JP2007081018A - Electric fuse module - Google Patents

Electric fuse module Download PDF

Info

Publication number
JP2007081018A
JP2007081018A JP2005265086A JP2005265086A JP2007081018A JP 2007081018 A JP2007081018 A JP 2007081018A JP 2005265086 A JP2005265086 A JP 2005265086A JP 2005265086 A JP2005265086 A JP 2005265086A JP 2007081018 A JP2007081018 A JP 2007081018A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuse
program control
circuit
electric fuse
electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005265086A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuji Nishihara
竜二 西原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2005265086A priority Critical patent/JP2007081018A/en
Publication of JP2007081018A publication Critical patent/JP2007081018A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a rewritable electric fuse by using a minimum circuit. <P>SOLUTION: An electric fuse module includes two electric fuses 10, 11 each end of which is connected to an external power voltage terminal, two switching elements for program control which are connected in parallel between common connection nodes and ground terminals of the two electric fuses 10, 11, two switching elements for reading, a detecting circuit 14 which detects a voltage at a contact point between the first electric fuse and the switching element, and an exclusive-OR which receives a voltage level at the contact point of the first electric fuse and the second electric fuse. In programming a plurality of electric fuses sequentially one by one from a first stage, the detecting circuit detects the state of the electric fuse at a previous stage so that whether or not to program the electric fuse at a succeeding stage is determined only when the electric fuse at the previous stage has been programmed. This can obtain a program by feeding signal pulses for the number of electric fuses required by the program from a single external control terminal for programming. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、通電により電気ヒューズ素子を電気的に切断してプログラム(溶断やシリサイド化など)する電気ヒューズモジュールに関するものである。   The present invention relates to an electric fuse module that electrically cuts an electric fuse element by energization and performs programming (such as fusing and silicidation).

従来、電気ヒューズ装置(電気ヒューズモジュール)は、高周波のトリミング用プログラムデバイス等の半導体集積回路(LSI)に広く使用されている。電気ヒューズ装置において、ポリシリコン等で形成された電気ヒューズ素子は、バイポーラトランジスタに直列に接続され、1アンペア程度の大電流を流してプログラム(溶断やシリサイド化など)することによりプログラムされる。   Conventionally, electric fuse devices (electric fuse modules) are widely used in semiconductor integrated circuits (LSIs) such as high-frequency trimming program devices. In an electrical fuse device, an electrical fuse element formed of polysilicon or the like is connected in series to a bipolar transistor, and programmed by flowing a large current of about 1 ampere and performing programming (melting, silicidation, etc.).

近年、半導体集積回路の分野において、ゲート材料としてポリシリコン上に金属材料をシリサイド化して形成し、ゲート材料を低抵抗化するプロセスが開発された。そこで、ゲート材料に電流を流すことにより、上面のシリサイド層を切断し、高抵抗化するような仕組みを利用した電気ヒューズ素子の技術が現れている。130nmや90nmプロセス世代では、通電により電気ヒューズ素子をプログラムする際に必要な瞬時電流は、電気ヒューズ素子1個当たり10〜30ミリアンペアである。   In recent years, in the field of semiconductor integrated circuits, a process has been developed in which a metal material is silicided and formed on polysilicon as a gate material to reduce the resistance of the gate material. In view of this, an electric fuse element technology has appeared that utilizes a mechanism in which a current is passed through a gate material to cut the silicide layer on the upper surface to increase the resistance. In the 130 nm and 90 nm process generations, the instantaneous current required to program the electrical fuse element by energization is 10 to 30 milliamperes per electrical fuse element.

図10は従来から半導体集積回路に使用されている電気ヒューズ装置の構成例を示す回路図である。図10において、100は電気ヒューズ、101は電気ヒューズ100と直列に接続されたPMOSトランジスタ(スイッチング素子)、102は出力をPMOSトランジスタ101のゲートに接続されたNAND回路である。   FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration example of an electric fuse device conventionally used in a semiconductor integrated circuit. In FIG. 10, 100 is an electric fuse, 101 is a PMOS transistor (switching element) connected in series with the electric fuse 100, and 102 is a NAND circuit whose output is connected to the gate of the PMOS transistor 101.

選択された電気ヒューズ100に対して、NAND回路102にプログラム信号が入力され、NAND回路102の導通によりPMOSトランジスタ101がオンして電流が流される。電気ヒューズ100は、シリサイドやポリシリコンもしくはメタルの微細パターンで形成され、所定の電流が流されると熱的にプログラムされ、断線や抵抗上昇が発生する。これにより、プログラムされない初期の電気ヒューズ素子抵抗と、プログラムされ高抵抗化された電気ヒューズの抵抗値を読み出すことで、信号状態の0/1を認識することができる。このようにして電気ヒューズ装置を実現することができる(例えば、特許文献1参照)。
特表平11−512879号公報(第12−13頁、第3図)
A program signal is input to the NAND circuit 102 with respect to the selected electric fuse 100, and the PMOS transistor 101 is turned on by the conduction of the NAND circuit 102, and a current flows. The electric fuse 100 is formed of a fine pattern of silicide, polysilicon, or metal, and is thermally programmed when a predetermined current flows, causing disconnection or increased resistance. Accordingly, it is possible to recognize 0/1 of the signal state by reading the initial electric fuse element resistance that is not programmed and the resistance value of the programmed electric fuse that has been increased in resistance. In this way, an electric fuse device can be realized (see, for example, Patent Document 1).
Japanese National Patent Publication No. 11-512879 (pages 12-13, FIG. 3)

この電気ヒューズ装置においては、ワンタイムPROM(OTP)の用途として外部から電気信号を与えて、1回だけ、データの書込みを行うことができるものであり、データを書き換えることができない。本発明により解決すべき課題は、電気ヒューズによりデータの書き換えを可能にすることである。   In this electric fuse device, as an application of a one-time PROM (OTP), an electric signal is given from the outside and data can be written only once, and data cannot be rewritten. The problem to be solved by the present invention is to enable rewriting of data by an electric fuse.

本発明にかかる電気ヒューズモジュールは、プログラム前の状態にある複数の電気ヒューズと、プログラム制御信号に応答して少なくとも1つの電気ヒューズをプログラムし残りの電気ヒューズをプログラムしないヒューズ状態とし、それ以降のプログラム制御信号に応答して残りの電気ヒューズを同時ないしは順次にプログラムするヒューズ状態とするプログラム制御手段と、プログラム制御手段からのヒューズデータの組み合わせを論理出力する論理手段とを備えることを特徴とするものである。   The electrical fuse module according to the present invention is a fuse state in which at least one electrical fuse is programmed in response to a program control signal and the remaining electrical fuses are not programmed in response to a program control signal. Program control means for setting the fuse state to program the remaining electric fuses simultaneously or sequentially in response to a program control signal, and logic means for logically outputting a combination of fuse data from the program control means. Is.

本発明においては、プログラム制御信号に応答するプログラム制御手段により複数の電気ヒューズを初段から順番に1つずつ電気ヒューズをプログラムすることができるから、論理手段によるヒューズデータの組み合わせの論理出力から、初期状態を例えば、「0」、第1の電気ヒューズプログラム後に「1」、以降の電気ヒューズプログラム後「0」、というように一回だけ「0」から「1」になったデータの書き換えを実現させることができる。したがって、電気ヒューズモジュールを必要分だけ並べて書き換えを実現する場合に比べて、回路規模および制御端子数を削減することができる。   In the present invention, since the plurality of electrical fuses can be programmed one by one in order from the first stage by the program control means that responds to the program control signal, the initial output from the logic output of the combination of fuse data by the logic means. For example, data can be rewritten from “0” to “1” only once, such as “0”, “1” after the first electric fuse program, “0” after the subsequent electric fuse program, etc. Can be made. Therefore, the circuit scale and the number of control terminals can be reduced as compared with the case where rewriting is realized by arranging the electrical fuse modules as many as necessary.

また、本発明においては、プログラム制御素子を順次導通していくに際しては検知回路により前段の電気ヒューズがプログラムされている状態を検知し、前段の電気ヒューズがプログラムされている時だけ、次段の電気ヒューズのプログラムの実行が可能であり、1本のプログラム制御信号の端子からプログラムが必要な電気ヒューズの本数分のプログラム制御信号を入力することだけでプログラムを実現させることができる。   Further, in the present invention, when the program control elements are sequentially turned on, the detection circuit detects the state in which the previous electrical fuse is programmed, and only when the previous electrical fuse is programmed, The program of the electric fuse can be executed, and the program can be realized only by inputting the program control signals for the number of electric fuses that need to be programmed from one program control signal terminal.

電気ヒューズのプログラムには、材料変質に伴う高抵抗化のほか溶断も含まれる。   The electrical fuse program includes fusing as well as high resistance due to material alteration.

半導体集積回路の実動作時には、読出し制御素子を導通し、電気ヒューズと読出し制御素子との接続ノードに現れる電圧レベルを入力とする論理出力、例えば、排他的論理和をとることにより、初期状態「0」、第1の電気ヒューズプログラム後「1」、それ以降の電気ヒューズプログラム後「0」、というように一回だけ「0」から「1」になったデータの書き換えを実現させることができる。   In actual operation of the semiconductor integrated circuit, the read control element is turned on, and a logical output having a voltage level appearing at a connection node between the electric fuse and the read control element as an input, for example, an exclusive OR is performed to obtain an initial state “ Data rewriting from “0” to “1” can be realized only once, such as “0”, “1” after the first electric fuse program, and “0” after the subsequent electric fuse program. .

好ましくは電気ヒューズはシリサイドもしくはポリシリコンもしくはメタルで形成され一端が外部電源電圧に接続されている。   Preferably, the electric fuse is formed of silicide, polysilicon, or metal, and one end is connected to an external power supply voltage.

好ましくは読出し制御信号に応答してプログラム制御手段からのヒューズデータを論理手段に入力するヒューズデータ読出し回路を備える。   Preferably, a fuse data read circuit is provided for inputting fuse data from the program control means to the logic means in response to the read control signal.

好ましくは論理手段は排他的論理和回路である。   Preferably, the logic means is an exclusive OR circuit.

好ましくはプログラム制御手段は、電気ヒューズそれぞれの他端と接地端子それぞれとの間に接続された複数のプログラム制御素子と、少なくとも1つの第1の電気ヒューズとそれに対応する第1のプログラム制御素子との接続点電圧を検知する検知回路とを含み、第1のプログラム制御素子以外の他のプログラム制御素子は、複数のプログラム制御素子のうち、第1の電気ヒューズに接続された第1のプログラム制御素子は、最初のプログラム制御信号の入力に応答して第1の電気ヒューズをプログラムし、第1のプログラム制御素子以外の他のプログラム制御素子は、検知信号の入力に応答してそれに対応する電気ヒューズをプログラムし、検知回路は、最初のプログラム制御信号の入力に応答して前記接続点電圧を検知し、第1の電気ヒューズがプログラムしていると検知し、かつ、それ以降のプログラム制御信号の入力時に、次段以降の電気ヒューズをプログラムする検知信号を出力する。   Preferably, the program control means includes a plurality of program control elements connected between the other end of each electric fuse and each of the ground terminals, at least one first electric fuse and a first program control element corresponding thereto. A first control circuit connected to the first electrical fuse among the plurality of program control elements. The element programs the first electrical fuse in response to the input of the first program control signal, and other program control elements other than the first program control element respond to the input of the detection signal in response to the corresponding electrical control elements. The fuse is programmed, and the detection circuit detects the connection point voltage in response to the input of the first program control signal, and the first electrical Yuzu senses to be programmed, and, upon input of a subsequent program control signal, and outputs a detection signal to program the following stages of the electrical fuse.

