特開 2024-121578 半導体集積回路装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024121578

(43)【公開日】2024-09-06

(54)【発明の名称】半導体集積回路装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/822 20060101AFI20240830BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

H01L27/04 T

H01L27/04 V

G01R31/28 V

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023028744

(22)【出願日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】320012037

【氏名又は名称】ラピステクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石原 明弘

【テーマコード（参考）】

2G132

5F038

【Ｆターム（参考）】

2G132AK09

2G132AL05

5F038AV10

5F038DT04

5F038DT08

5F038EZ20

(57)【要約】

【課題】トリミング実施時に、１つのトリミング対象回路が占有するテスタの端子数を削減することが可能な半導体集積回路装置を提供すること。
【解決手段】半導体集積回路装置２０は、出力する信号のトリミング対象特性のトリミングが必要なトリミング対象回路２１と、トリミング対象特性のトリミングの目標となる特性を有する信号が外部から入力される対象特性目標入力端子１４と、トリミングの開始を指示する開始信号を入力する開始信号入力端子２５と、開始信号入力端子から入力された開始信号に応じて、トリミング対象回路２１から出力される信号のトリミング対象特性が目標となる信号の特性と一致するまで、複数ビットからなるトリミング値を順次変化させてトリミング対象回路２１に対して出力するトリミング値制御回路２３と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

出力する信号のトリミング対象特性のトリミングが必要なトリミング対象回路と、
前記トリミング対象特性のトリミングの目標となる特性を有する信号が外部から入力される対象特性目標入力端子と、
トリミングの開始を指示する開始信号を入力する開始信号入力端子と、
前記開始信号入力端子から入力された開始信号に応じて、前記トリミング対象回路から出力される信号のトリミング対象特性が前記目標となる信号の特性と一致するまで、複数ビットからなるトリミング値を順次変化させて前記トリミング対象回路に対して出力するトリミング値制御回路と、
を備える半導体集積回路装置。

【請求項2】

前記トリミング対象回路から出力される信号のトリミング対象特性が前記目標となる信号の特性と一致した場合に、トリミングの終了を示す終了信号を外部に出力する終了信号出力端子をさらに備える、請求項１記載の半導体集積回路装置。

【請求項3】

前記トリミング対象回路から出力される信号のトリミング対象特性と、前記目標となる信号の特性とを比較し、比較結果を前記トリミング値制御回路に出力する比較回路をさらに備え、
前記トリミング値制御回路は、前記トリミング対象特性が前記目標となる信号の特性と一致したとする比較結果を前記比較回路から受けると、前記トリミング対象特性が前記目標となる信号の特性と一致した時点のトリミング値を保持するとともに前記終了信号を前記終了信号出力端子に出力する、請求項２記載の半導体集積回路装置。

【請求項4】

前記トリミング対象特性が電圧であり、前記目標となる信号の特性が所定値の電圧である、請求項１から３のいずれか１項記載の半導体集積回路装置。

【請求項5】

前記トリミング対象特性が周波数であり、前記目標となる信号の特性が所定周波数の信号である、請求項１から３のいずれか1項記載の半導体集積回路装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トリミング対象となる回路から出力される電圧又は周波数を、目標電圧又は目標周波数と一致するように回路を補正することのできる半導体集積回路装置に関する。

