JP4021643B2 - 温度検出機能を備えた半導体装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温領域及び高温領域を含めた全使用温度範囲において充分な動作性能を得るために、ばらつき少なく検出された検出温度に応じて動作状態を最適化する温度検出機能を備えた半導体装置に関するものであり、特に、半導体記憶装置における動作性能の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置を構成する半導体デバイスは温度特性を有しており、この半導体デバイスが集積されて構成されている半導体装置は、その動作特性上、温度特性を有している。また、半導体装置は、所定の温度範囲において使用されることが一般的であり、全使用温度範囲に対して所定の温度特性を有していることが要請される。
【０００３】
図２７には、代表的な動作特性である消費電流ＩＤＤと各種の動作速度ｔＡＣＣＥＳＳについて、ＣＭＯＳデバイスで構成された半導体装置を例にとり、その温度特性を示している。図２７に示すように、ＣＭＯＳデバイスで構成された半導体装置では一般的に、高温になるほど動作速度ｔＡＣＣＥＳＳが低下し低温になるほど消費電流ＩＤＤが増加する傾向にある。各動作特性は最悪条件において保証するので、使用温度範囲における最大値ｔｍａｘで各種の動作速度ｔＡＣＣＥＳＳを保証し（図２７中、（Ａ））、使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎで消費電流ＩＤＤを保証する（図２７中、（Ｂ））。これにより、全使用温度範囲（ｔｍｉｎ乃至ｔｍａｘ）における動作特性上の仕様を保証している。
【０００４】
図２８、２９には、ＣＭＯＳデバイス構成の半導体装置の代表例として半導体メモリについて、内部構成（図２８）及びそれに係る動作の温度特性（図２９）を示している。ここでは、半導体メモリのうちダイナミックランダムアクセスメモリ（以下、ＤＲＡＭと略記する）等のリフレッシュ動作を必要とする半導体メモリ１００におけるリフレッシュ制御に関する温度特性を示している。
【０００５】
従来より、図２８に示すように、半導体メモリ１００はリフレッシュ制御回路１０１によりメモリセル１０２のリフレッシュ周期ｔＲＥＦを制御されている。図２９に示すように、メモリセル１０２においては、温度上昇と共にリーク電流が増加すること等から電荷等によるデータの保持特性は悪化し、データ保持時間ｔＳＴは短くなる負の温度特性を示す。
【０００６】
一方、リフレッシュ制御回路１０１により設定されるリフレッシュ周期ｔＲＥＦは、リングオシレータ等の発振回路等により設定されるが、ＣＭＯＳデバイスの各種動作速度ｔＡＣＣＥＳＳの温度特性により低温ほど動作速度ｔＡＣＣＥＳＳが高速となる結果、使用温度に対して正の温度特性を有する傾向にある（図２９中、（II））。ここで、使用温度範囲内においてデータ保持時間ｔＳＴと交差するようなリフレッシュ周期ｔＲＥＦの設定では（図２９中、（Ｉ））、データ保持時間ｔＳＴに比してリフレッシュ周期ｔＲＥＦが長い温度領域が存在し（図２９中、（Ｃ））、メモリセル１０２内のデータが消失してしまうため好ましくない。
【０００７】
そこで、使用温度範囲における最大値ｔｍａｘを越えた温度で、データ保持時間ｔＳＴと交差するようにリフレッシュ周期ｔＲＥＦを設定することが一般的である（図２９中、（ＩＩ））。これにより、全使用温度範囲（ｔｍｉｎ乃至ｔｍａｘ）において、データ保持時間ｔＳＴより短いリフレッシュ周期ｔＲＥＦでリフレッシュ動作を行うこととなり、メモリセル１０２に記憶されているデータは消失することはない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばＣＭＯＳデバイスで構成された半導体装置では、消費電流ＩＤＤ及び各種の動作速度ｔＡＣＣＥＳＳの動作保証が、通常の使用温度領域ではない使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎ及び最大値ｔｍａｘで規定されてしまい、この保証値に基づき半導体装置を使用したシステムが設計・製造されてしまう。そのため、通常使用温度領域での半導体装置の動作性能を充分に利用したシステムを構成できない虞があり問題である。
【０００９】
また、半導体メモリ１００においては、データ保持時間ｔＳＴの負の温度特性に加えてリフレッシュ周期ｔＲＥＦの正の温度特性傾向により、使用温度範囲の低温領域で設定されるリフレッシュ周期ｔＲＥＦはデータ保持時間ｔＳＴに比して過度に短く設定されることとなる（図２９中、（Ｄ））。このため、リフレッシュ制御回路１０１は、メモリセル１０２のデータ保持時間ｔＳＴに比して充分に短時間となり必要以上に過度な頻度でリフレッシュ動作を行うこととなる。過度なリフレッシュ動作に伴う電流消費が余分となり低温領域での消費電流ＩＤＤを充分に低減することができず、使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎで保証される消費電流ＩＤＤの動作特性を改善できないという問題がある。
【００１０】
特に、上記半導体メモリ１００が常温以下の温度で通常使用される携帯用機器等においては、常温以下の低温領域で過度なリフレッシュ動作に伴う消費電流ＩＤＤにより、バッテリー駆動による連続使用時間が制限されてしまい問題である。
【００１１】
本発明は前記従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、所定温度をばらつき少なく検出し、検出された所定温度に応じて動作状態を最適化する温度検出機能を備えた半導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、所定温度の検出を行なう所定温度検出部と、所定の試験温度により行われる温度特性試験時に検出される検出温度が、試験温度に設定されている試験温度検出ユニット、高温側に微小な温度差を有する第１近傍温度に設定されている第１近傍温度検出ユニット、及び低温側に微小な温度差を有する第２近傍温度に設定されている第２近傍温度検出ユニットのうちの少なくとも何れか２つのユニットを備えて構成される検出部と、温度特性試験の際、検出部を構成する少なくとも何れか２つのユニットのうち、両端の検出温度が設定されている２つのユニットからの検出結果が相反するように、検出部を構成する各ユニットの各々に対する同等量の補正に基づき、所定温度検出部を補正する補正部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項１の温度検出機能を備えた半導体装置では、温度特性試験時の温度検出に当って、試験温度、試験温度を挟んだ第１及び第２近傍温度から選択される少なくとも２つの温度検出結果を得る。そして両端の検出温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定し、この誤差量に基づいて所定温度を検出する所定温度検出部の補正を行なう。
【００１４】
これにより、従来より行なわれている温度特性試験での温度検出を行い、実際の試験温度との誤差量を測定して、この誤差量に基づいて、所定温度を検出する所定温度検出部を相対的に補正することができる。所定温度検出部で検出すべき所定温度での温度検出試験を行なうことなく、相対的に温度検出部を補正することができ、試験時間の短縮化を図って、試験コストを圧縮することができる。
【００１５】
また、請求項１の温度検出機能を備えた半導体装置では、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、２つの検出結果が相互に相反する状態で試験温度は微小温度差内にあることとなる。微小温度差を調製することにより、試験温度の検出精度を調整することができるので、検出結果の誤差量の精度を調整することができ、所定温度検出部を精度良く相対補正することができる。
【００１６】
また、請求項１の温度検出機能を備えた半導体装置においては、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、検出結果が実際の試験温度に対して高温側／低温側の何れの側にずれているかの判断をすることができ、補正手続きを効率よく実施することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の温度検出機能を備えた半導体装置、試験方法、及び温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法について具体化した第１乃至第３実施形態を図１乃至図２６に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
図１は、第１実施形態の温度検出機能を備えた半導体装置を示す回路ブロック図である。図２は、第１実施形態の半導体装置における温度特性を示す特性図である。図３は、第２実施形態の温度検出機能を備えた半導体メモリを示す回路ブロック図である。図４は、第２実施形態の半導体メモリのリフレッシュ制御特性における温度依存性を示す特性図である。図５は、第１及び第２実施形態の第１変形例を示す回路ブロック図である。図６は、第１及び第２実施形態の第２変形例を示す回路ブロック図である。図７は、リファレンス部の具体例を示す回路図である。図８は、リファレンス部の具体例の出力特性を示す特性図である。図９は、第１変形例における電圧バイアス部の具体例を示す回路ブロック図である。図１０は、第１変形例におけるリファレンス部の具体例を示す回路図である。図１１は、レギュレータ部のうちバイアス電圧ＶＢ＋を出力する具体例を示す回路図である。図１２は、レギュレータ部のうちバイアス電圧ＶＢ−を出力する具体例を示す回路図である。図１３は、図１１のレギュレータ部の具体例をトランジスタレベルで示す回路図である。図１４は、温度検出部の具体例を示す回路図である。図１５は、温度検出部の具体例における温度特性を示す特性図である。図１６は、温度検出部のダイオード構造の第１具体例を示す構造図である。図１７は、温度検出部のダイオード構造の第２具体例を示す構造図である。図１８は、温度検出部に印加されるバイアス電圧における所定の温度依存性を示す特性図である（検出される温度に対して高温側で状態変化を生ずる場合）。図１９は、温度検出部に印加されるバイアス電圧における所定の温度依存性を示す特性図である（検出される温度に対して低温側で状態変化を生ずる場合）。図２０は、リフレッシュ制御回路の第１具体例を示す回路図である。図２１は、リフレッシュ制御回路の第２具体例を示す回路図である。図２２は、リフレッシュ制御回路の第３具体例を示す回路図である。図２３は、リフレッシュ制御回路の第４具体例を示す回路図である。図２４は、第３実施形態における温度検出部を示す回路図である。図２５は、第３実施形態の温度検出部における温度特性を示す特性図である。図２６は、第３実施形態の温度検出部における温度特性を示す特性図である（抵抗値が設定値に対して大きくなった場合）。
【００１９】
図１に示す第１実施形態の温度検出機能を備えた半導体装置１では、内部回路１６と、内部回路１６の動作状態を切り替える切り替え制御回路１５とを備えている。更に、リファレンス部１３とレギュレータ部１４とを備える電圧バイアス部１１と、レギュレータ部１４からのバイアス電圧ＶＢ＋によりバイアスされる温度検出部１２Ｂとを備えている。
【００２０】
リファレンス部１３は、外部から供給される外部電源電圧、あるいは内部にて外部電源電圧から降圧された内部降圧電源により電源供給されており、リファレンス電圧ｖｒｅｆを出力する構成部である。出力されるリファレンス電圧ｖｒｅｆは、電源電圧変動に対して安定して出力されると共に、温度依存性が僅少な、あるいは所定の温度依存性を有する電圧として出力される。
【００２１】
また、レギュレータ部１４は、入力されるリファレンス電圧ｖｒｅｆに対してバイアス電圧ＶＢ＋を出力する構成部である。リファレンス部１３からのリファレンス電圧ｖｒｅｆでは後段の温度検出部１２Ｂを駆動するのに不十分な場合に、充分な駆動能力を確保するために備えられるものである。バイアス電圧ＶＢ＋がリファレンス電圧ｖｒｅｆと同一電圧で出力されるバッファタイプ構成の他、リファレンス電圧ｖｒｅｆから抵抗分圧等で電圧レベルを変換して出力するレベルシフトタイプ構成とすることもできる。リファレンス電圧ｖｒｅｆが安定した電圧であることに基づき、バイアス電圧ＶＢ＋も安定した所定電圧として出力される。
【００２２】
温度検出部１２Ｂは、半導体装置１の使用温度範囲内の所定温度を検出する構成部である。安定した所定電圧を有するバイアス電圧ＶＢ＋によりバイアスされることにより、安定して所定温度を検出することができる。所定温度の検出結果は検出信号ＴＤＯＵＴ１、ＴＤＯＵＴ２として切り替え制御回路１５に出力される。尚、温度検出部１２Ｂでは、後述するように２点の温度を検出するため、各々の温度の検出結果として２種類の検出信号ＴＤＯＵＴ１、ＴＤＯＵＴ２が出力される。
【００２３】
ここで、安定した所定温度の検出をするため温度検出部１２Ｂへのバイアス電圧ＶＢ＋は安定した所定電圧を維持することが好ましい。即ち、直流特性が所定電圧に安定していることの他、半導体装置１内の回路動作等に伴う過渡的な電源変動あるいは接地電圧変動に対しても、電圧変動を招来することなく所定電圧に安定していることが好ましい。そのため、バイアス電圧ＶＢ＋やリファレンス電圧ｖｒｅｆの供給経路上の適宜な位置にローパスフィルタや容量素子を備えておき、内部回路の過渡応答に起因する過渡的なノイズを吸収するようにすることが有効である。
【００２４】
過渡ノイズを抑制する他の方法として、温度検出部１２Ｂへのバイアス電圧ＶＢ＋や接地電圧を、他の内部回路への供給経路とは分離して設けることも有効である。この時、供給経路の分岐点にローパスフィルタや容量素子を接続しておけば、他の内部回路で発生した過渡ノイズは分岐点で吸収されるため、温度検出部１２Ｂに過渡ノイズが回り込む虞がなく好適である。
【００２５】
温度検出部１２Ｂからの検出信号ＴＤＯＵＴ１、ＴＤＯＵＴ２を受けた切り替え制御回路１５は、各々の検出信号ＴＤＯＵＴ１、ＴＤＯＵＴ２に応じて内部回路１６の動作状態を切り替えるための制御信号を出力する。ここで、内部回路１６における動作状態の切り替えとしては、例えば、高温領域においては、内部回路１６内のクリティカルパスの駆動能力を強化するために駆動回路の構成トランジスタの数やサイズを増加させて駆動能力を強化すること等が考えられる。これにより、クリティカルパスの動作速度ｔＡＣＣＥＳＳを改善することができる。また、低温領域においては、逆にクリティカルパスの駆動能力を制限すること等が考えられる。これにより、内部回路１６における消費電流ＩＤＤを低減することができる。
【００２６】
図２に示す第１実施形態の半導体装置１における動作特性の温度による最適化例では、動作特性の代表例として、消費電流ＩＤＤと動作速度ｔＡＣＣＥＳＳとの温度特性を例示している。図２では、温度検出部１２Ｂにより、２点の所定温度ｔｘ１、ｔｘ２が検出され、それぞれの温度ｔｘ１、ｔｘ２において内部回路１６の動作状態が切り替えられる。
【００２７】
第１の所定温度ｔｘ１では、使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎで保証される消費電流ＩＤＤを改善するための設定である。検出温度が第１の所定温度ｔｘ１以下であることを検出する検出信号ＴＤＯＵＴ１により、切り替え制御回路１５が内部回路１６におけるクリティカルパスの駆動能力を制限するように制御信号を出力する。第１の所定温度ｔｘ１以下では駆動能力が制限されるため、消費電流ＩＤＤが低減され特性保証値は改善される。尚、駆動能力を制限することにより動作速度ｔＡＣＣＥＳＳは悪化の方向にシフトするが、このシフト量が特性保証値の範囲内に収まっていれば問題とはならない。
【００２８】
また、第２の所定温度ｔｘ２では、使用温度範囲における最大値ｔｍａｘで保証される動作速度ｔＡＣＣＥＳＳを改善するための設定である。検出温度が第２の所定温度ｔｘ２以上であることを検出する検出信号ＴＤＯＵＴ２により、切り替え制御回路１５が内部回路１６におけるクリティカルパスの駆動能力を強化するように制御信号を出力する。第２の所定温度ｔｘ２以上では、駆動能力が強化されるため動作速度ｔＡＣＣＥＳＳが高速となり特性保証値は改善される。尚、駆動能力を強化することにより消費電流ＩＤＤは増加の方向にシフトするが、このシフト量が特性保証値の範囲内に収まっていれば問題とはならない。
【００２９】
図３に示す第２実施形態の温度検出機能を備えた半導体メモリ２では、第１実施形態の半導体装置１における切り替え制御回路１５及び内部回路１６に代えて、半導体記憶装置２に特有な構成として、リフレッシュ制御回路２５及びメモリセル２６を備えている。更に温度検出部１２Ｂに代えて、温度検出部１２Ａを備えている。尚、第１実施形態における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付しており同一の作用・効果を奏するものであり、ここでの説明は省略する。
【００３０】
温度検出部１２Ａは温度検出部１２Ｂと同様に、半導体記憶装置２の使用温度範囲内の所定温度を検出する構成部である。安定した所定電圧を有するバイアス電圧ＶＢ＋によりバイアスされることにより、安定して所定温度を検出することができる。所定温度の検出結果は検出信号ＴＤＯＵＴとしてリフレッシュ制御回路２５に出力される。尚、温度検出部１２Ａでは、後述するように１点の温度を検出する。
【００３１】
温度検出部１２Ａからの検出信号ＴＤＯＵＴを受けたリフレッシュ制御回路２５は、メモリセル２６における負の温度特性を示すデータ保持時間ｔＳＴに対して安定したデータ保持特性を得るために、検出信号ＴＤＯＵＴによりリフレッシュ周期ｔＲＥＦを切り替えるための制御信号を出力する。
【００３２】
図４には、第２実施形態の半導体記憶装置２におけるリフレッシュ周期ｔＲＥＦの温度による最適化例を示している。図４では、使用温度範囲内の所定温度ｔｘ０においてリフレッシュ周期ｔＲＥＦをディジタル的に切り替える。これにより、所定温度ｔｘ０以上の使用温度範囲でフレッシュ周期ｔＲＥＦを短い周期に維持したまま（図４中、（ＩＩ））、所定温度ｔｘ０以下の使用温度範囲ではリフレッシュ周期ｔＲＥＦを長く設定することができる（図４中、（Ｉ））。
【００３３】
このリフレッシュ周期ｔＲＥＦの切り替えは、温度検出部１２Ａからの検出信号ＴＤＯＵＴによりリフレッシュ制御回路２５に備えられているリングオシレータ等の発振回路等の発振周期を切り替えること等により行なわれる。低温領域で長くなるメモリセル２６のデータ保持時間ｔＳＴに応じて、リフレッシュ周期ｔＲＥＦを長く設定することができ、低温領域での消費電流ＩＤＤの低減を図り、使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎで保証される消費電流ＩＤＤを改善することができる。
【００３４】
尚、温度切り替えの具体例として、使用温度範囲が０℃〜９０℃（ｔｍｉｎ＝０℃、ｔｍａｘ＝９０℃）である半導体メモリ２を考える。リフレッシュ周期ｔＲＥＦを切り替える所定温度ｔｘ０として、例えば５０℃を設定すれば（ｔｘ０＝５０℃）、半導体メモリ２を組み込んだ携帯機器等のシステムにおける通常使用温度である４０℃程度以下の温度においては、リフレッシュ周期ｔＲＥＦは長周期に設定されている。これにより、使用温度範囲の最小値ｔｍｉｎ（＝０℃）に加えて通常使用温度域においても消費電流ＩＤＤを低減することができる。通常使用温度範囲での低消費電流化を図ることができ、バッテリー駆動の携帯機器等における長時間の連続使用時間に資するところ大である。
【００３５】
図５には、第１及び第２実施形態の第１変形例Ａを示している。第１及び第２実施形態の温度検出部１２Ａ、１２Ｂでは、印加される電圧バイアスＶＢ＋は接地電圧との間で印加されることにより温度検出部１２Ａ、１２Ｂを動作させる構成であった。そのため、電圧バイアスＶＢ＋に対しては電源電圧変動や過渡ノイズに対して安定した電圧出力が要求されると共に、僅少な温度依存性あるいは所定の温度依存性を有する必要があった。これに対して第１変形例Ａの温度検出部２２では、正電源側へのバイアス電圧ＶＢ＋に加えて、負電源側にも接地電圧に代えてバイアス電圧ＶＢ−を供給する構成である。
【００３６】
第１変形例Ａでは、第１及び第２実施形態におけるリファレンス部１３とレギュレータ部１４とを備える電圧バイアス部１１に代えて、リファレンス部２３と２セットのレギュレータ部２４Ｕ、２４Ｌとを備える電圧バイアス部２１を備えている。更に、温度検出部１２Ａ、１２Ｂに代えて温度検出部２２を備えている。第１変形例Ａは第１及び第２実施形態の何れにも適用できる構成であり、切り替え制御回路１５あるいはリフレッシュ制御回路２５を代表して（リフレッシュ又は切り替え）制御回路３５として、内部回路１６あるいはメモリセル２６を代表してメモリセル又は内部回路３６を備えている。尚、切り替え制御回路３５による内部回路３６の切り替え制御、及びリフレッシュ制御回路３５によるメモリセル３６のリフレッシュ制御は、第１及び第２実施形態と同様の作用・効果を奏するものであり、ここでの説明は省略する。
【００３７】
リファレンス部２３は、外部から供給される外部電源電圧、あるいは内部にて外部電源電圧から降圧された内部降圧電源により電源供給されており、２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５を出力している。後述するように２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５は１つの基準電圧ｖｒｅｆに対して抵抗分圧等で生成することができる。従って、リファレンス電圧間の差電圧は、直流的に一定の電圧差を有すると共に、各々のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５は過渡的な電圧変動に対して同相特性を有するため過渡応答的にも一定の電圧差を維持することができる。また、温度依存性も同等である。
【００３８】
また、レギュレータ部２４Ｕ、２４Ｌは、入力される２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５の各々に対して正電源側のバイアス電圧ＶＢ＋及び負電源側のバイアス電圧ＶＢ−を出力する。
【００３９】
尚、レギュレータ部２４Ｕ、２４Ｌによる駆動能力の確保、及び駆動能力確保のための構成、また、リファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５、及びバイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の電圧安定性については、第１及び第２実施形態における場合と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００４０】
温度検出部２２では、正電源側にバイアス電圧ＶＢ＋が供給されると共に、負電源側にバイアス電圧ＶＢ−が供給される。リファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５の差電圧は直流的にも過渡応答的にも一定の電圧差を有するので、リファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５から生成されるバイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の差電圧を、直流的かつ過渡応答的に、しかも温度に拠らず一定の電圧差を有する所定電圧とすることができる。従って、温度検出部２２には常に一定の安定した所定電圧が印加されることとなり、安定して所定温度を検出することができる。所定温度の検出結果は検出信号ＴＤＯＵＴとして（リフレッシュ又は切り替え）制御回路３５に出力される。第１及び第２実施形態における電圧バイアス部１１で必要であった、僅少あるいは所定の温度依存性は必要ではなくなり、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−をより簡便に生成することができる。
【００４１】
尚、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の安定化のために、ローパスフィルタや容量素子を備えたり、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−を温度検出部２２にのみ供給する供給経路を設ける等の方策は、第１及び第２実施形態の場合と同様に適用することができる。
【００４２】
図６には、第１及び第２実施形態の第２変形例Ｂを示している。第２変形例Ｂでは、第１及び第２実施形態におけるリファレンス部１３とレギュレータ部１４とを備える電圧バイアス部１１に代えて、リファレンス部１３と２組のレギュレータ部４２、４３とを備える電圧バイアス部４１を備えている。
【００４３】
第２変形例Ｂでは、２組のレギュレータ部４２、４３のうち、メモリセル又は内部回路３６にバイアス電圧を供給するレギュレータ部４３とは別に分離独立したレギュレータ部４２を備えており、温度検出部１２Ａ又は１２Ｂにのみ専用にバイアス電圧ＶＢ＋を供給している。これにより、メモリセル又は内部回路３６の動作による過渡的なノイズが温度検出部１２Ａ又は１２Ｂへのバイアス電圧ＶＢ＋に混入する虞がなくなり、安定したバイアス電圧ＶＢ＋を印加することができる。尚、レギュレータ部４２はレギュレータ部１４と同様の構成ある。また、レギュレータ部４２及び温度検出部１２Ａ、１２Ｂに代えて、レギュレータ部２４Ｕ、２４Ｌ及び温度検出部２２を備える構成とすることもできる。
【００４４】
尚、その他の構成、及び作用・効果に関しては、第１及び第２実施形態における場合と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００４５】
次に、第１及び第２実施形態、第１及び第２変形例における各構成要素に対する具体例を示す。
【００４６】
図７に示すリファレンス部１３の具体例では、電流調整用の抵抗素子Ｒ１が接地電圧とソース端子との間に接続されたＮＭＯＳトランジスタＭＮ１と、ダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタＭＮ２とにより構成される第１のカレントミラー回路に対して、電流のフィードバックがかかるように接続されたＰＭＯＳトランジスタＭＰ１、ＭＰ２による第２のカレントミラー回路が接続されている。このフィードバック系により決定されるバイアス電流が、第２のカレントミラー回路を構成するもうひとつのＰＭＯＳトランジスタＭＰ３からダイオード接続のＰＭＯＳトランジスタＭＰ４に流れ、その接続点からリファレンス電圧ｖｒｅｆが出力される。