好ましくは電気ヒューズが、第1ないし第4の電気ヒューズであり、プログラム制御素子が、第1ないし第4の電気ヒューズそれぞれに個別に接続された第1、第2、第3、第4のプログラム制御素子であり、検知回路が、第1ないし第3の電気ヒューズとそれらに対応する第1ないし第3のプログラム制御素子との間の第1ないし第4の接続点電圧をそれぞれ検知する第1、第2、第3の検知回路であり、論理手段が、第1と第4の接続点電圧を入力する第1の排他的論理和回路と、第2と第3の接続点電圧を入力する第2の排他的論理和回路と、第1および第2の排他的論理和回路の出力を入力する第3の排他的論理和回路とを備える。   Preferably, the electrical fuses are first to fourth electrical fuses, and first, second, third, and fourth programs in which program control elements are individually connected to the first to fourth electrical fuses, respectively. A first control circuit, wherein the detection circuit detects first to fourth connection point voltages between the first to third electrical fuses and the corresponding first to third program control elements, respectively; , Second and third detection circuits, wherein the logic means inputs a first exclusive OR circuit for inputting the first and fourth connection point voltages, and inputs the second and third connection point voltages. A second exclusive OR circuit; and a third exclusive OR circuit that inputs the outputs of the first and second exclusive OR circuits.

この構成では初期状態「0」、第1の電気ヒューズプログラム後「1」、第2の電気ヒューズプログラム後「0」、第3の電気ヒューズプログラム後「1」、第4のヒューズプログラム後「0」というように4回のデータの書き換えを実現させることができる。   In this configuration, the initial state is “0”, “1” after the first electric fuse program, “0” after the second electric fuse program, “1” after the third electric fuse program, “0” after the fourth fuse program. Thus, the data can be rewritten four times.

好ましくは検知回路が、電気ヒューズとプログラム制御素子との接続点電圧を入力レベルとした信号とプログラム制御信号との論理積演算をとる回路構成を備える。   Preferably, the detection circuit has a circuit configuration for performing a logical product operation of a signal having a connection point voltage between the electric fuse and the program control element as an input level and a program control signal.

好ましくは検知回路の出力信号が前段のプログラム制御用のスイッチング素子を次段のプログラム動作の時にはオフさせているオフ制御回路を備える。   Preferably, the output signal of the detection circuit includes an off control circuit that turns off the switching element for program control in the previous stage during the program operation in the next stage.

この構成では、検知回路の出力を受けて1度プログラムを実行した前段の電気ヒューズのプログラム制御素子をオフするので、電気ヒューズの2度切りが発生しないでプログラム動作を実行することができる。   In this configuration, since the program control element of the preceding electric fuse that has executed the program once upon receiving the output of the detection circuit is turned off, the program operation can be executed without causing the electric fuse to be cut twice.

本発明によれば、回路規模の削減を図りながら書き換えを実現できる。   According to the present invention, rewriting can be realized while reducing the circuit scale.

以下、本発明にかかわる電気ヒューズモジュールの実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。   Embodiments of an electrical fuse module according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1の電気ヒューズモジュールを説明する。
(Embodiment 1)
An electric fuse module according to Embodiment 1 of the present invention will be described.

図1は本発明の実施の形態1における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。図1において、10,11はそれぞれ一端が外部電源端子に接続された第1、第2の電気ヒューズである。電気ヒューズ10、11は、シリサイドもしくはポリシリコンもしくはメタルで形成されている。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an electric fuse module according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 10 and 11 denote first and second electric fuses each having one end connected to an external power supply terminal. The electric fuses 10 and 11 are made of silicide, polysilicon, or metal.

12、13はそれぞれのドレインが第1および第2の電気ヒューズ10、11それぞれの他端に接続され、それぞれのソースが接地端子に接続された、NMOSトランジスタからなる第1、第2のプログラム制御素子である。D1は、第1の電気ヒューズ10と第1のプログラム制御素子12との第1のノード(接続点)、D2は第2の電気ヒューズ11と第2のプログラム制御素子13との第2のノードである。   Reference numerals 12 and 13 respectively denote first and second program controls comprising NMOS transistors, each having a drain connected to the other end of each of the first and second electric fuses 10 and 11, and each source connected to a ground terminal. It is an element. D1 is a first node (connection point) between the first electric fuse 10 and the first program control element 12, and D2 is a second node between the second electric fuse 11 and the second program control element 13. It is.

14は検知回路である。この検知回路14は、プログラム制御信号(Prog)の入力に応答して第1のノードD1の電圧を検知し、この検知から第1の電気ヒューズ10がプログラムしていると検知するときは、それ以降のプログラム制御信号(Prog)の入力時に、第2の電気ヒューズ11をプログラムさせるよう第2のプログラム制御素子13をオンにするようになっている。   Reference numeral 14 denotes a detection circuit. The detection circuit 14 detects the voltage of the first node D1 in response to the input of the program control signal (Prog), and when detecting that the first electric fuse 10 is programmed from this detection, When the program control signal (Prog) is input thereafter, the second program control element 13 is turned on so that the second electric fuse 11 is programmed.

15はヒューズデータ読出し回路である。このヒューズデータ読出し回路15はヒューズデータを読み出す回路である。ヒューズデータは第1、第2の電気ヒューズ10,11のプログラムに関するデータである。ヒューズデータ読出し回路15は、ドレインが第1のノードD1に接続されソースが接地された、NMOSトランジスタからなる第1の読出し制御素子15aと、ドレインが第2のノードD2に接続されソースが接地された、NMOSトランジスタからなる第2の読出し制御素子15bとを備える。ヒューズデータ読出し回路15は、ヒューズデータを読み出すに際してはこれら読出し制御素子15a,15bのゲートに対する読出し信号(Read)によりオンすることによりヒューズデータを読み出すようになっている。   Reference numeral 15 denotes a fuse data reading circuit. The fuse data reading circuit 15 is a circuit for reading fuse data. The fuse data is data related to the program of the first and second electric fuses 10 and 11. The fuse data read circuit 15 includes a first read control element 15a made of an NMOS transistor having a drain connected to the first node D1 and a source grounded, and a drain connected to the second node D2 and a source grounded. And a second read control element 15b made of an NMOS transistor. When reading fuse data, the fuse data reading circuit 15 is turned on by a read signal (Read) to the gates of the read control elements 15a and 15b to read fuse data.

なお、検知回路14とヒューズデータ読出し回路15は、プログラム制御手段を構成する。   The detection circuit 14 and the fuse data reading circuit 15 constitute program control means.

このプログラム制御手段は、プログラム制御信号(Prog)に応答して、少なくとも1つの電気ヒューズである第1の電気ヒューズ10をプログラムし、残りの電気ヒューズである第2の電気ヒューズ11をプログラムしないヒューズ状態とし、次のプログラム制御信号(Prog)に応答して第2の電気ヒューズ11をプログラムするヒューズ状態に制御するようになっている。このプログラム制御手段は実施の形態1以降の各実施の形態においても、具体構成は各実施の形態で同一ないしは相違するが、その基本は同様である。   In response to a program control signal (Prog), the program control means programs the first electric fuse 10 that is at least one electric fuse, and does not program the second electric fuse 11 that is the remaining electric fuse. In this state, the second electric fuse 11 is controlled to be programmed to a fuse state in response to the next program control signal (Prog). The program control means is the same or different in each embodiment from the first embodiment onwards, but the basics are the same.

16は排他的論理和回路(Ex−OR)である。この排他的論理和回路16は、プログラム制御手段からのヒューズデータの組み合わせを論理出力(OUT)する論理手段を構成する。この論理手段は実施の形態1以降の各実施の形態においても具体構成は各実施の形態で同一ないしは相違するが、その基本は同様である。   Reference numeral 16 denotes an exclusive OR circuit (Ex-OR). This exclusive OR circuit 16 constitutes a logic means for logically outputting (OUT) a combination of fuse data from the program control means. The logic means is the same or different in each embodiment from the first embodiment onwards, but the basics are the same.

ヒューズデータ読出し回路15を構成する第1、第2の読出し制御素子15a,15bは、それぞれ、第1、第2プログラム制御素子12、13よりもトランジスタとしてのサイズが小さくなっている。これは、ヒューズデータ読出し時において読出し制御素子15a,15bのONに要するソースドレイン電流は、第1、第2プログラム制御素子12,13が電気ヒューズ10,11をプログラムするのに要するソースドレイン電流ほど大電流を必要としないからである。   The first and second read control elements 15a and 15b constituting the fuse data read circuit 15 are smaller in size as transistors than the first and second program control elements 12 and 13, respectively. This is because the source / drain current required to turn on the read control elements 15a and 15b when reading the fuse data is as large as the source / drain current required for the first and second program control elements 12 and 13 to program the electrical fuses 10 and 11. This is because a large current is not required.

なお、実施の形態1以降の各実施の形態におけるプログラム制御素子や読出し制御素子も同様であるので各実施の形態でのその説明は省略するものとする。   Since the program control element and the read control element in each of the first and subsequent embodiments are the same, the description thereof in each embodiment will be omitted.

以上の構成を備えた実施の形態の電気ヒューズモジュールの動作を説明する。   The operation of the electrical fuse module of the embodiment having the above configuration will be described.

まず、第1の電気ヒューズ10をプログラムする動作について説明する。   First, an operation for programming the first electric fuse 10 will be described.

第1のプログラム制御素子12のゲートと検知回路14とにプログラム制御信号(Prog)を入力する。このプログラム制御信号(Prog)の入力により第1のプログラム制御素子12がオンする。第1のプログラム制御素子12がオンすると、第1の電気ヒューズ10はプログラム動作を開始する。   A program control signal (Prog) is input to the gate of the first program control element 12 and the detection circuit 14. The first program control element 12 is turned on by the input of the program control signal (Prog). When the first program control element 12 is turned on, the first electric fuse 10 starts a program operation.

一方、検知回路14は、プログラム制御信号(Prog)の入力に応答して第1のノードD1の電圧変化から第1の電気ヒューズ10の状態がプログラム前(切断前)の状態であることを検知し、第2のプログラム制御素子13のゲート電圧を制御して該第2のプログラム制御素子13をオフに制御しておくので、第2の電気ヒューズ11はプログラム動作を開始しない。   On the other hand, in response to the input of the program control signal (Prog), the detection circuit 14 detects that the state of the first electric fuse 10 is the state before programming (before cutting) from the voltage change of the first node D1. Since the second program control element 13 is controlled to be off by controlling the gate voltage of the second program control element 13, the second electric fuse 11 does not start the program operation.

