(57)【要約】【課題】  フューズによる電源切断を行う前であっても行った後であっても、内蔵するメモリの各セグメントの電源端子と電源ラインとの接続／遮断をセグメントごとに制御することのできる半導体装置を提供する。【解決手段】  メモリ１００の各セグメントの電源端子と電源ラインの間に挿入されるスイッチ部、例えばセグメントｉに接続されるスイッチ部１ｉは、フューズＦ１ｉと、これに併設された半導体スイッチであるトランジスタＴ１ｉ、Ｔ２ｉを有する。このトランジスタＴ１ｉ、Ｔ２ｉのオン／オフの組み合せをセグメント選択部２から出力されるセグメント選択信号Ｓ１ｉ、Ｓ２ｉで制御することにより、セグメントｉの電源端子と電源ラインとの間の導通を制御する。【選択図】  図１
2005259850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセグメントに分割されたメモリ領域と、
フューズおよび前記フューズに併設された半導体スイッチを含んで前記複数のセグメントのそれぞれの電源端子と電源ラインとの間に挿入されるスイッチ部と
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記複数のセグメントの中に不使用のセグメントが存在するとき、前記不使用のセグメントに接続される前記スイッチ部の前記フューズを切断して前記不使用のセグメントの前記電源ラインへの接続を切断することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記フューズが導通状態であるときに、前記スイッチ部が前記半導体スイッチを用いて前記セグメントの前記電源ラインへの接続を遮断できることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記フューズが切断された後に、前記スイッチ部が前記半導体スイッチを用いて前記セグメントの前記電源ラインへの接続を導通状態にできることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記フューズが電気フューズであり、外部から入力される信号に基づいて前記フューズの切断を電気的に行うことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリを有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量のメモリ領域を有する半導体装置では、メモリ領域をいくつかの領域に分割し、この分割した領域単位でメモリ動作を制御することが行われる。この分割された領域をセグメントと呼び、例えば、セグメント単位でメモリセルへのアクセスの可否を制御したりすることが行われる。これにより、ユーザの必要とする容量のメモリ領域のみ使用可能な半導体装置を提供することなどが行われる。
【０００３】
また、製造時に発生する不良救済のために一部のセグメントをいわゆる冗長メモリ領域とし、不良の発生したセグメントと入れ替えることにより製造時の歩留まりの向上を図ることが行われている。
【０００４】
このようなセグメント単位でのアクセスの制御は、通常メモリのアドレスを制御することによって行われる。例えば、メモリ領域の一部しか使用しない場合には、その使用する領域のアドレスのみが指定できるようにアクセスが制限される。しかし、このような場合でも、アドレス指定範囲外のセグメントも電源ラインには接続されている。したがって、アドレス指定範囲外のセグメントにもリーク電流などの不要な電流が発生する。特に不良救済のために使用するセグメントを入れ替えた場合など、不良の発生したセグメントには不良による異常電流が発生する可能性が高い。
【０００５】
そこで、一部のセグメントを冗長メモリとして使用する場合、正規のメモリのセグメントの電源ラインにフューズを備え、不良救済のために冗長メモリと入れ替えた場合には、不良の発生したセグメントのフューズを切断してこのセグメントへ電流が流れることを防止することが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながら上述のような従来のフューズによる電源切断では、フューズの切断により確実に異常電流が流れなくなるということを予め確かめておくことができないという問題があった。また、一旦フューズを切断すると、そのセグメントを再度電源に接続することはできず、電源切断前後の半導体装置の特性比較が電源切断後には行えなくなるという問題もあった。