【背景技術】

【0002】

トリミング対象となる回路のトリミングを行う半導体集積回路装置の一例が下記特許文献１に開示されている。この半導体集積回路のトリミング方法は、ＰＯＲＴ回路に入力されるトリミング値をトリミング回路へ転送することによって、電圧レギュレータ回路の出力値を調整し、当該出力値を測定しながら適切なトリミング値を決定するものである。このトリミング方法では、トリミング対象となる半導体集積回路装置にトリミング値を外部装置、例えばテスタから入力する必要があるため、トリミング対象となる半導体集積回路装置に接続されるテスタの端子やテスタ内のドライバを多数占有することになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－２００３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、本発明は、上記の事情を踏まえ、半導体集積回路装置の出荷前に行われるデジタルトリミングの実施時に、１つのトリミング対象回路が占有するテスタの端子数を削減することが可能な半導体集積回路装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明に係る半導体集積回路装置は、出力する信号のトリミング対象特性のトリミングが必要なトリミング対象回路と、前記トリミング対象特性のトリミングの目標となる特性を有する信号が外部から入力される対象特性目標入力端子と、トリミングの開始を指示する開始信号を入力する開始信号入力端子と、前記開始信号入力端子から入力された開始信号に応じて、前記トリミング対象回路から出力される信号のトリミング対象特性が前記目標となる信号の特性と一致するまで、複数ビットからなるトリミング値を順次変化させて前記トリミング対象回路に対して出力するトリミング値制御回路と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、デジタルトリミングの実施時に、トリミング対象回路に対して入力するトリミング値をテスタから供給する必要がなくなり、１つのトリミング対象回路が占有するテスタの端子数を削減できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】半導体集積回路装置の出荷前に行われるデジタルトリミングの一例を示すブロック図である。

【図2】実施形態１に係る半導体集積回路装置及びテスタを示す図である。

【図3】図３（Ａ）は、実施形態１の半導体集積回路装置のトリミング対象回路のトリミング対象特性としての電圧のデジタルトリミングを行う際の、テスタにおける処理の流れを示すフローチャートである。また、図３（Ｂ）は、実施形態１の半導体集積回路装置のトリミング対象回路のトリミング対象特性としての電圧のデジタルトリミングを行う際の、半導体集積回路装置における処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】実施形態２に係る半導体集積回路装置及びテスタを示す図である。

【図5】図５（Ａ）は、実施形態２の半導体集積回路装置のトリミング対象回路のトリミング対象特性としての周波数のデジタルトリミングを行う際の、テスタにおける処理の流れを示すフローチャートである。また、図５（Ｂ）は、実施形態２の半導体集積回路装置のトリミング対象回路のトリミング対象特性としての周波数のデジタルトリミングを行う際の、半導体集積回路装置における処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

【0009】

図１は、実施形態の半導体集積回路装置を使用しない場合の、半導体集積回路装置の出荷前に行われるデジタルトリミング実施時のブロック図である。図１に示すように、半導体集積回路装置１０は、トリミング値入力端子１１、測定端子１２、トリミング対象回路１３を含む。トリミング値入力端子１１は、複数個、例えばｎ個設けられており、ここからｎビットのトリミング値をトリミング対象回路１３に入力させることが可能である。トリミング対象回路１３は、トリミング値に従った回路動作を行い、トリミング対象特性である電圧信号又は周波数の信号を測定端子１２に出力する。

【0010】

デジタルトリミング実施時に、半導体集積回路装置１０はテスタ１４に接続される。テスタ１４は、複数のドライバ１５と測定ユニット１６を含む。ドライバ１５は、それぞれ１ビットのトリミング用の信号を生成する。したがって、ｎビットのトリミング値を生成するためにｎ個のドライバ１５が必要である。デジタルトリミングを実施する際に、ｎ個のドライバ１５は、ｎビットのトリミング値を順次生成して半導体集積回路装置１０のトリミング値入力端子１１に入力する。測定ユニット１６は、測定端子１２から出力されるトリミング対象特性である電圧信号又は周波数の信号を測定し、トリミング対象特性が所望の電圧又は周波数となったところで、トリミング対象回路１３は、当該時点のトリミング値を保持する。

【0011】

したがって、このトリミング方法では、トリミング対象となる半導体集積回路装置にトリミング値を外部装置、例えばテスタから入力する必要がある。そのため、上記のようなデジタルトリミングを実施した場合、テスタ１４において、ｎ個の端子と１つの測定端子に接続される合計ｎ＋１個の端子、ｎ個のドライバ１５、及び１個の測定ユニット１６が占有される。したがって、１つのトリミング対象回路が占有するテスタの端子数を削減することが望ましい。

