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Die
Erfindung betrifft eine integrierte Speicherschaltung mit einer
Redundanzschaltung zum Ersetzen eines Speicherbereichs mit einer
Adresse durch einen der Redundanzschaltung zugeordneten redundanten
Speicherbereich. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren
zum Ersetzen eines Speicherbereichs mit einer Adresse durch einen
redundanten Speicherbereich in einer integrierten Speicherschaltung.
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Eine
integrierte Speicherschaltung, insbesondere eine DRAM-Speicherschaltung,
ist nach ihrer Herstellung in der Regel nicht fehlerfrei, d. h. über den
gesamten Speicherbaustein hinweg sind fehlerhafte Speicherzellen
vorhanden, so dass diese Speicherbausteine so nicht verwendet werden
können.
Um die Ausbeute der integrierten Speicherschaltungen nach der Produktion
zu erhöhen,
werden zusätzlich
zu den Speicherbereichen redundante Speicherbereiche in den integrierten
Speicherschaltungen vorgesehen.
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Nach
der Herstellung wird die gesamte integrierte Speicherschaltung einschließlich der
redundanten Speicherbereiche getestet. Die dabei als fehlerhaft
erkannten Speicherbereiche werden durch redundante Speicherbereiche
ersetzt. Dies erfolgt mit Hilfe von Redundanzschaltungen, die jeweils
einem der redundanten Speicherbereiche zugeordnet sind.
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Die
Redundanzschaltungen weisen in der Regel mehrere Fuse-Speicherelemente
auf, in die die Adresse des Speicherbereiches hineingeschrieben
werden kann, der durch den zugeordneten redundanten Speicherbereich
ersetzt werden soll. Die Fuse-Speicherelemente werden üblicherweise
mit Hilfe von Laser-Fuses
gebildet, die mit einem entsprechend zugeordnetem Latch verbunden
sind. Die Laser-Fuses werden mit Hilfe eines Laser strahls in einem
Laser-Trimming-Prozess zum Einstellen der zu ersetzenden Adressen
der Speicherbereiche, die ersetzt werden sollen, durchtrennt.
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Die
Laser-Fuse stellen ursprünglich
elektrisch leitende Verbindungsleitungen dar, die mit Hilfe des
Laserstrahls verdampft werden, so dass eine zuvor elektrisch leitende
Verbindung unterbrochen wird. Die zu ersetzende Adresse wird also
so eingestellt, dass für
die Laser-Fuses der Fuse-Speicherelemente
entschieden wird, welche der Laser-Fuses durchtrennt und welche
der Laser-Fuses unverändert
beibehalten werden.
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Die
Laser-Fuses sind nur vor dem Einhäusen der integrierten Speicherschaltungen
zugänglich.
D. h. nur nach einem Frontend-Test,
d. h. einem Testen der integrierten Speicherschaltungen auf Waferebene,
können
Einstellungen mit Hilfe des Laser-Trimming-Verfahrens in die Fuse-Speicherelemente
hineingeschrieben werden. Sobald die integrierten Speicherschaltungen
vereinzelt sind und in das endgültige
Gehäuse
eingebaut sind, sind die Laser-Fuses nicht mehr zugänglich. Üblicherweise
wird deshalb nur ein Reparaturvorgang der integrierten Speicherschaltungen
unmittelbar nach dem Frontend-Test auf Waferebene durchgeführt.
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Es
gibt jedoch Fälle,
in denen mehrere Reparaturschritte durchgeführt werden. Zum einen können die
integrierten Speicherschaltungen bei dem so genannten "known good die"-Geschäft unverpackt oder noch auf
dem Wafer befindlich an den Kunden geliefert werden. In diesem Fall
findet der Burn-in (d. h. das Voraltern) mit dem nicht eingehäusten, integrierten
Speicherschaltungen statt. Nach oder während des Burn-in-Vorgangs findet in
der Regel ein weiterer Funktionstest der integrierten Speicherschaltung statt,
bei dem unter Umständen
weitere Fehler auftreten können.
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Da
die integrierten Schaltungen in diesem Fall weiterhin für einen
Laser-Trimming-Prozess zugänglich
sind, können
dann weitere Reparaturschritte folgen. Wird bei dem Testvorgang
nach dem Burn-in-Vorgang festgestellt, dass ein redundanter Speicherbereich,
der zum Ersetzen eines fehlerhaften Speicherbereiches verwendet
worden ist, ebenfalls einen Fehler aufweist, kann üblicherweise
durch ein Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement
das Ersetzen des herkömmlichen
Speicherbereiches durch den redundanten fehlerhaften Speicherbereich
rückgängig gemacht
werden, indem das Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement verändert wird, d. h. die zugehörige Laser-Fuse wird durchtrennt,
und der zu ersetzende fehlerhafte Speicherbereich anschließend durch
einen anderen nicht fehlerhaften redundanten Speicherbereich ersetzt
wird.
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Zum
anderen werden die Laser-Fuses in Zukunft durch elektrische Fuses
(E-Fuses) ersetzt. Die E-Fuses haben den Vorteil, dass sie auch
nach dem Einhäusen
noch programmiert werden können,
so dass bei Auftreten eines Fehlers in einem Back-end-Testvorgang,
also bei einem Testvorgang nach einem Einhäusen, ein erneuter Reparaturschritt durchgeführt werden
kann.