【特許文献１】特開平１０−１９９２９０号公報  （第４ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、フューズによる電源切断を行う前であっても行った後であっても、内蔵するメモリの各セグメントの電源への接続／遮断をセグメントごとに制御することのできる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、複数のセグメントに分割されたメモリ領域と、フューズおよび前記フューズに併設された半導体スイッチを含んで前記複数のセグメントのそれぞれの電源端子と電源ラインとの間に挿入されるスイッチ部とを備えることを特徴とする半導体装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フューズによる電源切断を行う前にメモリの各セグメントの電源への接続／遮断を任意に制御することができるので、各セグメントの電流特性を容易に知ることができ、フューズ切断による消費電流低減の効果を高い確度で予測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の第１の実施例に係る半導体装置について図１および図２を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施例に係る半導体装置の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の実施例の半導体装置で用いるスイッチ部１の構成および機能を説明するための図である。
【００１３】
図１に示す本実施例の半導体装置はメモリ１００を有している。このメモリ１００は、そのメモリ領域がｎ個のセグメントに分割されており、セグメント単位で不良救済が可能なものである。この不良救済のため、メモリ１００のメモリ領域は、ｐ個のセグメントからなる正規メモリ領域１０１と、ｑ個のセグメントからなる冗長メモリ領域１０２にさらに分けられている。これにより、製造過程で正規メモリ領域１０１に不良が発見された場合、不良の発生したセグメントが冗長メモリ領域１０２のセグメントに置き換えられる。
【００１４】
メモリ１００の各セグメントの電源端子は、それぞれ、スイッチ部１を介して半導体装置の電源ラインに接続されている。ただし、図１では、それぞれのスイッチ部１を区別するため、図１で例えばｉ、ｋと表すセグメントの番号に対応した添字を付けて、スイッチ部１ｉ、スイッチ部１ｋのように表記する。なお、スイッチ部１についての詳細は後述する。
【００１５】
スイッチ部１ｉ、スイッチ部１ｋは、それぞれ、入力端子ＩＮが電源ラインに接続され、出力端子ＯＵＴがセグメントｉ、セグメントｋの電源端子に接続されており、セグメントｉ、セグメントｋの電源端子の電源ラインへの接続を制御する。これにより、例えば冗長メモリ領域のセグメントに置き換えられて使用されなくなった不良セグメントの電源端子を電源ラインから切断することができる。この電源ラインへの接続の制御は、セグメント選択部２から出力されるセグメント選択信号によって行われる。
【００１６】
セグメント選択部２は、外部から入力されるテスト信号Ｔと、セグメント選択用データＳに基づいて、それぞれのスイッチ部１を個々に制御するセグメント選択信号を生成する。このセグメント選択信号の働きについては、次に述べるスイッチ部１の説明の中で併せて説明する。
【００１７】
ここで、図２を用いて、スイッチ部１の回路構成と機能について説明する。
【００１８】
図２（ａ）は、本発明の実施例で用いるスイッチ部１の回路構成を示す図である。
【００１９】
スイッチ部１は、フューズＦ１と、これに併設された半導体スイッチである２個のトランジスタＴ１、Ｔ２とを有する。フューズＦ１とトランジスタＴ１は並列接続されており、その並列接続端の１端は入力端子ＩＮに接続されており、他の１端はトランジスタＴ２の１端に接続されている。そして、トランジスタＴ２の他の１端は出力端子２に接続されている。
【００２０】
フューズＦ１はレーザの照射により切断することができ、その切断により端子間の電気的導通が切断される。そして、一旦切断すると、フューズＦ１の電気的導通を元に戻すことはできない。
【００２１】
なお、ここでは、トランジスタＴ１、Ｔ２をＰチャネルＭＯＳＦＥＴとした例を示しており、それぞれのゲート端子に入力される信号Ｓ１、Ｓ２が‘０’のときにオンし、‘１’のときにオフするものとする。
【００２２】
図２（ｂ）は、スイッチ部１の機能を説明するための図である。ここでは、入力信号Ｓ１、Ｓ２に与えられるセグメント選択信号とフューズＦ１の状態の組み合わせに対する出力端子ＯＵＴの出力状態を表の形にまとめている。
