DE10254076A1 - DRAM circuit has refresh sequence adjusting device with electrically programmable trim circuit in which frequency-determining network fuse elements are selectively changed to set state by overvoltage - Google Patents
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Abstract
Description
DRAM-Speicherschaltung mit einer Einrichtung zum Justieren der Refresh-Frequenz und Verfahren zur Durchführung der Justierung Die Erfindung betrifft eine DRAM-Speicherschaltung, die Mittel enthält, um die Wiederholfrequenz der im Betrieb automatisch ablaufenden Refreshzyklen zu justieren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Gegenstand der Erfindung sind Schaltungsmittel und auch ein Verfahren zur Durchführung der Justierung. Bevorzugtes, jedoch nicht ausschließliches Anwendungsgebiet sind synchronisierte DRAMs (S-DRAMs), insbesondere Ausführungsformen mit vervielfachter Datenrate (DDR-DRAMus, DDR-II-DRAMs, etc.).DRAM memory circuit with one Device for adjusting the refresh frequency and method for execution The adjustment relates to a DRAM memory circuit, which contains funds around the repetition frequency of those that run automatically during operation Adjust refresh cycles according to the generic term of claim 1. The invention relates to circuit means and also a procedure for performing the adjustment. preferred, however not exclusive Field of application are synchronized DRAMs (S-DRAMs), in particular embodiments with multiplied data rate (DDR-DRAMus, DDR-II-DRAMs, etc.).
Das allgemein gebräuchliche Akronym DRAM bezeichnet dynamische Digitalspeicher mit wahlfreiem Zugriff (Dynamic Random Access Memory), deren Speicherzellen ihre Information auch bei bleibender Stromversorgung nur begrenzte Zeit zuverlässig behalten können, so dass die gespeicherten Daten regelmäßig aufgefrischt werden müssen. Insbesondere bei den derzeit meistgebräuchlichen kapazitiven DRAMs verlieren die als Speicherelemente verwendeten Kondensatoren ihre informationsbeschreibende Ladung relativ schnell. Die sogenannte Retentionszeit Tr, die angibt, wie lange eine frisch geschriebene Information an einer Zelle noch eindeutig lesbar ist, kann von Zelle zu Zelle innerhalb des selben DRAM sehr unterschiedlich sein; oft reicht die Spanne von einigen Sekunden bis herunter zu einigen zehn Millisekunden. Die empirisch feststellbare untere Grenze dieser Spanne, also die Mindest-Retentionszeit Tr(min), gehört zu den wichtigen Spezifikationen eines DRAM.The common one Acronym DRAM means dynamic digital memory with random Access (Dynamic Random Access Memory), the memory cells of which Information is only available for a limited time, even with a permanent power supply reliable can keep so that the stored data must be refreshed regularly. In particular with the most commonly used capacitive DRAMs lose the capacitors used as memory elements their information descriptive charge relatively quickly. The so-called Retention time Tr, which indicates how long a newly written one Information on a cell that is still clearly legible can be read from cell be very different from cell within the same DRAM; often the range extends from a few seconds down to a few tens Milliseconds. The empirically ascertainable lower limit of this Span, i.e. the minimum retention time Tr (min) heard to the important specifications of a DRAM.
Der zum Auffrischen notwendige "Refresh"-Betrieb besteht üblicherweise darin, dass, verschachtelt mit dem Nutzbetrieb des DRAM, alle Zellen in Zeitabständen, die kürzer sind als die Mindest-Retentionszeit Tr(min), automatisch angesteuert werden, um an jeder Zelle den Speicherzustand zu fühlen, das betreffende Speicherdatum zu erkennen und neu in die betreffende Zelle zurückzuschreiben. Jeder Refresh-Vorgang ähnelt einem normalen Lesevorgang, bei dem ebenfalls ein automatisches Rückschreiben des Lesedatums erfolgt, nur dass beim Refresh die Selektion und Weitergabe der Lesedaten an den Datenausgang des DRAM entfällt.The "Refresh" mode required for refreshing usually exists in that, nested with the useful operation of the DRAM, all cells at intervals, the shorter are automatically controlled as the minimum retention time Tr (min) to feel the memory state at each cell that Recognize the relevant storage date and re-in the relevant Write back cell. Every refresh process is similar a normal reading process, which also includes an automatic write-back of the reading date, only that the selection and Forwarding of the read data to the data output of the DRAM is omitted.
