12の一方をIタイプ,他
方をEタイプとすると、ヒューズ111,112 のいず
れを切るかによって僅かに異なるVpp出力電圧を設定す
ることができる。
してのMOSトランジスタはIタイプに限られない。M
I11,MI12,MI21,MI22のすべてをEタイプとし
てもよいし、任意の1個または2個,3個を選択してE
タイプとしてもよい。またバックバイアス効果によって
Eタイプ化するDタイプMOSトランジスタを用いるこ
ともできる。例えば、ヒューズ111,112 が接続さ
れているMOSトランジスタMI11,MI12が共にIタ
イプの場合、これらのヒューズ111 ,112のいずれ
を切っても同じVpp電圧が得られる。これに対して、M
OSトランジスタMI11,MI12の一方をIタイプ,他
方をEタイプとすると、ヒューズ111,112 のいず
れを切るかによって僅かに異なるVpp出力電圧を設定す
ることができる。
【0025】また、同じEタイプでも、チャネルイオン
注入のドーズ量を異ならせてしきい値電圧の絶対値を異
ならせる方法、バックバイアス効果の差を利用する方法
等によっても同様に、Vpp出力の設定値の選択肢を多く
することができる。
注入のドーズ量を異ならせてしきい値電圧の絶対値を異
ならせる方法、バックバイアス効果の差を利用する方法
等によっても同様に、Vpp出力の設定値の選択肢を多く
することができる。
【0026】図3は、本発明の第3の実施例である。第
2の実施例では、5種類のVpp出力のうち2種類につい
ては、2本のヒューズ切断を必要とした。この図3の実
施例は、これを改良して1本のヒューズ切断で第2の実
施例と同様に5種類のVpp出力を得るようにしたもので
ある。
2の実施例では、5種類のVpp出力のうち2種類につい
ては、2本のヒューズ切断を必要とした。この図3の実
施例は、これを改良して1本のヒューズ切断で第2の実
施例と同様に5種類のVpp出力を得るようにしたもので
ある。
【0027】昇圧回路1の出力ノードN1 に、先の実施
例と同様にヒューズ111 が接続されたnチャネル,I
タイプMOSトランジスタMI11のゲート,ドレインが
接続され、そのソースがヒューズ112 を介して下の2
段のMOSトランジスタMI21,MI22に接続されてい
る。MOSトランジスタMI11とヒューズ12の直列回
路に対して並列に、2段のレベルシフト段を構成するn
チャネル,IタイプMOSトランジスタMI12,MI13
が接続されている。
例と同様にヒューズ111 が接続されたnチャネル,I
タイプMOSトランジスタMI11のゲート,ドレインが
接続され、そのソースがヒューズ112 を介して下の2
段のMOSトランジスタMI21,MI22に接続されてい
る。MOSトランジスタMI11とヒューズ12の直列回
路に対して並列に、2段のレベルシフト段を構成するn
チャネル,IタイプMOSトランジスタMI12,MI13
が接続されている。
【0028】下の2段のMOSトランジスタMI21,M
I22の機能を制御する二つのpチャネルMOSトランジ
スタMP11,MP12は、その接続が第2の実施例と異な
る。すなわち、MOSトランジスタMP11はMOSトラ
ンジスタMI21にのみ並列に接続され、MOSトランジ
スタMP22は二つのMOSトランジスタMI21,MI22
の直列回路に対して並列に接続されている。この実施例
の場合、次の5種類のVpp電圧が設定できる。 ・ヒューズ切断なしの場合は、Vpp=2VBD+2Vth ・ヒューズ111 のみを切断した場合は、Vpp=2VBD
+3Vth ・ヒューズ112 のみを切断した場合は、Vpp=2VBD
+4Vth ・ヒューズ121 のみを切断した場合は、Vpp=2VBD
+Vth ・ヒューズ122 のみを切断した場合は、Vpp=2VBD
I22の機能を制御する二つのpチャネルMOSトランジ
スタMP11,MP12は、その接続が第2の実施例と異な
る。すなわち、MOSトランジスタMP11はMOSトラ
ンジスタMI21にのみ並列に接続され、MOSトランジ
スタMP22は二つのMOSトランジスタMI21,MI22
の直列回路に対して並列に接続されている。この実施例
の場合、次の5種類のVpp電圧が設定できる。 ・ヒューズ切断なしの場合は、Vpp=2VBD+2Vth ・ヒューズ111 のみを切断した場合は、Vpp=2VBD
+3Vth ・ヒューズ112 のみを切断した場合は、Vpp=2VBD
+4Vth ・ヒューズ121 のみを切断した場合は、Vpp=2VBD