【００２３】
通常動作モードではテスト信号Ｔを‘０’とすることにより、セグメント選択信号Ｓ１、Ｓ２にはそれぞれ‘１’、‘０’が出力される。これにより、トランジスタＴ１はオフし、トランジスタＴ２はオンする。したがって、出力端子ＯＵＴの状態は、フューズＦ１の状態によって決定される。すなわち、フューズＦ１が導通状態であれば出力端子ＯＵＴは電源ラインに接続された状態になり、フューズＦ１が切断状態であれば出力端子ＯＵＴは電源ラインとの接続が切断された状態になる。つまり、この通常動作モードでは、フューズＦ１の状態により出力端子ＯＵＴの状態が決定される。
【００２４】
一方、テスト信号Ｔを‘１’としてテストモードにして、セグメント選択信号Ｓ２に‘１’を与えるとトランジスタＴ２がオフし、フューズＦ１が導通状態であっても出力端子ＯＵＴを電源ラインから遮断することができる。また、セグメント選択信号Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ‘０’、‘０’を与えるとトランジスタＴ１、Ｔ２がともにオンし、フューズＦ１が切断状態であっても出力端子ＯＵＴを電源ラインに接続した状態にすることができる。すなわち、テストモードでは、フューズＦ１の状態に関係なく出力端子ＯＵＴの状態を変えることができる。
【００２５】
このテストモードを利用することにより、例えば、フューズＦ１の切断の前に、そのフューズＦ１を含むスイッチ部１が接続されるセグメントの電源端子の電源ラインへの接続を遮断し、フューズＦ１の切断が半導体装置へ与える影響を事前に調べることができる。また、フューズＦ１の切断後でも、そのフューズＦ１を含むスイッチ部１が接続されるセグメントの電源端子の電源ラインへの接続を復活できるので、フューズＦ１の切断前後の半導体装置の状態の変化をフューズＦ１を切断した後でも調べることができる。
【００２６】
図３は、本実施例の半導体装置における不良救済の様子を示す図である。ここでは、セグメントｉが不良セグメントで、これをセグメントｋに代替したときの様子を示している。このとき、不良セグメントのセグメントｉに接続されるスイッチ部１ｉのフューズＦ１ｉを切断する。これにより、不使用になった不良のセグメントｉに電流が流れなくなる。特に異常電流が流れるような不良の場合、不良セグメントに流れる電流をカットすることは半導体装置の消費電流低減に効果がある。
【００２７】
このような本実施例の半導体装置によれば、不良救済を行って不使用となった不良セグメントの電源ラインへの接続をフューズの切断によって切断することにより、不良セグメントに流れる電流を削減できるので半導体装置の消費電流を低減することができる。また、どの程度消費電流が低減するかをフューズの切断前に確認することができる。
【実施例２】
【００２８】
図４は、本発明の第２の実施例に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。本実施例の半導体装置の構成は、基本的に実施例１の半導体装置と同じである。実施例１と異なる点は、メモリ２００が、予め配置されたｎ個のセグメントの中からｍ個（ｍ＜ｎ）のセグメントを選択して使用することにより、メモリの容量を可変としている点である。これにより、ユーザの仕様に合わせた容量のメモリを提供するようにしたものである。
【００２９】
図４では、セグメントｉが不使用セグメントであるときの例を示している。このとき、セグメントｉの電源端子に接続されるスイッチ部１ｉのフューズＦ１ｉを切断することにより、セグメントｉに流れる電流をカットできる。同様に、総ての不使用のセグメントに接続されるスイッチ１のフューズＦ１を切断することにより、総ての不使用のセグメントに流れる電流をカットできる。
【００３０】
これによりメモリ２００に流れる電流を少なくすることができるが、一般に、製造上のバラツキなどにより、ｎ個のセグメントには消費電流にバラツキがあるので、できるだけ消費電流の少ないセグメントを選んで使用するようにすれば、消費電流をより少なくすることができる。本実施例では、テストモードの使用により、セグメントを１個ずつ電源ラインに接続することができるので、各セグメントの消費電流を測定できる。これにより消費電流の少ないセグメントを選んで使用することができる。
【００３１】
図５に、上述した消費電流の少ないセグメントを選択する手順のフローを示す。
【００３２】