DRAM-Speicherschaltungen enthalten somit neben den Speicherzellen-Feldern und den diversen Einrichtungen, die zur Bereitstellung verschiedener Versorgungsspannungen und -ströme und zum Steuern des selektiven Zellenzugriffs für das Schreiben und Lesen von Speicherdaten im Nutzbetrieb erforderlich sind, eine Einrichtung zur automatischen Durchführung der Refreshzyklen. Diese Einrichtung enthält einen sogenannten Refresh-Oszillator, von dessen Arbeitsfrequenz die Wiederholfrequenz für die Refreshzyklen abgeleitet wird, meist durch Frequenzteilung um einen festen Divisor. Die Oszillatorfrequenz sollte innerhalb eines eng begrenzten Bereichs gehalten werden. Eine vorgegebene untere Grenze ist unbedingt einzuhalten, um zu garantieren, dass der Abstand zwischen den Refreshzyklen nicht größer wird als die Mindest-Retentionszeit. Andererseits sollte die Oszillatorfrequenz nicht sehr viel höher sein als diese Untergrenze, um zu vermeiden, dass die Refreshzyklen häufiger durchgeführt werden, als es eigentlich notwendig ist. Jeder Refresh-Zyklus blockiert nämlich vorübergehend den Nutzbetrieb, zumindest teilweise.DRAM memory circuits included thus in addition to the memory cell fields and the various facilities, to provide various supply voltages and currents and to Control selective cell access for writing and reading Storage data are required in utility operation, a facility for automatic execution the refresh cycles. This device contains a so-called refresh oscillator, from its working frequency the repetition frequency for the refresh cycles is derived, usually by frequency division around a fixed divisor. The oscillator frequency should be within a narrow range being held. A specified lower limit must be observed to guarantee that the interval between refresh cycles does not widen than the minimum retention time. On the other hand, the oscillator frequency not much higher than this lower limit to avoid the refresh cycles frequently carried out than is actually necessary. Every refresh cycle is blocked namely temporarily the commercial operation, at least in part.
Als Refresh-Oszillatoren für DRAMs werden üblicherweise digitale Oszillatoren benutzt, vorzugsweise in Form einer rückgekoppelten ungeradzahligen Inverterkette, was den Vorteil einer einfachen und platzsparenden Integrierbarkeit auf dem Chip der Speicherschaltung hat. Die Schwingfrequenz wird bestimmt von der Anzahl der hintereinander geschalteten Inverter und von der Gatterdurchlaufzeit der einzelnen Inverter, wobei letztere stark von der Höhe der Versorgungsspannung bzw. des Versorgungsstroms abhängt.As refresh oscillators for DRAMs are common digital oscillators used, preferably in the form of a feedback odd inverter chain, which has the advantage of a simple and space-saving integrability on the chip of the memory circuit Has. The vibration frequency is determined by the number of consecutive times switched inverter and from the gate cycle time of each Inverter, the latter greatly dependent on the level of the supply voltage or the supply current depends.
Diese Abhängigkeit, die übrigens auch bei Oszillatoren anderen Typs nicht immer auszuschließen ist, bedeutet kein Problem bei den herkömmlichen "regulierten" DRAM-Chips. Solche Chips sind für einen Betrieb mit eng spezifizierter externer Chip-Versorgungsspannung VDD konzipiert und enthalten einen übergeordneten Spannungsregler, der aus dieser VDD-Spannung unter Verwendung einer Bandabstands-Referenz ("Bandgap") eine hochstabile interne Referenzspannung Vint ableitet, die dann ihrerseits als Referenz für die Stabilisierung der sekundären Nutz- und Versorgungsspannungen oder -ströme des DRAM verwendet wird. Dies gilt dann auch für die Versorgung des Refresh-Oszillators, dessen Frequenz somit genügend fest ist.This dependency, by the way even with other types of oscillators, it cannot always be ruled out, means no problem with the conventional "regulated" DRAM chips. Such chips are for operation with a narrowly specified external chip supply voltage VDD designs and contains a higher-level voltage regulator, that from this VDD voltage using a bandgap reference ("Band gap") derives a highly stable internal reference voltage Vint, which in turn serves as a reference for the stabilization of the secondary and supply voltages or currents of the DRAM is used. This also applies to the supply of the refresh oscillator, whose Frequency is therefore sufficient is firm.