【００４７】
図７のリファレンス部１３では、抵抗素子Ｒ１の抵抗値に応じて第１のカレントミラー回路の電流ミラー比が変化してバイアス電流値が調整されることにより、リファレンス電圧ｖｒｅｆが変化する。更にＰＭＯＳ／ＮＭＯＳトランジスタのデバイス特性等における温度依存性の違いにより、バイアス電流値に応じて異なる温度依存性を示す。この特性を図８に示す。デバイス間の温度依存性がバランスしてリファレンス電圧ｖｒｅｆの温度依存性が相殺されるバイアス電流値が存在し、このときの抵抗素子Ｒ１の抵抗値はＲ１＝Ｒｘである。
【００４８】
Ｒ１＝Ｒｘから低抵抗側（より大きなバイアス電流が流れる側）では、抵抗値Ｒ１に対するリファレンス電圧ｖｒｅｆの依存性は比較的大きくなるが、温度に対しては正の依存性を有しており、使用温度範囲の端（最小値：ｔｍｉｎ、最大値：ｔｍａｘ）での動作特性の保証には好ましい。即ち、半導体装置１や半導体メモリ２等ではリファレンス電圧ｖｒｅｆに基づいて各種内部回路のバイアス電圧を構成しており、低温領域でリファレンス電圧ｖｒｅｆが降圧することにより消費電流ＩＤＤを低減する効果を有し、高温領域でリファレンス電圧ｖｒｅｆが昇圧することにより動作速度ｔＡＣＣＥＳＳを改善することができるからである。従って、通常のバイアス電圧としてはこの温度特性領域を使用することが一般的である。
【００４９】
これに対して、Ｒ１＝Ｒｘから高抵抗側（より小さなバイアス電流が流れる側）では、温度に対するリファレンス電圧ｖｒｅｆの温度依存性は逆転するものの抵抗値Ｒ１に対する依存性は小さくなり抵抗素子Ｒ１のばらつきに対して比較的一定の電圧を得ることができる。ＰＭＯＳ／ＮＭＯＳトランジスタのデバイス特性における温度依存性等を適宜に調整してこのバイアス電流領域での温度依存性を抑制することにより、温度依存性が僅少な一定のリファレンス電圧ｖｒｅｆを出力することができる。
【００５０】
また、Ｒ１＝Ｒｘから低抵抗側、高抵抗側の何れの領域における温度依存性においても検出すべき所定温度のずれが、動作状態やリフレッシュ周期を切り替えるべき温度領域に対して余裕のある温度方向へのずれに当たる場合には、リファレンス電圧ｖｒｅｆとして所定の温度依存性を有した電圧として出力することができる。具体例として、高温側でのデータ保持特性が律速となるリフレッシュ周期の切り替えにおいては、切り替えるべき温度が低温側へずれる場合は余裕のある温度方向へのずれに当たる（図４、参照）。温度検出部１２Ａ、１２Ｂの回路構成との組合せにより、Ｒ１＝Ｒｘから低抵抗側あるいは高抵抗側の何れかの領域を選択してやれば温度特性のばらつきに対して安定した切り替え動作を実現することができる。
【００５１】
図９に示す電圧バイアス部２１の具体例では、図７における具体例をリファレンス部Ａ（１３）とし、更にリファレンス部Ｂ（１３Ｂ）を備えてリファレンス部Ａ（１３）からのリファレンス電圧ｖｒｅｆから２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５を生成するリファレンス部２３を構成している。リファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５は、各々、レギュレータ部Ｕ／Ｌ（２４Ｕ／２４Ｌ）を介して２種類のバイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−を生成する。
【００５２】
図１０に示すリファレンス部Ｂ（１３Ｂ）の具体例では、電圧源からＰＭＯＳトランジスタＭＰ５を介して、複数の抵抗素子を有する抵抗素子列５１が接続されている。抵抗素子列５１の所定位置をリファレンス電圧ｖｒｅｆに制御するように、増幅器Ａ１によりＰＭＯＳトランジスタＭＰ５のゲート端子が制御される構成である。抵抗素子列５１の所定位置をリファレンス電圧ｖｒｅｆに制御することにより、抵抗素子列５１の適宜の位置から２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５を出力することができる。
【００５３】
図１１及び図１２は、各々、レギュレータ部Ｕ（２４Ｕ）及びレギュレータ部Ｌ（２４Ｌ）の具体例である。また、図１１は、レギュレータ部１４の具体例でもある。図１１では、電圧源に接続されたＰＭＯＳトランジスタＭＰ６を増幅器Ａ２で制御しながらリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０と同電圧のバイアス電圧ＶＢ＋を出力する。図１２では、抵抗素子Ｒ２を介して電圧源に接続されたＮＭＯＳトランジスタＭＮ３を増幅器Ａ３で制御しながらリファレンス電圧ｖｒｅｆ０５と同電圧のバイアス電圧ＶＢ−を出力する。共にリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５の電圧値を維持したまま駆動能力を強化するバッファ回路である。
【００５４】
図１３には、図１１のレギュレータ部１４、２４Ｕについて増幅器Ａ２の回路構成を具体的に示している。ＰＭＯＳトランジスタＭＰ７、ＭＰ８で構成された能動負荷を備えてＮＭＯＳトランジスタＭＮ４、ＭＮ５の差動入力段が構成されている。また、リファレンス電圧ｖｒｅｆでゲート端子がバイアスされたＮＭＯＳトランジスタＭＮ６によりバイアス電流が供給されている。
【００５５】
図１４には、温度検出部１２Ａ、２２の具体例を示す。正電源側のバイアス電圧ＶＢ＋から負電源側のバイアス電圧ＶＢ−に向けて、ダイオード素子Ｄ１及び抵抗素子ＲＡ、ＲＢを接続する正の温度特性部ＵＰ１と、抵抗素子Ｒ３及びダイオード素子Ｄ２とを接続する負の温度特性部ＤＮ１とを備えている。正の温度特性部ＵＰ１の抵抗素子ＲＡ及びＲＢ間、負の温度特性部ＤＮ１の抵抗素子Ｒ３及びダイオード素子Ｄ２間の各々から、正の温度特性電圧Ｖｎｕ及び負の温度特性電圧Ｖｎｄを有する端子ｎｕ及びｎｄが、比較器Ａ４の入力端子に接続されている。そして比較器Ａ４から温度の検出信号ＴＤＯＵＴが出力されている。ここで、温度検出部１２Ａについてはバイアス電圧ＶＢ−は接地電圧であり、温度検出部２２についてはレギュレータ部２４Ｌからのバイアス電圧ＶＢ−である。いずれの場合も正の温度特性部ＵＰ１及び負の温度特性部ＤＮ１の出力電圧には電圧差ＶＢが印加される。
【００５６】
尚、温度検出部１２Ｂ等の２種類以上の温度検出を行う温度検出部については、抵抗素子ＲＡ、ＲＢを更に分割して得られる適宜な分圧位置からの出力を有する正の温度特性部と比較器とを検出温度数に応じて更に備えることにより構成することができる。
【００５７】
図１５に示すように、正の温度特性電圧Ｖｎｕは、正電源のバイアス電圧ＶＢ＋からダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ分降圧した電圧を抵抗素子ＲＡとＲＢとで分圧した電圧である。負の温度特性電圧Ｖｎｄは、負電源のバイアス電圧ＶＢ−からダイオードＤ２の順方向電圧ＶＦ分昇圧した電圧である。ここで、順方向電圧ＶＦは−２ｍＶ／℃の温度特性を有する。
【００５８】
バイアス電圧ＶＢ＋からの順方向電圧ＶＦの降圧により設定される正の温度特性電圧Ｖｎｕは、２ｍＶ／℃の温度特性を抵抗素子ＲＡとＲＢとで分圧した正の温度特性を示す。これに対してバイアス電圧ＶＢ−からの順方向電圧ＶＦの昇圧により設定される負の温度特性電圧Ｖｎｄは、−２ｍＶ／℃の負の温度特性を有することとなる。抵抗素子ＲＡとＲＢとの抵抗比を適宜に調整すれば、所定の温度において電圧Ｖｎｕ、Ｖｎｄを交差させることができる。数値例として、（ＶＢ＋）−（ＶＢ−）＝２Ｖ、所定温度ｔｘ０においてＶＦ＝０．７Ｖであるとすると、抵抗素子ＲＡ、ＲＢの抵抗比をＲＡ：ＲＢ＝６：７に設定してやればよい。
【００５９】
ここで、第１変形例Ａでは、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−が同相の信号として供給されるので、電圧値のばらつきに対して図１５の特性が影響を受けることは少ない。また、バイアス電圧ＶＢ−が接地電圧である場合（第１実施形態の半導体装置１、第２実施形態の半導体メモリ２の場合）には、負の温度特性電圧Ｖｎｄは、ダイオードＤ２の順方向電圧ＶＦによる昇圧により設定されるため、電圧バイアス部１１からのバイアス電圧ＶＢ＋のばらつきの影響を受けることはない。これに対して、正の温度特性電圧Ｖｎｕは、バイアス電圧ＶＢ＋からの順方向電圧ＶＦの降圧により設定されるので、電圧バイアス部１１、４１からバイアス電圧ＶＢ＋が僅少のあるいは所定の温度依存性を有して安定して供給されることが必要となる。
【００６０】
仮に、バイアス電圧ＶＢ＋がばらついてしまう場合を考える。バイアス電圧ＶＢ−を接地電圧であると仮定しばらつきはないものとすると、バイアス電圧ＶＢ＋のばらつきは、正／負の温度特性部ＵＰ１／ＤＮ１間の電圧差ＶＢのばらつきとなる。バイアス電圧ＶＢ＋の負電圧側へのばらつきに応じて電圧差ＶＢも負電圧側にばらつき、正の温度特性電圧Ｖｎｕも負電圧側にばらつく（図１５中、（Ｆ））。また、バイアス電圧ＶＢ＋が正の温度特性を有していればそれに応じて電圧差ＶＢも正の温度特性を有し、電圧Ｖｎｕにも同様な温度特性が現れる（図１５中、（Ｇ））。高温領域を基準とした温度特性であると考えると低温側においてばらつきの大きな特性となる。
【００６１】
このばらつきにより、電圧Ｖｎｕ、Ｖｎｄが交差する温度ｔｘは、所定温度ｔｘ０から高温側にシフトしてしまう。半導体メモリ２のリフレッシュ周期ｔＲＥＦの切り替え制御においては、長周期のリフレッシュ周期ｔＲＥＦを高温側に拡大することになり、メモリセル２６のデータ保持特性を悪化させることとなる。設定条件によってはリフレッシュ周期ｔＲＥＦがデータ保持時間ｔＳＴより長くなってしまい、データが消失してしまう虞もある（図４中、（Ｅ））。
【００６２】
このばらつきを具体的な数値例に基づき例示する。図１４より電圧Ｖｎｕ、Ｖｎｄは、ＲＡ：ＲＢ＝６：７であることより、
Ｖｎｕ＝（ＲＢ／（ＲＡ＋ＲＢ））×（ＶＢ−ＶＦ）
＝（７／１３）×（ＶＢ−ＶＦ）・・・・・・・・（１）
Ｖｎｄ＝ＶＦ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ＶＢ＝２Ｖに対して−０．２Ｖのばらつきが生ずるとすると、式（１）より、Ｖｎｕ'＝（７／１３）×（２−０．２−ＶＦ）・・・・・（３）
となる。電圧Ｖｎｕ、Ｖｎｄの交差電圧は、式（２）、（３）より、
（７／１３）×（２−０．２−ＶＦ）＝ＶＦ
ＶＦ＝（１．８×７）／２０＝０．６３・・・・・・・・（４）
となる。所定温度ｔｘ０においてはＶＦ＝０．７Ｖであると仮定しているので、ＶＦの温度特性（−２ｍＶ／℃）より、所定温度ｔｘのばらつきは、
Δｔｘ＝ｔｘ−ｔｘ０＝（６３０−７００）／（−２）＝３５℃
と求められる。図４において例示したｔｘ０＝５０℃の設定に対し、ｔｘ＝８５℃となり、ｔｍａｘ＝９０℃に対して設定余裕がなくなってしまう。
【００６３】
以上のような検出すべき所定温度のばらつきを抑制し、あるいは内部動作等の切り替え余裕のある温度方向にばらつきを制御するため、図７のリファレンス部１３における抵抗素子Ｒ１の抵抗値を適宜に設定して、温度依存性の僅少な、あるいは所定の温度依存性を有する特性領域（図８、参照）を設定することにより、温度検出を確実に行うことができる。
【００６４】
ここで、図１４の温度検出部１２Ａ、２２におけるダイオード素子Ｄ１、Ｄ２を半導体装置１、半導体メモリ２等で構成する場合の第１及び第２具体例を図１６、１７に示す。第１及び第２具体例では、Ｎ型基板上に構成する場合を例示している。
【００６５】
図１６の第１具体例では、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２は深い拡散層と浅い拡散層とにより構成される。アノード端子を構成する深い拡散層は、ＣＭＯＳデバイス等に使用するＰ型ウェル層６１、６２等のうち、内部回路が配置されるＰ型ウェル層６２と分離されたＰ型ウェル層６１を使用している。カソード端子は、Ｐ型ウェル層６１内に形成されるＣＭＯＳデバイスのソース・ドレイン層のＮ型拡散層６３等を使用する。内部回路を構成するＰ型ウェル層６２とは分離独立したＰ型ウェル層６１を使用するので、内部回路からのノイズの回り込みを抑止して安定した正の温度特性部ＵＰ１、負の温度特性部ＤＮ１を構成することができる。尚、各半導体層の導電型が逆の場合にも同様にダイオード素子Ｄ１、Ｄ２を構成することができる。
【００６６】
図１７の第２具体例では、Ｎ型基板上に構成する場合を例示している。ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２はＮ型基板とＰ型拡散層とにより構成される。Ｎ型基板をカソード端子とし、アノード端子は、ＣＭＯＳデバイスのソース・ドレイン層を構成するＰ型拡散層６５等を使用することができる。隣接する内部回路を構成するＰ型拡散層６６からのノイズの影響を抑止するために、Ｐ型拡散層６５を取り囲むようにＰ型拡散層６６との間にＮ＋型拡散層６７を配置する。このＮ＋型拡散層６７は、Ｎ型基板のバイアス用端子として接地電圧等でバイアスされている。周辺回路からの基板電流を吸収することによりダイオード素子のカソード端子へ安定したバイアスを供給する機能を有しており、周辺回路からのシールド構造を提供するものである。尚、各半導体層の導電型が逆の場合にも同様にダイオード素子を構成することができる。
【００６７】
尚、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２に代えて、ダイオード接続されたバイポーラ素子、あるいはダイオード接続されたＭＯＳトランジスタ素子で構成することもできる。
【００６８】
次に、電圧バイアス部１１、２１、４１から出力される所定電圧ＶＢに所定の温度依存性がある場合に、温度検出部１２Ａ、２２に及ぼす効果について図１８、１９に基づき説明する。
【００６９】
図１８では、検出すべき所定温度ｔｘ０より高温領域において半導体装置１、半導体メモリ２等の動作状態を変化させるべき場合を示す（図１８中、（Ｘ））。例えば、半導体メモリ２においては、リフレッシュ周期ｔＲＥＦを短く設定すべき温度領域である。
【００７０】
この場合の所定の温度依存性としては２通りが考えられる。第１は、高温領域における所定電圧ＶＢの電圧値を設定値として、この設定電圧を基準にした負の温度特性を所定の温度依存性とする場合である。この温度依存性により温度検出部１２Ａ、２２の正の温度特性電圧Ｖｎｕは、高温領域を基準として低温領域でより高い電圧値を有する特性となる（図１８中、（１））。これにより、検出される温度ｔｘ（１）が所定温度ｔｘ０に比して低温側にシフトし動作状態を変化させるべき領域（Ｘ）に対して余裕のある温度方向にずれることとなる。
【００７１】
第２は、低温領域における所定電圧ＶＢの電圧値を設定値として、この設定電圧を基準にした正の温度特性を所定の温度依存性とする場合である。この場合、正の温度特性電圧Ｖｎｕは、低温領域を基準として高温領域でより高い電圧値を有する特性となる（図１８中、（２））。これにより、検出される温度ｔｘ（２）が所定温度ｔｘ０に比して低温側にシフトし領域（Ｘ）に対して余裕のある温度方向にずれることとなる。
【００７２】
従って、電圧バイアス部１１、２１、４１から出力される所定電圧ＶＢにおける温度依存のばらつきが、上記の所定の温度依存性の範囲内にあれば、検出される温度が動作状態を変化させるべき領域（Ｘ）に食い込んでしまうことはなく、温度検出による切り替え動作を安定して行なうことができる。
【００７３】
図１９は、動作状態を変化させるべき領域（Ｘ）が、検出すべき所定温度ｔｘ０より低温領域にある場合を示す（図１９中、（Ｘ））。この場合は、低温領域における所定電圧ＶＢの電圧値を設定値として負の温度特性を所定の温度依存性とすることにより（図１９中、（３））、あるいは高温領域における所定電圧ＶＢの電圧値を設定値として正の温度特性を所定の温度依存性とすることにより（図１９中、（４））、図１８の場合と同様な作用・効果を奏することとなる。
【００７４】
また、図１４における負の温度特性を有するダイオードＤ１、Ｄ２に代えて、正の温度特性を有する降圧部を備える構成とすることもできる。この場合も、図１８、１９と同様な所定の温度依存性を所定電圧ＶＢに持たせてやれば、同様の作用・効果を得ることができる。ここで、正の温度特性を有する降圧部の例としては、ＭＯＳトランジスタによる能動負荷等が考えられる。
【００７５】
次に、図２０乃至２３によりリフレッシュ制御回路２５の具体例を示す。
図２０は第１具体例である。インバータ論理ゲートを奇数段ループ状に接続した発振回路部分ＲＯより制御信号ＲＥＦＣをメモリセル２６に出力する構成である。
【００７６】
発振回路部分ＲＯの各インバータ論理ゲートのＰＭＯＳトランジスタ及びＮＭＯＳトランジスタのソース端子には、各々、ＰＭＯＳトランジスタ（ＭＰの構成トランジスタ）及びＮＭＯＳトランジスタ（ＭＮの構成トランジスタ）を介して電源電圧及び接地電圧に接続されており、発振回路部分ＲＯの各インバータ論理ゲートの駆動電流を規定している。駆動電流は温度検出部１２Ａ、２２からの検出信号ＴＤＯＵＴに応じて制御されるセレクタ５２、５３により、各々電流値の異なる電流源ＩＵ１とＩＵ２、ＩＬ１とＩＬ２を選択することにより行われる。インバータ論理ゲートは駆動電流に応じて伝播遅延時間が制御されてリフレッシュ周期ｔＲＥＦの切り替わりが制御される。
【００７７】
図２１は第２具体例である。発振回路部分ＲＯについては図２０の第１具体例と同一の構成を有している。第２具体例では、発振周期を制御する駆動能力の制御を、電源電圧を制御することにより実現している。温度検出部１２Ａ、２２からの検出信号ＴＤＯＵＴに応じて制御されるセレクタ５４によりコントロール電圧Ｖｃが選択され、バッファ回路Ａ５を介して発振回路部分ＲＯの低電圧側端子に接続される。発振回路部分ＲＯの低電圧側端子の電圧値を制御して駆動電源電圧を可変とすることによりリフレッシュ周期ｔＲＥＦを制御する。
【００７８】
図２２は第３具体例である。第１及び第２具体例の発振回路部分ＲＯと同一の構成を備えている。第３具体例では、セレクタ５５により発振回路部分ＲＯのループ段数を切り替えることにより発振周期を可変としてリフレッシュ周期ｔＲＥＦを切り替える構成である。切り替えはセレクタ５５に入力される温度検出部１２Ａ、２２からの検出信号ＴＤＯＵＴにより行なわれる。
【００７９】
図２３は第４具体例である。Ｄ型フリップフロップを直列に接続した分周回路を構成しており、初段の入力信号φ１として図示しない発振回路からの発振信号を入力している。所定分周比の発振信号をセレクタ５６により適宜選択する構成である。選択はセレクタ５６に入力される温度検出部１２Ａ、２２からの検出信号ＴＤＯＵＴにより行なわれる。
【００８０】
以上に説明した第１及び第２実施形態、また、これらの変形例によれば、温度検出機能を備えた半導体装置１等の動作特性における温度依存性に応じて、また温度検出機能を備えた半導体メモリ２等のメモリセル２６等の電荷保持特性における温度依存性に応じて、温度検出部１２Ａ、１２Ｂ等により検出される所定温度ｔｘ０で、内部動作あるいはリフレッシュ周期ｔＲＥＦの切り替え動作を行うことができる。これにより、広い使用温度範囲（ｔｍｉｎ乃至ｔｍａｘ）で内部動作あるいはメモリセル２６等のデータの保持ができる。
【００８１】
特に、半導体メモリ２等では、高温領域でのメモリセル２６等のデータ保持時間ｔＳＴに応じてリフレッシュ周期ｔＲＥＦを短く設定し、データ保持時間ｔＳＴが長くなる低温領域ではリフレッシュ周期ｔＲＥＦを長く設定することができる。高温領域でのデータの保持ができると共に、低温領域での必要以上のリフレッシュ動作を抑制して、リフレッシュ動作に伴う消費電流ＩＤＤを低減することができる。特に、リフレッシュ周期ｔＲＥＦを切り替える所定温度ｔｘ０を通常使用温度より高温側に設定しておけば、通常使用温度ではリフレッシュ周期ｔＲＥＦが長く設定されることとなり、通常使用状態での低消費電流化を図ることができる。
【００８２】
また、第１変形例Ａの温度検出部２２では、正電源側に電圧バイアスＶＢ＋が印加され、負電源側に電圧バイアスＶＢ−が印加され、正電源側と負電源側との電圧差は所定電圧ＶＢに維持される。電圧バイアスＶＢ＋、ＶＢ−は、所定の電圧差を維持する直流出力特性と共に、同等かつ同相の過渡応答出力特性を具備するので、温度検出部２２の正／負電源間は、直流特性として所定電圧ＶＢがバイアスされると共に、過渡応答的にも電圧差を所定電圧ＶＢに維持することができる。バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の変動しても検出されるべき所定温度ｔｘ０が変動することなく、安定した温度の検出をすることができる。
【００８３】
また、所定電圧ＶＢは、図９乃至１２より外部電源電圧と接地電圧との間の電圧差に比して小さいので、外部電源電圧に関する仕様上の許容電圧変動幅に比して小さな電圧変動幅を有する所定電圧ＶＢで温度検出部２２をバイアスすることができ、検出されるべき所定温度ｔｘ０の変動を更に抑制することができる。
【００８４】
また、図１４に示す温度検出部１２Ａ、１２Ｂをバイアスするバイアス電圧ＶＢ＋は、温度依存性が僅少な所定電圧、あるいは所定の温度依存性を有する所定電圧を出力する構成としても良い。これにより、温度検出部１２Ａ、１２Ｂをバイアスするバイアス電圧ＶＢ＋の温度依存性を規定することにより、温度検出部１２Ａ、１２Ｂの検出精度を向上させることができる。
【００８５】
所定電圧ＶＢを所定の温度依存性を有するように構成してやれば、検出すべき温度に対して余裕のある方向に設定することができ、検出すべき温度を閾値とする動作状態の変化を確実に行わせることができる。
【００８６】
また、リファレンス電圧ｖｒｅｆ、ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５を出力するリファレンス部１３、２３と、リファレンス電圧ｖｒｅｆ、ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５から生成されるバイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−を出力するレギュレータ部１４、２４Ｕ、２４Ｌ、４２とを備える構成であれば、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−は、同等な直流特性、及び同等且つ同相の過渡応答特性を有することができる。
【００８７】
また、図７に示すリファレンス部１３の具体例よれば、抵抗素子Ｒ１の抵抗値に応じて、出力電圧ｖｒｅｆ及びその温度特性が変化するので、抵抗素子Ｒ１を調整してやれば、所定電圧ＶＢを、僅少な温度依存性、あるいは所定の温度依存性を有するように調整することができる。
【００８８】
また、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の供給経路のうち少なくとも何れか一方に、ローパスフィルタ、あるいは容量素子を備えてやれば、電圧変動に対しても、直接にあるいは温度検出部１２Ａ、１２Ｂ、２２を介して変動を抑制することができ、温度検出部２２へのバイアス電圧ＶＢを安定化させることができる。
【００８９】
尚、図１４に示すように、温度検出部１４は、温度により変化する出力特性が相互に逆の温度依存性を有する正の温度特性部ＵＰ１と負の温度特性部ＤＮ１とを備え、両者の出力値を比較する比較器Ａ４を備える構成することにより、相互に逆特性の出力信号が交差することで所定温度ｔｘ０を検出することができる。
【００９０】
また、正の温度特性部ＵＰ１、及び負の温度特性部ＤＮ１は、ダイオード素子Ｄ１と抵抗素子ＲＡ、ＲＢ、及び抵抗素子Ｒ３とダイオード素子Ｄ２で構成されており、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２は各々同等な温度特性を有すると共に、抵抗素子ＲＡとＲＢ、及びＲ３を更に分割して、適宜な分圧位置から複数の出力端子を取り出せば、複数の温度を検出することができる。
【００９１】
また、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２は、ウェル拡散層６１とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層６３との間で構成し、ウェル拡散層６１についてはＭＯＳトランジスタが配置されるウェル拡散層６２とは分離独立して構成することができる。また、基板層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層６５との間で構成し、ソース・ドレイン用拡散層６５の周囲に外部からの基板ノイズを低減するためのシールド構造となるＮ＋型拡散層６７を有する構成とすることもできる。これにより、周辺回路からのノイズの回り込みが防止されたダイオード素子Ｄ１、Ｄ２を構成することができる。また、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２に代えて、ダイオード接続されたバイポーラ素子、あるいはダイオード接続されたＭＯＳトランジスタ素子で構成することもできる。
【００９２】
温度検出部１２Ａ、１２Ｂについては、負電源側を接地電圧とした構成であり、温度検出部２２と同様の作用・効果を奏するものである。この時、接地電圧は温度検出部１２Ａ、１２Ｂへの専用の供給経路により供給されていれば、周辺回路からのノイズの回り込みを防止することができる。
【００９３】
図２４に示す第３実施形態では、温度検出機能を備えた半導体装置あるいは半導体メモリにおける温度検出部３を示す。試験時に温度検出部３の検出結果の補正を容易にする構成である。図２４中、検出信号ＴＤＯＵＴ５０は、実動作時に検出したい所定温度ｔｘ０（例えば、５０℃）の検出信号である。検出信号ＴＤＯＵＴ９０は、温度特性試験時の試験温度（例えば、９０℃）の検出信号である。また、点線部７１、７２は、温度特性試験時の試験温度の近傍温度（例えば、８７℃、９３℃）の検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３である。
【００９４】