第1のプログラム制御素子12がオンして第1の電気ヒューズ10のプログラムが実行される前は、第1の電気ヒューズ10の抵抗値が低く、ノードD1は高電位であるが(状態1)、第1の電気ヒューズ10がプログラムされた後は第1の電気ヒューズ10が高抵抗化されることにより、ノードD1の電位は下がることになる。(状態2)
以上のように第1の電気ヒューズ10がプログラムされた状態を読み出すに際しては、読出し信号(Read)をヒューズデータ読出し回路に入力してその第1、第2の読出し制御素子15a,15bを同時オンし、第1の電気ヒューズ10の抵抗と第1の読出し制御素子15aの抵抗との抵抗比であるノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ11の抵抗と第2の読出し制御素子15bの抵抗との抵抗比であるノードD2の電圧レベルとを入力レベルとする排他的論理和回路16の論理出力(OUT)から読み出す。
Before the first program control element 12 is turned on and the program of the first electrical fuse 10 is executed, the resistance value of the first electrical fuse 10 is low and the node D1 is at a high potential (state 1). After the first electric fuse 10 is programmed, the resistance of the first electric fuse 10 is increased, so that the potential of the node D1 is lowered. (State 2)
As described above, when reading the programmed state of the first electric fuse 10, a read signal (Read) is input to the fuse data read circuit and the first and second read control elements 15a and 15b are simultaneously turned on. The voltage level of the node D1, which is the resistance ratio between the resistance of the first electric fuse 10 and the resistance of the first read control element 15a, the resistance of the second electric fuse 11, and the second read control element 15b Reading is performed from the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 16 having the voltage level of the node D2, which is a resistance ratio to the resistance, as an input level.

初期状態ではノードD1、D2の電位は両方とも高値(H)であるから、排他的論理和回路16の論理出力(OUT)は「0」であったが、第1の電気ヒューズ10がプログラム後の(状態1)になると、ノードD1の電位は低値(L)、ノードD2の電位は高値(H)であるから、排他的論理和回路16の論理出力(OUT)は「1」となる。   Since the potentials of the nodes D1 and D2 are both high (H) in the initial state, the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 16 is “0”, but the first electric fuse 10 is programmed. In (state 1), since the potential of the node D1 is low (L) and the potential of the node D2 is high (H), the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 16 is “1”. .

以上により、電気ヒューズモジュールはデータの書込み(「0」から「1」)が行われることになる。次に、書き込んだデータの書き換え(「1」から「0」)について説明する。   As described above, data is written ("0" to "1") in the electrical fuse module. Next, rewriting of written data (from “1” to “0”) will be described.

この書き換えは、次のプログラム制御信号(Prog)を第1のプログラム制御素子12と検知回路14とに入力する。このとき、検知回路14は、ノードD1の電位から第1の電気ヒューズ10は既にプログラムされていることを検知して、第2のプログラム制御素子13に検知信号を入力することにより当該第2のプログラム制御素子13をオンにする。これにより、第2の電気ヒューズ11はプログラムされる。   In this rewriting, the next program control signal (Prog) is input to the first program control element 12 and the detection circuit 14. At this time, the detection circuit 14 detects from the potential of the node D1 that the first electrical fuse 10 has already been programmed, and inputs the detection signal to the second program control element 13, thereby the second The program control element 13 is turned on. Thereby, the second electric fuse 11 is programmed.

その結果、読出し信号(Read)をヒューズデータ読出し回路15に入力して第1、第2の読出し制御素子15a,15bをオンにすると、第1の電気ヒューズ10と第2の電気ヒューズ11とがプログラムされてノードD1,D2の電位は共に低値(L)であるので、排他的論理和回路16の論理出力(OUT)は「0」となる。   As a result, when the read signal (Read) is input to the fuse data read circuit 15 and the first and second read control elements 15a and 15b are turned on, the first electric fuse 10 and the second electric fuse 11 are connected. Since the programmed potentials of the nodes D1 and D2 are both low (L), the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 16 becomes “0”.

以上のように、実施の形態1の電気ヒューズモジュールでは、初期状態「0」→データ書込み「1」→データ書き換え「0」というように、データの追記書き換えが実現し、いわゆる「0」「1」の1ビットのデータを出力するOTPの電気ヒューズを有する半導体記憶装置において、最小の制御端子数で書き換え可能な電気ヒューズを実現することができる。   As described above, in the electrical fuse module according to the first embodiment, additional data rewriting is realized in the initial state “0” → data writing “1” → data rewriting “0”, so-called “0” “1”. In the semiconductor memory device having an OTP electric fuse that outputs 1-bit data, a rewritable electric fuse can be realized with the minimum number of control terminals.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2の電気ヒューズモジュールを説明する。
(Embodiment 2)
An electric fuse module according to Embodiment 2 of the present invention will be described.

図2は本発明の実施の形態2における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。図2において、20、21、22、23は一端が電源端子に接続された第1、第2、第3、第4の電気ヒューズ、24、25、26、27はそれぞれのドレインが第1、第2、第3、第4の電気ヒューズ20、21、22、23それぞれの他端に接続され、それぞれのソースが接地端子に接続された第1、第2、第3、第4のプログラム制御素子、28、29、30は第1、第2、第3の電気ヒューズ20、21、22、23それぞれと第1、第2、第3のプログラム制御素子20、21、22それぞれとの第1、第2、第3のノードD1,D2,D3の電圧をそれぞれ検知する第1、第2、第3の検知回路である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the electrical fuse module according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, 20, 21, 22, and 23 are first, second, third, and fourth electric fuses having one end connected to a power supply terminal, and 24, 25, 26, and 27 have first and second drains, respectively. First, second, third, and fourth program controls connected to the other ends of the second, third, and fourth electric fuses 20, 21, 22, and 23, and connected to the ground terminals of the respective sources. Elements 28, 29, and 30 are first, second, and third electric fuses 20, 21, 22, and 23, respectively, and first, second, and third program control elements 20, 21, and 22, respectively. , First, second and third detection circuits for detecting the voltages of the second and third nodes D1, D2 and D3, respectively.

31は第1、第2、第3、第4の読出し制御素子31a,31b,31c,31dからなるヒューズデータ読出し回路である。   A fuse data reading circuit 31 includes first, second, third, and fourth read control elements 31a, 31b, 31c, and 31d.

32は排他的論理和回路である。排他的論理和回路32は第1、第2、第3の排他的論理和回路32a、32b,32cにより構成されている。第1の排他的論理和回路31aの2入力は第2、第3のノードD2,D3の電位であり、第2の排他的論理和回路31bの2入力は第1、第4のノードD1,D4の電位であり、第3の排他的論理和回路31cの2入力は、第1、第2の排他的論理和回路31a,31bの論理出力(OUT)である。この排他的論理和回路32の論理は周知であるからその詳細な説明は略する。   Reference numeral 32 denotes an exclusive OR circuit. The exclusive OR circuit 32 includes first, second, and third exclusive OR circuits 32a, 32b, and 32c. Two inputs of the first exclusive OR circuit 31a are the potentials of the second and third nodes D2 and D3, and two inputs of the second exclusive OR circuit 31b are the first and fourth nodes D1 and D1, respectively. The second input of the third exclusive OR circuit 31c is the logic output (OUT) of the first and second exclusive OR circuits 31a and 31b. Since the logic of this exclusive OR circuit 32 is well known, its detailed description is omitted.

以上の構成を備えた実施の形態2の電気ヒューズモジュールの動作を説明する。   The operation of the electric fuse module of the second embodiment having the above configuration will be described.

最初に第1、第2、第3、第4の電気ヒューズ20、21、22、23を全てプログラムしないときには「0」が出力されている状態(プログラム前の状態)である。   When all the first, second, third, and fourth electric fuses 20, 21, 22, and 23 are not programmed first, “0” is output (the state before programming).

まず、第1の電気ヒューズ20をプログラムする動作について説明する。   First, an operation for programming the first electric fuse 20 will be described.

プログラム制御信号(Prog)を受けて第1のプログラム制御素子24がオンする。第1のプログラム制御素子24がオンすることにより、第1の電気ヒューズ20はプログラムされていく。   In response to the program control signal (Prog), the first program control element 24 is turned on. When the first program control element 24 is turned on, the first electric fuse 20 is programmed.

プログラム制御信号(Prog)は第1、第2、第3の検知回路28、29、30にも入力されるが、第1、第2、第3の検知回路28、29、30は全ての電気ヒューズ20、21、22、23がプログラム前の状態であることを検知するので第2、第3、第4のプログラム制御素子25、26、27をそれぞれオフにしておく。それにより第2、第3、第4の電気ヒューズ21、22、23のそれぞれのプログラム動作は開始しない。   The program control signal (Prog) is also input to the first, second, and third detection circuits 28, 29, and 30, but the first, second, and third detection circuits 28, 29, and 30 are all electrically connected. Since it is detected that the fuses 20, 21, 22, and 23 are in the pre-program state, the second, third, and fourth program control elements 25, 26, and 27 are turned off, respectively. Thereby, the program operation of each of the second, third, and fourth electric fuses 21, 22, and 23 is not started.

第1のプログラム制御素子24がオンしてプログラムが実行される前は、第1の電気ヒューズ20の抵抗値が低く、第1のノードD1は高電位であるが(状態1)、第1の電気ヒューズ20がプログラムされた後は第1の電気ヒューズ20が高抵抗化されることにより、第1のノードD1の電位は下がることになる。(状態2)
以上のように第1の電気ヒューズ20がプログラムされた状態を読み出す際には、読出し信号(Read)により、ヒューズデータ読出し回路31の第1、第2、第3、第4の読出し制御素子31a,31b,31c,31dをオンし、第1の電気ヒューズ20の抵抗と第1の読出し制御素子31aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ11の抵抗と第2の読出し制御素子31bの抵抗との抵抗比である第2のノードD2の電圧を入力レベルと、第3の電気ヒューズ22の抵抗と第3の読出し制御素子31cの抵抗との抵抗比である第3のノードD3の電圧レベルと、第4の電気ヒューズ23の抵抗と第4の読出し制御素子31dの抵抗との抵抗比である第4のノードD4の電圧を入力レベルを入力として排他的論理和回路32の論理出力(OUT)を出力する。
Before the first program control element 24 is turned on and the program is executed, the resistance value of the first electric fuse 20 is low and the first node D1 is at a high potential (state 1). After the electric fuse 20 is programmed, the first electric fuse 20 is increased in resistance, so that the potential of the first node D1 is lowered. (State 2)
As described above, when the programmed state of the first electric fuse 20 is read, the first, second, third, and fourth read control elements 31a of the fuse data read circuit 31 are read by the read signal (Read). , 31b, 31c, 31d, the voltage level of the first node D1, which is the resistance ratio between the resistance of the first electric fuse 20 and the resistance of the first read control element 31a, and the second electric fuse 11 The voltage of the second node D2, which is the resistance ratio of the resistance of the second read control element 31b to the input level, the resistance of the third electrical fuse 22 and the resistance of the third read control element 31c The voltage level of the third node D3, which is the resistance ratio, and the voltage of the fourth node D4, which is the resistance ratio of the resistance of the fourth electrical fuse 23 and the resistance of the fourth read control element 31d, are input. It outputs a logic output of the exclusive OR circuit 32 (OUT) and.

初期状態では第1、第2、第3、第4のノードD1、D2、D3、D4の電位は高値(H)であるため、排他的論理和回路32の論理出力(OUT)は「0」であったが、第1の電気ヒューズ20がプログラム後の(状態1)になると排他的論理和回路32の論理出力(OUT)は「1」となる。排他的論理和回路32の論理出力(OUT)の説明は省略する。これにより、データが書込み(「0」から「1」)が行われたことになる。   Since the potentials of the first, second, third, and fourth nodes D1, D2, D3, and D4 are high (H) in the initial state, the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 32 is “0”. However, when the first electric fuse 20 is in the programmed (state 1), the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 32 becomes “1”. Description of the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 32 is omitted. As a result, data has been written (from “0” to “1”).

次に、上記書き込んだデータの書き換え(「1」から「0」に戻すこと)を説明する。   Next, rewriting of the written data (returning from “1” to “0”) will be described.

