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公開番号2024173248
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023091553
出願日2023-06-02
発明の名称半導体装置及びインクジェット記録素子基板
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類H01L 21/822 20060101AFI20241205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電源ノイズによる特性可変素子への誤書込みを防止する半導体装置及びインクジェット記録素子基板を提供する。
【解決手段】書込み電圧が電圧生成回路101の出力端子から出力され、書込み制御スイッチがMND1導通状態であるときに、アンチヒューズ素子(特性可変素子)Caに所定の電圧以上の電圧が印加されることによりアンチヒューズ素子の電気的特性が変化する、メモリ部103を有する半導体装置であって、アンチヒューズ素子に所定の電圧以上の電圧を印加するために用いられる配線と、電源のノイズを検知し、検知信号Vgn1を出力するノイズ検知回路102と、ノイズ検知回路が電源のノイズを検知した時に配線Aからノイズ電流を放電することを可能化するノイズ放電スイッチMND2と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
所定の電圧以上の電圧が印加されたときに電気的特性が変化する特性可変素子と、
前記特性可変素子への書込みを制御するための第１書込み制御信号に基づいて、導通状態又は非導通状態が切り替わる書込み制御スイッチと、
電源及び前記特性可変素子への書込みを制御するための第２書込み制御信号に基づいて、書込み電圧を出力端子から出力する電圧生成回路と、
を備え、
前記書込み電圧が前記電圧生成回路の前記出力端子から出力され、前記書込み制御スイッチが導通状態であるときに、前記特性可変素子に前記所定の電圧以上の電圧が印加されることにより前記特性可変素子の電気的特性が変化する半導体装置であって、
前記特性可変素子に前記所定の電圧以上の電圧を印加するために用いられる配線と、
前記電源のノイズを検知するノイズ検知回路と、
前記ノイズ検知回路が前記電源のノイズを検知した時に前記配線からノイズ電流を放電することを可能化するノイズ放電スイッチと、
を更に備える半導体装置。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記特性可変素子と前記書込み制御スイッチとは、第１端子と第２端子との間において直列に配置され、
前記電圧生成回路の前記出力端子と前記第１端子は、前記配線を介して相互に接続され、
前記第２端子の電位とは、前記書込み電圧が前記電圧生成回路の前記出力端子から出力され、前記書込み制御スイッチが導通状態であるときに、前記特性可変素子に前記所定の電圧以上の電圧が印加されるような電位である、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２端子は、接地されている、
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ノイズ放電スイッチは、前記ノイズ検知回路が前記電源のノイズを検知したときに前記配線において前記電圧生成回路の出力端子と前記第１端子との間にある中間ノードからノイズ電流が放電することを可能化するように配置され、
前記電圧生成回路の出力端子と前記中間ノードとの間に配置され、ノイズを遅延させる遅延素子を更に備える、
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記遅延素子は、抵抗素子である、
請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記ノイズ放電スイッチは、前記ノイズ検知回路が前記電源のノイズを検知した時に前記配線を接地する、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記特性可変素子に並列に接続された抵抗素子を更に備える、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記抵抗素子は拡散抵抗である、
請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記特性可変素子の電気的特性を読み出す読出し回路を更に備える、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記読出し回路は、
電流を発生する電流源と、
比較器と、
を備え、
前記特性可変素子に前記電流を流したときの前記配線の電圧を前記比較器により基準電圧と比較する、
請求項９に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置及びインクジェット記録素子基板に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置は、製品完成後に、チップＩＤや設定パラメータ等の製品固有情報を記録するためＯＴＰ(One Time Programmable)メモリが用いられている。ＯＴＰメモリには、ヒューズ素子を用いたものとアンチヒューズ素子を用いたものの２種類がある。特許文献１には、アンチヒューズ素子とアンチヒューズ素子に電圧を印加するための電圧印加回路を備える基板が開示されている。この基板においては、電圧印加回路によりアンチヒューズ素子に所定値以上の電圧を印加することにより、アンチヒューズ素子に対して書込みを行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１３８６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示されている基板においては、電源ノイズによりアンチヒューズ素子への誤書込みが発生する可能性がある。例えば、静電気放電や雷などによるサージ電圧が電圧生成回路を透過してアンチヒューズ素子まで到達することによりアンチヒューズ素子への誤書込みが発生する可能性がある。これは、アンチヒューズ素子以外の特性可変素子についても同様である。
【０００５】
本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、電源ノイズにより特性可変素子に誤書込みが行われてしまうことを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一形態は、所定の電圧以上の電圧が印加されたときに電気的特性が変化する特性可変素子と、前記特性可変素子への書込みを制御するための第１書込み制御信号に基づいて、導通状態又は非導通状態が切り替わる書込み制御スイッチと、電源及び前記特性可変素子への書込みを制御するための第２書込み制御信号に基づいて、書込み電圧を出力端子から出力する電圧生成回路と、を備え、前記書込み電圧が前記電圧生成回路の前記出力端子から出力され、前記書込み制御スイッチが導通状態であるときに、前記特性可変素子に前記所定の電圧以上の電圧が印加されることにより前記特性可変素子の電気的特性が変化する半導体装置であって、前記特性可変素子に前記所定の電圧以上の電圧を印加するために用いられる配線と、前記電源のノイズを検知するノイズ検知回路と、前記ノイズ検知回路が前記電源のノイズを検知した時に前記配線からノイズ電流を放電することを可能化するノイズ放電スイッチと、を更に備える半導体装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、電源ノイズにより特性可変素子に誤書込みが行われてしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態の半導体装置の回路構成例１
第１実施形態の半導体装置の回路構成例２
第１実施形態の半導体装置の回路構成例３
比較例の回路構成例
第１実施形態の回路の動作波形例を示すグラフ
第１実施形態に半導体装置の断面構造模式図
第２実施形態の回路の動作波形例を示すグラフ
第２実施形態のインクジェット記録素子基板の回路構成例
第２実施形態のインクジェット記録素子基板の配置例
第３実施形態の半導体装置の回路構成例
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１は半導体装置の回路構成の一例であり、アンチヒューズ素子（「特性可変素子」ともいう。）Ｃａに情報が書き込まれる前の状態を示している。
【００１０】
本実施形態の半導体装置は、トランジスタＭＰ１、トランジスタＭＮ１、トランジスタＭＮＤ１、アンチヒューズ素子Ｃａを有するメモリ部１０３を有する。アンチヒューズ素子Ｃａとは、情報が書き込まれる前には第１の抵抗値を持ち、情報が書き込まれた後には、第１の抵抗値よりも小さい第２の抵抗値を持つような素子であり、情報の書込み動作によって、アンチヒューズ素子Ｃａの抵抗値が変化する。第１の抵抗値は大きいほうが好ましい。理想的には第１の抵抗値は無限大であってもよい。また、第１の抵抗値と第２の抵抗値との差が大きいほうが好ましい。例えば、アンチヒューズ素子Ｃａは、情報が書き込まれる前は容量素子として機能し、情報書込み後は、抵抗素子として機能する。図１は、アンチヒューズ素子Ｃａに情報が書き込まれる前の状態を示しているため、アンチヒューズ素子Ｃａを、容量素子の回路記号で示している。このような構成によりアンチヒューズ素子Ｃａの抵抗値の変化に基づいて、アンチヒューズ素子Ｃａに書き込まれた情報を保持することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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