正の温度特性部ＵＰ２では、正の温度特性部ＵＰ１における抵抗素子ＲＡ、ＲＢに代えて複数の抵抗素子を備える抵抗素子群７３を備えている。この抵抗素子群７３のうち各所定端子の電圧が正の温度特性電圧Ｖｎｕ５０、Ｖｎｕ９０、Ｖｎｕ８７、Ｖｎｕ９３として比較器群Ｃ１の各比較器に入力される。このとき、抵抗素子群７３の各端子ｎｕ２乃至４、ｎｕ１０乃至１２、ｎｕ６乃至８、ｎｕ１４乃至１６から所定の端子を選択するのが選択群Ｓ１である。選択群Ｓ１は、ＭＯＳデバイスで構成されるトランスファゲートＴ２乃至４、Ｔ１０乃至１２、Ｔ６乃至８、Ｔ１４乃至１６で構成されている。抵抗素子群７３における所定温度検出の設定値を選択するトランスファゲートＴ３、Ｔ１１、Ｔ７、Ｔ１５に対しては選択信号ｆｘ＜２＞、ｆｚ＜２＞が選択され、設定値に対して正の補正を選択するトランスファゲートＴ２、Ｔ１０、Ｔ６、Ｔ１４に対しては補正信号ｆｘ＜１＞、ｆｚ＜１＞が選択され、負の補正を選択するトランスファゲートＴ４、Ｔ１２、Ｔ８、Ｔ１６に対しては補正信号ｆｘ＜３＞、ｆｚ＜３＞が選択される。尚、比較器群Ｃ１にて比較された比較結果は、反転バッファ群Ｂ１により論理信号の反転、波形整形、駆動能力の付与等を施され、検出信号ＴＤＯＵＴ５０、ＴＤＯＵＴ９０、ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３として出力される。ここで、選択／補正信号ｆｘ＜１＞乃至＜３＞は、ＰＭＯＳトランジスタの駆動信号でローアクティブの信号であり、選択／補正信号ｆｚ＜１＞乃至＜３＞は、ＮＭＯＳトランジスタの駆動信号でハイアクティブの信号である。
【００９５】
以下、温度検出部３の検出すべき所定温度ｔｘ０（例えば、５０℃）の２種類の補正方法について説明する。第１の方法は、温度特性試験時の試験温度（例えば、９０℃）を検出することにより得られる検出信号ＴＤＯＵＴ９０を補正する方法である。正常な動作状態においては、試験温度（例えば、９０℃）で正の温度特性電圧Ｖｎｕ９０が負の温度特性電圧Ｖｎｄを上回り、検出信号ＴＤＯＵＴ９０は論理反転してローレベル信号を出力する。しかしながら、製造上のばらつき等により抵抗素子群７３を構成する抵抗素子のシート抵抗値が小さくなっていると、試験温度（９０℃）においても正の温度特性電圧Ｖｎｕ９０が負の温度特性電圧Ｖｎｄを上回らず、検出信号ＴＤＯＵＴ９０はハイレベル信号を出力する。このとき、補正信号ｆｘ＜１＞、ｆｚ＜１＞を選択して端子ｎｕ１０を選択する補正をすれば、正の温度特性電圧Ｖｎｕ９０が上昇して検出信号ＴＤＯＵＴ９０が反転し試験温度の検出ができるようになる。
【００９６】
また、シート抵抗値が大きくなっている場合には、試験温度（９０℃）に至る前に検出信号ＴＤＯＵＴ９０が既にローレベル信号となっている。この場合には、補正信号ｆｘ＜１＞、ｆｚ＜１＞から選択信号ｆｘ＜２＞、ｆｚ＜２＞を介して補正信号ｆｘ＜３＞、ｆｚ＜３＞に至るまで順次、信号を切り替えていき、検出信号ＴＤＯＵＴ９０がローレベルに反転する信号により選択される抵抗素子群７３の端子位置を補正位置とすることができる。
【００９７】
所定温度ｔｘ０（５０℃）の検出は、試験温度（９０℃）の検出と同じ抵抗素子群７３の抵抗分圧により構成されているので、検出信号ＴＤＯＵＴ９０に行った補正と同様の補正をすれば検出信号ＴＤＯＵＴ５０も正しく出力されるようになる。従って、同一補正信号ｆｘ＜３＞、ｆｚ＜３＞により、正の温度特性電圧Ｖｎｕ５０は端子ｎｕ４の電圧に設定される。所定温度ｔｘ０（５０℃）での試験を行なうことなく、試験温度（９０℃）での温度検出による補正で、同時に所定温度（５０℃）の温度検出の補正をすることができる。
【００９８】
第２の方法では、検出信号ＴＤＯＵＴ９０に加えて、検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３も合せて試験温度（９０℃）の検出を行なう。ここで、検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３は、試験温度（９０℃）に対して高温側及び低温側の両側の近傍温度で論理反転する信号である。検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３の出力論理レベルが相反する論理レベルとなるような補正をすることにより、試験温度（９０℃）に対して８７℃から９３℃までの検出温度の誤差に調整する。更に、検出信号ＴＤＯＵＴ９０の出力論理レベルが反転するように補正を行い、精度のよい試験温度の温度検出が行なえるように調整する。
【００９９】
これらの補正が検出信号ＴＤＯＵＴ５０を出力する所定温度ｔｘ０（５０℃）の検出側にも同様に施され、所定温度ｔｘ０（５０℃）での試験を行なうことなく、試験温度（９０℃）での温度検出による補正で、同時に所定温度（５０℃）の温度検出の補正をすることができる。
【０１００】
また、高温側及び低温側の近傍温度間に補正した上で試験温度への補正を行なうという２段階の補正により、また、近傍温度間の微小温度差を調整することにより、精度のよい補正を行なうことができる。
更に、試験温度検出時の検出結果が、試験温度に対して高温側あるいは低温側の何れの温度方向にずれているかを的確に把握することができる。
【０１０１】
尚、試験温度の検出部分は、温度特性試験時にのみ活性化されることとすれば、通常使用時には非活性となり、消費電流ＩＤＤが増大するおそれはない。
【０１０２】
図２５、２６に温度検出部３における温度特性の具体例を示す。図２５は、正の温度特性部ＵＰ２における抵抗素子群７３の各抵抗値が設定値にある場合を示す。負の温度特性部ＤＮ１の出力端子ｎｄは固定した負の温度特性電圧Ｖｎｄを示す。正の温度特性部Ｕ２の出力端子ｎｕは、トランスファゲートＴ２乃至４、Ｔ１０乃至１２、Ｔ６乃至８、Ｔ１４乃至１６による選択に応じて、抵抗素子群７３の各端子ｎｕ２乃至４、ｎｕ１０乃至１２、ｎｕ６乃至８、ｎｕ１４乃至１６の電圧が出力される。図２５には３種類の正の温度特性電圧Ｖｎｕを示している。選択信号ｆｘ＜２＞、ｆｚ＜２＞を選択すれば端子ｎｕ３、ｎｕ１１、ｎｕ７、ｎｕ１５が選択され、負の温度特性電圧Ｖｎｄとの交点が温度検出点として設定される。各々の交点で検出信号ＴＤＯＵＴ５０、ＴＤＯＵＴ９０、ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３の論理レベルが反転して、温度として５０℃、９０℃、８７℃、９３℃が検出される。
【０１０３】
図２６は、抵抗素子群７３を構成する抵抗素子のシート抵抗が設定値に対して大きくなった場合を示す。各抵抗の抵抗値が大きくなるため、抵抗素子群７３の各端子ｎｕ２乃至４、ｎｕ１０乃至１２、ｎｕ６乃至８、ｎｕ１４乃至１６の電圧は一律に上昇する。この電圧上昇により、各端子による正の温度特性電圧Ｖｎｕと負の温度特性電圧Ｖｎｄとの交点は一律に低温側にシフトする。このため、各検出信号により検出される温度は所定の温度より低温側にシフトしてしまう。この誤差を解消するため、選択信号ｆｘ＜２＞、ｆｚ＜２＞に代えて補正信号ｆｘ＜３＞、ｆｚ＜３＞を選択する。トランスファゲートＴ４、Ｔ１２、Ｔ８、Ｔ１６を介して端子ｎｕ４、ｎｕ１２、ｎｕ８、ｎｕ１６が選択され、全ての温度検出（５０℃、９０℃、８７℃、９３℃）に対して同時に補正を施すことができる。
【０１０４】
以上に説明した第３実施形態によれば、温度特性試験時に、試験温度と検出結果との誤差を測定し、このときの誤差量に基づいて温度検出部を相対的に補正することができる。所定温度ｔｘ０での温度検出試験を行なうことなく相対的に温度検出部を補正することができる。従って、新たに所定温度ｔｘ０での動作試験を行なう必要がなくなり、従来より全使用温度範囲（ｔｍｉｎ乃至ｔｍａｘ）における動作特性を保証するため使用温度範囲の最大値ｔｍａｘあるいは最小値ｔｍｉｎで行なっていた試験時に合せて行なうことができる。試験時間の短縮化を図って、試験コストを圧縮することができる。
【０１０５】
また、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、２つの検出結果が相互に相反する状態で試験温度は微小温度差内にあることとなる。微小温度差を調製することにより、試験温度の検出精度を調整することができるので、検出結果の誤差量の精度を調整することができ、温度検出部３を精度良く相対補正することができる。
【０１０６】
また、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、検出結果が実際の試験温度に対して高温側／低温側の何れの側にずれているかの判断をすることができ、補正手続きを効率よく実施することができる。
【０１０７】
また、検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３の検出結果が相反するまでの差異を補正した後、検出信号ＴＤＯＵＴ９０の検出結果が反転までの差異を更に補正する構成とすることにより、試験温度の検出精度を向上させることができ、温度検出部３を精度良く相対補正することができる。
【０１０８】
また、温度特性試験時における試験温度の検出誤差量に対する補正量と同じ補正量を温度検出部３の補正量として補正を行なうことができる。
【０１０９】
また、温度検出を行なう正の温度特性電圧Ｖｎｕ５０、Ｖｎｕ９０、Ｖｎｕ８７、Ｖｎｕ９３に選択接続される各端子ｎｕ２乃至４、ｎｕ１０乃至１２、ｎｕ６乃至８、ｎｕ１４乃至１６が、抵抗素子群７３により抵抗分圧されて相互に比例按分されるので、所定温度ｔｘ０の補正量を、試験温度における誤差量と同等量とすることができる。
【０１１０】
また、試験温度の検出部分は、温度特性試験時にのみ活性化されることとするので、通常使用時には非活性となり電流消費がなくなり、消費電流ＩＤＤが増大することはない。
【０１１１】
尚、本発明は前記第１乃至第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施形態においては、温度の検出を１点、あるいは２点として説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、３点以上の温度検出を行なうこともできる。３点以上の温度検出に応じて半導体装置等の動作状態を切り替えることが可能である。
【０１１２】
また、温度検出に応じてリフレッシュ周期をディジタル的に切り替える場合について説明したが、検出温度の前後でバイアス電流値やバイアス電圧値を変化させることによりリフレッシュ周期をアナログ的に可変とすることも可能である。
【０１１３】
また、所定電圧は一定値であるとしたが、これに限定されるものではなく、回路構成が許せば一定の許容電圧幅でばらついていてもよいことは言うまでもない。
【０１１４】
また、第３実施形態では、各温度の検出に対して抵抗素子群７３の各端子における中心位置を設定値とし、その前後に正／負の補正端子を設定する場合について示したが、補正方向が予め分っていれば補正方向をいずれかの方向に大きく配置することもできる。また、補正端子の数を必要に応じて増減することができることは言うまでもない。
【０１１５】
また、第３実施形態の第２の方法では、試験温度（９０℃）の設定端子に加えて両側の端子を含めて試験温度の検出を行なう場合を示したが、これに限定されるものではなく、試験温度の検出信号ＴＤＯＵＴ９０と、低温側近傍温度（８７℃）の検出信号ＴＤＯＵＴ８７あるいは高温側近傍温度（９３℃）の検出信号ＴＤＯＵＴ９３との組合せ、又は検出信号ＴＤＯＵＴ８７とＴＤＯＵＴ９３との２つの温度ポイントの組合せでも同様の効果を奏することができる。逆に、４つ以上の温度ポイントを使用すれば、試験温度の検出初期時に検出結果と実際の試験温度とのずれ量やずれ方向を的確に把握することができる。
【０１１６】
ここで、本発明に関連する発明思想につき、以下に列記する。
（付記１） 所定温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部をバイアスするために、温度依存性が僅少な所定電圧、あるいは所定の温度依存性を有する所定電圧を出力する電圧バイアス部とを備えることを特徴とする温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２） 前記温度検出部は、
前記所定電圧側に接続され、負の温度特性の降圧特性を有する降圧部を備え、
前記降圧部を介して生成される正の温度特性を有する出力電圧に基づき温度検出を行う際、
前記検出すべき前記所定温度以上で動作状態を変化させるべき場合には、
前記所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする負の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする正の温度特性を有し、
前記検出すべき前記所定温度以下で動作状態を変化させるべき場合には、
前記所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする正の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする負の温度特性を有することを特徴とする付記１に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記３） 前記降圧部は、ダイオード素子を含むことを特徴とする付記２に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記４） 前記温度検出部は、
前記所定電圧側に接続され、正の温度特性の降圧特性を有する降圧部を備え、
前記降圧部を介して生成される負の温度特性を有する出力電圧に基づき温度検出を行う際、
前記検出すべき前記所定温度以上で動作状態を変化させるべき場合には、
前記所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする正の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする負の温度特性を有し、
前記検出すべき前記所定温度以下で動作状態を変化させるべき場合には、
前記所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする負の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする正の温度特性を有することを特徴とする付記１に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記５） 前記降圧部は、ＭＯＳトランジスタによる能動負荷を含むことを特徴とする付記４に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記６） 所定温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の正電源側をバイアスする第１電圧を出力する第１電圧バイアス部と、
前記第１電圧バイアス部から所定電圧降圧された第２電圧を出力し、前記温度検出部の負電源側をバイアスする第２電圧バイアス部とを備え、
前記温度検出部を、前記所定電圧でバイアスすることを特徴とする温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記７） 前記第１及び第２電圧バイアス部は、前記第１及び第２電圧間の電圧差として前記所定電圧を維持する直流出力特性を有すると共に、同等かつ同位相の過渡応答出力特性を具備することを特徴とする付記６に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記８） 前記所定電圧は、外部電源電圧と接地電圧との間の電圧差に比して小さいことを特徴とする付記６又は７に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記９） 前記電圧バイアス部、又は前記第１あるいは第２電圧バイアス部のうち少なくとも何れか一方は、
基準電圧を出力するリファレンス部と、
前記基準電圧に基づき、前記所定電圧、又は前記第１あるいは第２電圧を出力するレギュレータ部とを備えることを特徴とする付記１乃至８の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１０） 前記電圧バイアス部あるいは前記リファレンス部のうち少なくとも何れか一方、又は前記第１電圧バイアス部、前記第２電圧バイアス部、あるいは前記リファレンス部のうち少なくとも何れか１つは、
第１導電型ＭＯＳトランジスタと、
該第１導電型ＭＯＳトランジスタのソース端子に接続される抵抗素子と、
第２導電型ＭＯＳトランジスタで構成され、電流入力端子が前記第１導電型ＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続されると共に、電流出力端子が前記第１導電型ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続されてフィードバックループを構成するカレントミラー回路とを備え、
適宜な抵抗値の前記抵抗素子を設定することにより、前記所定電圧あるいは前記基準電圧のうち少なくとも何れか一方、又は前記第１電圧、前記第２電圧、あるいは前記基準電圧のうち少なくとも何れか１つが、僅少な温度依存性、あるいは所定の温度依存性を有するように調整されることを特徴とする付記１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１１） 前記電圧バイアス部、又は前記第１あるいは第２電圧バイアス部から前記温度検出部への前記所定電圧の供給経路、又は前記第１あるいは第２電圧の供給経路のうち少なくとも何れか一方は、ローパスフィルタ、あるいは容量素子を備えることを特徴とする付記１又は１０の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１２） 前記温度検出部は、
前記所定温度の検出を行なう所定温度検出部と、
温度特性試験時の試験温度を検出する試験温度検出部と、
前記試験温度における前記試験温度検出部の検出結果の誤差量に基づき、前記所定温度検出部を補正する補正部とを備えることを特徴とする付記１乃至１１の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１３） 前記温度検出部は、
前記所定温度の検出を行なう所定温度検出部と、
温度特性試験時の検出温度が、前記試験温度に設定されている試験温度検出部、高温側に微小な検出温度差を有する第１近傍温度に設定されている第１近傍温度検出部、及び低温側に微小な検出温度差を有する第２近傍温度に設定されている第２近傍温度検出部のうちの少なくとも何れか２つの検出部とを備え、
前記試験温度の検出の際、前記少なくとも何れか２つの検出部のうち、両端の検出温度が設定されている２つの検出部からの検出結果が相反するように、前記少なくとも何れか２つの検出部の各々に対する同等量の補正に基づき、前記所定温度検出部を補正する補正部とを備えることを特徴とする付記１乃至１１の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１４） 前記試験温度検出部と、前記第１近傍温度検出部と、前記第２近傍温度検出部とを備えており、
前記試験温度の検出により、前記試験温度検出部、前記第１及び第２近傍温度検出部に対して施す同等量の補正は、
前記第１及び第２近傍温度検出部からの検出結果が相反するまでの差異を補正する第１補正と、
前記第１及び第２近傍温度検出部からの検出結果が相反した後、前記試験温度検出部からの検出結果が反転までの差異を補正する第２補正とを含むことを特徴とする付記１３に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１５） 前記補正部は、前記試験温度検出部、又は前記少なくとも何れか２つの検出部に対する誤差量と同等量の補正量を、前記所定温度検出部に施すことを特徴とする付記１２乃至１４の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１６） 前記所定温度検出部、前記試験温度検出部、前記第１近傍温度検出部、及び前記第２近傍温度検出部は、
温度依存性を有する電圧が印加される抵抗素子群と、
前記抵抗素子群により分圧される所定分圧位置を選択する選択部とを備えることを特徴とする付記１２乃至１４の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１７） 前記補正部は、
前記所定分圧位置に隣接する隣接分圧位置を選択する補正選択部を備えることを特徴とする付記１６に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１８） 前記試験温度検出部、前記第１近傍温度検出部、及び第２近傍温度検出部は、温度特性試験時にのみ活性化されることを特徴とする付記１２乃至１４の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１９） 前記温度検出部は、
前記所定電圧と接地電圧との間、又は前記第１電圧と前記第２電圧との間に接続され、温度により変化する出力特性が相互に逆の温度依存性を有する第１及び第２回路と、
前記第１及び第２回路の出力値を比較する比較器とを備えることを特徴とする付記１乃至１８の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２０） 前記第１回路は、
前記所定電圧、又は前記第１電圧に接続され、温度依存性を有する第１回路ユニットと、
前記接地電圧、又は前記第２電圧に接続される第１抵抗素子群とを備え、
前記第１回路ユニットと前記第１抵抗素子群との接続点を出力端子として構成されており、
前記第２回路は、前記接地電圧、又は前記第２電圧に接続され、前記第１回路ユニットと同方向の温度依存性を有する第２回路ユニットと、
前記所定電圧、又は前記第１電圧に接続される第２抵抗素子群とを備え、
前記第２回路ユニットと前記第２抵抗素子群との接続点を出力端子として構成されていることを特徴とする付記１９に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２１） 付記１６又は１７における前記抵抗素子群は、前記第１あるいは第２抵抗素子群のうち少なくとも何れか一方であることを特徴とする付記２０に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２２） 前記接地電圧は、前記温度検出部への専用の供給経路により供給されていることを特徴とする付記１９又は２０に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２３） 前記第１及び第２回路ユニットは、ダイオード素子、ダイオード接続されたバイポーラ素子、あるいはダイオード接続されたＭＯＳトランジスタ素子であることを特徴とする付記２０に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２４） 前記ダイオード素子は、ウェル拡散層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層との間で構成され、前記ウェル拡散層は、ＭＯＳトランジスタが配置されるウェル拡散層とは分離独立して構成されることを特徴とする付記２３に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２５） 前記ダイオード素子は、基板層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層との間で構成され、前記ソース・ドレイン用拡散層の周囲には、外部からの基板ノイズの影響を抑止するためのシールド構造を有することを特徴とする付記２３に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２６） 前記半導体装置は、半導体記憶装置であり、
前記温度検出部により検出される前記所定温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替えるリフレッシュ周期制御部を備えることを特徴とする付記１乃至２５の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２７） 前記リフレッシュ周期制御部は、前記所定温度以上あるいは前記所定温度より高温時にはリフレッシュ動作の周期を短く設定し、前記所定温度より低温あるいは前記所定温度以下の時には、前記リフレッシュ動作の周期を長く設定することを特徴とする付記２６に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２８） 温度特性試験時に、試験温度の検出を行なう試験温度検出工程と、
前記試験温度に対する前記検出結果の誤差量を測定する誤差測定工程と、
前記測定された誤差量に基づき、所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう補正工程とを含むことを特徴とする温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記２９） 温度特性試験時に、試験温度の検出、前記試験温度に対して高温側に微小な検出温度差を有する第１近傍温度の検出、及び低温側に微小な検出温度差を有する第２近傍温度の検出のうち、少なくとも何れか２種類の検出を行なう試験温度検出工程と、
前記少なくとも何れか２種類の検出のうち両端温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定する誤差測定工程と、
前記測定された誤差量に基づき、所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう補正工程とを含むことを特徴とする温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記３０） 前記試験温度検出工程では、前記試験温度の検出、前記第１近傍温度の検出、及び前記第２近傍温度の検出を行い、
前記誤差測定工程は、
前記第１及び第２近傍温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定する第１誤差測定工程と、