この書き換えは、第2の電気ヒューズ21をプログラムする。そのため、まず、第1の検知回路28は、第1のノードD1の電位レベルが第1の電気ヒューズ20がプログラム後の(状態1)であることを検知し、かつ次のプログラム制御信号(Prog)が入ると、第2のプログラム制御素子25をオンすることにより、第2の電気ヒューズ21はプログラムされていく。このときプログラム制御信号(Prog)が第2、第3の検知回路29、30にも入力されるが、第2、第3の電気ヒューズ21、22がプログラム前の状態であることを検知するので第3、第4のプログラム制御素子26、27をオフにしておく。それにより第3、第4の電気ヒューズ22、23においてプログラム動作は開始しない。   This rewriting programs the second electrical fuse 21. Therefore, first, the first detection circuit 28 detects that the potential level of the first node D1 is in the state (1) after the first electric fuse 20 is programmed, and the next program control signal (Prog ), The second electrical fuse 21 is programmed by turning on the second program control element 25. At this time, the program control signal (Prog) is also input to the second and third detection circuits 29 and 30, but it is detected that the second and third electric fuses 21 and 22 are in the pre-program state. The third and fourth program control elements 26 and 27 are turned off. As a result, the program operation is not started in the third and fourth electric fuses 22 and 23.

以上のように第2の電気ヒューズ21がプログラムされた状態を読み出す際には、ヒューズデータ読出し回路31内部の全読出し制御素子31a,31b,31c,31dをオンし、第1の電気ヒューズ20の抵抗と第1の読出し制御素子31aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ11の抵抗と第2の読出し制御素子31bの抵抗との抵抗比である第2のノードD2の電圧レベルと、第3の電気ヒューズ22の抵抗と第3の読出し制御素子31cの抵抗との抵抗比である第3のノードD3の電圧レベルと、第4の電気ヒューズ23の抵抗と第4の読出し制御素子31dの抵抗との抵抗比である第4のノードD4の電圧を入力レベルを入力として排他的論理和回路32の論理出力(OUT)を出力する。   When reading the programmed state of the second electric fuse 21 as described above, all the read control elements 31a, 31b, 31c, 31d in the fuse data reading circuit 31 are turned on, and the first electric fuse 20 is turned on. The voltage ratio of the first node D1, which is the resistance ratio between the resistance and the resistance of the first read control element 31a, and the resistance ratio between the resistance of the second electrical fuse 11 and the resistance of the second read control element 31b The voltage level of a certain second node D2, the voltage level of the third node D3, which is the resistance ratio between the resistance of the third electrical fuse 22 and the resistance of the third read control element 31c, and the fourth electrical fuse The logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 32 is output with the voltage of the fourth node D4, which is the resistance ratio of the resistor 23 and the resistance of the fourth read control element 31d, as the input level. .

この排他的論理和回路32の論理出力(OUT)は、第2の電気ヒューズ21がプログラム後の(状態1)になると「0」となり、データの書き換え(「1」から「0」に戻す)が実現する。   The logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 32 becomes “0” when the second electric fuse 21 is in the programmed (state 1), and data is rewritten (returned from “1” to “0”). Is realized.

以上のように、外部からプログラム制御信号(Prog)が入力されたときに、各検知回路28,29,30で前段の電気ヒューズ20,21,22,23それぞれの状態を検知し比較することによって、第1の電気ヒューズ20から順次プログラムを実行していく。電気ヒューズ20,21,22,23それぞれをプログラムするたびに全電気ヒューズ20,21,22,23の出力の排他的論理和回路32の論理出力(OUT)で読み出すため、データを随時書き換えることが可能となる。   As described above, when a program control signal (Prog) is input from the outside, the detection circuits 28, 29, 30 detect and compare the states of the electrical fuses 20, 21, 22, 23 in the previous stage. Then, the program is sequentially executed from the first electric fuse 20. Each time the electric fuses 20, 21, 22, 23 are programmed, the data is read out at any time because the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 32 of the outputs of all the electric fuses 20, 21, 22, 23 is read. It becomes possible.

以上のように実施の形態2によれば、「0」「1」の1ビットのデータを出力するOTPの電気ヒューズを有する半導体記憶装置において、最小の制御端子数で書き換え可能な電気ヒューズを実現できる。   As described above, according to the second embodiment, a rewritable electric fuse can be realized with a minimum number of control terminals in a semiconductor memory device having an OTP electric fuse that outputs 1-bit data of “0” and “1”. it can.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3の電気ヒューズモジュールを説明する。
(Embodiment 3)
An electric fuse module according to Embodiment 3 of the present invention will be described.

図3は本発明の実施の形態3における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図であり、図4は図3における回路図のタイミングチャートである。C1、C2は第1、第2のプログラム制御素子42、43のゲート入力である。図3において、40,41は一端が電源端子に接続された第1、第2の電気ヒューズ、42、43はそれぞれのドレインが第1および第2の電気ヒューズ40、41の他端に接続され、それぞれのソースが接地端子に接続された第1、第2のプログラム制御素子である。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the electric fuse module according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 4 is a timing chart of the circuit diagram in FIG. C1 and C2 are gate inputs of the first and second program control elements 42 and 43, respectively. In FIG. 3, reference numerals 40 and 41 denote first and second electric fuses having one end connected to a power supply terminal, and reference numerals 42 and 43 denote drains connected to the other ends of the first and second electric fuses 40 and 41, respectively. , First and second program control elements, each source of which is connected to a ground terminal.

44は第1の電気ヒューズ40と第1のプログラム制御素子42との第1のノードD1の電圧を検知する検知回路である。検知回路44はインバータ44aとAND回路44bとで構成されている。   A detection circuit 44 detects the voltage of the first node D1 between the first electric fuse 40 and the first program control element 42. The detection circuit 44 includes an inverter 44a and an AND circuit 44b.

45は第1、第2の読出し制御素子45a,45bからなるヒューズデータ読出し回路である。   A fuse data reading circuit 45 includes first and second reading control elements 45a and 45b.

46は排他的論理和回路である。   46 is an exclusive OR circuit.

以上の構成を備えた実施の形態3の電気ヒューズモジュールの動作を説明する。   The operation of the electrical fuse module according to the third embodiment having the above configuration will be described.

まず、第1の電気ヒューズ40をプログラムする動作について説明する。プログラム制御信号(Prog)を受けて第1のプログラム制御素子42がオンする。第1のプログラム制御素子42がオンすることにより、第1の電気ヒューズ40はプログラムされていく。このときプログラム制御信号(Prog)が検知回路44にも入力されるが、第1の電気ヒューズ40が切断前の状態であることを検知するので第2のプログラム制御素子43をオフしておく。それにより第2の電気ヒューズ41においてプログラム動作は開始しない。   First, an operation for programming the first electric fuse 40 will be described. In response to the program control signal (Prog), the first program control element 42 is turned on. When the first program control element 42 is turned on, the first electric fuse 40 is programmed. At this time, the program control signal (Prog) is also input to the detection circuit 44, but the second program control element 43 is turned off because it is detected that the first electric fuse 40 is in a state before being cut. As a result, the program operation is not started in the second electric fuse 41.

第1のプログラム制御素子42がオンしてプログラムが実行される前は、第1の電気ヒューズ40の抵抗値が低く、ノードD1は高電位であるが(状態1)、第1の電気ヒューズ40がプログラムされた後は第1の電気ヒューズ40が高抵抗化されることにより、ノードD1の電位は下がることになる。(状態2)
以上のように第1の電気ヒュー40ズがプログラムされた状態を読み出す際には、読出し信号(Read)を入力してヒューズデータ読出し回路45内の第1、第2の読出し制御素子45a,45bをオンし、第1の電気ヒューズ40の抵抗と第1の読出し制御素子45aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ41の抵抗と第2の読出し制御素子45bの抵抗との抵抗比である第2のノードD2の電圧を入力レベルとして排他的論理和回路46の論理出力(OUT)で読み出す。
Before the first program control element 42 is turned on and the program is executed, the resistance value of the first electric fuse 40 is low and the node D1 is at a high potential (state 1). Is programmed, the potential of the node D1 is lowered by increasing the resistance of the first electric fuse 40. (State 2)
As described above, when reading the programmed state of the first electric fuse 40, a read signal (Read) is input and the first and second read control elements 45a and 45b in the fuse data read circuit 45 are input. And the voltage level of the first node D1, which is the resistance ratio between the resistance of the first electrical fuse 40 and the resistance of the first read control element 45a, the resistance of the second electrical fuse 41, and the second The voltage of the second node D2, which is a resistance ratio to the resistance of the read control element 45b, is read as the input level from the logic output (OUT) of the exclusive OR circuit 46.

初期状態ではノードD1、D2の電位は両方とも高値(H)であったために、排他的論理和回路46の論理出力(OUT)は「0」であったが、第1の電気ヒューズ40がプログラム後の(状態1)になると排他的論理和回路46の論理出力(OUT)は「1」となる。   Since the potentials of the nodes D1 and D2 are both high (H) in the initial state, the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 46 is “0”, but the first electric fuse 40 is programmed. In the later (state 1), the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 46 becomes “1”.

これにより、データが書込み(「0」から「1」)が行われたことになる。   As a result, data has been written (from “0” to “1”).

次に、上記書き込んだデータの書き換え(「1」から「0」に戻すこと)を説明する。   Next, rewriting of the written data (returning from “1” to “0”) will be described.

この書き換えは、第2の電気ヒューズ41をプログラムする。   This rewriting programs the second electrical fuse 41.

検知回路44は、まずノードD1の電位レベルが第1の電気ヒューズ40がプログラム後の(状態1)であることを検知する。検知回路44はインバータ44aとAND回路44aとを用いて実現しており、ノードD1のレベルが第1の電気ヒューズ40のプログラム後の状態、つまり低値「L」であることを受けて、AND回路44bの2入力のうち1入力は高値(H)で受けることになる。次にプログラム用の制御信号が入ると、検知回路内44のAND回路44bから高値(H)の信号が出ることによって、第2のプログラム制御素子43をオンする。その後、第2の電気ヒューズ41はプログラムされていく。   First, the detection circuit 44 detects that the potential level of the node D1 is in the state (state 1) after the first electric fuse 40 is programmed. The detection circuit 44 is realized by using an inverter 44a and an AND circuit 44a. The level of the node D1 is a state after programming of the first electric fuse 40, that is, the low value “L”. One of the two inputs of the circuit 44b is received at a high value (H). Next, when a program control signal is input, a high value (H) signal is output from the AND circuit 44b in the detection circuit 44, thereby turning on the second program control element 43. Thereafter, the second electric fuse 41 is programmed.

以上のように第2の電気ヒューズ41がプログラムされた状態を読み出す際には、ヒューズデータ読出し回路45の第1、第2の読出し制御素子45a,45bをオンし、第1の電気ヒューズ40の抵抗と第1の読出し制御素子45aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ41の抵抗と第2の読出し制御素子45bの抵抗との抵抗比である第2のノードD2の電圧を入力レベルとして排他的論理和回路45の論理出力(OUT)で読み出す。この場合、第1、第2のノードD1、D2の電位の両方がプログラム後の状態になるために、排他的論理和により出力は「0」となる。   As described above, when reading the programmed state of the second electric fuse 41, the first and second read control elements 45a and 45b of the fuse data reading circuit 45 are turned on, and the first electric fuse 40 is turned on. The voltage ratio of the first node D1, which is the resistance ratio between the resistance and the resistance of the first read control element 45a, and the resistance ratio between the resistance of the second electrical fuse 41 and the resistance of the second read control element 45b A voltage at a certain second node D2 is read as a logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 45 as an input level. In this case, since both the potentials of the first and second nodes D1 and D2 are in the state after programming, the output becomes “0” by exclusive OR.