【0012】

［実施形態１］
図２は、実施形態１に係る半導体集積回路装置２０を示す。半導体集積回路装置２０は、トリミング対象回路２１、電圧比較回路２２、トリミング値制御回路２３、目標電圧入力端子２４、開始信号入力端子２５、終了信号出力端子２６を有する。

【0013】

トリミング対象回路２１は、出力信号のトリミング対象特性として電圧を調整することが必要な回路であり、このトリミング対象回路２１は本実施形態の半導体集積回路装置２０に少なくとも一つ存在するが、半導体集積回路装置２０内に複数設けられてもよい。トリミング対象回路２１は、トリミング値制御回路２３から入力される複数ビットのトリミング値（実施形態１ではｎビット）に応じて、トリミング対象特性としての電圧を生成する。

【0014】

電圧比較回路２２は、トリミング対象回路２１から出力される電圧と、目標電圧入力端子２４に印加されている目標となる信号の電圧とを比較し、比較結果をトリミング値制御回路２３に出力する。なお、本発明の対象特性目標入力端子は、トリミング対象特性のトリミングの目標となる特性を有する信号が外部から入力される端子であるが、実施形態１では目標電圧入力端子２４であり、トリミングの目標となる所定値の電圧信号（目標電圧）が入力される。

【0015】

トリミング値制御回路２３は、開始信号入力端子２５から入力される開始信号に応じて、ｎビットのトリミング値（つまりトリミングコード）を順次生成、あるいは順次変化させてトリミング対象回路２１に入力する。また、トリミング値制御回路２３は、電圧比較回路２２から、トリミング対象回路２１の出力電圧と目標電圧とが一致したことを示す信号を受信すると、その時点のトリミング値を保持し、終了信号出力端子２６に対して終了信号を出力する。なお、トリミング値制御回路２３は、開始信号を受信してからトリミング対象特性としての電圧と目標電圧が一致したことを示す信号を受信するまで順次トリミング値をインクリメント又はデクリメントするカウンタであってもよい。あるいは、異なるトリミング値を予め記憶された順序で出力するものであってもよい。また、トリミング対象回路２１の出力電圧と目標電圧とが一致した際のトリミング値は、トリミング値制御回路２３自身あるいは半導体集積回路１０の他の部分に含まれるフラッシュメモリ等に不揮発的に記憶することにより保持される。

【0016】

開始信号入力端子２５は、トリミングの開始を指示する信号が入力される端子である。また、終了信号出力端子２６は、トリミング対象回路２１から出力される信号のトリミング対象特性である電圧が目標となる信号の電圧と一致した場合に、トリミングの終了を示す終了信号を外部に出力するための端子である。

【0017】

以上のように構成された半導体集積回路装置２０の、出荷前のデジタルトリミングを行うためのテスタ３０は、第１のドライバ３１、第２のドライバ３２、目標電圧出力端子３３、開始信号出力端子３４、終了信号入力端子３５を備える。

【0018】

第１のドライバ３１は、目標電圧を生成して目標電圧出力端子３３に出力する。また、第１のドライバ３１は、終了信号入力端子３５からトリミング終了信号を受信した場合に、目標電圧出力端子３３に対する目標電圧の出力を停止する。また、第２のドライバ３２は、トリミング開始信号を生成して開始信号出力端子３４に出力する。

【0019】

上記半導体集積回路装置２０のトリミング対象回路２１のトリミング対象特性としての電圧のデジタルトリミングを行う方法を、図３（Ａ）、図３（Ｂ）を参照して説明する。図３（Ａ）は、上記半導体集積回路装置２０のトリミング対象回路２１のトリミング対象特性としての電圧のデジタルトリミングを行う際の、テスタ３０における処理の流れを示すフローチャートである。

【0020】

まず、図２に示すように、半導体集積回路装置２０の目標電圧入力端子２４、開始信号入力端子２５、終了信号出力端子２６を、テスタ３０の目標電圧出力端子３３、開始信号出力端子３４、終了信号入力端子３５にそれぞれ接続する。