前記第１及び第２近傍温度の検出結果が相反した後、前記試験温度の検出結果が反転するまでの差異を検出誤差として測定する第２誤差測定工程とを含むことを特徴とする付記２９に記載の温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記３１） 前記補正工程では、前記誤差測定工程により測定された誤差量と同等量の補正を、前記温度検出部に行なうことを特徴とする付記２８乃至３０の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記３２） 前記補正工程における補正は、前記温度検出部に含まれ、温度依存性を有する電圧が印加される抵抗素子群から、適宜な分圧位置を選択することにより行なわれることを特徴とする付記２８乃至３０の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記３３） 温度検出部により検出される検出温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替えることを特徴とする温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法。
（付記３４） 前記検出温度が、所定温度以上あるいは所定温度より高温である場合には、前記リフレッシュ動作の周期を短く設定し、
前記検出温度が、前記所定温度より低温あるいは前記所定温度以下である場合には、前記リフレッシュ動作の周期を長く設定することを特徴とする付記３３に記載の温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法。
【０１１７】
付記６に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、所定温度を検出する温度検出部と、温度検出部の正電源側をバイアスする第１電圧を出力する第１電圧バイアス部と、第１電圧バイアス部から所定電圧降圧された第２電圧を出力し、温度検出部の負電源側をバイアスする第２電圧バイアス部とを備え、温度検出部を、所定電圧でバイアスすることを特徴とする。
【０１１８】
付記６の温度検出機能を備えた半導体装置では、温度検出部の正電源側に第１電圧が印加され、負電源側に第２電圧が印加され、正電源側と負電源側との電圧差は所定電圧に維持される。
【０１１９】
この時、第１及び第２電圧間の電圧差として所定電圧を維持する直流出力特性と共に、同等かつ同位相の過渡応答出力特性を具備するようにしてもよい。
【０１２０】
これにより、温度検出部の正電源側に印加される第１電圧と、負電源側に印加される第２電圧とは、所定電圧の電圧差を維持しているので、温度検出部の正／負電源間は、直流特性として所定電圧がバイアスされると共に、過渡応答特性として所定電圧の電圧差に維持することができる。温度検出部の正／負電源間には常に所定電圧がバイアスされることとなり、バイアス電圧の変動により、検出されるべき所定温度が変動することなく安定した温度の検出をすることができる。
【０１２１】
また、所定電圧は、外部電源電圧と接地電圧との間の電圧差に比して小さいことが好ましい。これにより、外部電源電圧に関する仕様上の許容電圧変動幅に比して、電圧変動幅が抑制された所定電圧で温度検出部をバイアスすることができる。検出されるべき所定温度の変動を更に抑制することができる。
【０１２２】
また、この他の手段として、温度検出機能を備えた半導体装置は、所定温度を検出する温度検出部と、温度検出部をバイアスするために、温度依存性が僅少な所定電圧、あるいは所定の温度依存性を有する所定電圧を出力する電圧バイアス部とを備える構成としても良い。これにより、温度検出部をバイアスする所定電圧の温度依存性を規定することにより、温度検出部の検出精度を向上させることができる。
【０１２３】
また、加えて、温度検出部は、所定電圧側に接続され、負の温度特性の降圧特性を有する降圧部を備え、降圧部を介して生成される正の温度特性を有する出力電圧に基づき温度検出を行う際、検出すべき温度以上で動作状態を変化させるべき場合には、所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする負の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする正の温度特性を有し、検出すべき温度以下で動作状態を変化させるべき場合には、所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする正の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする負の温度特性を有する構成としてもよい。ここで、降圧部はダイオード素子を含む構成が好ましい。
【０１２４】
更に、温度検出部は、所定電圧側に接続され、正の温度特性の降圧特性を有する降圧部を備え、降圧部を介して生成される負の温度特性を有する出力電圧に基づき温度検出を行う際、検出すべき温度以上で動作状態を変化させるべき場合には、所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする正の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする負の温度特性を有し、検出すべき温度以下で動作状態を変化させるべき場合には、所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする負の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする正の温度特性を有する構成としてもよい。ここで、降圧部はＭＯＳトランジスタによる能動負荷を含むことが好ましい。
【０１２５】
これにより、電圧バイアス部と温度検出部における降圧部の温度特性に応じて、所定温度の設定を、検出すべき温度に対して余裕のある温度方向に設定することができ、検出すべき温度を閾値とする動作状態の変化を確実に行わせることができる。
【０１２６】
また、電圧バイアス部、又は第１あるいは第２電圧バイアス部のうち少なくとも何れか一方は、基準電圧を出力するリファレンス部と、基準電圧に基づき、所定電圧、又は第１あるいは第２電圧を出力するレギュレータ部とを備える構成とすることもできる。これにより、所定電圧、又は第１あるいは第２電圧は基準電圧から生成されるので、同等な直流特性、及び同等且つ同相な過渡応答特性を有する電圧バイアス部、又は第１あるいは第２電圧バイアス部を構成することができる。
【０１２７】
また、電圧バイアス部あるいはリファレンス部のうち少なくとも何れか一方、又は第１電圧バイアス部、第２電圧バイアス部、あるいはリファレンス部のうち少なくとも何れか１つは、第１導電型ＭＯＳトランジスタと、第１導電型ＭＯＳトランジスタのソース端子に接続される抵抗素子と、第２導電型ＭＯＳトランジスタで構成され、電流入力端子が第１導電型ＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続されると共に、電流出力端子が第１導電型ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続されてフィードバックループを構成するカレントミラー回路とを備えて構成されている。抵抗素子の抵抗値に応じて、出力電圧及びその温度特性が変化するので、適宜な抵抗値の抵抗素子を設定してやれば、所定電圧あるいは基準電圧のうち少なくとも何れか一方、又は第１電圧、第２電圧、あるいは基準電圧のうち少なくとも何れか１つを、僅少な温度依存性、あるいは所定の温度依存性を有するように調整することができる。
【０１２８】
また、電圧バイアス部、又は第１あるいは第２電圧バイアス部から温度検出部への所定電圧の供給経路、又は第１あるいは第２電圧の供給経路のうち少なくとも何れか一方は、ローパスフィルタ、あるいは容量素子を備えることが好ましい。これにより、所定電圧、又は第１あるいは第２電圧の何れの供給経路から電圧変動が入力されても、直接にあるいは温度検出部を介して電圧変動を抑制することができ、温度検出部へのバイアス電圧を安定化させることができる。
【０１２９】
また、付記１２に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、付記１乃至１１の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置において、温度検出部は、所定温度の検出を行なう所定温度検出部と、温度特性試験時の試験温度を検出する試験温度検出部と、試験温度における試験温度検出部の検出結果の誤差量に基づき、所定温度検出部を補正する補正部とを備えることを特徴とする。
【０１３０】
また、付記２８に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法は、温度特性試験時に、試験温度の検出を行なう試験温度検出工程と、試験温度に対する検出結果の誤差量を測定する誤差測定工程と、測定された誤差量に基づき、所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう補正工程とを含むことを特徴とする。
【０１３１】
付記１２の温度検出機能を備えた半導体装置、また付記２８に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法では、温度特性試験時の試験温度に対する検出結果の誤差量を測定し、この誤差量に基づいて所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう。
【０１３２】
また、付記２９に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法は、温度特性試験時に、試験温度の検出、試験温度に対して高温側に微小な検出温度差を有する第１近傍温度の検出、及び低温側に微小な検出温度差を有する第２近傍温度の検出のうち、少なくとも何れか２種類の検出を行なう試験温度検出工程と、少なくとも何れか２種類の検出のうち両端温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定する誤差測定工程と、測定された誤差量に基づき、所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう補正工程とを含むことを特徴とする。
【０１３３】
付記２９に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法では、温度特性試験時の温度検出に当って、試験温度、試験温度を挟んだ第１及び第２近傍温度から選択される少なくとも２つの温度検出結果を得る。そして両端の検出温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定し、この誤差量に基づいて所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう。
【０１３４】
これにより、従来より行なわれている温度特性試験での温度検出を行い、実際の試験温度との誤差量を測定して、この誤差量に基づいて、所定温度を検出する温度検出部を相対的に補正することができる。温度検出部で検出すべき所定温度での温度検出試験を行なうことなく、相対的に温度検出部を補正することができ、試験時間の短縮化を図って、試験コストを圧縮することができる。
【０１３５】
また、付記２９に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法では、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、２つの検出結果が相互に相反する状態で試験温度は微小温度差内にあることとなる。微小温度差を調製することにより、試験温度の検出精度を調整することができるので、検出結果の誤差量の精度を調整することができ、温度検出部を精度良く相対補正することができる。
【０１３６】
また、付記２９に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法においては、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、検出結果が実際の試験温度に対して高温側／低温側の何れの側にずれているかの判断をすることができ、補正手続きを効率よく実施することができる。
【０１３７】
また、試験温度検出部と、前記第１近傍温度検出部と、前記第２近傍温度検出部とを備えて、試験温度の検出により、第１及び第２近傍温度検出部からの検出結果が相反するまでの差異を補正した後、試験温度検出部からの検出結果が反転までの差異を更に補正する構成としてもよい。
【０１３８】
また、試験温度検出工程で、試験温度、第１近傍温度、及び第２近傍温度の検出を行い、誤差測定工程で、第１及び第２近傍温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定した後、試験温度の検出結果が反転するまでの差異を検出誤差として測定するようにしてもよい。
【０１３９】
これにより、第１及び第２近傍温度における検出結果が相反する補正を行なった後、更に試験温度結果が反転する位置までの補正をすることができる。試験温度の検出精度を向上させることができ、温度検出部を精度良く相対補正することができる。
【０１４０】
また、補正部は、試験温度検出部、又は少なくとも何れか２つの検出部に対する誤差量と同等量の補正量を、所定温度検出部に施すことが好ましい。また、補正工程では、誤差測定工程により測定された誤差量と同等量の補正を、温度検出部に行なうことが好ましい。これにより、温度特性試験時における試験温度の検出誤差量に対する補正量と同じ補正量を、所定温度検出部あるいは温度検出部の補正量として補正を行なうことができる。
【０１４１】
また、所定温度検出部、試験温度検出部、第１近傍温度検出部、及び第２近傍温度検出部は、温度依存性を有する電圧が印加される抵抗素子群と、抵抗素子群により分圧される適宜な分圧位置を選択する選択部とを備えることが好ましい。また、補正部は、適宜な分圧位置に隣接する隣接分圧位置を選択する補正選択部を備えることが好ましい。これにより、検出すべき温度が温度依存性を有する電圧値に変換されて検出される際、各検出部の検出電圧は、抵抗素子群により抵抗分圧されて相互に比例按分されるので、所定温度検出部の補正量を、試験温度における各検出部の誤差量と同等量とすることができる。
【０１４２】
また、試験温度検出部、第１近傍温度検出部、及び第２近傍温度検出部は、温度特性試験時にのみ活性化されることが好ましい。これにより、通常使用時には非活性となり電流消費がなくなるので、消費電流が増大することはない。
【０１４３】
また、付記１９に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、付記１乃至１８の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置において、温度検出部は、所定電圧と接地電圧との間、又は第１電圧と第２電圧との間に接続され、温度により変化する出力特性が相互に逆の温度依存性を有する第１及び第２回路と、第１及び第２回路の出力値を比較する比較器とを備えることが好ましい。これにより、相互に逆特性の出力信号が交差することで所定温度を検出することができる。
【０１４４】
また、第１回路は、所定電圧、又は第１電圧に接続され、温度依存性を有する第１回路ユニットと、接地電圧、又は第２電圧に接続される第１抵抗素子群とを備え、第１回路ユニットと第１抵抗素子群との接続点を出力端子として構成されており、第２回路は、接地電圧、又は第２電圧に接続され、第１回路ユニットと同方向の温度依存性を有する第２回路ユニットと、所定電圧、又は第１電圧に接続される第２抵抗素子群とを備え、第２回路ユニットと第２抵抗素子群との接続点を出力端子として構成されていることが好ましい。これにより、同方向の温度依存性を有する第１及び第２回路ユニットと、第１及び第２抵抗素子群で温度検出部を構成することができる。
【０１４５】
また、所定温度検出部、試験温度検出部、第１近傍温度検出部、及び第２近傍温度検出部に備えられる温度依存性を有する電圧が印加される抵抗素子群は、第１あるいは第２抵抗素子群のうち少なくとも何れか一方であることが好ましい。これにより、第１あるいは第２抵抗素子群の適宜な分圧位置から複数の出力端子を取り出せば、複数の温度を検出することができる。
【０１４６】
また、接地電圧は、温度検出部への専用の供給経路により供給されていることが好ましい。これにより、周辺回路からのノイズの回り込みを防止することができる。
【０１４７】
また、第１及び第２回路ユニットは、ダイオード素子、ダイオード接続されたバイポーラ素子、あるいはダイオード接続されたＭＯＳトランジスタ素子で構成することができる。
【０１４８】
また、ダイオード素子は、ウェル拡散層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層との間で構成され、ウェル拡散層は、ＭＯＳトランジスタが配置されるウェル拡散層とは分離独立して構成されることが好ましい。また、基板層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層との間で構成され、ソース・ドレイン用拡散層の周囲には、外部からの基板ノイズの影響を抑止するためのシールド構造を有する構成としてもよい。これにより、従来のＭＯＳトランジスタ用プロセスを使用してダイオード素子を構成することができる。更に、分離独立したウェル拡散層やシールド構造により、周辺回路からのノイズの回り込みを防止することができる。
【０１４９】
また、付記２６に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、付記１乃至２５の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置において、半導体装置は、半導体記憶装置であり、温度検出部により検出される所定温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替えるリフレッシュ周期制御部を備えることを特徴とする。
また、付記３３に係る温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法は、温度検出部により検出される検出温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替えることを特徴とする。
【０１５０】
付記２６の温度検出機能を備えた半導体装置、また付記３３の温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法では、温度検出部により検出される温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替える。
【０１５１】
これにより、温度依存性を有するメモリセルの蓄積電荷の保持特性に適合した周期でリフレッシュ動作を行うことができ、広い温度範囲でデータの保持ができると共に、必要以上のリフレッシュ動作を抑制して、リフレッシュ動作に伴う消費電流を低減することができる。
【０１５２】
また、付記２７に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、付記２６に記載の温度検出機能を備えた半導体装置において、リフレッシュ周期制御部は、所定温度以上あるいは所定温度より高温時にはリフレッシュ動作の周期を短く設定し、所定温度より低温あるいは所定温度以下の時には、リフレッシュ動作の周期を長く設定することを特徴とする。
【０１５３】
また、付記３４に係る温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法は、付記３３に記載の温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法において、検出温度が、所定温度以上あるいは所定温度より高温である場合には、リフレッシュ動作の周期を短く設定し、検出温度が、所定温度より低温あるいは所定温度以下である場合には、リフレッシュ動作の周期を長く設定することを特徴とする。
【０１５４】
付記２７の温度検出機能を備えた半導体装置、また付記３４の温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法では、所定温度以上あるいは所定温度より高温時にはリフレッシュ動作の周期を短く設定し、所定温度より低温あるいは所定温度以下の時には、リフレッシュ動作の周期を長く設定する。
【０１５５】
これにより、高温になるに従ってメモリセルの蓄積電荷の保持時間が短くなるデータ保持特性に対応して、データ保持時間が短くなる高温領域でリフレッシュ動作の周期を短く設定し、データ保持時間が長くなる低温領域でリフレッシュ動作の周期を長く設定することができる。高温領域でのデータの保持ができると共に、低温領域での必要以上のリフレッシュ動作を抑制して、リフレッシュ動作に伴う消費電流を低減することができる。特に、リフレッシュ周期を切り替える所定温度を通常使用温度より高温側に設定しておけば、通常使用温度ではリフレッシュ周期が長く設定されることとなり、通常使用状態での低消費電流化を図ることができる。
【０１５６】
【発明の効果】
本発明によれば、所定温度をばらつき少なく検出し、検出された所定温度に応じて動作状態を最適化する温度検出機能を備えた半導体装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の温度検出機能を備えた半導体装置を示す回路ブロック図である。
【図２】 第１実施形態の半導体装置における温度特性を示す特性図である。
【図３】 第２実施形態の温度検出機能を備えた半導体メモリを示す回路ブロック図である。
【図４】 第２実施形態の半導体メモリのリフレッシュ制御特性における温度依存性を示す特性図である。
【図５】 第１及び第２実施形態の第１変形例を示す回路ブロック図である。
【図６】 第１及び第２実施形態の第２変形例を示す回路ブロック図である。
【図７】 リファレンス部の具体例を示す回路図である。
【図８】 リファレンス部の具体例の出力特性を示す特性図である。
【図９】 第１変形例における電圧バイアス部の具体例を示す回路ブロック図である。
【図１０】 第１変形例におけるリファレンス部の具体例を示す回路図である。
【図１１】 レギュレータ部のうちバイアス電圧ＶＢ＋を出力する具体例を示す回路図である。
【図１２】 レギュレータ部のうちバイアス電圧ＶＢ−を出力する具体例を示す回路図である。
【図１３】 図１１のレギュレータ部の具体例をトランジスタレベルで示す回路図である。
【図１４】 温度検出部の具体例を示す回路図である。
【図１５】 温度検出部の具体例における温度特性を示す特性図である。
【図１６】 温度検出部のダイオード構造の第１具体例を示す構造図である。
【図１７】 温度検出部のダイオード構造の第２具体例を示す構造図である。
【図１８】 温度検出部に印加されるバイアス電圧における所定の温度依存性を示す特性図である（検出される温度に対して高温側で状態変化を生ずる場合）。
【図１９】 温度検出部に印加されるバイアス電圧における所定の温度依存性を示す特性図である（検出される温度に対して低温側で状態変化を生ずる場合）。
【図２０】 リフレッシュ制御回路の第１具体例を示す回路図である。
【図２１】 リフレッシュ制御回路の第２具体例を示す回路図である。
【図２２】 リフレッシュ制御回路の第３具体例を示す回路図である。
【図２３】 リフレッシュ制御回路の第４具体例を示す回路図である。
【図２４】 第３実施形態における温度検出部を示す回路図である。
【図２５】 第３実施形態の温度検出部における温度特性を示す特性図である。
【図２６】 第３実施形態の温度検出部における温度特性を示す特性図である（抵抗値が設定値に対して大きくなった場合）。
【図２７】 ＣＭＯＳデバイスで構成された半導体装置の温度特性を例示する特性図である。
【図２８】 従来技術における半導体メモリのリフレッシュ制御部を示す回路ブロック図である。
【図２９】 半導体メモリのリフレッシュ制御特性における温度依存性を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 温度検出機能を備えた半導体装置
２ 温度検出機能を備えた半導体メモリ
１１、２１、４１ 電圧バイアス部
１２Ａ、１２Ｂ、２２ 温度検出部
１３、２３ リファレンス部
１４、２４Ｕ、２４Ｌ、４２、４３ レギュレータ部
１５ 切り替え制御回路
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、１０１
リフレッシュ制御回路
３５ （リフレッシュ又は切り替え）制御回路
７３ 抵抗素子群
Ａ 第１変形例
Ｂ 第２変形例
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード素子
ＤＮ１ 負の温度特性部
Ｓ１ 選択群
ＵＰ１、ＵＰ２ 正の温度特性部
ＶＢ＋、ＶＢ− バイアス電圧
Ｖｎｄ 負の温度特性電圧
Ｖｎｕ 正の温度特性電圧
ｖｒｅｆ、ｖｒｅｆ０５、ｖｒｅｆ２０
リファレンス電圧
【発明の属する技術分野】
本発明は、低温領域及び高温領域を含めた全使用温度範囲において充分な動作性能を得るために、ばらつき少なく検出された検出温度に応じて動作状態を最適化する温度検出機能を備えた半導体装置に関するものであり、特に、半導体記憶装置における動作性能の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置を構成する半導体デバイスは温度特性を有しており、この半導体デバイスが集積されて構成されている半導体装置は、その動作特性上、温度特性を有している。また、半導体装置は、所定の温度範囲において使用されることが一般的であり、全使用温度範囲に対して所定の温度特性を有していることが要請される。
【０００３】
図２７には、代表的な動作特性である消費電流ＩＤＤと各種の動作速度ｔＡＣＣＥＳＳについて、ＣＭＯＳデバイスで構成された半導体装置を例にとり、その温度特性を示している。図２７に示すように、ＣＭＯＳデバイスで構成された半導体装置では一般的に、高温になるほど動作速度ｔＡＣＣＥＳＳが低下し低温になるほど消費電流ＩＤＤが増加する傾向にある。各動作特性は最悪条件において保証するので、使用温度範囲における最大値ｔｍａｘで各種の動作速度ｔＡＣＣＥＳＳを保証し（図２７中、（Ａ））、使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎで消費電流ＩＤＤを保証する（図２７中、（Ｂ））。これにより、全使用温度範囲（ｔｍｉｎ乃至ｔｍａｘ）における動作特性上の仕様を保証している。
【０００４】