以上から、実施の形態3においては、初期状態「0」→第1の電気ヒューズ40プログラム後「1」→第2の電気ヒューズ41プログラム後「0」というように、データの追記書き換えがプログラム信号のみの制御で実現する。   From the above, in the third embodiment, the additional data rewriting is performed as a program signal such that the initial state is “0” → “1” after the first electric fuse 40 program → “0” after the second electric fuse 41 program. Realized by only control.

すなわち、実施の形態3によれば、いわゆる「0」「1」の1ビットのデータを出力するOTPの電気ヒューズを有する半導体記憶装置において、最小の制御端子数で書き換え可能な電気ヒューズを実現できる。   That is, according to the third embodiment, a rewritable electric fuse can be realized with the minimum number of control terminals in a semiconductor memory device having an OTP electric fuse that outputs 1-bit data of “0” and “1”. .

(実施の形態4)
本発明の実施の形態4の電気ヒューズモジュールを説明する。
(Embodiment 4)
An electric fuse module according to Embodiment 4 of the present invention will be described.

図5は本発明の実施の形態4における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図であり、図6は図5における回路図のタイミングチャートである。C1ないしC4は第1ないし第4のプログラム制御素子54ないし57のゲート入力である。図5において、50、51、52、53は一端が電源端子に接続された第1、第2、第3、第4の電気ヒューズ、54、55、56、57はそれぞれのドレインが第1、第2、第3、第4の電気ヒューズ50、51、52、53の他端に接続され、それぞれのソースが接地端子に接続された第1、第2、第3、第4のプログラム制御素子である。   FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the electric fuse module according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 6 is a timing chart of the circuit diagram in FIG. C1 to C4 are gate inputs of the first to fourth program control elements 54 to 57, respectively. In FIG. 5, 50, 51, 52, and 53 are first, second, third, and fourth electric fuses, one end of which is connected to the power supply terminal, and 54, 55, 56, and 57 each have a first drain. First, second, third, and fourth program control elements connected to the other ends of the second, third, and fourth electric fuses 50, 51, 52, and 53, and the respective sources connected to the ground terminal It is.

58、59、60は第1の電気ヒューズ50と第1のプログラム制御素子54との第1のノードD1の電圧を検知する第1、第2、第3の検知回路である。第1、第2、第3の検知回路58、59、60はそれぞれ、インバータ58a、59a、60aとAND回路58b、59b、60bで構成されている。   Reference numerals 58, 59, and 60 denote first, second, and third detection circuits that detect the voltage at the first node D1 of the first electric fuse 50 and the first program control element 54, respectively. The first, second, and third detection circuits 58, 59, and 60 include inverters 58a, 59a, and 60a, and AND circuits 58b, 59b, and 60b, respectively.

61はヒューズデータ読出し回路であり、このヒューズデータ読出し回路61は、第1、第2、第3、第4の読出し制御素子61a、61b、61c、61dを備える。   Reference numeral 61 denotes a fuse data read circuit. The fuse data read circuit 61 includes first, second, third, and fourth read control elements 61a, 61b, 61c, and 61d.

62は排他的論理和回路である。この排他的論理和回路62は、第1、第2、第3の排他的論理和回路62a、62b、62cから構成されている。  62 is an exclusive OR circuit. The exclusive OR circuit 62 includes first, second, and third exclusive OR circuits 62a, 62b, and 62c.

以上の構成備えた実施の形態4の電気ヒューズモジュールの動作を説明する。   The operation of the electrical fuse module according to the fourth embodiment having the above configuration will be described.

まず、第1の電気ヒューズ50をプログラムする動作について説明する。プログラム制御信号(Prog)を受けて第1のプログラム制御素子54がオンする。このとき、プログラム制御信号(Prog)が第1、第2、第3の検知回路58、59、60へも同時に入力されるが、それぞれ第2、第3、第4の電気ヒューズ51、52、53はプログラム前なので第2、第3、第4のノードD2、D3、D4それぞれの電位は高値「H」のため、第1、第2、第3の検知回路58、59、60のAND回路58a、59a、60aからは低値「L」が出力され、第2、第3、第4の電気ヒューズ51、52、53がプログラムされることはない。ここで、第1のプログラム制御素子54がオンすることにより、第1の電気ヒューズ50はプログラムされていく。   First, an operation for programming the first electric fuse 50 will be described. In response to the program control signal (Prog), the first program control element 54 is turned on. At this time, the program control signal (Prog) is simultaneously input to the first, second, and third detection circuits 58, 59, and 60, but the second, third, and fourth electric fuses 51, 52, Since 53 is before programming, the potential of each of the second, third, and fourth nodes D2, D3, and D4 has a high value “H”, so that the AND circuit of the first, second, and third detection circuits 58, 59, and 60 A low value “L” is output from 58a, 59a, and 60a, and the second, third, and fourth electric fuses 51, 52, and 53 are not programmed. Here, when the first program control element 54 is turned on, the first electric fuse 50 is programmed.

第1のプログラム制御素子54がオンしてプログラムが実行される前は、第1の電気ヒューズ50の抵抗値が低く、第1のノードD1は高電位であるが(状態1)、第1の電気ヒューズ50がプログラムされた後は第1の電気ヒューズ50が高抵抗化されることにより、第1のノードD1の電位は下がることになる。(状態2)
以上のように第1の電気ヒューズ50がプログラムされた状態を読み出す際には、第1の読出し制御素子61aをオンし、第1の電気ヒューズ50の抵抗と第1の読出し制御素子61aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ51の抵抗と第2の読出し制御素子61bの抵抗との抵抗比である第2のノードD2の電圧レベルと、第3の電気ヒューズ52の抵抗と第3の読出し制御素子61cの抵抗との抵抗比である第3のノードD3の電圧レベルと、第4の電気ヒューズ53の抵抗と第4の読出し制御素子61dの抵抗との抵抗比である第4のノードD4の電圧を入力レベルとして排他的論理和回路62で読み出す。排他的論理和回路62の内部の論理動作は実施の形態2と同様である。
Before the first program control element 54 is turned on and the program is executed, the resistance value of the first electric fuse 50 is low and the first node D1 is at a high potential (state 1). After the electric fuse 50 is programmed, the first electric fuse 50 is increased in resistance, so that the potential of the first node D1 is lowered. (State 2)
As described above, when reading the programmed state of the first electric fuse 50, the first read control element 61a is turned on, and the resistance of the first electric fuse 50 and the resistance of the first read control element 61a are turned on. The voltage level of the first node D1, which is the resistance ratio of the second node, and the voltage level of the second node D2, which is the resistance ratio of the resistance of the second electric fuse 51 and the resistance of the second read control element 61b, The voltage level of the third node D3, which is the resistance ratio between the resistance of the third electrical fuse 52 and the resistance of the third readout control element 61c, the resistance of the fourth electrical fuse 53, and the fourth readout control element 61d. The exclusive OR circuit 62 reads out the voltage of the fourth node D4, which is the resistance ratio to the resistance, of the fourth node D4 as an input level. The logical operation inside the exclusive OR circuit 62 is the same as in the second embodiment.

初期状態では第1、第2、第3、第4のノードD1、D2、D3、D4それぞれの電位は全て高かったために、排他的論理和回路62の論理出力(OUT)は「0」であったが、第1の電気ヒューズ50がプログラム後の(状態1)になると排他的論理和回路62の論理出力(OUT)は「1」となる。   Since the potentials of the first, second, third, and fourth nodes D1, D2, D3, and D4 were all high in the initial state, the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 62 was “0”. However, when the first electric fuse 50 is in the programmed (state 1), the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 62 becomes “1”.

次に、第2の電気ヒューズ51をプログラムするとき、つまり先ほど書き込んだ「1」を書き換えて「0」に戻すときには、まず、第1のノードD1の電位レベルが第1の電気ヒューズ50がプログラム後の(状態1)であることを第1の検知回路58で検知する。第1の検知回路58は第1のノードD1の電位レベルがプログラム後の状態、つまり低値「L」であることを受けてそのAND回路58bの2入力のうち1入力は「H」で受けることになる。   Next, when the second electric fuse 51 is programmed, that is, when the previously written “1” is rewritten and returned to “0”, the potential level of the first node D1 is first programmed by the first electric fuse 50. The later (state 1) is detected by the first detection circuit 58. The first detection circuit 58 receives “H” as one of the two inputs of the AND circuit 58b in response to the potential level of the first node D1 being in the programmed state, that is, the low value “L”. It will be.

次に、プログラム制御信号が入ると、第1の検知回路58のAND回路58bから「H」の信号が出力されることによって、第2のプログラム制御素子55をオンする。しかし、ここでは、第3、第4のノードD3、D4それぞれの電位レベルが第3、第4の電気ヒューズ52、53がプログラム前なので第2、第3の検知回路59、60はプログラム制御信号(Prog)が入力されても、第3、第4のプログラム制御素子56、57をオンすることはない。よってその後、電源端子から接地端子へ第2の電気ヒューズ51の抵抗を介して電流が流れ、第2の電気ヒューズ51はプログラムされていく。   Next, when a program control signal is input, an “H” signal is output from the AND circuit 58 b of the first detection circuit 58, thereby turning on the second program control element 55. However, since the potential levels of the third and fourth nodes D3 and D4 are the third and fourth electric fuses 52 and 53 before programming, the second and third detection circuits 59 and 60 are used as program control signals. Even if (Prog) is input, the third and fourth program control elements 56 and 57 are not turned on. Therefore, thereafter, a current flows from the power supply terminal to the ground terminal via the resistance of the second electrical fuse 51, and the second electrical fuse 51 is programmed.

以上のように第2の電気ヒューズ51がプログラムされた状態を読み出す際には、第2の読出し制御素子61bをオンし、第1の電気ヒューズ50の抵抗と第1の読出し制御素子61aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ51の抵抗と第2の読出し制御素子61bの抵抗との抵抗比である第1のノードD2の電圧を入力レベルとして排他的論理和回路62で読み出す。   As described above, when reading the programmed state of the second electric fuse 51, the second read control element 61b is turned on, and the resistance of the first electric fuse 50 and the resistance of the first read control element 61a are turned on. The voltage level of the first node D1, which is the resistance ratio of the first node D1, which is the resistance ratio of the resistance of the second electrical fuse 51 and the resistance of the second read control element 61b, is the input level. Is read by the exclusive OR circuit 62.

すると、第1、第2のノードD1、D2の電位がプログラム後の状態になり、第3、第4のノードD3、D4の電位はプログラム前の状態で排他的論理和回路62に入力され、排他的論理和回路62の論理出力(OUT)は「0」となり、よって、初期状態「0」→第1の電気ヒューズ50、プログラム後「1」→第2の電気ヒューズ51、プログラム後「0」というように、データの追記書き換えがプログラム信号のみの制御で実現する。   Then, the potentials of the first and second nodes D1 and D2 are in the state after programming, and the potentials of the third and fourth nodes D3 and D4 are input to the exclusive OR circuit 62 in the state before programming, The logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 62 becomes “0”. Therefore, the initial state “0” → the first electric fuse 50, “1” after programming → the second electric fuse 51, “0” after programming As described above, rewriting additional data is realized by controlling only the program signal.