Die Verwendung immer neuerer Technologien führt zur Senkung der Versorgungsspannung. Während ein DRAM, das mit einer Datenrate gleich der einfachen Taktfrequenz betrieben wird (SDR-DRAM = Single Data Rate DRAM), noch eine externe Spannung von 3,3 Volt erforderte, benötigt ein mit verdoppelter Datenrate betriebener Typ (DDR-DRAM = Double Data Rate DRAM) nur 2,5 Volt und ein mit vervierfachter Datenrate betriebener Typ (DDR-II-DAM) sogar nur 1,8 Volt. Bei den weiteren Entwicklungen (DDR-III, usw.) wird die externe Versorgungsspannung nochmals geringer zu bemessen sein.The use of ever newer technologies leads to Lowering the supply voltage. While a DRAM that works with a Data rate is operated equal to the simple clock frequency (SDR-DRAM = Single Data Rate DRAM), an external voltage of 3.3 volts required, required a Type operated with doubled data rate (DDR-DRAM = Double Data Rate DRAM) only 2.5 volts and one operated at a quadruple data rate Type (DDR-II-DAM) even only 1.8 volts. In the further developments (DDR-III, etc.) the external supply voltage becomes even lower to be dimensioned.
Schon bei den DDR-II-DRAMs ist es aufgrund der niedrigen externen Versorgungsspannung kaum noch möglich, mittels einer Bandgap-Referenz eine interne Referenzspannung Vint abzuleiten, die als gemeinsame Referenz für die Regelung aller internen Versorgungsspannungen auf dem Chip dienen könnte. Infolgedessen läßt man den Chip "unreguliert", d.h. man erlaubt, dass sich die internen Spannungen mit der externen Versorgungsspannung ändern. Im Grunde funktioniert der eigentliche Nutzbetrieb eines DRAM meist zufriedenstellend über einen relativ weiten Bereich der internen Versorgungsspannun gen, so dass der überwiegende Teil der Schaltungskomponenten nicht neu entworfen werden muss, um das DRAM an eine verminderte VDD-Spannung anzupassen.Even with the DDR-II DRAMs, it is hardly possible due to the low external supply voltage to derive an internal reference voltage Vint using a bandgap reference, which could serve as a common reference for the regulation of all internal supply voltages on the chip. As a result, the chip is left "unregulated", that is, the internal voltages are allowed to match the external supply voltage to change. Basically, the actual useful operation of a DRAM mostly works satisfactorily over a relatively wide range of internal supply voltages, so that the majority of the circuit components do not have to be redesigned in order to adapt the DRAM to a reduced VDD voltage.
Änderungen in der Versorgungsspannung des Refresh-Oszillators können aber zu unannehmbaren Änderungen der Refresh-Frequenz führen. Um dem zu begegnen, ist es üblich geworden, auf unregulierten Chips eine Trimmschaltung für den Refresh-Oszillator zu integrieren, die es erlaubt, die Oszillatorfrequenz durch Laserbeschuss von Schmelzbrücken (so genannte "Fuse"-Elemente oder kurz "Fuses") zu justieren. Diese Trimmung wird im "Front End" durchgeführt, d.h. wenn der Chip noch am Wafer ist. Im Wafer-Testgerät wird mindestens einer der Chips als Vertreter ausgewählt, und an diesen Chip wird der Nennwert der externen Versorgungsspannung, mit welcher alle Chips später betrieben werden sollen, angelegt. Dann wird die Frequenz des Refresh-Oszillators gemessen, und aus einer Abweichung der gemessenen Frequenz von der Sollfrequenz ermittelt das Testgerät z.B. anhand einer Nachschlagetabelle eine Information, die angibt, welche Fuses geschossen werden müssen, um die Oszillatorfrequenz zur Kompensation der Abweichung nachzustellen. Entsprechend dieser Information werden dann die betreffenden Fuses an allen Chips des Wafers durch Laserstrahl geschossen.amendments in the supply voltage of the refresh oscillator can to unacceptable changes the refresh frequency. To counter this, it is common become a trim circuit for the refresh oscillator on unregulated chips to integrate, which allows the oscillator frequency by laser bombardment of melting bridges (so-called "fuse" elements or "fuses" for short). This trim is in the "Front End" carried out, i.e. if the chip is still on the wafer. At least in the wafer tester one of the chips is selected as a representative, and is attached to that chip the nominal value of the external supply voltage with which all Chips later to be operated. Then the frequency of the refresh oscillator measured, and from a deviation of the measured frequency from the The test device determines the target frequency e.g. based on a lookup table information indicating which fuses have to be shot in order to adjust the oscillator frequency to compensate for the deviation. The fuses in question are then corresponding to this information shot on all chips of the wafer by laser beam.