図２８、２９には、ＣＭＯＳデバイス構成の半導体装置の代表例として半導体メモリについて、内部構成（図２８）及びそれに係る動作の温度特性（図２９）を示している。ここでは、半導体メモリのうちダイナミックランダムアクセスメモリ（以下、ＤＲＡＭと略記する）等のリフレッシュ動作を必要とする半導体メモリ１００におけるリフレッシュ制御に関する温度特性を示している。
【０００５】
従来より、図２８に示すように、半導体メモリ１００はリフレッシュ制御回路１０１によりメモリセル１０２のリフレッシュ周期ｔＲＥＦを制御されている。図２９に示すように、メモリセル１０２においては、温度上昇と共にリーク電流が増加すること等から電荷等によるデータの保持特性は悪化し、データ保持時間ｔＳＴは短くなる負の温度特性を示す。
【０００６】
一方、リフレッシュ制御回路１０１により設定されるリフレッシュ周期ｔＲＥＦは、リングオシレータ等の発振回路等により設定されるが、ＣＭＯＳデバイスの各種動作速度ｔＡＣＣＥＳＳの温度特性により低温ほど動作速度ｔＡＣＣＥＳＳが高速となる結果、使用温度に対して正の温度特性を有する傾向にある（図２９中、（II））。ここで、使用温度範囲内においてデータ保持時間ｔＳＴと交差するようなリフレッシュ周期ｔＲＥＦの設定では（図２９中、（Ｉ））、データ保持時間ｔＳＴに比してリフレッシュ周期ｔＲＥＦが長い温度領域が存在し（図２９中、（Ｃ））、メモリセル１０２内のデータが消失してしまうため好ましくない。
【０００７】
そこで、使用温度範囲における最大値ｔｍａｘを越えた温度で、データ保持時間ｔＳＴと交差するようにリフレッシュ周期ｔＲＥＦを設定することが一般的である（図２９中、（ＩＩ））。これにより、全使用温度範囲（ｔｍｉｎ乃至ｔｍａｘ）において、データ保持時間ｔＳＴより短いリフレッシュ周期ｔＲＥＦでリフレッシュ動作を行うこととなり、メモリセル１０２に記憶されているデータは消失することはない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばＣＭＯＳデバイスで構成された半導体装置では、消費電流ＩＤＤ及び各種の動作速度ｔＡＣＣＥＳＳの動作保証が、通常の使用温度領域ではない使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎ及び最大値ｔｍａｘで規定されてしまい、この保証値に基づき半導体装置を使用したシステムが設計・製造されてしまう。そのため、通常使用温度領域での半導体装置の動作性能を充分に利用したシステムを構成できない虞があり問題である。
【０００９】
また、半導体メモリ１００においては、データ保持時間ｔＳＴの負の温度特性に加えてリフレッシュ周期ｔＲＥＦの正の温度特性傾向により、使用温度範囲の低温領域で設定されるリフレッシュ周期ｔＲＥＦはデータ保持時間ｔＳＴに比して過度に短く設定されることとなる（図２９中、（Ｄ））。このため、リフレッシュ制御回路１０１は、メモリセル１０２のデータ保持時間ｔＳＴに比して充分に短時間となり必要以上に過度な頻度でリフレッシュ動作を行うこととなる。過度なリフレッシュ動作に伴う電流消費が余分となり低温領域での消費電流ＩＤＤを充分に低減することができず、使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎで保証される消費電流ＩＤＤの動作特性を改善できないという問題がある。
【００１０】
特に、上記半導体メモリ１００が常温以下の温度で通常使用される携帯用機器等においては、常温以下の低温領域で過度なリフレッシュ動作に伴う消費電流ＩＤＤにより、バッテリー駆動による連続使用時間が制限されてしまい問題である。
【００１１】
本発明は前記従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、所定温度をばらつき少なく検出し、検出された所定温度に応じて動作状態を最適化する温度検出機能を備えた半導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、所定温度の検出を行なう所定温度検出部と、所定の試験温度により行われる温度特性試験時に検出される検出温度が、試験温度に設定されている試験温度検出ユニット、高温側に微小な温度差を有する第１近傍温度に設定されている第１近傍温度検出ユニット、及び低温側に微小な温度差を有する第２近傍温度に設定されている第２近傍温度検出ユニットのうちの少なくとも何れか２つのユニットを備えて構成される検出部と、温度特性試験の際、検出部を構成する少なくとも何れか２つのユニットのうち、両端の検出温度が設定されている２つのユニットからの検出結果が相反するように、検出部を構成する各ユニットの各々に対する同等量の補正に基づき、所定温度検出部を補正する補正部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項１の温度検出機能を備えた半導体装置では、温度特性試験時の温度検出に当って、試験温度、試験温度を挟んだ第１及び第２近傍温度から選択される少なくとも２つの温度検出結果を得る。そして両端の検出温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定し、この誤差量に基づいて所定温度を検出する所定温度検出部の補正を行なう。
【００１４】
これにより、従来より行なわれている温度特性試験での温度検出を行い、実際の試験温度との誤差量を測定して、この誤差量に基づいて、所定温度を検出する所定温度検出部を相対的に補正することができる。所定温度検出部で検出すべき所定温度での温度検出試験を行なうことなく、相対的に温度検出部を補正することができ、試験時間の短縮化を図って、試験コストを圧縮することができる。
【００１５】
また、請求項１の温度検出機能を備えた半導体装置では、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、２つの検出結果が相互に相反する状態で試験温度は微小温度差内にあることとなる。微小温度差を調製することにより、試験温度の検出精度を調整することができるので、検出結果の誤差量の精度を調整することができ、所定温度検出部を精度良く相対補正することができる。
【００１６】
また、請求項１の温度検出機能を備えた半導体装置においては、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、検出結果が実際の試験温度に対して高温側／低温側の何れの側にずれているかの判断をすることができ、補正手続きを効率よく実施することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の温度検出機能を備えた半導体装置、試験方法、及び温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法について具体化した第１乃至第３実施形態を図１乃至図２６に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
図１は、第１実施形態の温度検出機能を備えた半導体装置を示す回路ブロック図である。図２は、第１実施形態の半導体装置における温度特性を示す特性図である。図３は、第２実施形態の温度検出機能を備えた半導体メモリを示す回路ブロック図である。図４は、第２実施形態の半導体メモリのリフレッシュ制御特性における温度依存性を示す特性図である。図５は、第１及び第２実施形態の第１変形例を示す回路ブロック図である。図６は、第１及び第２実施形態の第２変形例を示す回路ブロック図である。図７は、リファレンス部の具体例を示す回路図である。図８は、リファレンス部の具体例の出力特性を示す特性図である。図９は、第１変形例における電圧バイアス部の具体例を示す回路ブロック図である。図１０は、第１変形例におけるリファレンス部の具体例を示す回路図である。図１１は、レギュレータ部のうちバイアス電圧ＶＢ＋を出力する具体例を示す回路図である。図１２は、レギュレータ部のうちバイアス電圧ＶＢ−を出力する具体例を示す回路図である。図１３は、図１１のレギュレータ部の具体例をトランジスタレベルで示す回路図である。図１４は、温度検出部の具体例を示す回路図である。図１５は、温度検出部の具体例における温度特性を示す特性図である。図１６は、温度検出部のダイオード構造の第１具体例を示す構造図である。図１７は、温度検出部のダイオード構造の第２具体例を示す構造図である。図１８は、温度検出部に印加されるバイアス電圧における所定の温度依存性を示す特性図である（検出される温度に対して高温側で状態変化を生ずる場合）。図１９は、温度検出部に印加されるバイアス電圧における所定の温度依存性を示す特性図である（検出される温度に対して低温側で状態変化を生ずる場合）。図２０は、リフレッシュ制御回路の第１具体例を示す回路図である。図２１は、リフレッシュ制御回路の第２具体例を示す回路図である。図２２は、リフレッシュ制御回路の第３具体例を示す回路図である。図２３は、リフレッシュ制御回路の第４具体例を示す回路図である。図２４は、第３実施形態における温度検出部を示す回路図である。図２５は、第３実施形態の温度検出部における温度特性を示す特性図である。図２６は、第３実施形態の温度検出部における温度特性を示す特性図である（抵抗値が設定値に対して大きくなった場合）。
【００１９】
図１に示す第１実施形態の温度検出機能を備えた半導体装置１では、内部回路１６と、内部回路１６の動作状態を切り替える切り替え制御回路１５とを備えている。更に、リファレンス部１３とレギュレータ部１４とを備える電圧バイアス部１１と、レギュレータ部１４からのバイアス電圧ＶＢ＋によりバイアスされる温度検出部１２Ｂとを備えている。
【００２０】
リファレンス部１３は、外部から供給される外部電源電圧、あるいは内部にて外部電源電圧から降圧された内部降圧電源により電源供給されており、リファレンス電圧ｖｒｅｆを出力する構成部である。出力されるリファレンス電圧ｖｒｅｆは、電源電圧変動に対して安定して出力されると共に、温度依存性が僅少な、あるいは所定の温度依存性を有する電圧として出力される。
【００２１】
また、レギュレータ部１４は、入力されるリファレンス電圧ｖｒｅｆに対してバイアス電圧ＶＢ＋を出力する構成部である。リファレンス部１３からのリファレンス電圧ｖｒｅｆでは後段の温度検出部１２Ｂを駆動するのに不十分な場合に、充分な駆動能力を確保するために備えられるものである。バイアス電圧ＶＢ＋がリファレンス電圧ｖｒｅｆと同一電圧で出力されるバッファタイプ構成の他、リファレンス電圧ｖｒｅｆから抵抗分圧等で電圧レベルを変換して出力するレベルシフトタイプ構成とすることもできる。リファレンス電圧ｖｒｅｆが安定した電圧であることに基づき、バイアス電圧ＶＢ＋も安定した所定電圧として出力される。
【００２２】
温度検出部１２Ｂは、半導体装置１の使用温度範囲内の所定温度を検出する構成部である。安定した所定電圧を有するバイアス電圧ＶＢ＋によりバイアスされることにより、安定して所定温度を検出することができる。所定温度の検出結果は検出信号ＴＤＯＵＴ１、ＴＤＯＵＴ２として切り替え制御回路１５に出力される。尚、温度検出部１２Ｂでは、後述するように２点の温度を検出するため、各々の温度の検出結果として２種類の検出信号ＴＤＯＵＴ１、ＴＤＯＵＴ２が出力される。
【００２３】
ここで、安定した所定温度の検出をするため温度検出部１２Ｂへのバイアス電圧ＶＢ＋は安定した所定電圧を維持することが好ましい。即ち、直流特性が所定電圧に安定していることの他、半導体装置１内の回路動作等に伴う過渡的な電源変動あるいは接地電圧変動に対しても、電圧変動を招来することなく所定電圧に安定していることが好ましい。そのため、バイアス電圧ＶＢ＋やリファレンス電圧ｖｒｅｆの供給経路上の適宜な位置にローパスフィルタや容量素子を備えておき、内部回路の過渡応答に起因する過渡的なノイズを吸収するようにすることが有効である。
【００２４】
過渡ノイズを抑制する他の方法として、温度検出部１２Ｂへのバイアス電圧ＶＢ＋や接地電圧を、他の内部回路への供給経路とは分離して設けることも有効である。この時、供給経路の分岐点にローパスフィルタや容量素子を接続しておけば、他の内部回路で発生した過渡ノイズは分岐点で吸収されるため、温度検出部１２Ｂに過渡ノイズが回り込む虞がなく好適である。
【００２５】
温度検出部１２Ｂからの検出信号ＴＤＯＵＴ１、ＴＤＯＵＴ２を受けた切り替え制御回路１５は、各々の検出信号ＴＤＯＵＴ１、ＴＤＯＵＴ２に応じて内部回路１６の動作状態を切り替えるための制御信号を出力する。ここで、内部回路１６における動作状態の切り替えとしては、例えば、高温領域においては、内部回路１６内のクリティカルパスの駆動能力を強化するために駆動回路の構成トランジスタの数やサイズを増加させて駆動能力を強化すること等が考えられる。これにより、クリティカルパスの動作速度ｔＡＣＣＥＳＳを改善することができる。また、低温領域においては、逆にクリティカルパスの駆動能力を制限すること等が考えられる。これにより、内部回路１６における消費電流ＩＤＤを低減することができる。
【００２６】
図２に示す第１実施形態の半導体装置１における動作特性の温度による最適化例では、動作特性の代表例として、消費電流ＩＤＤと動作速度ｔＡＣＣＥＳＳとの温度特性を例示している。図２では、温度検出部１２Ｂにより、２点の所定温度ｔｘ１、ｔｘ２が検出され、それぞれの温度ｔｘ１、ｔｘ２において内部回路１６の動作状態が切り替えられる。
【００２７】
第１の所定温度ｔｘ１では、使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎで保証される消費電流ＩＤＤを改善するための設定である。検出温度が第１の所定温度ｔｘ１以下であることを検出する検出信号ＴＤＯＵＴ１により、切り替え制御回路１５が内部回路１６におけるクリティカルパスの駆動能力を制限するように制御信号を出力する。第１の所定温度ｔｘ１以下では駆動能力が制限されるため、消費電流ＩＤＤが低減され特性保証値は改善される。尚、駆動能力を制限することにより動作速度ｔＡＣＣＥＳＳは悪化の方向にシフトするが、このシフト量が特性保証値の範囲内に収まっていれば問題とはならない。
【００２８】
また、第２の所定温度ｔｘ２では、使用温度範囲における最大値ｔｍａｘで保証される動作速度ｔＡＣＣＥＳＳを改善するための設定である。検出温度が第２の所定温度ｔｘ２以上であることを検出する検出信号ＴＤＯＵＴ２により、切り替え制御回路１５が内部回路１６におけるクリティカルパスの駆動能力を強化するように制御信号を出力する。第２の所定温度ｔｘ２以上では、駆動能力が強化されるため動作速度ｔＡＣＣＥＳＳが高速となり特性保証値は改善される。尚、駆動能力を強化することにより消費電流ＩＤＤは増加の方向にシフトするが、このシフト量が特性保証値の範囲内に収まっていれば問題とはならない。
【００２９】
図３に示す第２実施形態の温度検出機能を備えた半導体メモリ２では、第１実施形態の半導体装置１における切り替え制御回路１５及び内部回路１６に代えて、半導体記憶装置２に特有な構成として、リフレッシュ制御回路２５及びメモリセル２６を備えている。更に温度検出部１２Ｂに代えて、温度検出部１２Ａを備えている。尚、第１実施形態における構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付しており同一の作用・効果を奏するものであり、ここでの説明は省略する。
【００３０】
温度検出部１２Ａは温度検出部１２Ｂと同様に、半導体記憶装置２の使用温度範囲内の所定温度を検出する構成部である。安定した所定電圧を有するバイアス電圧ＶＢ＋によりバイアスされることにより、安定して所定温度を検出することができる。所定温度の検出結果は検出信号ＴＤＯＵＴとしてリフレッシュ制御回路２５に出力される。尚、温度検出部１２Ａでは、後述するように１点の温度を検出する。
【００３１】
温度検出部１２Ａからの検出信号ＴＤＯＵＴを受けたリフレッシュ制御回路２５は、メモリセル２６における負の温度特性を示すデータ保持時間ｔＳＴに対して安定したデータ保持特性を得るために、検出信号ＴＤＯＵＴによりリフレッシュ周期ｔＲＥＦを切り替えるための制御信号を出力する。
【００３２】
図４には、第２実施形態の半導体記憶装置２におけるリフレッシュ周期ｔＲＥＦの温度による最適化例を示している。図４では、使用温度範囲内の所定温度ｔｘ０においてリフレッシュ周期ｔＲＥＦをディジタル的に切り替える。これにより、所定温度ｔｘ０以上の使用温度範囲でフレッシュ周期ｔＲＥＦを短い周期に維持したまま（図４中、（ＩＩ））、所定温度ｔｘ０以下の使用温度範囲ではリフレッシュ周期ｔＲＥＦを長く設定することができる（図４中、（Ｉ））。
【００３３】
このリフレッシュ周期ｔＲＥＦの切り替えは、温度検出部１２Ａからの検出信号ＴＤＯＵＴによりリフレッシュ制御回路２５に備えられているリングオシレータ等の発振回路等の発振周期を切り替えること等により行なわれる。低温領域で長くなるメモリセル２６のデータ保持時間ｔＳＴに応じて、リフレッシュ周期ｔＲＥＦを長く設定することができ、低温領域での消費電流ＩＤＤの低減を図り、使用温度範囲における最小値ｔｍｉｎで保証される消費電流ＩＤＤを改善することができる。
【００３４】
尚、温度切り替えの具体例として、使用温度範囲が０℃〜９０℃（ｔｍｉｎ＝０℃、ｔｍａｘ＝９０℃）である半導体メモリ２を考える。リフレッシュ周期ｔＲＥＦを切り替える所定温度ｔｘ０として、例えば５０℃を設定すれば（ｔｘ０＝５０℃）、半導体メモリ２を組み込んだ携帯機器等のシステムにおける通常使用温度である４０℃程度以下の温度においては、リフレッシュ周期ｔＲＥＦは長周期に設定されている。これにより、使用温度範囲の最小値ｔｍｉｎ（＝０℃）に加えて通常使用温度域においても消費電流ＩＤＤを低減することができる。通常使用温度範囲での低消費電流化を図ることができ、バッテリー駆動の携帯機器等における長時間の連続使用時間に資するところ大である。
【００３５】
図５には、第１及び第２実施形態の第１変形例Ａを示している。第１及び第２実施形態の温度検出部１２Ａ、１２Ｂでは、印加される電圧バイアスＶＢ＋は接地電圧との間で印加されることにより温度検出部１２Ａ、１２Ｂを動作させる構成であった。そのため、電圧バイアスＶＢ＋に対しては電源電圧変動や過渡ノイズに対して安定した電圧出力が要求されると共に、僅少な温度依存性あるいは所定の温度依存性を有する必要があった。これに対して第１変形例Ａの温度検出部２２では、正電源側へのバイアス電圧ＶＢ＋に加えて、負電源側にも接地電圧に代えてバイアス電圧ＶＢ−を供給する構成である。
【００３６】
第１変形例Ａでは、第１及び第２実施形態におけるリファレンス部１３とレギュレータ部１４とを備える電圧バイアス部１１に代えて、リファレンス部２３と２セットのレギュレータ部２４Ｕ、２４Ｌとを備える電圧バイアス部２１を備えている。更に、温度検出部１２Ａ、１２Ｂに代えて温度検出部２２を備えている。第１変形例Ａは第１及び第２実施形態の何れにも適用できる構成であり、切り替え制御回路１５あるいはリフレッシュ制御回路２５を代表して（リフレッシュ又は切り替え）制御回路３５として、内部回路１６あるいはメモリセル２６を代表してメモリセル又は内部回路３６を備えている。尚、切り替え制御回路３５による内部回路３６の切り替え制御、及びリフレッシュ制御回路３５によるメモリセル３６のリフレッシュ制御は、第１及び第２実施形態と同様の作用・効果を奏するものであり、ここでの説明は省略する。
【００３７】
リファレンス部２３は、外部から供給される外部電源電圧、あるいは内部にて外部電源電圧から降圧された内部降圧電源により電源供給されており、２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５を出力している。後述するように２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５は１つの基準電圧ｖｒｅｆに対して抵抗分圧等で生成することができる。従って、リファレンス電圧間の差電圧は、直流的に一定の電圧差を有すると共に、各々のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５は過渡的な電圧変動に対して同相特性を有するため過渡応答的にも一定の電圧差を維持することができる。また、温度依存性も同等である。
【００３８】
また、レギュレータ部２４Ｕ、２４Ｌは、入力される２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５の各々に対して正電源側のバイアス電圧ＶＢ＋及び負電源側のバイアス電圧ＶＢ−を出力する。
【００３９】
尚、レギュレータ部２４Ｕ、２４Ｌによる駆動能力の確保、及び駆動能力確保のための構成、また、リファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５、及びバイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の電圧安定性については、第１及び第２実施形態における場合と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００４０】
温度検出部２２では、正電源側にバイアス電圧ＶＢ＋が供給されると共に、負電源側にバイアス電圧ＶＢ−が供給される。リファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５の差電圧は直流的にも過渡応答的にも一定の電圧差を有するので、リファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５から生成されるバイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の差電圧を、直流的かつ過渡応答的に、しかも温度に拠らず一定の電圧差を有する所定電圧とすることができる。従って、温度検出部２２には常に一定の安定した所定電圧が印加されることとなり、安定して所定温度を検出することができる。所定温度の検出結果は検出信号ＴＤＯＵＴとして（リフレッシュ又は切り替え）制御回路３５に出力される。第１及び第２実施形態における電圧バイアス部１１で必要であった、僅少あるいは所定の温度依存性は必要ではなくなり、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−をより簡便に生成することができる。
【００４１】
尚、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の安定化のために、ローパスフィルタや容量素子を備えたり、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−を温度検出部２２にのみ供給する供給経路を設ける等の方策は、第１及び第２実施形態の場合と同様に適用することができる。
【００４２】
図６には、第１及び第２実施形態の第２変形例Ｂを示している。第２変形例Ｂでは、第１及び第２実施形態におけるリファレンス部１３とレギュレータ部１４とを備える電圧バイアス部１１に代えて、リファレンス部１３と２組のレギュレータ部４２、４３とを備える電圧バイアス部４１を備えている。
【００４３】
第２変形例Ｂでは、２組のレギュレータ部４２、４３のうち、メモリセル又は内部回路３６にバイアス電圧を供給するレギュレータ部４３とは別に分離独立したレギュレータ部４２を備えており、温度検出部１２Ａ又は１２Ｂにのみ専用にバイアス電圧ＶＢ＋を供給している。これにより、メモリセル又は内部回路３６の動作による過渡的なノイズが温度検出部１２Ａ又は１２Ｂへのバイアス電圧ＶＢ＋に混入する虞がなくなり、安定したバイアス電圧ＶＢ＋を印加することができる。尚、レギュレータ部４２はレギュレータ部１４と同様の構成ある。また、レギュレータ部４２及び温度検出部１２Ａ、１２Ｂに代えて、レギュレータ部２４Ｕ、２４Ｌ及び温度検出部２２を備える構成とすることもできる。
【００４４】
尚、その他の構成、及び作用・効果に関しては、第１及び第２実施形態における場合と同様であり、ここでの説明は省略する。
【００４５】
次に、第１及び第２実施形態、第１及び第２変形例における各構成要素に対する具体例を示す。
【００４６】
図７に示すリファレンス部１３の具体例では、電流調整用の抵抗素子Ｒ１が接地電圧とソース端子との間に接続されたＮＭＯＳトランジスタＭＮ１と、ダイオード接続されたＮＭＯＳトランジスタＭＮ２とにより構成される第１のカレントミラー回路に対して、電流のフィードバックがかかるように接続されたＰＭＯＳトランジスタＭＰ１、ＭＰ２による第２のカレントミラー回路が接続されている。このフィードバック系により決定されるバイアス電流が、第２のカレントミラー回路を構成するもうひとつのＰＭＯＳトランジスタＭＰ３からダイオード接続のＰＭＯＳトランジスタＭＰ４に流れ、その接続点からリファレンス電圧ｖｒｅｆが出力される。
【００４７】
図７のリファレンス部１３では、抵抗素子Ｒ１の抵抗値に応じて第１のカレントミラー回路の電流ミラー比が変化してバイアス電流値が調整されることにより、リファレンス電圧ｖｒｅｆが変化する。更にＰＭＯＳ／ＮＭＯＳトランジスタのデバイス特性等における温度依存性の違いにより、バイアス電流値に応じて異なる温度依存性を示す。この特性を図８に示す。デバイス間の温度依存性がバランスしてリファレンス電圧ｖｒｅｆの温度依存性が相殺されるバイアス電流値が存在し、このときの抵抗素子Ｒ１の抵抗値はＲ１＝Ｒｘである。
【００４８】
Ｒ１＝Ｒｘから低抵抗側（より大きなバイアス電流が流れる側）では、抵抗値Ｒ１に対するリファレンス電圧ｖｒｅｆの依存性は比較的大きくなるが、温度に対しては正の依存性を有しており、使用温度範囲の端（最小値：ｔｍｉｎ、最大値：ｔｍａｘ）での動作特性の保証には好ましい。即ち、半導体装置１や半導体メモリ２等ではリファレンス電圧ｖｒｅｆに基づいて各種内部回路のバイアス電圧を構成しており、低温領域でリファレンス電圧ｖｒｅｆが降圧することにより消費電流ＩＤＤを低減する効果を有し、高温領域でリファレンス電圧ｖｒｅｆが昇圧することにより動作速度ｔＡＣＣＥＳＳを改善することができるからである。従って、通常のバイアス電圧としてはこの温度特性領域を使用することが一般的である。
【００４９】
これに対して、Ｒ１＝Ｒｘから高抵抗側（より小さなバイアス電流が流れる側）では、温度に対するリファレンス電圧ｖｒｅｆの温度依存性は逆転するものの抵抗値Ｒ１に対する依存性は小さくなり抵抗素子Ｒ１のばらつきに対して比較的一定の電圧を得ることができる。ＰＭＯＳ／ＮＭＯＳトランジスタのデバイス特性における温度依存性等を適宜に調整してこのバイアス電流領域での温度依存性を抑制することにより、温度依存性が僅少な一定のリファレンス電圧ｖｒｅｆを出力することができる。
【００５０】