まず、テスト信号Ｔを‘１’にしてテストモードに設定する（ステップＳ１）。次に、総てのスイッチ部１のセグメント選択信号Ｓ２を‘１’にし、全セグメントの電源端子の電源ラインへの接続を遮断して、半導体装置の電源電流を測定する（ステップＳ２）。これにより、メモリ領域以外に流れる電流が分かる。
【００３３】
次に、１セグメントずつスイッチ部１のセグメント選択信号Ｓ１を‘０’、セグメント選択信号Ｓ２を‘０’にして、１セグメントごと電源端子を電源ラインに接続して半導体装置の電源電流を測定する（ステップＳ３）。このとき、ステップＳ２で求めた電源電流からの電流の増分を求めることにより、そのセグメントに流れる電流が算出される（ステップＳ４）。
【００３４】
この算出した電流量の少ない順にセグメントを順位付けし（ステップＳ５）、最後に、この順位に基づいて、電流量の少ない方からｍ個のセグメントを選ぶ（ステップＳ６）。
【００３５】
このような本実施例の半導体装置によれば、メモリ領域のｎ個のセグメントのセグメントごとの電流量を知ることができるので、この中から電流量の少ない順にｍ個のセグメントを選んで使用することができる。また、不使用のセグメントの電源端子の電源ラインへの接続をフューズにより切断できる。これにより、消費電流の少ない半導体装置を得ることができる。
【実施例３】
【００３６】
図６は、本発明の第３の実施例に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。本実施例の半導体装置の構成は、基本的に実施例２の半導体装置と同じである。実施例２と異なる点は、図４に示す実施例２のスイッチ部１（図４では、添字を付けてスイッチ部１ｉ、１ｋと表記）のフューズＦ１（図４では、添字を付けてフューズＦ１ｉ、Ｆ１ｋと表記）を、電気的に（例えば、高電圧の印加により）フューズの切断を行う電気フューズＦ１１（図６では、添字を付けてフューズＦ１１ｉ、Ｆ１１ｋと表記）に替えてスイッチ部１１（図６では、添字を付けてスイッチ部１１ｉ、１１ｋと表記）とした点と、電気フューズＦ１１ｉを切断するための切断信号を生成するフューズ切断信号生成部３を設けた点である。
【００３７】
フューズ切断信号生成部３は、外部から切断指示信号が入力されたときに、セグメント選択用データにより指定されたセグメントに接続されるスイッチ部１１の電気フューズＦ１１へフューズを切断するための信号を出力する。
【００３８】
これにより、本実施例の半導体装置も実施例２の半導体装置と同じく、ｎ個のセグメントからｍ個のセグメントを選択して使用するとき、不使用のセグメントの電源端子の電源ラインへの接続を切断することができる。このとき、本実施例では、外部から与えられる信号に基づいて電気フューズＦ１１の切断を行う。そのため、本実施例ではフューズ切断用のレーザ発生装置が不要である。
【００３９】
このような本実施例の半導体装置によれば、外部から与えられる信号に基づいて電気フューズの切断が行われるため、例えば、半導体装置をパッケージに組み込んだ後でもフューズの切断を行うことができる。これにより、ユーザ側でフューズの切断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る半導体装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例に係るスイッチ部を説明するための図。
【図３】本発明の第１の実施例に係る半導体装置の使用例を示す図。
【図４】本発明の第２の実施例に係る半導体装置の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第２の実施例に係る半導体装置におけるセグメント選択の手順の例を示すフロー図。
【図６】本発明の第３の実施例に係る半導体装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４１】
１、１ｉ、１ｋ  スイッチ部
２  セグメント選択部
３  フューズ切断信号生成部
１００、２００  メモリ
１０１  正規メモリ領域
１０２  冗長メモリ領域
Ｆ１、Ｆ１ｉ、Ｆ１ｋ  フューズ
Ｆ１１ｉ、Ｆ１１ｋ  電気フューズ
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ１ｉ、Ｔ１ｋ、Ｔ２ｉ、Ｔ２ｋ、Ｔ１１ｉ、Ｔ１１ｋ、
Ｔ２１ｉ、Ｔ２１ｋ  トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005259850.tif 000007
【図６】
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