Bekanntlich werden die einzelnen Chips nach vollendetem Wafertest abgeschnitten und in Gehäusen verkapselt. Es folgen dann üblicherweise noch die Einzelprüfungen, bevor die Chips mit den Spezifikationen, die unter anderem auch den Toleranzbereich für die externe Versorgungsspannung VDD nennen, an die Kunden ausgeliefert werden. Bezüglich der externen Versorgungsspannung von DRAM-Chips werden jedoch die Kundenwünsche immer differenzierter. Für den Einbau der Chips in netzbetriebene Geräte werden meist höhere Versorgungsspannungen gewünscht oder toleriert als für den Einbau in Mobilgeräte wie Notebooks oder Funktelefone, die mit Batterien oder Akkus betrieben werden, denn dort gilt es insbesondere, den Ener gieverbrauch durch möglichst niedrige Versorgungsspannung zu senken. Die Anpassung der Spezifikation an verschiedene Kundenwünsche erfordert aber eine Umrüstung der oben beschriebenen Front-End-Trimmung am Wafer und lohnt sich wirtschaftlich nur für relativ große Stückzahlen (ein Wafer umfasst viele hundert Chips). Des weiteren ergibt sich durch die Anpassung zwangsläufig auch eine Lieferverzögerung, denn ab der Trimmung dauert es meist Wochen, bis die einzelnen Chips in verkapselter Form für die Abschlussprüfung und die anschließende Auslieferung vorliegen. Aus diesen Gründen ist der Chip-Hersteller nur begrenzt flexibel, um differenzierte Kundenwünsche hinsichtlich der externen Versorgungsspannung kostengünstig und schnell zu befriedigen.As we know, the individual After the wafer test has been completed, the chips are cut off and encapsulated in housings. Then usually follow the individual exams, before the chips with the specifications, which among other things too the tolerance range for call the external supply voltage VDD, delivered to customers become. In terms of the external supply voltage of DRAM chips, however, the customer requirements more and more differentiated. For The installation of the chips in mains-operated devices usually results in higher supply voltages required or tolerated as for Installation in mobile devices such as notebooks or cellular phones that run on batteries because there it is particularly important to reduce energy consumption preferably lower low supply voltage. Adapting the specification to different customer requests but requires retrofitting the front-end trimming on the wafer described above and is worth it economically only for relative size numbers (a wafer contains hundreds of chips). Furthermore follows inevitably through the adjustment also a delay in delivery, because from the trim it usually takes weeks until the individual chips in encapsulated form for the final exam and the subsequent delivery available. For these reasons the chip manufacturer is only flexible to differentiated customer requirements with regard to the external supply voltage inexpensive and to satisfy quickly.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Flexibilität bei der Bereitstellung von DRAM-Speicherschaltungen hinsichtlich der Anpassung an eine gewünschte externe Versorgungsspannung zu erhöhen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Ausgestaltung einer DRAM-Speicherschaltung und durch das im Patentanspruch 15 angegebene Justierverfahren gelöst.The object of the invention is in flexibility regarding the provision of DRAM memory circuits the adaptation to a desired one increase external supply voltage. This object is achieved according to the invention the embodiment of a DRAM memory circuit described in claim 1 and solved by the adjustment method specified in claim 15.