【0021】

図３（Ａ）のステップＳ３１１において、テスタ３０の第１のドライバ３１は、目標電圧を生成して目標電圧出力端子３３から出力する。ステップＳ３１２において、第２のドライバ３２は、トリミング開始信号を開始信号出力端子３４に出力する。

【0022】

ステップＳ３１３において、第１のドライバ３１は、終了信号入力端子３５からトリミング終了信号を受信したか否かを判定する。トリミング終了信号を受信した場合にはステップＳ３１４の処理に進み、トリミング終了信号を受信していない場合はステップＳ３１３の処理を継続する。

【0023】

トリミング終了信号を受信した場合、ステップＳ３１４において、第１のドライバ３１は、目標電圧を目標電圧出力端子３３に出力することを停止し、処理を終了する。

【0024】

図３（Ｂ）は、上記半導体集積回路装置２０のトリミング対象回路２１のトリミング対象特性としての電圧のデジタルトリミングを行う際の、半導体集積回路装置２０における処理の流れを示すフローチャートである。

【0025】

図３（Ｂ）のステップＳ３２１において、トリミング値制御回路２３は、開始信号入力端子２５から入力されるトリミング開始信号を受信した否かを判定する。トリミング開始信号を受信した場合には、ステップＳ３２２の処理に進み、トリミング開始信号を受信していない場合には、ステップＳ３２１の処理を継続して、トリミング開始信号の受信を待機する。

【0026】

トリミング開始信号を受信した場合、ステップＳ３２２において、トリミング値制御回路２３は、ｎビットのトリミング値を順次生成してトリミング対象回路２１に入力する。トリミング対象回路２１は、入力されるトリミング値に応じたトリミング対象特性としての電圧を生成して出力する。

【0027】

ステップＳ３２３において、電圧比較回路２２は、出力されるトリミング対象特性としての電圧を、目標電圧入力端子２４に印加されている目標電圧と比較する。トリミング対象特性としての電圧と目標電圧とが一致している場合、ステップＳ３２４に進み、一致していない場合はステップＳ３２２の処理に戻り、トリミング値制御回路２３は異なるトリミング値を生成し、トリミング対象回路２１に入力する。

【0028】

トリミング対象特性としての電圧と目標電圧とが一致した場合、即ち、トリミング対象回路２１から出力される電圧が目標電圧に到達した場合、ステップＳ３２４において、電圧比較回路２２は、一致した旨を示す信号をトリミング値制御回路２３に出力する。トリミング値制御回路２３は、その時点におけるトリミング値を保持、つまり不揮発的に記憶し、トリミング対象回路２１が目標電圧と一致した電圧を生成し続けるようにする。

【0029】

ステップＳ３２５において、トリミング値制御回路２３は、トリミング終了信号を終了信号出力端子２６に出力し、処理を終了する。

【0030】

上記説明した半導体集積回路装置２０によれば、従来技術と比較した場合に、テスタ３０が測定ユニットを必要せず、またドライバの個数を２個に減らすことが可能となる。そのため、テスタ３０が半導体集積回路装置２０のデジタルトリミングのために占有する使用端子数を削減でき、削減した測定ユニット、ドライバ、及び端子を他のテストのために使用することが可能となり、半導体集積回路装置の出荷テストの効率を向上できる。

【0031】

また、上記実施形態１の半導体集積回路装置２０では、目標電圧入力端子２４に入力された電圧が抵抗器等により分圧されることなく直接電圧比較回路２２に入力されるから、抵抗器の製造誤差の影響を受けにくく、正確な電圧比較が可能である。

【0032】

［実施形態２］
図４は、実施形態２に係る半導体集積回路装置４０を示す。上記実施形態１の半導体集積回路装置２０では、トリミング対象回路２１が出力する信号のトリミング対象特性が電圧であり、目標となる信号の特性が所定値の電圧である場合を説明した。これに対して、実施形態２では、半導体集積回路装置４０のトリミング対象回路４１は、当該トリミング対象回路４１に入力されるトリミング値に応じた周波数の信号を生成して出力する。すなわち、トリミング対象特性は周波数であり、目標となる信号の特性も所定周波数の信号である。