また、Ｒ１＝Ｒｘから低抵抗側、高抵抗側の何れの領域における温度依存性においても検出すべき所定温度のずれが、動作状態やリフレッシュ周期を切り替えるべき温度領域に対して余裕のある温度方向へのずれに当たる場合には、リファレンス電圧ｖｒｅｆとして所定の温度依存性を有した電圧として出力することができる。具体例として、高温側でのデータ保持特性が律速となるリフレッシュ周期の切り替えにおいては、切り替えるべき温度が低温側へずれる場合は余裕のある温度方向へのずれに当たる（図４、参照）。温度検出部１２Ａ、１２Ｂの回路構成との組合せにより、Ｒ１＝Ｒｘから低抵抗側あるいは高抵抗側の何れかの領域を選択してやれば温度特性のばらつきに対して安定した切り替え動作を実現することができる。
【００５１】
図９に示す電圧バイアス部２１の具体例では、図７における具体例をリファレンス部Ａ（１３）とし、更にリファレンス部Ｂ（１３Ｂ）を備えてリファレンス部Ａ（１３）からのリファレンス電圧ｖｒｅｆから２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５を生成するリファレンス部２３を構成している。リファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５は、各々、レギュレータ部Ｕ／Ｌ（２４Ｕ／２４Ｌ）を介して２種類のバイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−を生成する。
【００５２】
図１０に示すリファレンス部Ｂ（１３Ｂ）の具体例では、電圧源からＰＭＯＳトランジスタＭＰ５を介して、複数の抵抗素子を有する抵抗素子列５１が接続されている。抵抗素子列５１の所定位置をリファレンス電圧ｖｒｅｆに制御するように、増幅器Ａ１によりＰＭＯＳトランジスタＭＰ５のゲート端子が制御される構成である。抵抗素子列５１の所定位置をリファレンス電圧ｖｒｅｆに制御することにより、抵抗素子列５１の適宜の位置から２種類のリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５を出力することができる。
【００５３】
図１１及び図１２は、各々、レギュレータ部Ｕ（２４Ｕ）及びレギュレータ部Ｌ（２４Ｌ）の具体例である。また、図１１は、レギュレータ部１４の具体例でもある。図１１では、電圧源に接続されたＰＭＯＳトランジスタＭＰ６を増幅器Ａ２で制御しながらリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０と同電圧のバイアス電圧ＶＢ＋を出力する。図１２では、抵抗素子Ｒ２を介して電圧源に接続されたＮＭＯＳトランジスタＭＮ３を増幅器Ａ３で制御しながらリファレンス電圧ｖｒｅｆ０５と同電圧のバイアス電圧ＶＢ−を出力する。共にリファレンス電圧ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５の電圧値を維持したまま駆動能力を強化するバッファ回路である。
【００５４】
図１３には、図１１のレギュレータ部１４、２４Ｕについて増幅器Ａ２の回路構成を具体的に示している。ＰＭＯＳトランジスタＭＰ７、ＭＰ８で構成された能動負荷を備えてＮＭＯＳトランジスタＭＮ４、ＭＮ５の差動入力段が構成されている。また、リファレンス電圧ｖｒｅｆでゲート端子がバイアスされたＮＭＯＳトランジスタＭＮ６によりバイアス電流が供給されている。
【００５５】
図１４には、温度検出部１２Ａ、２２の具体例を示す。正電源側のバイアス電圧ＶＢ＋から負電源側のバイアス電圧ＶＢ−に向けて、ダイオード素子Ｄ１及び抵抗素子ＲＡ、ＲＢを接続する正の温度特性部ＵＰ１と、抵抗素子Ｒ３及びダイオード素子Ｄ２とを接続する負の温度特性部ＤＮ１とを備えている。正の温度特性部ＵＰ１の抵抗素子ＲＡ及びＲＢ間、負の温度特性部ＤＮ１の抵抗素子Ｒ３及びダイオード素子Ｄ２間の各々から、正の温度特性電圧Ｖｎｕ及び負の温度特性電圧Ｖｎｄを有する端子ｎｕ及びｎｄが、比較器Ａ４の入力端子に接続されている。そして比較器Ａ４から温度の検出信号ＴＤＯＵＴが出力されている。ここで、温度検出部１２Ａについてはバイアス電圧ＶＢ−は接地電圧であり、温度検出部２２についてはレギュレータ部２４Ｌからのバイアス電圧ＶＢ−である。いずれの場合も正の温度特性部ＵＰ１及び負の温度特性部ＤＮ１の出力電圧には電圧差ＶＢが印加される。
【００５６】
尚、温度検出部１２Ｂ等の２種類以上の温度検出を行う温度検出部については、抵抗素子ＲＡ、ＲＢを更に分割して得られる適宜な分圧位置からの出力を有する正の温度特性部と比較器とを検出温度数に応じて更に備えることにより構成することができる。
【００５７】
図１５に示すように、正の温度特性電圧Ｖｎｕは、正電源のバイアス電圧ＶＢ＋からダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦ分降圧した電圧を抵抗素子ＲＡとＲＢとで分圧した電圧である。負の温度特性電圧Ｖｎｄは、負電源のバイアス電圧ＶＢ−からダイオードＤ２の順方向電圧ＶＦ分昇圧した電圧である。ここで、順方向電圧ＶＦは−２ｍＶ／℃の温度特性を有する。
【００５８】
バイアス電圧ＶＢ＋からの順方向電圧ＶＦの降圧により設定される正の温度特性電圧Ｖｎｕは、２ｍＶ／℃の温度特性を抵抗素子ＲＡとＲＢとで分圧した正の温度特性を示す。これに対してバイアス電圧ＶＢ−からの順方向電圧ＶＦの昇圧により設定される負の温度特性電圧Ｖｎｄは、−２ｍＶ／℃の負の温度特性を有することとなる。抵抗素子ＲＡとＲＢとの抵抗比を適宜に調整すれば、所定の温度において電圧Ｖｎｕ、Ｖｎｄを交差させることができる。数値例として、（ＶＢ＋）−（ＶＢ−）＝２Ｖ、所定温度ｔｘ０においてＶＦ＝０．７Ｖであるとすると、抵抗素子ＲＡ、ＲＢの抵抗比をＲＡ：ＲＢ＝６：７に設定してやればよい。
【００５９】
ここで、第１変形例Ａでは、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−が同相の信号として供給されるので、電圧値のばらつきに対して図１５の特性が影響を受けることは少ない。また、バイアス電圧ＶＢ−が接地電圧である場合（第１実施形態の半導体装置１、第２実施形態の半導体メモリ２の場合）には、負の温度特性電圧Ｖｎｄは、ダイオードＤ２の順方向電圧ＶＦによる昇圧により設定されるため、電圧バイアス部１１からのバイアス電圧ＶＢ＋のばらつきの影響を受けることはない。これに対して、正の温度特性電圧Ｖｎｕは、バイアス電圧ＶＢ＋からの順方向電圧ＶＦの降圧により設定されるので、電圧バイアス部１１、４１からバイアス電圧ＶＢ＋が僅少のあるいは所定の温度依存性を有して安定して供給されることが必要となる。
【００６０】
仮に、バイアス電圧ＶＢ＋がばらついてしまう場合を考える。バイアス電圧ＶＢ−を接地電圧であると仮定しばらつきはないものとすると、バイアス電圧ＶＢ＋のばらつきは、正／負の温度特性部ＵＰ１／ＤＮ１間の電圧差ＶＢのばらつきとなる。バイアス電圧ＶＢ＋の負電圧側へのばらつきに応じて電圧差ＶＢも負電圧側にばらつき、正の温度特性電圧Ｖｎｕも負電圧側にばらつく（図１５中、（Ｆ））。また、バイアス電圧ＶＢ＋が正の温度特性を有していればそれに応じて電圧差ＶＢも正の温度特性を有し、電圧Ｖｎｕにも同様な温度特性が現れる（図１５中、（Ｇ））。高温領域を基準とした温度特性であると考えると低温側においてばらつきの大きな特性となる。
【００６１】
このばらつきにより、電圧Ｖｎｕ、Ｖｎｄが交差する温度ｔｘは、所定温度ｔｘ０から高温側にシフトしてしまう。半導体メモリ２のリフレッシュ周期ｔＲＥＦの切り替え制御においては、長周期のリフレッシュ周期ｔＲＥＦを高温側に拡大することになり、メモリセル２６のデータ保持特性を悪化させることとなる。設定条件によってはリフレッシュ周期ｔＲＥＦがデータ保持時間ｔＳＴより長くなってしまい、データが消失してしまう虞もある（図４中、（Ｅ））。
【００６２】
このばらつきを具体的な数値例に基づき例示する。図１４より電圧Ｖｎｕ、Ｖｎｄは、ＲＡ：ＲＢ＝６：７であることより、
Ｖｎｕ＝（ＲＢ／（ＲＡ＋ＲＢ））×（ＶＢ−ＶＦ）
＝（７／１３）×（ＶＢ−ＶＦ）・・・・・・・・（１）
Ｖｎｄ＝ＶＦ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２）
ＶＢ＝２Ｖに対して−０．２Ｖのばらつきが生ずるとすると、式（１）より、Ｖｎｕ'＝（７／１３）×（２−０．２−ＶＦ）・・・・・（３）
となる。電圧Ｖｎｕ、Ｖｎｄの交差電圧は、式（２）、（３）より、
（７／１３）×（２−０．２−ＶＦ）＝ＶＦ
ＶＦ＝（１．８×７）／２０＝０．６３・・・・・・・・（４）
となる。所定温度ｔｘ０においてはＶＦ＝０．７Ｖであると仮定しているので、ＶＦの温度特性（−２ｍＶ／℃）より、所定温度ｔｘのばらつきは、
Δｔｘ＝ｔｘ−ｔｘ０＝（６３０−７００）／（−２）＝３５℃
と求められる。図４において例示したｔｘ０＝５０℃の設定に対し、ｔｘ＝８５℃となり、ｔｍａｘ＝９０℃に対して設定余裕がなくなってしまう。
【００６３】
以上のような検出すべき所定温度のばらつきを抑制し、あるいは内部動作等の切り替え余裕のある温度方向にばらつきを制御するため、図７のリファレンス部１３における抵抗素子Ｒ１の抵抗値を適宜に設定して、温度依存性の僅少な、あるいは所定の温度依存性を有する特性領域（図８、参照）を設定することにより、温度検出を確実に行うことができる。
【００６４】
ここで、図１４の温度検出部１２Ａ、２２におけるダイオード素子Ｄ１、Ｄ２を半導体装置１、半導体メモリ２等で構成する場合の第１及び第２具体例を図１６、１７に示す。第１及び第２具体例では、Ｎ型基板上に構成する場合を例示している。
【００６５】
図１６の第１具体例では、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２は深い拡散層と浅い拡散層とにより構成される。アノード端子を構成する深い拡散層は、ＣＭＯＳデバイス等に使用するＰ型ウェル層６１、６２等のうち、内部回路が配置されるＰ型ウェル層６２と分離されたＰ型ウェル層６１を使用している。カソード端子は、Ｐ型ウェル層６１内に形成されるＣＭＯＳデバイスのソース・ドレイン層のＮ型拡散層６３等を使用する。内部回路を構成するＰ型ウェル層６２とは分離独立したＰ型ウェル層６１を使用するので、内部回路からのノイズの回り込みを抑止して安定した正の温度特性部ＵＰ１、負の温度特性部ＤＮ１を構成することができる。尚、各半導体層の導電型が逆の場合にも同様にダイオード素子Ｄ１、Ｄ２を構成することができる。
【００６６】
図１７の第２具体例では、Ｎ型基板上に構成する場合を例示している。ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２はＮ型基板とＰ型拡散層とにより構成される。Ｎ型基板をカソード端子とし、アノード端子は、ＣＭＯＳデバイスのソース・ドレイン層を構成するＰ型拡散層６５等を使用することができる。隣接する内部回路を構成するＰ型拡散層６６からのノイズの影響を抑止するために、Ｐ型拡散層６５を取り囲むようにＰ型拡散層６６との間にＮ＋型拡散層６７を配置する。このＮ＋型拡散層６７は、Ｎ型基板のバイアス用端子として接地電圧等でバイアスされている。周辺回路からの基板電流を吸収することによりダイオード素子のカソード端子へ安定したバイアスを供給する機能を有しており、周辺回路からのシールド構造を提供するものである。尚、各半導体層の導電型が逆の場合にも同様にダイオード素子を構成することができる。
【００６７】
尚、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２に代えて、ダイオード接続されたバイポーラ素子、あるいはダイオード接続されたＭＯＳトランジスタ素子で構成することもできる。
【００６８】
次に、電圧バイアス部１１、２１、４１から出力される所定電圧ＶＢに所定の温度依存性がある場合に、温度検出部１２Ａ、２２に及ぼす効果について図１８、１９に基づき説明する。
【００６９】
図１８では、検出すべき所定温度ｔｘ０より高温領域において半導体装置１、半導体メモリ２等の動作状態を変化させるべき場合を示す（図１８中、（Ｘ））。例えば、半導体メモリ２においては、リフレッシュ周期ｔＲＥＦを短く設定すべき温度領域である。
【００７０】
この場合の所定の温度依存性としては２通りが考えられる。第１は、高温領域における所定電圧ＶＢの電圧値を設定値として、この設定電圧を基準にした負の温度特性を所定の温度依存性とする場合である。この温度依存性により温度検出部１２Ａ、２２の正の温度特性電圧Ｖｎｕは、高温領域を基準として低温領域でより高い電圧値を有する特性となる（図１８中、（１））。これにより、検出される温度ｔｘ（１）が所定温度ｔｘ０に比して低温側にシフトし動作状態を変化させるべき領域（Ｘ）に対して余裕のある温度方向にずれることとなる。
【００７１】
第２は、低温領域における所定電圧ＶＢの電圧値を設定値として、この設定電圧を基準にした正の温度特性を所定の温度依存性とする場合である。この場合、正の温度特性電圧Ｖｎｕは、低温領域を基準として高温領域でより高い電圧値を有する特性となる（図１８中、（２））。これにより、検出される温度ｔｘ（２）が所定温度ｔｘ０に比して低温側にシフトし領域（Ｘ）に対して余裕のある温度方向にずれることとなる。
【００７２】
従って、電圧バイアス部１１、２１、４１から出力される所定電圧ＶＢにおける温度依存のばらつきが、上記の所定の温度依存性の範囲内にあれば、検出される温度が動作状態を変化させるべき領域（Ｘ）に食い込んでしまうことはなく、温度検出による切り替え動作を安定して行なうことができる。
【００７３】
図１９は、動作状態を変化させるべき領域（Ｘ）が、検出すべき所定温度ｔｘ０より低温領域にある場合を示す（図１９中、（Ｘ））。この場合は、低温領域における所定電圧ＶＢの電圧値を設定値として負の温度特性を所定の温度依存性とすることにより（図１９中、（３））、あるいは高温領域における所定電圧ＶＢの電圧値を設定値として正の温度特性を所定の温度依存性とすることにより（図１９中、（４））、図１８の場合と同様な作用・効果を奏することとなる。
【００７４】
また、図１４における負の温度特性を有するダイオードＤ１、Ｄ２に代えて、正の温度特性を有する降圧部を備える構成とすることもできる。この場合も、図１８、１９と同様な所定の温度依存性を所定電圧ＶＢに持たせてやれば、同様の作用・効果を得ることができる。ここで、正の温度特性を有する降圧部の例としては、ＭＯＳトランジスタによる能動負荷等が考えられる。
【００７５】
次に、図２０乃至２３によりリフレッシュ制御回路２５の具体例を示す。
図２０は第１具体例である。インバータ論理ゲートを奇数段ループ状に接続した発振回路部分ＲＯより制御信号ＲＥＦＣをメモリセル２６に出力する構成である。
【００７６】
発振回路部分ＲＯの各インバータ論理ゲートのＰＭＯＳトランジスタ及びＮＭＯＳトランジスタのソース端子には、各々、ＰＭＯＳトランジスタ（ＭＰの構成トランジスタ）及びＮＭＯＳトランジスタ（ＭＮの構成トランジスタ）を介して電源電圧及び接地電圧に接続されており、発振回路部分ＲＯの各インバータ論理ゲートの駆動電流を規定している。駆動電流は温度検出部１２Ａ、２２からの検出信号ＴＤＯＵＴに応じて制御されるセレクタ５２、５３により、各々電流値の異なる電流源ＩＵ１とＩＵ２、ＩＬ１とＩＬ２を選択することにより行われる。インバータ論理ゲートは駆動電流に応じて伝播遅延時間が制御されてリフレッシュ周期ｔＲＥＦの切り替わりが制御される。
【００７７】
図２１は第２具体例である。発振回路部分ＲＯについては図２０の第１具体例と同一の構成を有している。第２具体例では、発振周期を制御する駆動能力の制御を、電源電圧を制御することにより実現している。温度検出部１２Ａ、２２からの検出信号ＴＤＯＵＴに応じて制御されるセレクタ５４によりコントロール電圧Ｖｃが選択され、バッファ回路Ａ５を介して発振回路部分ＲＯの低電圧側端子に接続される。発振回路部分ＲＯの低電圧側端子の電圧値を制御して駆動電源電圧を可変とすることによりリフレッシュ周期ｔＲＥＦを制御する。
【００７８】
図２２は第３具体例である。第１及び第２具体例の発振回路部分ＲＯと同一の構成を備えている。第３具体例では、セレクタ５５により発振回路部分ＲＯのループ段数を切り替えることにより発振周期を可変としてリフレッシュ周期ｔＲＥＦを切り替える構成である。切り替えはセレクタ５５に入力される温度検出部１２Ａ、２２からの検出信号ＴＤＯＵＴにより行なわれる。
【００７９】
図２３は第４具体例である。Ｄ型フリップフロップを直列に接続した分周回路を構成しており、初段の入力信号φ１として図示しない発振回路からの発振信号を入力している。所定分周比の発振信号をセレクタ５６により適宜選択する構成である。選択はセレクタ５６に入力される温度検出部１２Ａ、２２からの検出信号ＴＤＯＵＴにより行なわれる。
【００８０】
以上に説明した第１及び第２実施形態、また、これらの変形例によれば、温度検出機能を備えた半導体装置１等の動作特性における温度依存性に応じて、また温度検出機能を備えた半導体メモリ２等のメモリセル２６等の電荷保持特性における温度依存性に応じて、温度検出部１２Ａ、１２Ｂ等により検出される所定温度ｔｘ０で、内部動作あるいはリフレッシュ周期ｔＲＥＦの切り替え動作を行うことができる。これにより、広い使用温度範囲（ｔｍｉｎ乃至ｔｍａｘ）で内部動作あるいはメモリセル２６等のデータの保持ができる。
【００８１】
特に、半導体メモリ２等では、高温領域でのメモリセル２６等のデータ保持時間ｔＳＴに応じてリフレッシュ周期ｔＲＥＦを短く設定し、データ保持時間ｔＳＴが長くなる低温領域ではリフレッシュ周期ｔＲＥＦを長く設定することができる。高温領域でのデータの保持ができると共に、低温領域での必要以上のリフレッシュ動作を抑制して、リフレッシュ動作に伴う消費電流ＩＤＤを低減することができる。特に、リフレッシュ周期ｔＲＥＦを切り替える所定温度ｔｘ０を通常使用温度より高温側に設定しておけば、通常使用温度ではリフレッシュ周期ｔＲＥＦが長く設定されることとなり、通常使用状態での低消費電流化を図ることができる。
【００８２】
また、第１変形例Ａの温度検出部２２では、正電源側に電圧バイアスＶＢ＋が印加され、負電源側に電圧バイアスＶＢ−が印加され、正電源側と負電源側との電圧差は所定電圧ＶＢに維持される。電圧バイアスＶＢ＋、ＶＢ−は、所定の電圧差を維持する直流出力特性と共に、同等かつ同相の過渡応答出力特性を具備するので、温度検出部２２の正／負電源間は、直流特性として所定電圧ＶＢがバイアスされると共に、過渡応答的にも電圧差を所定電圧ＶＢに維持することができる。バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の変動しても検出されるべき所定温度ｔｘ０が変動することなく、安定した温度の検出をすることができる。
【００８３】
また、所定電圧ＶＢは、図９乃至１２より外部電源電圧と接地電圧との間の電圧差に比して小さいので、外部電源電圧に関する仕様上の許容電圧変動幅に比して小さな電圧変動幅を有する所定電圧ＶＢで温度検出部２２をバイアスすることができ、検出されるべき所定温度ｔｘ０の変動を更に抑制することができる。
【００８４】
また、図１４に示す温度検出部１２Ａ、１２Ｂをバイアスするバイアス電圧ＶＢ＋は、温度依存性が僅少な所定電圧、あるいは所定の温度依存性を有する所定電圧を出力する構成としても良い。これにより、温度検出部１２Ａ、１２Ｂをバイアスするバイアス電圧ＶＢ＋の温度依存性を規定することにより、温度検出部１２Ａ、１２Ｂの検出精度を向上させることができる。
【００８５】
所定電圧ＶＢを所定の温度依存性を有するように構成してやれば、検出すべき温度に対して余裕のある方向に設定することができ、検出すべき温度を閾値とする動作状態の変化を確実に行わせることができる。
【００８６】
また、リファレンス電圧ｖｒｅｆ、ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５を出力するリファレンス部１３、２３と、リファレンス電圧ｖｒｅｆ、ｖｒｅｆ２０、ｖｒｅｆ０５から生成されるバイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−を出力するレギュレータ部１４、２４Ｕ、２４Ｌ、４２とを備える構成であれば、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−は、同等な直流特性、及び同等且つ同相の過渡応答特性を有することができる。
【００８７】
また、図７に示すリファレンス部１３の具体例よれば、抵抗素子Ｒ１の抵抗値に応じて、出力電圧ｖｒｅｆ及びその温度特性が変化するので、抵抗素子Ｒ１を調整してやれば、所定電圧ＶＢを、僅少な温度依存性、あるいは所定の温度依存性を有するように調整することができる。
【００８８】
また、バイアス電圧ＶＢ＋、ＶＢ−の供給経路のうち少なくとも何れか一方に、ローパスフィルタ、あるいは容量素子を備えてやれば、電圧変動に対しても、直接にあるいは温度検出部１２Ａ、１２Ｂ、２２を介して変動を抑制することができ、温度検出部２２へのバイアス電圧ＶＢを安定化させることができる。
【００８９】
尚、図１４に示すように、温度検出部１４は、温度により変化する出力特性が相互に逆の温度依存性を有する正の温度特性部ＵＰ１と負の温度特性部ＤＮ１とを備え、両者の出力値を比較する比較器Ａ４を備える構成することにより、相互に逆特性の出力信号が交差することで所定温度ｔｘ０を検出することができる。
【００９０】
また、正の温度特性部ＵＰ１、及び負の温度特性部ＤＮ１は、ダイオード素子Ｄ１と抵抗素子ＲＡ、ＲＢ、及び抵抗素子Ｒ３とダイオード素子Ｄ２で構成されており、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２は各々同等な温度特性を有すると共に、抵抗素子ＲＡとＲＢ、及びＲ３を更に分割して、適宜な分圧位置から複数の出力端子を取り出せば、複数の温度を検出することができる。
【００９１】
また、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２は、ウェル拡散層６１とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層６３との間で構成し、ウェル拡散層６１についてはＭＯＳトランジスタが配置されるウェル拡散層６２とは分離独立して構成することができる。また、基板層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層６５との間で構成し、ソース・ドレイン用拡散層６５の周囲に外部からの基板ノイズを低減するためのシールド構造となるＮ＋型拡散層６７を有する構成とすることもできる。これにより、周辺回路からのノイズの回り込みが防止されたダイオード素子Ｄ１、Ｄ２を構成することができる。また、ダイオード素子Ｄ１、Ｄ２に代えて、ダイオード接続されたバイポーラ素子、あるいはダイオード接続されたＭＯＳトランジスタ素子で構成することもできる。
【００９２】
温度検出部１２Ａ、１２Ｂについては、負電源側を接地電圧とした構成であり、温度検出部２２と同様の作用・効果を奏するものである。この時、接地電圧は温度検出部１２Ａ、１２Ｂへの専用の供給経路により供給されていれば、周辺回路からのノイズの回り込みを防止することができる。
【００９３】
図２４に示す第３実施形態では、温度検出機能を備えた半導体装置あるいは半導体メモリにおける温度検出部３を示す。試験時に温度検出部３の検出結果の補正を容易にする構成である。図２４中、検出信号ＴＤＯＵＴ５０は、実動作時に検出したい所定温度ｔｘ０（例えば、５０℃）の検出信号である。検出信号ＴＤＯＵＴ９０は、温度特性試験時の試験温度（例えば、９０℃）の検出信号である。また、点線部７１、７２は、温度特性試験時の試験温度の近傍温度（例えば、８７℃、９３℃）の検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３である。
【００９４】
正の温度特性部ＵＰ２では、正の温度特性部ＵＰ１における抵抗素子ＲＡ、ＲＢに代えて複数の抵抗素子を備える抵抗素子群７３を備えている。この抵抗素子群７３のうち各所定端子の電圧が正の温度特性電圧Ｖｎｕ５０、Ｖｎｕ９０、Ｖｎｕ８７、Ｖｎｕ９３として比較器群Ｃ１の各比較器に入力される。このとき、抵抗素子群７３の各端子ｎｕ２乃至４、ｎｕ１０乃至１２、ｎｕ６乃至８、ｎｕ１４乃至１６から所定の端子を選択するのが選択群Ｓ１である。選択群Ｓ１は、ＭＯＳデバイスで構成されるトランスファゲートＴ２乃至４、Ｔ１０乃至１２、Ｔ６乃至８、Ｔ１４乃至１６で構成されている。抵抗素子群７３における所定温度検出の設定値を選択するトランスファゲートＴ３、Ｔ１１、Ｔ７、Ｔ１５に対しては選択信号ｆｘ＜２＞、ｆｚ＜２＞が選択され、設定値に対して正の補正を選択するトランスファゲートＴ２、Ｔ１０、Ｔ６、Ｔ１４に対しては補正信号ｆｘ＜１＞、ｆｚ＜１＞が選択され、負の補正を選択するトランスファゲートＴ４、Ｔ１２、Ｔ８、Ｔ１６に対しては補正信号ｆｘ＜３＞、ｆｚ＜３＞が選択される。尚、比較器群Ｃ１にて比較された比較結果は、反転バッファ群Ｂ１により論理信号の反転、波形整形、駆動能力の付与等を施され、検出信号ＴＤＯＵＴ５０、ＴＤＯＵＴ９０、ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３として出力される。ここで、選択／補正信号ｆｘ＜１＞乃至＜３＞は、ＰＭＯＳトランジスタの駆動信号でローアクティブの信号であり、選択／補正信号ｆｚ＜１＞乃至＜３＞は、ＮＭＯＳトランジスタの駆動信号でハイアクティブの信号である。
【００９５】
以下、温度検出部３の検出すべき所定温度ｔｘ０（例えば、５０℃）の２種類の補正方法について説明する。第１の方法は、温度特性試験時の試験温度（例えば、９０℃）を検出することにより得られる検出信号ＴＤＯＵＴ９０を補正する方法である。正常な動作状態においては、試験温度（例えば、９０℃）で正の温度特性電圧Ｖｎｕ９０が負の温度特性電圧Ｖｎｄを上回り、検出信号ＴＤＯＵＴ９０は論理反転してローレベル信号を出力する。しかしながら、製造上のばらつき等により抵抗素子群７３を構成する抵抗素子のシート抵抗値が小さくなっていると、試験温度（９０℃）においても正の温度特性電圧Ｖｎｕ９０が負の温度特性電圧Ｖｎｄを上回らず、検出信号ＴＤＯＵＴ９０はハイレベル信号を出力する。このとき、補正信号ｆｘ＜１＞、ｆｚ＜１＞を選択して端子ｎｕ１０を選択する補正をすれば、正の温度特性電圧Ｖｎｕ９０が上昇して検出信号ＴＤＯＵＴ９０が反転し試験温度の検出ができるようになる。
【００９６】