Demnach wird die Erfindung realisiert an einer integrierten DRAM-Speicherschaltung, die folgendes enthält: eine Vielzahl von Speicherzellen und eine Zugriff-Steuereinrichtung zum selektiven Ansteuern der Speicherzellen, um Daten in die angesteuerten Zellen zu schreiben und gespeicherte Daten an den angesteuerten Zellen zu lesen; eine Refresh-Einrichtung, die einen Refresh-Oszillator aufweist und in Ansprache auf periodisch wiederkehrende, von der Schwingfrequenz des Refresh-Oszillators abgeleitete Refreshbefehle die Zugriff-Steuereinrichtung veranlasst, den Inhalt jeder Speicherzelle in regelmäßigen Zeitabständen durch Lesen des gespeicherten Datums und Wiedereinschreiben dieses Datums aufzufrischen, wobei die Schwingfrequenz des Refresh-Oszillators auf einem durch die Speichertechnologie diktierten Sollwert gehalten sein muss; eine Trimmeinrichtung zum Justieren der Schwingfrequenz des Refresh-Oszillators auf den diktierten Sollwert durch selektive Beaufschlagung von Fuse-Elementen in einem die Schwingfrequenz bestimmenden Netzwerk. Die Erfindung besteht darin, dass die Trimmeinrichtung eine elektrische programmierbare Trimmschaltung aufweist, in welcher die Fuse-Elemente des frequenzbestimmenden Netzwerkes selektiv durch Anlegen einer Überspannung bleibend überführbar sind aus einem ungesetzten Zustand vorbestimmter erster Impedanz in einen gesetzten Zustand vorbestimmter zweiter Impedanz, und dass eine Fuse-Selektionseinrichtung vorgesehen ist zum Verbinden einer die Überspannung liefernden Quelle mit einer durch eine Stellinformation bestimmten Auswahl der Fuse-Elemente.Accordingly, the invention is implemented on a DRAM integrated circuit that includes: one Variety of memory cells and an access control device for selective control of the memory cells to get data into the controlled Write cells and saved data to the selected Reading cells; a refresh device that has a refresh oscillator has and in response to periodically recurring, from the Oscillation frequency of the refresh oscillator derived refresh commands causes the access control device to the content of each memory cell at regular intervals Read the saved date and rewrite it refresh, the oscillation frequency of the refresh oscillator kept at a setpoint dictated by the storage technology have to be; a trimming device for adjusting the oscillation frequency the refresh oscillator to the dictated setpoint by selective Actuation of fuse elements in a vibration frequency determining Network. The invention is that the trimmer has an electrical programmable trim circuit in which the Fuse elements of the frequency-determining network selectively Applying an overvoltage are permanently transferable from an unset state of predetermined first impedance to a set one State of predetermined second impedance, and that a fuse selection device is provided for connecting a source supplying the overvoltage with a selection of the fuse elements determined by a setting information.
Die erfindungsgemäße Ausbildung einer DRAM-Speicherschaltung erweitert die Möglichkeiten für den Zeitpunkt der Anpassung an die jeweils gewünschte externe Versorgungsspannung. Die bisher ausschließlich verwendeten laserprogrammierbaren Fuse-Elemente, kurz als "Laser-Fuses" bezeichnet, können nur geschossen werden, wenn die Oberfläche des Chip offenliegt und der Chip mikrometergenau in einer zugehörigen Aufspannvorrichtung positioniert ist. Dies ist praktisch nur im Front-End zu realisieren, also am Wafer, für den hochgenaue Aufspannvorichtungen ohnehin existieren. Elektrisch setzbare Fuse-Elemente, kurz als "elektrische Fuses" bezeichnet, sind hingegen über elektrische Leitungen programmierbar, die nicht nur im Front-End sondern auch später noch zugänglich sein können, sogar an den fertig verkapselten Chips. Elektrische Fuses sind an sich bekannt aus der Technik programmierbarer Festwertspeicher (PROMs), ihre Verwendung zur Trimmung in DRAM-Speicherschaltungen ist bisher nicht nahegelegt worden.The design of a DRAM memory circuit according to the invention expands the possibilities for the time of adaptation to the desired external supply voltage. The laser-programmable fuse elements previously used exclusively, briefly referred to as "laser fuses", can only be fired if the surface of the chip is exposed and the chip is positioned with micrometer precision in an associated clamping device. This can practically only be realized in the front end, i.e. on the wafer, for which high-precision clamping devices already exist. Electrically settable fuse elements, briefly referred to as "electrical fuses", on the other hand, can be programmed via electrical lines, which are not only accessible in the front end but also later can be, even on the finished encapsulated chips. Electrical fuses are known per se from the art of programmable read-only memories (PROMs), their use for trimming in DRAM memory circuits has not previously been suggested.