+Vth ・ヒューズ122 のみを切断した場合は、Vpp=2VBD
【0029】図4は、本発明の第4の実施例である。こ
こまでの実施例は、ヒューズを用いてVpp電圧を固定的
に設定したが、第4の実施例ではヒューズを用いず、ワ
イヤボンディング・オプションによってVpp電圧の設定
を行う。
こまでの実施例は、ヒューズを用いてVpp電圧を固定的
に設定したが、第4の実施例ではヒューズを用いず、ワ
イヤボンディング・オプションによってVpp電圧の設定
を行う。
【0030】リミッタ回路2のレベルシフト素子である
2段のnチャネル,IタイプMOSトランジスタMI1
,MI2 にそれぞれ並列にpチャネルMOSトランジ
スタMP1 ,MP2 が設けられ、これらのpチャネルM
OSトランジスタMP1 ,MP2 のゲートにこれらを制
御駆動するインバータ・バッファ31 ,32 がそれぞれ
設けられている。これらインバータ・バッファ31 ,3
2 の入力端子はそれぞれチップ周辺のパッドP1 ,P2
に接続されている。そして、これらの入力パッドP1 ,
P2 は、破線で示すようにVccピンまたはVssピンに選
択的にワイヤボンディング接続されるようになってい
る。
2段のnチャネル,IタイプMOSトランジスタMI1
,MI2 にそれぞれ並列にpチャネルMOSトランジ
スタMP1 ,MP2 が設けられ、これらのpチャネルM
OSトランジスタMP1 ,MP2 のゲートにこれらを制
御駆動するインバータ・バッファ31 ,32 がそれぞれ
設けられている。これらインバータ・バッファ31 ,3
2 の入力端子はそれぞれチップ周辺のパッドP1 ,P2
に接続されている。そして、これらの入力パッドP1 ,
P2 は、破線で示すようにVccピンまたはVssピンに選
択的にワイヤボンディング接続されるようになってい
る。
【0031】入力パッドP1 にVccが接続されれば、p
チャネルMOSトランジスタMP1はオン、Vssが接続
されればpチャネルMOSトランジスタMP1 はオフと
なる。同様に、入力パッドP2 にVccが接続されれば、
pチャネルMOSトランジスタMP2 はオン、Vssが接
続されればpチャネルMOSトランジスタMP2 はオフ
となる。したがって、ワイヤボンディングのパターンに
よって、次のような3種類のVpp電圧が設定される。 ・パッドP1 にVcc,パッドP2 にVccの場合、Vpp=
2VBD ・パッドP1 にVcc,パッドP2 にVssの場合、Vpp=
2VBD+Vth ・パッドP1 にVss,パッドP2 にVssの場合、Vpp=
2VBD+2Vth
チャネルMOSトランジスタMP1はオン、Vssが接続
されればpチャネルMOSトランジスタMP1 はオフと
なる。同様に、入力パッドP2 にVccが接続されれば、
pチャネルMOSトランジスタMP2 はオン、Vssが接
続されればpチャネルMOSトランジスタMP2 はオフ
となる。したがって、ワイヤボンディングのパターンに
よって、次のような3種類のVpp電圧が設定される。 ・パッドP1 にVcc,パッドP2 にVccの場合、Vpp=
2VBD ・パッドP1 にVcc,パッドP2 にVssの場合、Vpp=
2VBD+Vth ・パッドP1 にVss,パッドP2 にVssの場合、Vpp=
2VBD+2Vth
【0032】なお、図4における入力パッドP1 ,P2
をそれぞれ、図5に示すように、Vcc用のパッドP11,
P21とVss用のパッドP12,P22に分けて用意してもよ
い。これは、VccピンとVssピンが遠く離れて配置され
る場合に有効である。
をそれぞれ、図5に示すように、Vcc用のパッドP11,
P21とVss用のパッドP12,P22に分けて用意してもよ
い。これは、VccピンとVssピンが遠く離れて配置され
る場合に有効である。
【0033】図6は、本発明の第5の実施例である。こ
の実施例では、Vpp電圧の設定制御手段として、不揮発
性メモリを用いる。リミッタ回路2部の構成、およびこ
れを制御するためのインバータ・バッファ31 .32 の
部分は、図4の実施例と同じである。インバータ・バッ
ファ31 の入力端子部には、CMOSフリップフロップ
FF1 が接続されており、このフリップフロップFF1
の二つの入力ノードにこの実施例ではEEPROMセル
M11,M12が設けられている。もう一つのインバータ・
バッファ32 の入力端子部にも同様に、CMOSフリッ
プフロップFF2 が接続されており、このフリップフロ