【0033】

図４に示すように、半導体集積回路装置４０は、トリミング対象回路４１、周波数比較回路４２、トリミング値制御回路４３、目標周波数信号入力端子４４、開始信号入力端子４５、終了信号出力端子４６を有する。なお、本発明の対象特性目標入力端子は、実施形態２では目標周波数信号入力端子４４である。

【0034】

トリミング対象回路４１は、出力信号のトリミング対象特性として周波数を調整することが必要な回路であり、このトリミング対象回路４１は本実施形態の半導体集積回路装置４０に少なくとも一つ存在するが、半導体集積回路装置４０内に複数設けられてもよい。トリミング対象回路４１は、トリミング値制御回路４３から入力される複数ビット（ｎビット）のトリミング値に応じて、トリミング対象特性としてトリミング値に応じた周波数の信号を生成する。

【0035】

周波数比較回路４２は、トリミング対象回路４１から出力される信号の周波数と、目標周波数信号入力端子４４に入力されている目標となる信号の周波数とを比較し、比較結果をトリミング値制御回路４３に出力する。なお、本発明の対象特性目標入力端子は、実施形態２では目標周波数信号入力端子４４であり、トリミングの目標となる所定周波数の信号が入力される。

【0036】

トリミング値制御回路４３は、開始信号入力端子４５から入力される開始信号に応じて、ｎビットのトリミング値（つまりトリミングコード）を順次生成、あるいは順次変化させてトリミング対象回路４１に入力する。トリミング値制御回路４３は、周波数比較回路４２から、トリミング対象回路４１の出力周波数が目標とする周波数に一致したことを示す信号を受信すると、その時点のトリミング値を保持し、終了信号出力端子４６に対して終了信号を出力する。なお、トリミング値制御回路４３は、開始信号を受信してからトリミング対象特性としての出力周波数と目標とする周波数とが一致したことを示す信号を受信するまで順次トリミング値をインクリメント又はデクリメントするカウンタであってもよい。あるいは、異なるトリミング値を予め記憶された順序で出力するものであってもよい。

【0037】

以上のように構成された半導体集積回路装置４０の、出荷前のデジタルトリミングを行うためのテスタ５０は、第１のドライバ５１、第２のドライバ５２、目標周波数信号出力端子５３、開始信号出力端子５４、終了信号入力端子５５を備える。

【0038】

第１のドライバ５１は、目標周波数の信号を生成して目標周波数信号出力端子５３に出力する。また、第１のドライバ５１は、終了信号入力端子５５からトリミング終了信号を受信した場合に、目標周波数信号出力端子５３に対する目標周波数の信号の出力を停止する。第２のドライバ５２は、トリミング開始信号を生成して開始信号出力端子５４に出力する。

【0039】

上記の半導体集積回路装置４０のトリミング対象回路４１のトリミング対象特性としての周波数のデジタルトリミングを行う方法を、図５（Ａ）、図５（Ｂ）を参照して説明する。図５（Ａ）は、上記半導体集積回路装置４０のトリミング対象回路４１のトリミング対象特性としての周波数のデジタルトリミングを行う際の、テスタ５０における処理の流れを示すフローチャートである。

【0040】

まず、図４に示すように、半導体集積回路装置４０の目標周波数信号入力端子４４、開始信号入力端子４５、終了信号出力端子４６を、テスタ５０の目標周波数信号出力端子５３、開始信号出力端子５４、終了信号入力端子５５にそれぞれ接続する。

【0041】

図５（Ａ）のステップＳ５１１において、テスタ５０の第１のドライバ５１は、目標周波数の信号を生成して目標周波数信号出力端子５３へ出力する。ステップＳ５１２において、第２のドライバ５２は、トリミング開始信号を開始信号出力端子５４に出力する。

【0042】

ステップＳ５１３において、第１のドライバ５１は、終了信号入力端子５５からトリミング終了信号を受信したか否かを判定する。トリミング終了信号を受信した場合にはステップＳ５１４の処理に進み、トリミング終了信号を受信していない場合はステップＳ５１３の処理を継続する。