Mit einer erfindungsgemäß ausgestatteten Speicherschaltung ist der Hersteller also flexibel nicht nur in seiner Entscheidung, ob und welchem Maß er die Frequenz des Refresh-Oszillators justieren soll, sondern auch in seiner Entscheidung, wann dies erfolgen soll, d.h. an welchem Punkt der Fertigunglinie. Hierzu den spätestmöglichen Punkt zu nehmen, also beim Vorliegen des verkapselten Chips, hat den Vorteil, dass sich Kundenwünsche schnell befriedigen lassen. Somit eröffnet eine erfindungsgemäße Ausbildung einer DRAM-Speicherschaltung die Möglichkeit eines neuen vorteilhaften Justierverfahrens, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die elektrischen Fuses erst dann gesetzt werden, wenn der die DRAM-Speicherschaltung enthaltende Chip verkapselt ist.With a memory circuit equipped according to the invention the manufacturer is flexible not only in his decision, whether and what measure he the frequency of the refresh oscillator should adjust, but also when deciding when to do this should, i.e. at what point on the production line. The latest possible To take a point, i.e. when the encapsulated chip is present the advantage that customer requests quickly to be satisfied. Thus opened an inventive training a DRAM memory circuit the possibility of a new advantageous adjustment method, which is characterized in that the electrical fuses can only be set when the one containing the DRAM memory circuit Chip is encapsulated.
Ein Chip, der mit der erfindungsgemäßen Trimmschaltung elektrisch justierbar ist, aber noch nicht justiert ist, kann ein marktfähiger Gegenstand sein. Der Hersteller eines derart justierbaren Chips könnte einem Kunden nämlich erlauben, die Justierung am verkapselten gelieferten Chip selbst vorzunehmen und diesen somit flexibel in seinen Verwendungsmöglichkeiten für den erworbenen Chip zu machen. Andererseits kann sich der Hersteller vorbehalten, die Justierung vor Auslieferung des Chips an einen Kunden vorzunehmen. Ein derart kundenspezifisch fertiggestellter Chip hat somit den Vorteil wirtschaftlicher Herstellbarkeit insbesondere bei kleineren Stückzahlen.A chip with the trim circuit according to the invention is electrically adjustable, but is not yet adjusted, can marketable Be the subject. The manufacturer of such an adjustable chip could be one Namely customers allow adjustment to the encapsulated chip itself to make and thus flexible in its uses for the to make acquired chip. On the other hand, the manufacturer can reserved, the adjustment before delivery of the chip to one Customers. Such a customized one Chip therefore has the particular advantage of being economically producible for smaller quantities.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung enthält die Speicherschaltung zusätzlich eine weitere Trimmschaltung, in welcher die Frequenz des Refresh-Oszillators ebenfalls durch Setzen von Fuse-Elementen justiert werden kann. Diese weitere Trimmschaltung braucht nicht am verkapselten Chip einstellbar zu sein, sondern kann wie die herkömmlichen Trimmschaltung Laser-Fuses enthalten, um eine Justierung wie bisher schon am Front-End vorzunehmen. Dies eröffnet die Möglichkeit, am Front-End eine Anpassung der Oszillatorfrequenz an eine "Standard"-Versorgungsspannung vorzunehmen, die für relativ große Stückzahlen gefordert sein mag. Aus den entsprechend getrimmten "Standard"-Chips, die auf Vorrat hergestellt und gekapselt werden können, lässt sich dann eine womöglich eng begrenzte Anzahl von Einzelstücken an spezielle Kundenwünsche anpassen, indem eine entsprechende Justierung an der anderen Trimmschaltung mit ihren elektrischen Fuses vorgenommen wird.In an advantageous embodiment of the Invention contains the memory circuit additionally another trimming circuit in which the frequency of the refresh oscillator can also be adjusted by setting fuse elements. This further trimming circuit does not need to be adjustable on the encapsulated chip but can be like conventional laser fuses included to make an adjustment at the front end as before. This opens up the possibility, at the front end an adjustment of the oscillator frequency to a "standard" supply voltage make that for relatively large numbers may be required. From the correspondingly trimmed "standard" chips, that can be manufactured and encapsulated in stock can be then possibly one adapt narrowly limited number of individual pieces to special customer requests, by making an appropriate adjustment to the other trim circuit their electrical fuses is made.