また、シート抵抗値が大きくなっている場合には、試験温度（９０℃）に至る前に検出信号ＴＤＯＵＴ９０が既にローレベル信号となっている。この場合には、補正信号ｆｘ＜１＞、ｆｚ＜１＞から選択信号ｆｘ＜２＞、ｆｚ＜２＞を介して補正信号ｆｘ＜３＞、ｆｚ＜３＞に至るまで順次、信号を切り替えていき、検出信号ＴＤＯＵＴ９０がローレベルに反転する信号により選択される抵抗素子群７３の端子位置を補正位置とすることができる。
【００９７】
所定温度ｔｘ０（５０℃）の検出は、試験温度（９０℃）の検出と同じ抵抗素子群７３の抵抗分圧により構成されているので、検出信号ＴＤＯＵＴ９０に行った補正と同様の補正をすれば検出信号ＴＤＯＵＴ５０も正しく出力されるようになる。従って、同一補正信号ｆｘ＜３＞、ｆｚ＜３＞により、正の温度特性電圧Ｖｎｕ５０は端子ｎｕ４の電圧に設定される。所定温度ｔｘ０（５０℃）での試験を行なうことなく、試験温度（９０℃）での温度検出による補正で、同時に所定温度（５０℃）の温度検出の補正をすることができる。
【００９８】
第２の方法では、検出信号ＴＤＯＵＴ９０に加えて、検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３も合せて試験温度（９０℃）の検出を行なう。ここで、検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３は、試験温度（９０℃）に対して高温側及び低温側の両側の近傍温度で論理反転する信号である。検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３の出力論理レベルが相反する論理レベルとなるような補正をすることにより、試験温度（９０℃）に対して８７℃から９３℃までの検出温度の誤差に調整する。更に、検出信号ＴＤＯＵＴ９０の出力論理レベルが反転するように補正を行い、精度のよい試験温度の温度検出が行なえるように調整する。
【００９９】
これらの補正が検出信号ＴＤＯＵＴ５０を出力する所定温度ｔｘ０（５０℃）の検出側にも同様に施され、所定温度ｔｘ０（５０℃）での試験を行なうことなく、試験温度（９０℃）での温度検出による補正で、同時に所定温度（５０℃）の温度検出の補正をすることができる。
【０１００】
また、高温側及び低温側の近傍温度間に補正した上で試験温度への補正を行なうという２段階の補正により、また、近傍温度間の微小温度差を調整することにより、精度のよい補正を行なうことができる。
更に、試験温度検出時の検出結果が、試験温度に対して高温側あるいは低温側の何れの温度方向にずれているかを的確に把握することができる。
【０１０１】
尚、試験温度の検出部分は、温度特性試験時にのみ活性化されることとすれば、通常使用時には非活性となり、消費電流ＩＤＤが増大するおそれはない。
【０１０２】
図２５、２６に温度検出部３における温度特性の具体例を示す。図２５は、正の温度特性部ＵＰ２における抵抗素子群７３の各抵抗値が設定値にある場合を示す。負の温度特性部ＤＮ１の出力端子ｎｄは固定した負の温度特性電圧Ｖｎｄを示す。正の温度特性部Ｕ２の出力端子ｎｕは、トランスファゲートＴ２乃至４、Ｔ１０乃至１２、Ｔ６乃至８、Ｔ１４乃至１６による選択に応じて、抵抗素子群７３の各端子ｎｕ２乃至４、ｎｕ１０乃至１２、ｎｕ６乃至８、ｎｕ１４乃至１６の電圧が出力される。図２５には３種類の正の温度特性電圧Ｖｎｕを示している。選択信号ｆｘ＜２＞、ｆｚ＜２＞を選択すれば端子ｎｕ３、ｎｕ１１、ｎｕ７、ｎｕ１５が選択され、負の温度特性電圧Ｖｎｄとの交点が温度検出点として設定される。各々の交点で検出信号ＴＤＯＵＴ５０、ＴＤＯＵＴ９０、ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３の論理レベルが反転して、温度として５０℃、９０℃、８７℃、９３℃が検出される。
【０１０３】
図２６は、抵抗素子群７３を構成する抵抗素子のシート抵抗が設定値に対して大きくなった場合を示す。各抵抗の抵抗値が大きくなるため、抵抗素子群７３の各端子ｎｕ２乃至４、ｎｕ１０乃至１２、ｎｕ６乃至８、ｎｕ１４乃至１６の電圧は一律に上昇する。この電圧上昇により、各端子による正の温度特性電圧Ｖｎｕと負の温度特性電圧Ｖｎｄとの交点は一律に低温側にシフトする。このため、各検出信号により検出される温度は所定の温度より低温側にシフトしてしまう。この誤差を解消するため、選択信号ｆｘ＜２＞、ｆｚ＜２＞に代えて補正信号ｆｘ＜３＞、ｆｚ＜３＞を選択する。トランスファゲートＴ４、Ｔ１２、Ｔ８、Ｔ１６を介して端子ｎｕ４、ｎｕ１２、ｎｕ８、ｎｕ１６が選択され、全ての温度検出（５０℃、９０℃、８７℃、９３℃）に対して同時に補正を施すことができる。
【０１０４】
以上に説明した第３実施形態によれば、温度特性試験時に、試験温度と検出結果との誤差を測定し、このときの誤差量に基づいて温度検出部を相対的に補正することができる。所定温度ｔｘ０での温度検出試験を行なうことなく相対的に温度検出部を補正することができる。従って、新たに所定温度ｔｘ０での動作試験を行なう必要がなくなり、従来より全使用温度範囲（ｔｍｉｎ乃至ｔｍａｘ）における動作特性を保証するため使用温度範囲の最大値ｔｍａｘあるいは最小値ｔｍｉｎで行なっていた試験時に合せて行なうことができる。試験時間の短縮化を図って、試験コストを圧縮することができる。
【０１０５】
また、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、２つの検出結果が相互に相反する状態で試験温度は微小温度差内にあることとなる。微小温度差を調製することにより、試験温度の検出精度を調整することができるので、検出結果の誤差量の精度を調整することができ、温度検出部３を精度良く相対補正することができる。
【０１０６】
また、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、検出結果が実際の試験温度に対して高温側／低温側の何れの側にずれているかの判断をすることができ、補正手続きを効率よく実施することができる。
【０１０７】
また、検出信号ＴＤＯＵＴ８７、ＴＤＯＵＴ９３の検出結果が相反するまでの差異を補正した後、検出信号ＴＤＯＵＴ９０の検出結果が反転までの差異を更に補正する構成とすることにより、試験温度の検出精度を向上させることができ、温度検出部３を精度良く相対補正することができる。
【０１０８】
また、温度特性試験時における試験温度の検出誤差量に対する補正量と同じ補正量を温度検出部３の補正量として補正を行なうことができる。
【０１０９】
また、温度検出を行なう正の温度特性電圧Ｖｎｕ５０、Ｖｎｕ９０、Ｖｎｕ８７、Ｖｎｕ９３に選択接続される各端子ｎｕ２乃至４、ｎｕ１０乃至１２、ｎｕ６乃至８、ｎｕ１４乃至１６が、抵抗素子群７３により抵抗分圧されて相互に比例按分されるので、所定温度ｔｘ０の補正量を、試験温度における誤差量と同等量とすることができる。
【０１１０】
また、試験温度の検出部分は、温度特性試験時にのみ活性化されることとするので、通常使用時には非活性となり電流消費がなくなり、消費電流ＩＤＤが増大することはない。
【０１１１】
尚、本発明は前記第１乃至第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施形態においては、温度の検出を１点、あるいは２点として説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、３点以上の温度検出を行なうこともできる。３点以上の温度検出に応じて半導体装置等の動作状態を切り替えることが可能である。
【０１１２】
また、温度検出に応じてリフレッシュ周期をディジタル的に切り替える場合について説明したが、検出温度の前後でバイアス電流値やバイアス電圧値を変化させることによりリフレッシュ周期をアナログ的に可変とすることも可能である。
【０１１３】
また、所定電圧は一定値であるとしたが、これに限定されるものではなく、回路構成が許せば一定の許容電圧幅でばらついていてもよいことは言うまでもない。
【０１１４】
また、第３実施形態では、各温度の検出に対して抵抗素子群７３の各端子における中心位置を設定値とし、その前後に正／負の補正端子を設定する場合について示したが、補正方向が予め分っていれば補正方向をいずれかの方向に大きく配置することもできる。また、補正端子の数を必要に応じて増減することができることは言うまでもない。
【０１１５】
また、第３実施形態の第２の方法では、試験温度（９０℃）の設定端子に加えて両側の端子を含めて試験温度の検出を行なう場合を示したが、これに限定されるものではなく、試験温度の検出信号ＴＤＯＵＴ９０と、低温側近傍温度（８７℃）の検出信号ＴＤＯＵＴ８７あるいは高温側近傍温度（９３℃）の検出信号ＴＤＯＵＴ９３との組合せ、又は検出信号ＴＤＯＵＴ８７とＴＤＯＵＴ９３との２つの温度ポイントの組合せでも同様の効果を奏することができる。逆に、４つ以上の温度ポイントを使用すれば、試験温度の検出初期時に検出結果と実際の試験温度とのずれ量やずれ方向を的確に把握することができる。
【０１１６】
ここで、本発明に関連する発明思想につき、以下に列記する。
（付記１） 所定温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部をバイアスするために、温度依存性が僅少な所定電圧、あるいは所定の温度依存性を有する所定電圧を出力する電圧バイアス部とを備えることを特徴とする温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２） 前記温度検出部は、
前記所定電圧側に接続され、負の温度特性の降圧特性を有する降圧部を備え、
前記降圧部を介して生成される正の温度特性を有する出力電圧に基づき温度検出を行う際、
前記検出すべき前記所定温度以上で動作状態を変化させるべき場合には、
前記所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする負の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする正の温度特性を有し、
前記検出すべき前記所定温度以下で動作状態を変化させるべき場合には、
前記所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする正の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする負の温度特性を有することを特徴とする付記１に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記３） 前記降圧部は、ダイオード素子を含むことを特徴とする付記２に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記４） 前記温度検出部は、
前記所定電圧側に接続され、正の温度特性の降圧特性を有する降圧部を備え、
前記降圧部を介して生成される負の温度特性を有する出力電圧に基づき温度検出を行う際、
前記検出すべき前記所定温度以上で動作状態を変化させるべき場合には、
前記所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする正の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする負の温度特性を有し、
前記検出すべき前記所定温度以下で動作状態を変化させるべき場合には、
前記所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする負の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする正の温度特性を有することを特徴とする付記１に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記５） 前記降圧部は、ＭＯＳトランジスタによる能動負荷を含むことを特徴とする付記４に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記６） 所定温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部の正電源側をバイアスする第１電圧を出力する第１電圧バイアス部と、
前記第１電圧バイアス部から所定電圧降圧された第２電圧を出力し、前記温度検出部の負電源側をバイアスする第２電圧バイアス部とを備え、
前記温度検出部を、前記所定電圧でバイアスすることを特徴とする温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記７） 前記第１及び第２電圧バイアス部は、前記第１及び第２電圧間の電圧差として前記所定電圧を維持する直流出力特性を有すると共に、同等かつ同位相の過渡応答出力特性を具備することを特徴とする付記６に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記８） 前記所定電圧は、外部電源電圧と接地電圧との間の電圧差に比して小さいことを特徴とする付記６又は７に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記９） 前記電圧バイアス部、又は前記第１あるいは第２電圧バイアス部のうち少なくとも何れか一方は、
基準電圧を出力するリファレンス部と、
前記基準電圧に基づき、前記所定電圧、又は前記第１あるいは第２電圧を出力するレギュレータ部とを備えることを特徴とする付記１乃至８の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１０） 前記電圧バイアス部あるいは前記リファレンス部のうち少なくとも何れか一方、又は前記第１電圧バイアス部、前記第２電圧バイアス部、あるいは前記リファレンス部のうち少なくとも何れか１つは、
第１導電型ＭＯＳトランジスタと、
該第１導電型ＭＯＳトランジスタのソース端子に接続される抵抗素子と、
第２導電型ＭＯＳトランジスタで構成され、電流入力端子が前記第１導電型ＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続されると共に、電流出力端子が前記第１導電型ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続されてフィードバックループを構成するカレントミラー回路とを備え、
適宜な抵抗値の前記抵抗素子を設定することにより、前記所定電圧あるいは前記基準電圧のうち少なくとも何れか一方、又は前記第１電圧、前記第２電圧、あるいは前記基準電圧のうち少なくとも何れか１つが、僅少な温度依存性、あるいは所定の温度依存性を有するように調整されることを特徴とする付記１乃至９の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１１） 前記電圧バイアス部、又は前記第１あるいは第２電圧バイアス部から前記温度検出部への前記所定電圧の供給経路、又は前記第１あるいは第２電圧の供給経路のうち少なくとも何れか一方は、ローパスフィルタ、あるいは容量素子を備えることを特徴とする付記１又は１０の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１２） 前記温度検出部は、
前記所定温度の検出を行なう所定温度検出部と、
温度特性試験時の試験温度を検出する試験温度検出部と、
前記試験温度における前記試験温度検出部の検出結果の誤差量に基づき、前記所定温度検出部を補正する補正部とを備えることを特徴とする付記１乃至１１の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１３） 前記温度検出部は、
前記所定温度の検出を行なう所定温度検出部と、
温度特性試験時の検出温度が、前記試験温度に設定されている試験温度検出部、高温側に微小な検出温度差を有する第１近傍温度に設定されている第１近傍温度検出部、及び低温側に微小な検出温度差を有する第２近傍温度に設定されている第２近傍温度検出部のうちの少なくとも何れか２つの検出部とを備え、
前記試験温度の検出の際、前記少なくとも何れか２つの検出部のうち、両端の検出温度が設定されている２つの検出部からの検出結果が相反するように、前記少なくとも何れか２つの検出部の各々に対する同等量の補正に基づき、前記所定温度検出部を補正する補正部とを備えることを特徴とする付記１乃至１１の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１４） 前記試験温度検出部と、前記第１近傍温度検出部と、前記第２近傍温度検出部とを備えており、
前記試験温度の検出により、前記試験温度検出部、前記第１及び第２近傍温度検出部に対して施す同等量の補正は、
前記第１及び第２近傍温度検出部からの検出結果が相反するまでの差異を補正する第１補正と、
前記第１及び第２近傍温度検出部からの検出結果が相反した後、前記試験温度検出部からの検出結果が反転までの差異を補正する第２補正とを含むことを特徴とする付記１３に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１５） 前記補正部は、前記試験温度検出部、又は前記少なくとも何れか２つの検出部に対する誤差量と同等量の補正量を、前記所定温度検出部に施すことを特徴とする付記１２乃至１４の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１６） 前記所定温度検出部、前記試験温度検出部、前記第１近傍温度検出部、及び前記第２近傍温度検出部は、
温度依存性を有する電圧が印加される抵抗素子群と、
前記抵抗素子群により分圧される所定分圧位置を選択する選択部とを備えることを特徴とする付記１２乃至１４の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１７） 前記補正部は、
前記所定分圧位置に隣接する隣接分圧位置を選択する補正選択部を備えることを特徴とする付記１６に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１８） 前記試験温度検出部、前記第１近傍温度検出部、及び第２近傍温度検出部は、温度特性試験時にのみ活性化されることを特徴とする付記１２乃至１４の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記１９） 前記温度検出部は、
前記所定電圧と接地電圧との間、又は前記第１電圧と前記第２電圧との間に接続され、温度により変化する出力特性が相互に逆の温度依存性を有する第１及び第２回路と、
前記第１及び第２回路の出力値を比較する比較器とを備えることを特徴とする付記１乃至１８の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２０） 前記第１回路は、
前記所定電圧、又は前記第１電圧に接続され、温度依存性を有する第１回路ユニットと、
前記接地電圧、又は前記第２電圧に接続される第１抵抗素子群とを備え、
前記第１回路ユニットと前記第１抵抗素子群との接続点を出力端子として構成されており、
前記第２回路は、前記接地電圧、又は前記第２電圧に接続され、前記第１回路ユニットと同方向の温度依存性を有する第２回路ユニットと、
前記所定電圧、又は前記第１電圧に接続される第２抵抗素子群とを備え、
前記第２回路ユニットと前記第２抵抗素子群との接続点を出力端子として構成されていることを特徴とする付記１９に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２１） 付記１６又は１７における前記抵抗素子群は、前記第１あるいは第２抵抗素子群のうち少なくとも何れか一方であることを特徴とする付記２０に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２２） 前記接地電圧は、前記温度検出部への専用の供給経路により供給されていることを特徴とする付記１９又は２０に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２３） 前記第１及び第２回路ユニットは、ダイオード素子、ダイオード接続されたバイポーラ素子、あるいはダイオード接続されたＭＯＳトランジスタ素子であることを特徴とする付記２０に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２４） 前記ダイオード素子は、ウェル拡散層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層との間で構成され、前記ウェル拡散層は、ＭＯＳトランジスタが配置されるウェル拡散層とは分離独立して構成されることを特徴とする付記２３に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２５） 前記ダイオード素子は、基板層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層との間で構成され、前記ソース・ドレイン用拡散層の周囲には、外部からの基板ノイズの影響を抑止するためのシールド構造を有することを特徴とする付記２３に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２６） 前記半導体装置は、半導体記憶装置であり、
前記温度検出部により検出される前記所定温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替えるリフレッシュ周期制御部を備えることを特徴とする付記１乃至２５の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２７） 前記リフレッシュ周期制御部は、前記所定温度以上あるいは前記所定温度より高温時にはリフレッシュ動作の周期を短く設定し、前記所定温度より低温あるいは前記所定温度以下の時には、前記リフレッシュ動作の周期を長く設定することを特徴とする付記２６に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
（付記２８） 温度特性試験時に、試験温度の検出を行なう試験温度検出工程と、
前記試験温度に対する前記検出結果の誤差量を測定する誤差測定工程と、
前記測定された誤差量に基づき、所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう補正工程とを含むことを特徴とする温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記２９） 温度特性試験時に、試験温度の検出、前記試験温度に対して高温側に微小な検出温度差を有する第１近傍温度の検出、及び低温側に微小な検出温度差を有する第２近傍温度の検出のうち、少なくとも何れか２種類の検出を行なう試験温度検出工程と、
前記少なくとも何れか２種類の検出のうち両端温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定する誤差測定工程と、
前記測定された誤差量に基づき、所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう補正工程とを含むことを特徴とする温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記３０） 前記試験温度検出工程では、前記試験温度の検出、前記第１近傍温度の検出、及び前記第２近傍温度の検出を行い、
前記誤差測定工程は、
前記第１及び第２近傍温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定する第１誤差測定工程と、
前記第１及び第２近傍温度の検出結果が相反した後、前記試験温度の検出結果が反転するまでの差異を検出誤差として測定する第２誤差測定工程とを含むことを特徴とする付記２９に記載の温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記３１） 前記補正工程では、前記誤差測定工程により測定された誤差量と同等量の補正を、前記温度検出部に行なうことを特徴とする付記２８乃至３０の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記３２） 前記補正工程における補正は、前記温度検出部に含まれ、温度依存性を有する電圧が印加される抵抗素子群から、適宜な分圧位置を選択することにより行なわれることを特徴とする付記２８乃至３０の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法。
（付記３３） 温度検出部により検出される検出温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替えることを特徴とする温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法。
（付記３４） 前記検出温度が、所定温度以上あるいは所定温度より高温である場合には、前記リフレッシュ動作の周期を短く設定し、
前記検出温度が、前記所定温度より低温あるいは前記所定温度以下である場合には、前記リフレッシュ動作の周期を長く設定することを特徴とする付記３３に記載の温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法。
【０１１７】
付記６に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、所定温度を検出する温度検出部と、温度検出部の正電源側をバイアスする第１電圧を出力する第１電圧バイアス部と、第１電圧バイアス部から所定電圧降圧された第２電圧を出力し、温度検出部の負電源側をバイアスする第２電圧バイアス部とを備え、温度検出部を、所定電圧でバイアスすることを特徴とする。
【０１１８】
付記６の温度検出機能を備えた半導体装置では、温度検出部の正電源側に第１電圧が印加され、負電源側に第２電圧が印加され、正電源側と負電源側との電圧差は所定電圧に維持される。
【０１１９】
この時、第１及び第２電圧間の電圧差として所定電圧を維持する直流出力特性と共に、同等かつ同位相の過渡応答出力特性を具備するようにしてもよい。
【０１２０】
これにより、温度検出部の正電源側に印加される第１電圧と、負電源側に印加される第２電圧とは、所定電圧の電圧差を維持しているので、温度検出部の正／負電源間は、直流特性として所定電圧がバイアスされると共に、過渡応答特性として所定電圧の電圧差に維持することができる。温度検出部の正／負電源間には常に所定電圧がバイアスされることとなり、バイアス電圧の変動により、検出されるべき所定温度が変動することなく安定した温度の検出をすることができる。