【0043】

トリミング終了信号を受信した場合、ステップＳ５１４において、第１のドライバ５１は、目標周波数の信号を目標周波数信号出力端子５３に出力することを停止し、処理を終了する。

【0044】

図５（Ｂ）は、上記半導体集積回路装置４０のトリミング対象回路４１のトリミング対象特性としての周波数のデジタルトリミングを行う際の、半導体集積回路装置４０における処理の流れを示すフローチャートである。

【0045】

図５（Ｂ）のステップＳ５２１において、トリミング値制御回路４３は、開始信号入力端子４５から入力されるトリミング開始信号を受信したか否かを判定する。トリミング開始信号を受信した場合には、ステップＳ５２２の処理に進み、トリミング開始信号を受信していない場合には、ステップＳ５２１の処理を継続して、トリミング開始信号の受信を待機する。

【0046】

トリミング開始信号を受信した場合、ステップＳ５２２において、トリミング値制御回路４３は、ｎビットのトリミング値を順次生成してトリミング対象回路４１に入力する。トリミング対象回路４１は、トリミング対象特性として、入力されるトリミング値に応じた周波数の信号を生成して出力する。

【0047】

ステップＳ５２３において、周波数比較回路４２は、トリミング対象特性として出力される信号の周波数を、目標周波数信号入力端子４４に入力されている目標となる信号の周波数と比較する。トリミング対象特性としての周波数と目標となる信号の周波数とが一致している場合、ステップＳ５２４に進み、一致していない場合はステップＳ５２２の処理に戻り、トリミング値制御回路４３は異なるトリミング値を生成し、トリミング対象回路４１に入力する。

【0048】

トリミング対象特性としての周波数と目標となる信号の周波数が一致した場合、即ち、トリミング対象回路４１の出力信号の周波数が目標周波数に到達した場合、ステップＳ５２４において、周波数比較回路４２は、周波数が一致した旨の信号を出力する。トリミング値制御回路４３は、その時点におけるトリミング値を保持する。つまり、トリミング値制御回路４３はトリミング値を不揮発的に記憶し、トリミング対象回路４１が目標周波数と一致した周波数の信号を生成し続けるようにする。

【0049】

ステップＳ５２５において、トリミング値制御回路４３は、トリミング終了信号を終了信号出力端子４６に出力し、処理を終了する。

【0050】

上記説明した半導体集積回路装置４０によれば、実施形態１と同様に、従来技術と比較した場合に、テスタ５０が測定ユニットを必要せず、またドライバ５１の個数を２個に減らすことが可能となる。そのため、テスタ５０が半導体集積回路装置４０のデジタルトリミングのために占有する使用端子数を削減でき、削減した測定ユニット、ドライバ、及び端子を他のテストのために使用することが可能となり、半導体集積回路装置の出荷テストの効率を向上できる。

【符号の説明】

【0051】

１０ 半導体集積回路
１１ トリミング値入力端子
１２ 測定端子
１３ トリミング対象回路
１４ テスタ
１５ ドライバ
１６ 測定ユニット
２０ 半導体集積回路装置
２１ トリミング対象回路
２２ 電圧比較回路
２３ トリミング値制御回路
２４ 目標電圧入力端子
２５ 開始信号入力端子
２６ 終了信号出力端子
３０ テスタ
３１ 第１のドライバ
３２ 第２のドライバ
３３ 目標電圧出力端子
３４ 開始信号出力端子
３５ 終了信号入力端子
４０ 半導体集積回路装置
４１ トリミング対象回路
４２ 周波数比較回路
４３ トリミング値制御回路
４４ 目標周波数信号入力端子
４５ 開始信号入力端子
４６ 終了信号出力端子
５０ テスタ
５１ 第１のドライバ
５２ 第２のドライバ
５３ 目標周波数信号出力端子
５４ 開始信号出力端子
５５ 終了信号入力端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】