ップFF2 の二つの入力ノードにEEPROMセルM2
1,M22が設けられている。EEPROMセルの制御ゲ
ートは接地されている。
の実施例では、Vpp電圧の設定制御手段として、不揮発
性メモリを用いる。リミッタ回路2部の構成、およびこ
れを制御するためのインバータ・バッファ31 .32 の
部分は、図4の実施例と同じである。インバータ・バッ
ファ31 の入力端子部には、CMOSフリップフロップ
FF1 が接続されており、このフリップフロップFF1
の二つの入力ノードにこの実施例ではEEPROMセル
M11,M12が設けられている。もう一つのインバータ・
バッファ32 の入力端子部にも同様に、CMOSフリッ
プフロップFF2 が接続されており、このフリップフロ
ップFF2 の二つの入力ノードにEEPROMセルM2
1,M22が設けられている。EEPROMセルの制御ゲ
ートは接地されている。
【0034】EEPROMセルは、しきい値電圧が正ま
たは負の状態に書き込み(また消去)が可能である。そ
して制御ゲートが接地されていると、しきい値の正,負
に応じてよってオン,オフ状態になる。したがって例え
ば、EEPROMセルM11のしきい値を正に、EEPR
OMセルM12のしきい値を負にプログラミングすると、
フリップフロップFF1 は、電源投入時にインバータ・
バッファ31 に対して常に“H”レベル出力を与える状
態に固定される。フリップフロップFF2 側も同様であ
る。したがってこの実施例によっても、先の実施例と同
様に、3種類のVpp電圧を設定することができる。
たは負の状態に書き込み(また消去)が可能である。そ
して制御ゲートが接地されていると、しきい値の正,負
に応じてよってオン,オフ状態になる。したがって例え
ば、EEPROMセルM11のしきい値を正に、EEPR
OMセルM12のしきい値を負にプログラミングすると、
フリップフロップFF1 は、電源投入時にインバータ・
バッファ31 に対して常に“H”レベル出力を与える状
態に固定される。フリップフロップFF2 側も同様であ
る。したがってこの実施例によっても、先の実施例と同
様に、3種類のVpp電圧を設定することができる。
【0035】本発明は上記実施例に限られない。たとえ
ば、図1のリミッタ回路2の部分を図7(a) (b) のよう
に変形することができる。図7(a) は、レベルシフト素
子としてのnチャネル,IタイプMOSトランジスタM
I1 ,MI2 の部分にpチャネルMOSトランジスタM
P21,MP22を用いたものである。図7(b) は同じく、
IタイプMOSトランジスタMI1 ,MI2 の部分にダ
イオードD11,D12を用いたものである。
ば、図1のリミッタ回路2の部分を図7(a) (b) のよう
に変形することができる。図7(a) は、レベルシフト素
子としてのnチャネル,IタイプMOSトランジスタM
I1 ,MI2 の部分にpチャネルMOSトランジスタM
P21,MP22を用いたものである。図7(b) は同じく、
IタイプMOSトランジスタMI1 ,MI2 の部分にダ
イオードD11,D12を用いたものである。
【0036】また上記実施例では、振幅制限用素子とし
てpn接合ダイオードを用いたが、この部分をレベルシ
フト素子部と同様にMOSトランジスタのしきい値電圧
降下を利用した構成としてもよいし、ゲートで制御され
た拡散層のゲート端部の表面ブレークダウン電圧を用い
てもよいし、フィールド・トランジスタのパンチスルー
電圧を利用してもよい。更に実施例では、昇圧回路を説
明したが、降圧回路等、他の各種内部電圧発生回路に同
様に本発明を適用することができる。
てpn接合ダイオードを用いたが、この部分をレベルシ
フト素子部と同様にMOSトランジスタのしきい値電圧
降下を利用した構成としてもよいし、ゲートで制御され
た拡散層のゲート端部の表面ブレークダウン電圧を用い
てもよいし、フィールド・トランジスタのパンチスルー
電圧を利用してもよい。更に実施例では、昇圧回路を説
明したが、降圧回路等、他の各種内部電圧発生回路に同
様に本発明を適用することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
部電圧発生回路の出力電圧を、プロセス変動等に伴う最
適動作電圧の変動に対応して最適状態に設定,固定し
て、所望の信頼性や回路性能を確保できるようにした半
導体集積回路装置を提供することができる。
部電圧発生回路の出力電圧を、プロセス変動等に伴う最