【０１２１】
また、所定電圧は、外部電源電圧と接地電圧との間の電圧差に比して小さいことが好ましい。これにより、外部電源電圧に関する仕様上の許容電圧変動幅に比して、電圧変動幅が抑制された所定電圧で温度検出部をバイアスすることができる。検出されるべき所定温度の変動を更に抑制することができる。
【０１２２】
また、この他の手段として、温度検出機能を備えた半導体装置は、所定温度を検出する温度検出部と、温度検出部をバイアスするために、温度依存性が僅少な所定電圧、あるいは所定の温度依存性を有する所定電圧を出力する電圧バイアス部とを備える構成としても良い。これにより、温度検出部をバイアスする所定電圧の温度依存性を規定することにより、温度検出部の検出精度を向上させることができる。
【０１２３】
また、加えて、温度検出部は、所定電圧側に接続され、負の温度特性の降圧特性を有する降圧部を備え、降圧部を介して生成される正の温度特性を有する出力電圧に基づき温度検出を行う際、検出すべき温度以上で動作状態を変化させるべき場合には、所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする負の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする正の温度特性を有し、検出すべき温度以下で動作状態を変化させるべき場合には、所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする正の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする負の温度特性を有する構成としてもよい。ここで、降圧部はダイオード素子を含む構成が好ましい。
【０１２４】
更に、温度検出部は、所定電圧側に接続され、正の温度特性の降圧特性を有する降圧部を備え、降圧部を介して生成される負の温度特性を有する出力電圧に基づき温度検出を行う際、検出すべき温度以上で動作状態を変化させるべき場合には、所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする正の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする負の温度特性を有し、検出すべき温度以下で動作状態を変化させるべき場合には、所定電圧は、高温側における電圧値を設定値とする負の温度特性、又は低温側における電圧値を設定値とする正の温度特性を有する構成としてもよい。ここで、降圧部はＭＯＳトランジスタによる能動負荷を含むことが好ましい。
【０１２５】
これにより、電圧バイアス部と温度検出部における降圧部の温度特性に応じて、所定温度の設定を、検出すべき温度に対して余裕のある温度方向に設定することができ、検出すべき温度を閾値とする動作状態の変化を確実に行わせることができる。
【０１２６】
また、電圧バイアス部、又は第１あるいは第２電圧バイアス部のうち少なくとも何れか一方は、基準電圧を出力するリファレンス部と、基準電圧に基づき、所定電圧、又は第１あるいは第２電圧を出力するレギュレータ部とを備える構成とすることもできる。これにより、所定電圧、又は第１あるいは第２電圧は基準電圧から生成されるので、同等な直流特性、及び同等且つ同相な過渡応答特性を有する電圧バイアス部、又は第１あるいは第２電圧バイアス部を構成することができる。
【０１２７】
また、電圧バイアス部あるいはリファレンス部のうち少なくとも何れか一方、又は第１電圧バイアス部、第２電圧バイアス部、あるいはリファレンス部のうち少なくとも何れか１つは、第１導電型ＭＯＳトランジスタと、第１導電型ＭＯＳトランジスタのソース端子に接続される抵抗素子と、第２導電型ＭＯＳトランジスタで構成され、電流入力端子が第１導電型ＭＯＳトランジスタのドレイン端子に接続されると共に、電流出力端子が第１導電型ＭＯＳトランジスタのゲート端子に接続されてフィードバックループを構成するカレントミラー回路とを備えて構成されている。抵抗素子の抵抗値に応じて、出力電圧及びその温度特性が変化するので、適宜な抵抗値の抵抗素子を設定してやれば、所定電圧あるいは基準電圧のうち少なくとも何れか一方、又は第１電圧、第２電圧、あるいは基準電圧のうち少なくとも何れか１つを、僅少な温度依存性、あるいは所定の温度依存性を有するように調整することができる。
【０１２８】
また、電圧バイアス部、又は第１あるいは第２電圧バイアス部から温度検出部への所定電圧の供給経路、又は第１あるいは第２電圧の供給経路のうち少なくとも何れか一方は、ローパスフィルタ、あるいは容量素子を備えることが好ましい。これにより、所定電圧、又は第１あるいは第２電圧の何れの供給経路から電圧変動が入力されても、直接にあるいは温度検出部を介して電圧変動を抑制することができ、温度検出部へのバイアス電圧を安定化させることができる。
【０１２９】
また、付記１２に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、付記１乃至１１の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置において、温度検出部は、所定温度の検出を行なう所定温度検出部と、温度特性試験時の試験温度を検出する試験温度検出部と、試験温度における試験温度検出部の検出結果の誤差量に基づき、所定温度検出部を補正する補正部とを備えることを特徴とする。
【０１３０】
また、付記２８に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法は、温度特性試験時に、試験温度の検出を行なう試験温度検出工程と、試験温度に対する検出結果の誤差量を測定する誤差測定工程と、測定された誤差量に基づき、所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう補正工程とを含むことを特徴とする。
【０１３１】
付記１２の温度検出機能を備えた半導体装置、また付記２８に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法では、温度特性試験時の試験温度に対する検出結果の誤差量を測定し、この誤差量に基づいて所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう。
【０１３２】
また、付記２９に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法は、温度特性試験時に、試験温度の検出、試験温度に対して高温側に微小な検出温度差を有する第１近傍温度の検出、及び低温側に微小な検出温度差を有する第２近傍温度の検出のうち、少なくとも何れか２種類の検出を行なう試験温度検出工程と、少なくとも何れか２種類の検出のうち両端温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定する誤差測定工程と、測定された誤差量に基づき、所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう補正工程とを含むことを特徴とする。
【０１３３】
付記２９に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法では、温度特性試験時の温度検出に当って、試験温度、試験温度を挟んだ第１及び第２近傍温度から選択される少なくとも２つの温度検出結果を得る。そして両端の検出温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定し、この誤差量に基づいて所定温度を検出する温度検出部の補正を行なう。
【０１３４】
これにより、従来より行なわれている温度特性試験での温度検出を行い、実際の試験温度との誤差量を測定して、この誤差量に基づいて、所定温度を検出する温度検出部を相対的に補正することができる。温度検出部で検出すべき所定温度での温度検出試験を行なうことなく、相対的に温度検出部を補正することができ、試験時間の短縮化を図って、試験コストを圧縮することができる。
【０１３５】
また、付記２９に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法では、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、２つの検出結果が相互に相反する状態で試験温度は微小温度差内にあることとなる。微小温度差を調製することにより、試験温度の検出精度を調整することができるので、検出結果の誤差量の精度を調整することができ、温度検出部を精度良く相対補正することができる。
【０１３６】
また、付記２９に係る温度検出機能を備えた半導体装置の試験方法においては、試験温度あるいはその近傍温度から選択される微小温度差を有する少なくとも２つの温度を検出するので、検出結果が実際の試験温度に対して高温側／低温側の何れの側にずれているかの判断をすることができ、補正手続きを効率よく実施することができる。
【０１３７】
また、試験温度検出部と、前記第１近傍温度検出部と、前記第２近傍温度検出部とを備えて、試験温度の検出により、第１及び第２近傍温度検出部からの検出結果が相反するまでの差異を補正した後、試験温度検出部からの検出結果が反転までの差異を更に補正する構成としてもよい。
【０１３８】
また、試験温度検出工程で、試験温度、第１近傍温度、及び第２近傍温度の検出を行い、誤差測定工程で、第１及び第２近傍温度の検出結果が相反するまでの差異を検出誤差として測定した後、試験温度の検出結果が反転するまでの差異を検出誤差として測定するようにしてもよい。
【０１３９】
これにより、第１及び第２近傍温度における検出結果が相反する補正を行なった後、更に試験温度結果が反転する位置までの補正をすることができる。試験温度の検出精度を向上させることができ、温度検出部を精度良く相対補正することができる。
【０１４０】
また、補正部は、試験温度検出部、又は少なくとも何れか２つの検出部に対する誤差量と同等量の補正量を、所定温度検出部に施すことが好ましい。また、補正工程では、誤差測定工程により測定された誤差量と同等量の補正を、温度検出部に行なうことが好ましい。これにより、温度特性試験時における試験温度の検出誤差量に対する補正量と同じ補正量を、所定温度検出部あるいは温度検出部の補正量として補正を行なうことができる。
【０１４１】
また、所定温度検出部、試験温度検出部、第１近傍温度検出部、及び第２近傍温度検出部は、温度依存性を有する電圧が印加される抵抗素子群と、抵抗素子群により分圧される適宜な分圧位置を選択する選択部とを備えることが好ましい。また、補正部は、適宜な分圧位置に隣接する隣接分圧位置を選択する補正選択部を備えることが好ましい。これにより、検出すべき温度が温度依存性を有する電圧値に変換されて検出される際、各検出部の検出電圧は、抵抗素子群により抵抗分圧されて相互に比例按分されるので、所定温度検出部の補正量を、試験温度における各検出部の誤差量と同等量とすることができる。
【０１４２】
また、試験温度検出部、第１近傍温度検出部、及び第２近傍温度検出部は、温度特性試験時にのみ活性化されることが好ましい。これにより、通常使用時には非活性となり電流消費がなくなるので、消費電流が増大することはない。
【０１４３】
また、付記１９に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、付記１乃至１８の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置において、温度検出部は、所定電圧と接地電圧との間、又は第１電圧と第２電圧との間に接続され、温度により変化する出力特性が相互に逆の温度依存性を有する第１及び第２回路と、第１及び第２回路の出力値を比較する比較器とを備えることが好ましい。これにより、相互に逆特性の出力信号が交差することで所定温度を検出することができる。
【０１４４】
また、第１回路は、所定電圧、又は第１電圧に接続され、温度依存性を有する第１回路ユニットと、接地電圧、又は第２電圧に接続される第１抵抗素子群とを備え、第１回路ユニットと第１抵抗素子群との接続点を出力端子として構成されており、第２回路は、接地電圧、又は第２電圧に接続され、第１回路ユニットと同方向の温度依存性を有する第２回路ユニットと、所定電圧、又は第１電圧に接続される第２抵抗素子群とを備え、第２回路ユニットと第２抵抗素子群との接続点を出力端子として構成されていることが好ましい。これにより、同方向の温度依存性を有する第１及び第２回路ユニットと、第１及び第２抵抗素子群で温度検出部を構成することができる。
【０１４５】
また、所定温度検出部、試験温度検出部、第１近傍温度検出部、及び第２近傍温度検出部に備えられる温度依存性を有する電圧が印加される抵抗素子群は、第１あるいは第２抵抗素子群のうち少なくとも何れか一方であることが好ましい。これにより、第１あるいは第２抵抗素子群の適宜な分圧位置から複数の出力端子を取り出せば、複数の温度を検出することができる。
【０１４６】
また、接地電圧は、温度検出部への専用の供給経路により供給されていることが好ましい。これにより、周辺回路からのノイズの回り込みを防止することができる。
【０１４７】
また、第１及び第２回路ユニットは、ダイオード素子、ダイオード接続されたバイポーラ素子、あるいはダイオード接続されたＭＯＳトランジスタ素子で構成することができる。
【０１４８】
また、ダイオード素子は、ウェル拡散層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層との間で構成され、ウェル拡散層は、ＭＯＳトランジスタが配置されるウェル拡散層とは分離独立して構成されることが好ましい。また、基板層とＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン用拡散層との間で構成され、ソース・ドレイン用拡散層の周囲には、外部からの基板ノイズの影響を抑止するためのシールド構造を有する構成としてもよい。これにより、従来のＭＯＳトランジスタ用プロセスを使用してダイオード素子を構成することができる。更に、分離独立したウェル拡散層やシールド構造により、周辺回路からのノイズの回り込みを防止することができる。
【０１４９】
また、付記２６に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、付記１乃至２５の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置において、半導体装置は、半導体記憶装置であり、温度検出部により検出される所定温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替えるリフレッシュ周期制御部を備えることを特徴とする。
また、付記３３に係る温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法は、温度検出部により検出される検出温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替えることを特徴とする。
【０１５０】
付記２６の温度検出機能を備えた半導体装置、また付記３３の温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法では、温度検出部により検出される温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替える。
【０１５１】
これにより、温度依存性を有するメモリセルの蓄積電荷の保持特性に適合した周期でリフレッシュ動作を行うことができ、広い温度範囲でデータの保持ができると共に、必要以上のリフレッシュ動作を抑制して、リフレッシュ動作に伴う消費電流を低減することができる。
【０１５２】
また、付記２７に係る温度検出機能を備えた半導体装置は、付記２６に記載の温度検出機能を備えた半導体装置において、リフレッシュ周期制御部は、所定温度以上あるいは所定温度より高温時にはリフレッシュ動作の周期を短く設定し、所定温度より低温あるいは所定温度以下の時には、リフレッシュ動作の周期を長く設定することを特徴とする。
【０１５３】
また、付記３４に係る温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法は、付記３３に記載の温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法において、検出温度が、所定温度以上あるいは所定温度より高温である場合には、リフレッシュ動作の周期を短く設定し、検出温度が、所定温度より低温あるいは所定温度以下である場合には、リフレッシュ動作の周期を長く設定することを特徴とする。
【０１５４】
付記２７の温度検出機能を備えた半導体装置、また付記３４の温度検出機能を備えた半導体記憶装置のリフレッシュ制御方法では、所定温度以上あるいは所定温度より高温時にはリフレッシュ動作の周期を短く設定し、所定温度より低温あるいは所定温度以下の時には、リフレッシュ動作の周期を長く設定する。
【０１５５】
これにより、高温になるに従ってメモリセルの蓄積電荷の保持時間が短くなるデータ保持特性に対応して、データ保持時間が短くなる高温領域でリフレッシュ動作の周期を短く設定し、データ保持時間が長くなる低温領域でリフレッシュ動作の周期を長く設定することができる。高温領域でのデータの保持ができると共に、低温領域での必要以上のリフレッシュ動作を抑制して、リフレッシュ動作に伴う消費電流を低減することができる。特に、リフレッシュ周期を切り替える所定温度を通常使用温度より高温側に設定しておけば、通常使用温度ではリフレッシュ周期が長く設定されることとなり、通常使用状態での低消費電流化を図ることができる。
【０１５６】
【発明の効果】
本発明によれば、所定温度をばらつき少なく検出し、検出された所定温度に応じて動作状態を最適化する温度検出機能を備えた半導体装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の温度検出機能を備えた半導体装置を示す回路ブロック図である。
【図２】 第１実施形態の半導体装置における温度特性を示す特性図である。
【図３】 第２実施形態の温度検出機能を備えた半導体メモリを示す回路ブロック図である。
【図４】 第２実施形態の半導体メモリのリフレッシュ制御特性における温度依存性を示す特性図である。
【図５】 第１及び第２実施形態の第１変形例を示す回路ブロック図である。
【図６】 第１及び第２実施形態の第２変形例を示す回路ブロック図である。
【図７】 リファレンス部の具体例を示す回路図である。
【図８】 リファレンス部の具体例の出力特性を示す特性図である。
【図９】 第１変形例における電圧バイアス部の具体例を示す回路ブロック図である。
【図１０】 第１変形例におけるリファレンス部の具体例を示す回路図である。
【図１１】 レギュレータ部のうちバイアス電圧ＶＢ＋を出力する具体例を示す回路図である。
【図１２】 レギュレータ部のうちバイアス電圧ＶＢ−を出力する具体例を示す回路図である。
【図１３】 図１１のレギュレータ部の具体例をトランジスタレベルで示す回路図である。
【図１４】 温度検出部の具体例を示す回路図である。
【図１５】 温度検出部の具体例における温度特性を示す特性図である。
【図１６】 温度検出部のダイオード構造の第１具体例を示す構造図である。
【図１７】 温度検出部のダイオード構造の第２具体例を示す構造図である。
【図１８】 温度検出部に印加されるバイアス電圧における所定の温度依存性を示す特性図である（検出される温度に対して高温側で状態変化を生ずる場合）。
【図１９】 温度検出部に印加されるバイアス電圧における所定の温度依存性を示す特性図である（検出される温度に対して低温側で状態変化を生ずる場合）。
【図２０】 リフレッシュ制御回路の第１具体例を示す回路図である。
【図２１】 リフレッシュ制御回路の第２具体例を示す回路図である。
【図２２】 リフレッシュ制御回路の第３具体例を示す回路図である。
【図２３】 リフレッシュ制御回路の第４具体例を示す回路図である。
【図２４】 第３実施形態における温度検出部を示す回路図である。
【図２５】 第３実施形態の温度検出部における温度特性を示す特性図である。
【図２６】 第３実施形態の温度検出部における温度特性を示す特性図である（抵抗値が設定値に対して大きくなった場合）。
【図２７】 ＣＭＯＳデバイスで構成された半導体装置の温度特性を例示する特性図である。
【図２８】 従来技術における半導体メモリのリフレッシュ制御部を示す回路ブロック図である。
【図２９】 半導体メモリのリフレッシュ制御特性における温度依存性を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 温度検出機能を備えた半導体装置
２ 温度検出機能を備えた半導体メモリ
１１、２１、４１ 電圧バイアス部
１２Ａ、１２Ｂ、２２ 温度検出部
１３、２３ リファレンス部
１４、２４Ｕ、２４Ｌ、４２、４３ レギュレータ部
１５ 切り替え制御回路
２５、２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｄ、１０１
リフレッシュ制御回路
３５ （リフレッシュ又は切り替え）制御回路
７３ 抵抗素子群
Ａ 第１変形例
Ｂ 第２変形例
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード素子
ＤＮ１ 負の温度特性部
Ｓ１ 選択群
ＵＰ１、ＵＰ２ 正の温度特性部
ＶＢ＋、ＶＢ− バイアス電圧
Ｖｎｄ 負の温度特性電圧
Ｖｎｕ 正の温度特性電圧
ｖｒｅｆ、ｖｒｅｆ０５、ｖｒｅｆ２０
リファレンス電圧
Claims (10)
- 所定温度の検出を行なう所定温度検出部と、
所定の試験温度により行われる温度特性試験時に検出される検出温度が、前記試験温度に設定されている試験温度検出ユニット、高温側に微小な温度差を有する第１近傍温度に設定されている第１近傍温度検出ユニット、及び低温側に微小な温度差を有する第２近傍温度に設定されている第２近傍温度検出ユニットのうちの少なくとも何れか２つの前記ユニットを備えて構成される検出部と、
前記温度特性試験の際、前記検出部を構成する少なくとも何れか２つのユニットのうち、両端の検出温度が設定されている２つの前記ユニットからの検出結果が相反するように、前記検出部を構成する各ユニットの各々に対する同等量の補正に基づき、前記所定温度検出部を補正する補正部とを備えることを特徴とする温度検出機能を備えた半導体装置。 - 前記試験温度検出ユニットと、前記第１近傍温度検出ユニットと、前記第２近傍温度検出ユニットとを備えており、
前記試験温度の検出により、前記試験温度検出ユニット、前記第１及び第２近傍温度検出ユニットに対して施す同等量の補正は、
前記第１及び第２近傍温度検出ユニットからの検出結果が相反するまでの差異を補正する第１補正と、
前記第１及び第２近傍温度検出ユニットからの検出結果が相反した後、前記試験温度検出ユニットからの検出結果が反転までの差異を補正する第２補正とを含むことを特徴とする請求項１に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。 - 前記補正部は、前記試験温度検出ユニット、又は前記検出部を構成する少なくとも何れか２つのユニットに対する誤差量と同等量の補正量を、前記所定温度検出部に施すことを特徴とする請求項２に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
- 前記所定温度検出部、前記試験温度検出ユニット、前記第１近傍温度検出ユニット、及び前記第２近傍温度検出ユニットは、
温度依存性を有する電圧が印加される抵抗素子群と、
前記抵抗素子群により分圧される所定分圧位置を選択する選択部とを備えることを特徴とする請求項２に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。 - 前記補正部は、
前記所定分圧位置に隣接する隣接分圧位置を選択する補正選択部を備えることを特徴とする請求項４に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。 - 前記試験温度検出ユニット、前記第１近傍温度検出ユニット、及び第２近傍温度検出ユニットは、温度特性試験時にのみ活性化されることを特徴とする請求項２に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
- 前記検出部は、
前記所定電圧と接地電圧との間、又は前記第１電圧と前記第２電圧との間に接続され、温度により変化する出力特性が相互に逆の温度依存性を有する第１及び第２回路と、
前記第１及び第２回路の出力値を比較する比較器とを備えることを特徴とする請求項１乃至６の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。 - 前記所定温度検出部、前記検出部を構成する少なくとも何れか２つのユニット、および前記補正部に対して電圧バイアスを供給するバイアス部であって、正バイアスである第１電圧を出力する第１電圧バイアス部と、
前記第１電圧バイアス部から所定電圧降圧された負バイアスである第２電圧を出力する第２電圧バイアス部とを備え、
前記所定温度検出部、前記検出部を構成する少なくとも何れか２つのユニット、および前記補正部は、
前記第１電圧と前記第２電圧との間に接続され、温度により変化する出力特性が相互に逆の温度依存性を有する第１及び第２回路と、
前記第１及び第２回路の出力値を比較する比較器とを備えることを特徴とする請求項１乃至７の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。 - 前記半導体装置は、半導体記憶装置であり、
検出される前記所定温度に応じて、リフレッシュ動作の周期を切り替えるリフレッシュ周期制御部を備えることを特徴とする請求項１乃至８の少なくとも何れか１項に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。 - 前記リフレッシュ周期制御部は、リフレッシュ動作の周期を、
前記所定温度以上の時に短く、前記所定温度より低温の時に長く設定し、または、
前記所定温度より高温時に短く、前記所定温度以下の時に長く設定することを特徴とする請求項９に記載の温度検出機能を備えた半導体装置。
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