更に、第3、第4の電気ヒューズ52、53をプログラムするときには、その都度プログラム用外部制御端子から制御信号を入力すれば、所望の電気ヒューズがプログラムされ、排他的論理和回路62の論理出力(OUT)から、データの書き換えが随時実現する。   Further, when the third and fourth electric fuses 52 and 53 are programmed, if a control signal is inputted from the external control terminal for programming each time, a desired electric fuse is programmed and the logical output of the exclusive OR circuit 62 is obtained. From (OUT), data rewriting is realized at any time.

以上のように実施の形態4によれば、いわゆる「0」「1」の1ビットのデータを出力するOTPの電気ヒューズを有する半導体記憶装置において、最小の制御端子数で書き換え可能な電気ヒューズを実現できる。   As described above, according to the fourth embodiment, in a semiconductor memory device having an OTP electric fuse that outputs 1-bit data of so-called “0” and “1”, an electric fuse that can be rewritten with the minimum number of control terminals is provided. realizable.

(実施の形態5)
本発明の実施の形態5の電気ヒューズモジュールを説明する。
(Embodiment 5)
An electric fuse module according to Embodiment 5 of the present invention will be described.

図7は本発明の実施の形態5における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。図7において、70、71は一端が電源端子に接続された第1、第2の電気ヒューズ、72、73はそれぞれのドレインが第1および第2の電気ヒューズ70、71の他端に接続され、それぞれのソースが接地端子に接続された第1、第2のプログラム制御素子である。   FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an electrical fuse module according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 7, reference numerals 70 and 71 denote first and second electric fuses having one end connected to the power supply terminal, and reference numerals 72 and 73 denote drains connected to the other ends of the first and second electric fuses 70 and 71, respectively. , First and second program control elements, each source of which is connected to a ground terminal.

74は検知回路であり、インバータ74aとAND回路74bとから構成されている。   Reference numeral 74 denotes a detection circuit, which includes an inverter 74a and an AND circuit 74b.

75はヒューズデータ読出し回路である。このヒューズデータ読出し回路75は、第1、第2の読出し制御素子75a、75bから構成されている。   Reference numeral 75 denotes a fuse data reading circuit. The fuse data read circuit 75 includes first and second read control elements 75a and 75b.

76は排他的論理和回路である。   Reference numeral 76 denotes an exclusive OR circuit.

77はオフ制御回路である。このオフ制御回路77は、第2の電気ヒューズ71をプログラムするときに、検知回路74の出力を受けて1度プログラムを実行した第1の電気ヒューズ70の第1のプログラム制御素子72をオフにする回路である。オフ制御回路77はフリップフロップ77aとインバータ77bとから構成されている。   Reference numeral 77 denotes an off control circuit. The off control circuit 77 turns off the first program control element 72 of the first electric fuse 70 that has executed the program once upon receiving the output of the detection circuit 74 when the second electric fuse 71 is programmed. Circuit. The off control circuit 77 includes a flip-flop 77a and an inverter 77b.

以上の構成を備えた実施の形態5の電気ヒューズモジュールの動作を説明する。   The operation of the electrical fuse module according to the fifth embodiment having the above configuration will be described.

まず、第1の電気ヒューズ70をプログラムする動作について説明する。プログラム制御信号(Prog)を受けて第1のプログラム制御素子72がオンする。このとき、プログラム制御信号(Prog)が検知回路74へも入力されるが、第1の電気ヒューズ70はまだプログラム前なので第1のノードD1の電位は「H」であり、検知回路74のAND回路74bからの出力は低値「L」が出力され、第2の電気ヒューズ71がプログラムされることはまだない。ここで、第1のプログラム制御素子72だけがオンすることにより、外部電源端子から接地端子へ第1の電気ヒューズ70の抵抗を介して電流が流れ、第1の電気ヒューズ70はプログラムされていく。   First, an operation for programming the first electric fuse 70 will be described. In response to the program control signal (Prog), the first program control element 72 is turned on. At this time, the program control signal (Prog) is also input to the detection circuit 74. However, since the first electric fuse 70 is not yet programmed, the potential of the first node D1 is “H”. The output from the circuit 74b is a low value “L” and the second electrical fuse 71 is not yet programmed. Here, when only the first program control element 72 is turned on, a current flows from the external power supply terminal to the ground terminal via the resistance of the first electric fuse 70, and the first electric fuse 70 is programmed. .

第1のプログラム制御素子72がオンしてプログラムが実行される前は、第1の電気ヒューズ70の抵抗値が低く、第1のノードD1は高電位であるが(状態1)、第1の電気ヒューズ70がプログラムされた後は第1の電気ヒューズ70が高抵抗化されることにより、ノードD1の電位は下がることになる。(状態2)
以上のように第1の電気ヒューズ70がプログラムされた状態を読み出す際には、第1の読出し制御素子75aをオンし、第1の電気ヒューズ70の抵抗と第1の読出し制御素子75aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ71の抵抗と第2の読出し制御素子75bの抵抗との抵抗比である第2のノードD2の電圧を入力レベルとして排他的論理和回路76で読み出す。
Before the first program control element 72 is turned on and the program is executed, the resistance value of the first electric fuse 70 is low and the first node D1 is at a high potential (state 1). After the electric fuse 70 is programmed, the first electric fuse 70 is increased in resistance, so that the potential of the node D1 is lowered. (State 2)
As described above, when reading the programmed state of the first electric fuse 70, the first read control element 75a is turned on, and the resistance of the first electric fuse 70 and the resistance of the first read control element 75a are turned on. The voltage level of the first node D1, which is the resistance ratio of the second node, and the voltage of the second node D2, which is the resistance ratio of the resistance of the second electrical fuse 71 and the resistance of the second read control element 75b, are input levels. Is read by the exclusive OR circuit 76.

そうすると、初期状態では第1、第2のノードD1、D2の電位は両方とも「H」であった為に、出力は「0」であったが、第1の電気ヒューズ70がプログラム後の(状態1)になると排他的論理和回路76の論理出力(OUT)は「1」となる。   Then, since the potentials of the first and second nodes D1 and D2 were both “H” in the initial state, the output was “0”. However, the first electric fuse 70 was programmed ( In the state 1), the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 76 becomes “1”.

次に、第2の電気ヒューズ71をプログラムするとき、つまり先ほどプログラムした「1」を書き換えて「0」に戻すときには、まず、第1のノードD1の電位レベルが第1の電気ヒューズ70がプログラム後の(状態1)であることを検知回路74で検知する。検知回路74は、第1のノードD1のレベルがプログラム後の状態、つまり低値「L」であることを受けてそのAND回路74bの2入力のうち1入力は高値「H」で受けることになる。また、同時に検知回路74からの信号がオフ制御回路77に入力され、オフ制御回路77の出力を低値「L」でラッチし続けることになる。   Next, when the second electrical fuse 71 is programmed, that is, when the previously programmed “1” is rewritten and returned to “0”, the potential level of the first node D1 is first programmed by the first electrical fuse 70. The detection circuit 74 detects the later (state 1). The detection circuit 74 receives one of the two inputs of the AND circuit 74b at a high value “H” in response to the level of the first node D1 being a state after programming, that is, a low value “L”. Become. At the same time, the signal from the detection circuit 74 is input to the off control circuit 77, and the output of the off control circuit 77 is continuously latched at the low value “L”.

これにより、次にプログラム用外部制御端子からの制御信号が入ったとき、検知回路74のAND回路74bから高値「H」の信号が出ることによって、第2のプログラム制御素子73をオンするが、一度プログラムが実行された第1の電気ヒューズ70のプログラムを制御する第1のプログラム制御素子72をオンすることはなく、電気ヒューズの二度切りは発生しない。   Thus, when the control signal from the program external control terminal is input next, the second program control element 73 is turned on by outputting a high value “H” signal from the AND circuit 74b of the detection circuit 74. The first program control element 72 that controls the program of the first electric fuse 70 once programmed is not turned on, and the electric fuse is not cut twice.

このことによって、電源端子から接地端子へ第2の電気ヒューズ71の抵抗を介してのみ電流が流れ、第2の電気ヒューズ71はプログラムされていく。   As a result, a current flows only from the power supply terminal to the ground terminal via the resistance of the second electric fuse 71, and the second electric fuse 71 is programmed.

以上のように第2の電気ヒューズ71がプログラムされた状態を読み出す際には、ヒューズデータ読出し回路75の第1、第2の読出し制御素子75a、75bをオンし、第1の電気ヒューズ70の抵抗と第1の読出し制御素子75aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ71の抵抗と第2の読出し制御素子75bの抵抗との抵抗比である第2のノードD2の電圧を入力レベルとして排他的論理和回路76で読み出す。   As described above, when reading the programmed state of the second electric fuse 71, the first and second read control elements 75a and 75b of the fuse data reading circuit 75 are turned on, and the first electric fuse 70 is turned on. The voltage level of the first node D1, which is the resistance ratio between the resistance and the resistance of the first read control element 75a, and the resistance ratio between the resistance of the second electrical fuse 71 and the resistance of the second read control element 75b. The exclusive OR circuit 76 reads the voltage of a certain second node D2 as an input level.

そうすると、第1、第2のノードD1、D2の電位の両方がプログラム後の状態になるために、排他的論理和回路76の論理出力(OUT)は「0」となる。   Then, since both the potentials of the first and second nodes D1 and D2 are in the state after programming, the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 76 becomes “0”.

よって、初期状態「0」→第1の電気ヒューズ70のプログラム後「1」→第2の電気ヒューズ71のプログラム後「0」というように、電気ヒューズモジュールのデータの追記書き換えがプログラム信号のみの制御で実現する。   Therefore, the initial state “0” → the post-programming of the first electric fuse 70 “1” → the post-programming of the second electric fuse 71 is “0”, so that the additional writing and rewriting of the data of the electric fuse module is performed only with the program signal. Realized by control.

以上のように本実施の形態5によれば、いわゆる「0」「1」の1ビットのデータを出力するOTPの電気ヒューズを有する半導体記憶装置において、最小の制御端子数で書き換え可能な電気ヒューズを実現できる。   As described above, according to the fifth embodiment, in a semiconductor memory device having an OTP electric fuse that outputs 1-bit data of so-called “0” and “1”, the electric fuse can be rewritten with the minimum number of control terminals. Can be realized.

(実施の形態6)
本発明の実施の形態6の電気ヒューズモジュールを説明する。
(Embodiment 6)
An electric fuse module according to Embodiment 6 of the present invention will be described.

図8は本発明の実施の形態6における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。図8において80、81、82、83は一端が電源端子に接続された第1、第2、第3、第4の電気ヒューズ、84、85、86、87はそれぞれのドレインが第1、第2、第3、第4の電気ヒューズ80、81、82、83の他端に接続され、それぞれのソースが接地端子に接続された第1、第2、第3、第4のプログラム制御素子である。   FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of an electrical fuse module according to Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 8, 80, 81, 82, and 83 are first, second, third, and fourth electric fuses having one end connected to a power supply terminal, and 84, 85, 86, and 87 have drains that are connected to the first and second drains, respectively. First, second, third, and fourth program control elements connected to the other ends of the second, third, and fourth electric fuses 80, 81, 82, and 83, and the respective sources connected to the ground terminal. is there.

88、89、90は第1、第2、第3の検知回路である。   Reference numerals 88, 89 and 90 denote first, second and third detection circuits.