適動作電圧の変動に対応して最適状態に設定,固定し
て、所望の信頼性や回路性能を確保できるようにした半
導体集積回路装置を提供することができる。
【図1】本発明の第1の実施例に係るEEPROMの昇
圧回路部の構成を示す図。
圧回路部の構成を示す図。
【図2】本発明の第2の実施例に係るEEPROMの昇
圧回路部の構成を示す図。
圧回路部の構成を示す図。
【図3】本発明の第3の実施例に係るEEPROMの昇
圧回路部の構成を示す図。
圧回路部の構成を示す図。
【図4】本発明の第4の実施例に係るEEPROMの昇
圧回路部の構成を示す図。
圧回路部の構成を示す図。
【図5】図4の入力パッド部の変形例を示す図。
【図6】本発明の第5の実施例に係るEEPROMの昇
圧回路部の構成を示す図。
圧回路部の構成を示す図。
【図7】図1のリミッタ回路部の変形例を示す図。
1…昇圧回路、 2…リミッタ回路、 3…インバータ・バッファ、 11,12…ヒューズ、 MI1 ,MI2 …nチャネル,IタイプMOSトランジ
スタ(レベルシフト用素子)、 D1 ,D2 …pn接合ダイオード(振幅制限用素子)、 P1 ,P2 …入力パッド(ボンディング・パッド)、 M11,M12,M21,M22…EEPROMセル。
スタ(レベルシフト用素子)、 D1 ,D2 …pn接合ダイオード(振幅制限用素子)、 P1 ,P2 …入力パッド(ボンディング・パッド)、 M11,M12,M21,M22…EEPROMセル。
Claims (2)
- 【請求項1】電源電圧とは異なる内部電圧を発生する内
部電圧発生回路と、 この内部電圧発生回路の出力電圧の振幅を制限する振幅
制限用素子と、 この振幅制限用素子に直列接続された少なくとも一つの
レベルシフト素子と、 このレベルシフト素子の機能をオン,オフ制御して前記
内部電圧発生回路の出力電圧から前記振幅制限素子によ
り制限される電圧を下限として所望の設定電圧を得る制
御手段と、 を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項2】電源電圧とは異なる内部電圧を発生する内
部電圧発生回路と、 この内部電圧発生回路の出力電圧の振幅を制限する振幅
制限用素子と、 この振幅制限用素子に直列接続された第1,第2のレベ
ルシフト素子と、 前記第1のレベルシフト素子に並列接続されて、切断す
ることにより第1のレベルシフト素子の機能を固定的に
発揮させるヒューズと、 前記第2のレベルシフト素子に並列接続されて、作り付
けの状態では電源投入によりオフ状態になり、オン状態
に固定することにより第2のレベルシフト素子を固定的
に短絡するスイッチ素子と、 を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22177091A JPH0564427A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22177091A JPH0564427A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0564427A true JPH0564427A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16771932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22177091A Pending JPH0564427A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0564427A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100323981B1 (ko) * | 1999-09-01 | 2002-02-16 | 윤종용 | 반도체 메모리 장치의 내부전원전압 발생회로 |
-
1991
- 1991-09-02 JP JP22177091A patent/JPH0564427A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100323981B1 (ko) * | 1999-09-01 | 2002-02-16 | 윤종용 | 반도체 메모리 장치의 내부전원전압 발생회로 |
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