Einzelheiten dieser und anderer besonderer Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen DRAM-Speicherschaltung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet. Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen beschrieben.Details of these and other special configurations a DRAM memory circuit according to the invention are marked in subclaims. To the closer explanation The invention is an embodiment with reference to drawings described.
Die in
Zum periodischen Auffrischen der
Inhalte der Speicherzellen ist eine Refresh-Einrichtung
Die Versorgungsspannung V25 des Oszillators
Es sei hier der Beispielsfall betrachtet,
dass der Refresh-Oszillator
In der
Die vier Gate-Zuleitungen der Transistorschalter
S[0:3], also die Stelleingänge
des Oszillators
Das masse-ferne Ende des Fuse-Elementes ist
ferner über
den Kanal eines N-FET (MOS-Feldeffekttransistor mit n-Kanal) N1
und dann den Kanal eines P-FET P1 mit dem 1-Potential (VDD+) verbunden.
Der Knoten K zwischen N1 und P1 ist über zwei hintereinander geschaltete
Inverter, jeweils enthaltend einen N-FET N2 bzw. N3 und einen P-FET P2 bzw.
P3 mit dem Ausgang verbunden, der zum Multiplexer
Zum Auslesen der Fuse-Schaltung wird zunächst ein Vorladesignal PRC (preload) mit 0-Potential an das Gate von P1 gelegt, wodurch P1 relativ niederohmig und der Knoten auf 1- Potential vorgeladen wird. Das Vorladesignal PRC wird wieder auf 1-Potential gebracht, und dann wird ein Auswerteimpuls EVL (evaluate) mit 1-Potential an das Gate von N1 gelegt, so dass dieser Transistor niederohmig und wird und als N-FET eine weit niedrigere Impedanz darstellt als der P-FET P1. Ist das Fuse-Element EF nicht gesetzt worden und somit hochohmig, dann bleibt der Knoten K und somit auch der Ausgang auf dem vorgeladenen 1-Potential, das durch die gebildete Latch verriegelt bleibt, so dass die Steuerpotentiale von den Gates der Transistoren weggenommen werden können. Ist das Fuse-Element EF gesetzt worden und somit niederohmig, dann wechselt der Knoten K und somit auch der Ausgang auf das 0-Potential, das ebenfalls durch die gebildete Latch verriegelt wird und somit erhalten bleibt, auch nachdem die Steuerpotentiale von den Gates der Transistoren weggenommen worden sind.To read out the fuse circuit first a precharge signal PRC (preload) with 0 potential to the gate of P1 placed, whereby P1 relatively low-resistance and the node precharged to 1 potential becomes. The precharge signal PRC is brought back to 1 potential, and then an evaluation pulse EVL (evaluate) with 1 potential connected to the gate of N1, making this transistor low-resistance and will and as N-FET represents a much lower impedance than the P-FET P1. If the fuse element EF has not been set and therefore high impedance, then the node K and thus the output remains on the preloaded 1 potential, which is locked by the latch formed remains, so the control potentials from the gates of the transistors can be taken away. Is the fuse element EF has been set and thus has low resistance, then the node changes K and thus also the output to the 0 potential, that too is locked by the latch formed and is thus retained, even after the control potentials are removed from the gates of the transistors have been.