これら検知回路88、89、90は、第1、第2、第3の電気ヒューズ80、81、82と第1、第2、第3のプログラム制御素子84、85、85との接続点である第1、第2、第3のノードD1、D2、D3の電圧を検知する。各検知回路88、89、90は、それぞれ、インバータ88a、89a、90aとAND回路88b、89b、90bとで構成されている。   These detection circuits 88, 89 and 90 are connection points between the first, second and third electric fuses 80, 81 and 82 and the first, second and third program control elements 84, 85 and 85. The voltages of the first, second, and third nodes D1, D2, and D3 are detected. Each of the detection circuits 88, 89, 90 includes inverters 88a, 89a, 90a and AND circuits 88b, 89b, 90b, respectively.

91はヒューズデータ読出し回路である。このヒューズデータ読出し回路91は、第1、第2、第3、第4の読出し制御素子91a、91b、91c、91dで構成されている。   91 is a fuse data reading circuit. The fuse data read circuit 91 includes first, second, third, and fourth read control elements 91a, 91b, 91c, and 91d.

92は排他的論理和回路である。この排他的論理和回路92は、実施の形態2と同様である。、
93、94、95、96は、第1、第2、第3、第4のオフ制御回路である。これらオフ制御回路93、94、95、96は、第2、第3、第4の電気ヒューズ81、82、83をプログラムするときに、第1、第2、第3の検知回路88、89、90の出力を受けて1度プログラムを実行した前段の電気ヒューズのプログラム制御素子をオフにする回路である。
Reference numeral 92 denotes an exclusive OR circuit. This exclusive OR circuit 92 is the same as that of the second embodiment. ,
Reference numerals 93, 94, 95, and 96 denote first, second, third, and fourth off control circuits. These off control circuits 93, 94, 95, 96 are used when the second, third, and fourth electric fuses 81, 82, 83 are programmed, and the first, second, and third detection circuits 88, 89, This is a circuit for turning off the program control element of the electric fuse in the previous stage which has received the output of 90 and executed the program once.

以上の構成を備えた実施の形態6の電気ヒューズモジュールの動作を説明する。   The operation of the electrical fuse module of the sixth embodiment having the above configuration will be described.

まず、第1の電気ヒューズ80をプログラムする動作について説明する。プログラム制御信号(Prog)を受けて第1のプログラム制御素子84がオンする。このとき、プログラム制御信号(Prog)が第1、第2、第3の検知回路88、89、90へも入力されるが、第1、第2、第3、第4の電気ヒューズ80、81、82、83はまだプログラム前なので第1、第2、第3、第4のノードD1、D2、D3、D4の電位は高値「H」であり、それぞれの検知回路88、89、90のAND回路からの出力は低値「L」が出力され、第2、第3、第4の電気ヒューズ81、82、83がまだプログラムされることはない。ここでは第1の読出し制御素子84だけがオンすることにより、外部電源端子から接地端子へ第1の電気ヒューズ80の抵抗を介して電流が流れ、第1の電気ヒューズ80はプログラムされていく。   First, an operation for programming the first electric fuse 80 will be described. In response to the program control signal (Prog), the first program control element 84 is turned on. At this time, the program control signal (Prog) is also input to the first, second, and third detection circuits 88, 89, 90, but the first, second, third, and fourth electric fuses 80, 81 are provided. , 82 and 83 are not yet programmed, and the potentials of the first, second, third and fourth nodes D1, D2, D3 and D4 have the high value “H”, and AND of the detection circuits 88, 89 and 90 respectively. The output from the circuit is a low value “L” and the second, third, and fourth electrical fuses 81, 82, 83 are not yet programmed. Here, when only the first read control element 84 is turned on, a current flows from the external power supply terminal to the ground terminal via the resistance of the first electric fuse 80, and the first electric fuse 80 is programmed.

第1のプログラム制御素子84がオンしてプログラムが実行される前は、第1の電気ヒューズ80の抵抗値が低く、ノードD1は高電位であるが(状態1)、第1の電気ヒューズ80がプログラムされた後は第1の電気ヒューズ80が高抵抗化されることにより、第1のノードD1の電位は下がることになる。(状態2)
以上のように第1の電気ヒューズ80がプログラムされた状態を読み出す際には、ヒューズデータ読出し回路91内の読出し制御素子91a、91bをオンし、第1の電気ヒューズ80の抵抗と第1の読出し制御素子91aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ81の抵抗と第2の読出し制御素子91bの抵抗との抵抗比である第2のノードD2の電圧レベルと、第3の電気ヒューズ82の抵抗と第3の読出し制御素子91cの抵抗との抵抗比である第3のノードD3の電圧レベルと、第4の電気ヒューズ83の抵抗と第4の読出し制御素子91dの抵抗との抵抗比である第4のノードD4の電圧を入力レベルとして排他的論理和回路92で読み出す。
Before the first program control element 84 is turned on and the program is executed, the resistance value of the first electric fuse 80 is low and the node D1 is at a high potential (state 1). Is programmed, the potential of the first node D1 is lowered by increasing the resistance of the first electric fuse 80. (State 2)
As described above, when the programmed state of the first electric fuse 80 is read, the read control elements 91a and 91b in the fuse data reading circuit 91 are turned on, and the resistance of the first electric fuse 80 and the first electric fuse 80 are turned on. The second node, which is the resistance ratio between the voltage level of the first node D1, which is a resistance ratio to the resistance of the read control element 91a, and the resistance of the second electrical fuse 81, and the resistance of the second read control element 91b. The voltage level of the second node D3, which is the resistance ratio of the resistance of the third electrical fuse 82 and the resistance of the third read control element 91c, the resistance of the fourth electrical fuse 83, The exclusive OR circuit 92 reads out the voltage of the fourth node D4, which is the resistance ratio with respect to the resistance of the four read control elements 91d, as an input level.

そうすると、初期状態では第1、第2、第3、第4のノードD1、D2、D3、D4の電位の全てが高値「H」であった為に、出力は「0」であったが、第1の電気ヒューズ80がプログラム後の(状態1)になると排他的論理和回路92の論理出力(OUT)は「1」となる。   Then, in the initial state, all of the potentials of the first, second, third, and fourth nodes D1, D2, D3, and D4 were high values “H”, so the output was “0”. When the first electric fuse 80 is in (state 1) after programming, the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 92 becomes “1”.

次に、第2の電気ヒューズ81をプログラムするとき、つまり先ほどがプログラムした「1」を書き換えて「0」に戻すときには、まず第1のノードD1の電位レベルが第1の電気ヒューズ80がプログラム後の(状態1)であることを第1の検知回路88で検知する。第1の検知回路88は、第1のノードD1のレベルがプログラム後の状態、つまり低値「L」であることを受けてそのAND回路88bの2入力のうち1入力は高値「H」で受けることになる。また、同時に検知回路88からの信号が第1のオフ制御回路93のフリップフロップ回路に入力され、フリップフロップ回路の出力を低値「L」でラッチし続けることになる。   Next, when the second electrical fuse 81 is programmed, that is, when the previously programmed “1” is rewritten and returned to “0”, the potential level of the first node D1 is first programmed by the first electrical fuse 80. The later (state 1) is detected by the first detection circuit 88. In response to the first node D1 being in the state after programming, that is, the low value “L”, one of the two inputs of the AND circuit 88b has a high value “H”. Will receive. At the same time, the signal from the detection circuit 88 is input to the flip-flop circuit of the first off control circuit 93, and the output of the flip-flop circuit is continuously latched at the low value “L”.

これにより、次にプログラム用外部制御端子からの制御信号が入ったとき、第1の検知回路88内のAND回路88bから高値「H」の信号が出ることによって、第2のプログラム制御素子85をオンするが、一度プログラムが実行された第1のプログラム制御素子84をオンすることはなく、電気ヒューズの二度切りは発生しない。また、このときプログラム制御信号(Prog)がそれぞれの第2、第3の検知回路89、90へも入力されるが、第2、第3、第4の電気ヒューズ81、82、83はまだプログラム前なので第2、第3、第4のノードD2、D3、D4の電位は高値「H」であり、それぞれの検知回路のAND回路からの出力は低値「L」が出力され、第3、第4の電気ヒューズ82、83がまだプログラムされることはない。よって、電源端子から接地端子へ第2の電気ヒューズ81の抵抗を介してのみ電流が流れ、第2の電気ヒューズ81はプログラムされていく。   As a result, when a control signal from the program external control terminal is input next, a high value “H” signal is output from the AND circuit 88b in the first detection circuit 88, whereby the second program control element 85 is turned on. Although turned on, the first program control element 84 once programmed is not turned on, and the electric fuse is not cut twice. At this time, the program control signal (Prog) is also input to the second and third detection circuits 89 and 90, but the second, third, and fourth electric fuses 81, 82, and 83 are still programmed. Since the potential of the second, third, and fourth nodes D2, D3, and D4 is the high value “H”, the output from the AND circuit of each detection circuit is the low value “L”, and the third, The fourth electrical fuses 82, 83 are not yet programmed. Therefore, a current flows only from the power supply terminal to the ground terminal via the resistance of the second electric fuse 81, and the second electric fuse 81 is programmed.

以上のように第2の電気ヒューズ81を第1の電気ヒューズ80をプログラムした後に追加でプログラムした状態を読み出す際には、ヒューズデータ読出し回路の読出し制御素子91a、91bをオンし、第1の電気ヒューズ80の抵抗と第1の読出し制御素子91aの抵抗との抵抗比である第1のノードD1の電圧レベルと、第2の電気ヒューズ81の抵抗と第2の読出し制御素子91bの抵抗との抵抗比である第2のノードD2の電圧レベルと、第3の電気ヒューズ82の抵抗と第3の読出し制御素子91cの抵抗との抵抗比である第3のノードD3の電圧レベルと、第4の電気ヒューズ83の抵抗と第4の読出し制御素子91dの抵抗との抵抗比である第4のノードD4の電圧を入力レベルとして排他的論理和回路92で読み出す。   As described above, when the second electrical fuse 81 is read out after the first electrical fuse 80 is programmed, the read control elements 91a and 91b of the fuse data readout circuit are turned on, and the first electrical fuse 81 is programmed. The voltage level of the first node D1, which is the resistance ratio between the resistance of the electric fuse 80 and the resistance of the first read control element 91a, the resistance of the second electric fuse 81, and the resistance of the second read control element 91b The voltage level of the second node D2, which is the resistance ratio of the third node, the voltage level of the third node D3, which is the resistance ratio of the resistance of the third electrical fuse 82 and the resistance of the third read control element 91c, The exclusive OR circuit 92 reads the voltage of the fourth node D4, which is the resistance ratio of the resistance of the fourth electric fuse 83 and the resistance of the fourth read control element 91d, as an input level.

すると、第1、第2のノードD1、D2の電位の両方がプログラム後の状態になるために、排他的論理和回路92の論理出力(OUT)は「0」となる。   Then, since both the potentials of the first and second nodes D1 and D2 are in the state after programming, the logical output (OUT) of the exclusive OR circuit 92 becomes “0”.

よって、初期状態「0」→第1の電気ヒューズ80のプログラム後「1」→第2の電気ヒューズ81のプログラム後「0」というように、電気ヒューズモジュールのデータの追記書き換えがプログラム信号のみの制御で実現する。更に第3、第4の電気ヒューズをプログラムするときには、その都度プログラム用外部制御端子からパルスをいれてやれば、既にプログラムされた前段の電気ヒューズを追加書き込みすることなく所望の電気ヒューズがプログラムされ、排他的論理和回路による出力から、データの書き換えが随時実現する。   Therefore, the initial state “0” → the post-programming of the first electric fuse 80 “1” → the post-programming of the second electric fuse 81 is “0”, so that the additional writing and rewriting of the data of the electric fuse module is performed only with the program signal. Realized by control. Further, when programming the third and fourth electric fuses, if a pulse is applied from the external control terminal for programming each time, the desired electric fuse is programmed without additional writing of the previously programmed electric fuse. From the output of the exclusive OR circuit, data rewriting is realized at any time.