Alle Fuse-Schaltungen
Die Auslesung aller Fuse-Schaltungen
Die laserprogrammierbare Trimmschaltung
Im Front-End kann nun gemäß dem Stand der
Technik, wie weiter oben beschrieben, die Standard-Trimmung vorgenommen
werden, indem zunächst
eine der Speicherschaltungen auf dem Wafer als Stellvertreter ausgewählt wird
und die Standard-Versorgungsspannung angelegt wird. Die Istfrequenz
des Refresh-Oszillators
Die Trimmschaltung
Ähnlich
wie bei der beschriebenen Front-End-Trimmung wird die Istfrequenz
des Refresh-Oszillators
Vorzugsweise ist dafür gesorgt,
dass der Trimmbetrieb am verkapselten Chip mittels der elektrische
programmierbaren Trimmschaltung
Die Fuse-Selektionseinrichtung
Zur Initialisierung und Ablaufsteuerung
dieses Trimmbetriebs sind Steuermittel wünschenswert, die durch äußere Befehle über die üblichen
Anschlüsse
des Chip aktivierbar sind. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist
hierzu der sogenannte Testblock
Beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Erfindung enthält
der Testblock
Die anhand der
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Laser-Fuses FL im nicht-gesetzten Originalzustand niederohmig und im gesetzten Zustand hochohmig, während für die elektrischen Fuses FE das Gegensinnige gilt. Für die elektrisch programmierbare Trimmschaltung können aber elektrische Fuses verwendet werden, die im Originalzustand niederohmig sind durch die Überspannung zerstörbar sind. In diesem Fall wirkt das Setzen der Fuse-Elemente in beiden Trimmschaltungen "gleichsinnig" auf die Oszillatorfrequenz, was den Vorteil hat, dass in beiden Fällen die gleiche Nachschlagetabelle beim Justieren benutzt werden kann. Eine solche "Gleichsinnigkeit" lässt sich im Bedarfsfall aber auch bei gegensinniger Eigenschaft der Fuses FL und FE erzielen, und zwar einfach dadurch, dass man für eine Invertierung der Ausgänge einer der beiden Trimmschaltungen sorgt.In the described embodiment the laser fuses FL in the unattached original state with low resistance and in the set state high resistance, while for the electrical fuses FE Opposing applies. For the electrically programmable trimming circuit can use electrical fuses are used, which are in the original state with low impedance the surge are destructible. In this case, the setting of the fuse elements works in both trim circuits "in the same direction" to the oscillator frequency, which has the advantage that in both cases the same lookup table can be used when adjusting. Such a "coincidence" leaves if necessary, but also in the opposite direction of the Achieve fuses FL and FE simply by going for an inversion of the outputs one of the two trim circuits ensures.
Wenn die erfindungsgemäße elektrisch
programmierbare Trimmschaltung vorgesehen ist, hat die zusätzliche
Möglichkeit
einer Trimmung am Wafer zwar gewisse Vorteile, ist aber nicht in
jedem Fall unbedingt notwendig. Will man auf die Möglichkeit
einer Lasertrimmung am Wafer verzichten, können die Trimmschaltung
- 1010
- DRAM-Speicherschaltung (Chip)DRAM memory circuitry (Chip)
- 1111
- Datenanschlüssedata connections
- 1212
- Adressenanschlüsseaddress connections
- 1313
- Taktanschlußclock terminal
- 1414
- Kommandoanschlüssecommand terminals
- 1515
- Testmodus-AnschlußTest mode pad
- 1616
- Versorgungsanschlußsupply terminal
- 1717
- Versorgungsschaltungsupply circuit
- 2121
- Speicherzellen-FelderThe memory cell arrays
- 2222
- ZugriffsteuereinrichtungAccess control device
- 2323
- Befehlsdecoderinstruction decoder
- 2424
- RefresheinrichtungRefresh facility
- 2525
- Refresh-OszillatorRefresh oscillator
- 2626
- Inverterketteinverter chain
- 2727
- KapazitätsnetzwerkCapacity Network
- 2828
- Refresh-SteuereinrichtungRefresh controller
- 2929
- Testblocktest block
- 29a29a
- Trimmprogramm-InstallationTrimming program installation
- 3030
- Trimmschaltung mit elektrischen Fusestrimming circuit with electric fuses
- 4040
- Trimmschaltung mit Laser-Fusestrimming circuit with laser fuses
- 5050
- ÜberspannungsquelleSurge source
- 6060
- FrequenzsollwertgeberFrequency setpoint generator
- 7070
- Fuse-SelektionseinrichtungFuse-selection device
- 8080
- Multiplexermultiplexer
- 9090
- Multiplexer-SteuereinrichtungMultiplexer control means
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002154076 DE10254076A1 (en) | 2002-11-20 | 2002-11-20 | DRAM circuit has refresh sequence adjusting device with electrically programmable trim circuit in which frequency-determining network fuse elements are selectively changed to set state by overvoltage |
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Cited By (1)
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US7343512B2 (en) * | 2004-11-12 | 2008-03-11 | Ati Technologies, Inc. | Controlling clock rates of an integrated circuit including generating a clock rate control parameter from integrated circuit configuration |
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2002
- 2002-11-20 DE DE2002154076 patent/DE10254076A1/en not_active Ceased
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