以上のように本実施の形態6によれば、いわゆる「0」「1」の1ビットのデータを出力するOTPの電気ヒューズを有する半導体記憶装置において、最小の制御端子数で書き換え可能な電気ヒューズを実現できる。   As described above, according to the sixth embodiment, in a semiconductor memory device having an OTP electric fuse that outputs 1-bit data of so-called “0” and “1”, the electric fuse can be rewritten with the minimum number of control terminals. Can be realized.

本発明の電気ヒューズモジュールは、例えばRAM冗長救済用などのように電気ヒューズ素子を多数必要とする場合でも、1モジュールで複数のデータの書き換えをできることから、搭載本数を減少させ電気ヒューズの占める領域の省面積化ができるもので、DRAMやSRAM等のRAM冗長救済用等の電気ヒューズモジュールとして有用である。   The electrical fuse module of the present invention can reduce the number of mounted areas and occupy the electrical fuse because a plurality of data can be rewritten with one module even when a large number of electrical fuse elements are required, such as for RAM redundancy relief. It is useful as an electrical fuse module for redundancy repair of RAM such as DRAM and SRAM.

図1は本発明の実施の形態1における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an electric fuse module according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は本発明の実施の形態2における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the electrical fuse module according to Embodiment 2 of the present invention. 図3は本発明の実施の形態3における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the electrical fuse module according to Embodiment 3 of the present invention. 図4は本発明の実施の形態3におけるタイミングチャート図である。FIG. 4 is a timing chart in the third embodiment of the present invention. 図5は本発明の実施の形態4における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the electrical fuse module according to Embodiment 4 of the present invention. 図6は本発明の実施の形態4におけるタイミングチャート図である。FIG. 6 is a timing chart in the fourth embodiment of the present invention. 図7は本発明の実施の形態5における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an electrical fuse module according to Embodiment 5 of the present invention. 図8は本発明の実施の形態6における電気ヒューズモジュールの構成を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of an electrical fuse module according to Embodiment 6 of the present invention. 図9は本発明の実施の形態6におけるタイミングチャート図である。FIG. 9 is a timing chart in the sixth embodiment of the present invention. 図10は従来の電気ヒューズ装置の構成を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional electric fuse device.

符号の説明Explanation of symbols

10,11 電気ヒューズ
12,13 プログラム制御素子
15 ヒューズデータ読出し回路
14 検知回路
16 排他的論理和回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,11 Electric fuse 12,13 Program control element 15 Fuse data read-out circuit 14 Detection circuit 16 Exclusive OR circuit

Claims (8)

プログラム前の状態にある複数の電気ヒューズと、
プログラム制御信号に応答して少なくとも1つの電気ヒューズをプログラムし残りの電気ヒューズをプログラムしないヒューズ状態とし、それ以降のプログラム制御信号に応答して残りの電気ヒューズを同時ないしは順次にプログラムするヒューズ状態とするプログラム制御手段と、
プログラム制御手段からのヒューズデータの組み合わせを論理出力する論理手段と、
を備える、ことを特徴とする電気ヒューズモジュール。
Multiple electrical fuses in the pre-program state;
A fuse state in which at least one electrical fuse is programmed in response to a program control signal and the remaining electrical fuses are not programmed, and the remaining electrical fuses are programmed simultaneously or sequentially in response to a subsequent program control signal; Program control means for
Logic means for logically outputting a combination of fuse data from the program control means;
An electrical fuse module comprising:
電気ヒューズは、シリサイドもしくはポリシリコンもしくはメタルで形成され一端が外部電源電圧に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電気ヒューズモジュール。   2. The electric fuse module according to claim 1, wherein the electric fuse is formed of silicide, polysilicon, or metal, and one end thereof is connected to an external power supply voltage. 読出し制御信号に応答してプログラム制御手段からのヒューズデータを論理手段に入力するヒューズデータ読出し回路を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の電気ヒューズモジュール。   2. The electric fuse module according to claim 1, further comprising a fuse data read circuit that inputs fuse data from the program control means to the logic means in response to the read control signal. 論理手段は、排他的論理和回路であることを特徴とする請求項1ないし3のうちのいずれかに記載の電気ヒューズモジュール。   4. The electric fuse module according to claim 1, wherein the logic means is an exclusive OR circuit. プログラム制御手段は、
電気ヒューズそれぞれの他端と接地端子それぞれとの間に接続された複数のプログラム制御素子と、
少なくとも1つの第1の電気ヒューズとそれに対応する第1のプログラム制御素子との接続点電圧を検知する検知回路と、
を含み、
第1のプログラム制御素子以外の他のプログラム制御素子は、
複数のプログラム制御素子のうち、第1の電気ヒューズに接続された第1のプログラム制御素子は、最初のプログラム制御信号の入力に応答して第1の電気ヒューズをプログラムし、
第1のプログラム制御素子以外の他のプログラム制御素子は、検知信号の入力に応答してそれに対応する電気ヒューズをプログラムし、
検知回路は、最初のプログラム制御信号の入力に応答して前記接続点電圧を検知し、第1の電気ヒューズがプログラムしていると検知し、かつ、それ以降のプログラム制御信号の入力時に、次段以降の電気ヒューズをプログラムする検知信号を出力する、
ことを特徴とする請求項1ないし4のうちのいずれかに記載の電気ヒューズモジュール。
Program control means
A plurality of program control elements connected between the other end of each electrical fuse and each ground terminal;
A detection circuit for detecting a connection point voltage between at least one first electric fuse and a corresponding first program control element;
Including
Other program control elements other than the first program control element are:
The first program control element connected to the first electric fuse among the plurality of program control elements programs the first electric fuse in response to the input of the first program control signal,
A program control element other than the first program control element programs the corresponding electrical fuse in response to the input of the detection signal,
The detection circuit detects the connection point voltage in response to the input of the first program control signal, detects that the first electric fuse is programmed, and when the program control signal is input thereafter, Outputs a detection signal to program the electrical fuses after the stage,
The electric fuse module according to claim 1, wherein the electric fuse module is provided.
電気ヒューズが、第1ないし第4の電気ヒューズであり、
プログラム制御素子が、第1ないし第4の電気ヒューズそれぞれに個別に接続された第1、第2、第3、第4のプログラム制御素子であり、
検知回路が、第1ないし第3の電気ヒューズとそれらに対応する第1ないし第3のプログラム制御素子との間の第1ないし第4の接続点電圧をそれぞれ検知する第1、第2、第3の検知回路であり、
論理手段が、第1と第4の接続点電圧を入力する第1の排他的論理和回路と、第2と第3の接続点電圧を入力する第2の排他的論理和回路と、第1および第2の排他的論理和回路の出力を入力する第3の排他的論理和回路とを備える、ことを特徴とする請求項1ないし5のうちのいずれかに記載の電気ヒューズモジュール。
The electrical fuses are first to fourth electrical fuses;
The program control elements are first, second, third, and fourth program control elements individually connected to the first to fourth electric fuses,
First, second, and second detection circuits detect first to fourth connection point voltages between the first to third electrical fuses and the corresponding first to third program control elements, respectively. 3 detection circuit,
The logic means includes a first exclusive OR circuit for inputting the first and fourth connection point voltages, a second exclusive OR circuit for inputting the second and third connection point voltages, and a first 6. The electric fuse module according to claim 1, further comprising: a third exclusive OR circuit that inputs an output of the second exclusive OR circuit.
検知回路が、電気ヒューズとプログラム制御素子との接続点電圧を入力レベルとした信号とプログラム制御信号との論理積演算をとる回路構成を備えることを特徴とする請求項5または6に記載の電気ヒューズモジュール。   The electric circuit according to claim 5 or 6, wherein the detection circuit has a circuit configuration for performing a logical product operation of a signal having a connection point voltage between the electric fuse and the program control element as an input level and a program control signal. Fuse module. 検知回路の出力信号が前段のプログラム制御用のスイッチング素子を次段のプログラム動作の時にはオフさせているオフ制御回路を備える、請求項5ないし7のいずれかに記載のことを特徴とする電気ヒューズモジュール。   8. The electric fuse according to claim 5, further comprising an off control circuit in which an output signal of the detection circuit turns off a switching element for program control in the previous stage at the time of program operation in the next stage. module.
JP2005265086A 2005-09-13 2005-09-13 Electric fuse module Pending JP2007081018A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005265086A JP2007081018A (en) 2005-09-13 2005-09-13 Electric fuse module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005265086A JP2007081018A (en) 2005-09-13 2005-09-13 Electric fuse module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007081018A true JP2007081018A (en) 2007-03-29

Family

ID=37941018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005265086A Pending JP2007081018A (en) 2005-09-13 2005-09-13 Electric fuse module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007081018A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165098A (en) * 1987-12-21 1989-06-29 Hitachi Ltd Program circuit
JPH03104097A (en) * 1989-09-18 1991-05-01 Fujitsu Ltd Semiconductor memory device
JPH04192198A (en) * 1990-11-27 1992-07-10 Mitsubishi Electric Corp Redundant circuit

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01165098A (en) * 1987-12-21 1989-06-29 Hitachi Ltd Program circuit
JPH03104097A (en) * 1989-09-18 1991-05-01 Fujitsu Ltd Semiconductor memory device
JPH04192198A (en) * 1990-11-27 1992-07-10 Mitsubishi Electric Corp Redundant circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106981300B (en) One-time programming memory cell, memory array and related random code generation method
US7609578B2 (en) Quad SRAM based one time programmable memory
EP0929899B1 (en) Antifuse detection circuit
TWI286319B (en) Repair control circuit of semiconductor memory device with reduced size
US8305822B2 (en) Fuse circuit and semiconductor memory device including the same
US7323925B2 (en) Static, low-voltage fuse-based cell with high-voltage programming
US4998223A (en) Programmable semiconductor memory apparatus
JP2005302091A (en) Semiconductor integrated circuit device and program method therefor
US20020044006A1 (en) Fuse circuit for semiconductor integrated circuit
JPH10199278A (en) Repair fuse circuit for flash memory device
CN103943624A (en) Memory element, semiconductor device, and writing method
US8193851B2 (en) Fuse circuit of semiconductor device and method for monitoring fuse state thereof
KR970011719B1 (en) Semiconductor memory device having redundancy function
US7307864B2 (en) Semiconductor integrated circuit with fuse data read circuit
JP2689768B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
US11183257B1 (en) Programmable memory
US5892716A (en) Method and apparatus for global testing the impedance of a programmable element
KR100266665B1 (en) Fuse column repair circuit for semiconductor memory
US20080062738A1 (en) Storage element and method for operating a storage element
CN110400595B (en) Anti-cause circuit with correction function
JP2007081018A (en) Electric fuse module
US20020018362A1 (en) Programmable circuit and its method of operation
US6067597A (en) Word configuration programmable semiconductor memory with multiple word configuration programming mode
JPS62107500A (en) Semiconductor memory device
JP3524216B2 (en) Semiconductor integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20080728

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110809

A977 Report on retrieval

Effective date: 20110811

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111206