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Es
ergibt sich aus den mehreren Reparaturschritten das Problem, dass
das Ersetzen des fehlerhaften Speicherbereiches durch den fehlerhaften
redundanten Speicherbereich rückgängig gemacht werden
muss, wenn bei einem nachfolgenden Reparaturschritt ein Fehler auf
einem redundanten Speicherbereich auftritt, der bereits für eine Reparatur
eines fehlerhaften Speicherbereichs verwendet worden ist. Dazu sind,
wie oben beschrieben, üblicherweise
für jede
Redundanzschaltung ein Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement vorgesehen,
das, wenn es dauerhaft in seinem Zustand verändert wird, das Ansprechen
des fehlerhaften redundanten Speicherbereiches blockiert, wenn die
zu ersetzende Adresse angelegt ist.
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Das
dazu vorgesehene Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement muss für jeden
der redundanten Speicherbereiche vorgesehen werden und benötigt unabhängig von
der Ausbildung als Laser-Fuse-Speicherelement
oder als E-Fuse-Speicherelement eine nicht unwesentliche Fläche.
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Aus
der Druckschrift
US 5,621,691 ist
eine integrierte Speicherschaltung mit einer Redundanzschaltung
zum Ersetzen eines durch eine Spalte adressierbaren Speicherbereichs
mit einer Adresse durch einen der Redundanzschaltungen zugeordneten
Speicherbereich bekannt. Diese Redundanzschaltung weist ein oder
mehrere Fuse-Speicherelemente auf, in denen die Adresse des Speicherbereichs
einstellbar ist, der durch den redundanten Speicherbereich ersetzt
werden soll. Zum Einstellen der Adresse kann jedes der Fuse-Speicherelemente auf
einen ersten Zustand einstellbar sein, nachdem das jeweilige Fuse-Speicherelement unverändert belassen
oder auf einen zweiten Zustand eingestellt wird, auf den das jeweilige
Fuse-Speicherelement dauerhaft
verändert
wird. Die Redundanzschaltung weist ein Aktivierungsfuse-Speicherelement
zum Aktivieren der in den Fuse-Speicherelementen gespeicherten Adressen
auf, so dass der Speicherbereich durch den redundanten Speicherbereich
ersetzt wird.
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Aus
der Druckschrift
DE
199 54 346 A1 ist eine Speichereinrichtung mit Vergleichseinheit
bekannt, die sich während
des Testens der Speichereinrichtung in einen Zustand versetzen lassen,
der sich von dem Zustand, den die Vergleichseinheiten während des
normalen Betriebs der Speichereinrichtung innehaben, unterscheidet.
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Aus
der Druckschrift
DE
101 26 301 A1 ist ein Speicherbaustein entnehmbar, bei
dem Speicherzellen zum Überprüfen in einen
Zustand vor einer Reparatur versetzt werden. Dadurch werden die
als defekt erkannten Speicherzellen trotz des Vorsehens von Ersatzspeicherzellen
angesteuert. Damit ist eine Überprüfung der
Funktionsfähigkeit
des Speicherbausteins nach der Durchführung des Reparaturverfahrens
möglich.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Fläche, die aufgrund der Deaktivierungs-Fuse-Speicherelemente
benötigt
wird, zu reduzieren.
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Diese
Aufgabe wird durch die integrierte Speicherschaltung nach Anspruch
1 sowie durch das Verfahren nach Anspruch 6 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine integrierte Speicherschaltung mit
einer Redundanzschaltung zum Ersetzen eines Speicherbereichs mit
einer Adresse durch einen der Redundanzschaltung zugeordneten redundanten Speicherbereich
vorgesehen. Die Redundanzschaltung weist ein oder mehrere Fuse-Speicherelemente auf,
in denen die Adresse des Speicherbereichs codierbar ist, der durch
den redundanten Speicherbereich ersetzt werden soll. Zum Einstellen
der Adresse weist jedes der Fuse-Speicherelemente anfänglich einen
ersten Zustand auf und ist auf einen zweiten Zustand einstellbar,
indem ein Fuse-Element des jeweiligen Fuse-Speicherelementes dauerhaft verändert wird.
Die Redundanzschaltung weist weiterhin ein Aktivierungs-Fuse-Speicherelement zum
Aktivieren der in den Fuse-Speicherelementen
gespeicherten Adresse auf. Auf diese Weise kann der Speicherbereich
durch den redundanten Speicherbereich ersetzt werden, wenn die entsprechende
Adresse des Speicherbereiches an einen Adressbus angelegt wird.
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Erfindungsgemäß ist ein
Deaktivierungs-Speicherelement vorgesehen, um ein Ersetzen des Speicherbereiches
mit der Adresse durch den redundanten Speicherbereich zu erlauben
oder zu verhindern. Das Deaktivierungs-Speicherelement ist so mit
den Fuse-Speicherelementen verbunden, um ein Ersetzen des Speicherbereiches
mit der Adresse durch den redundanten Speicherbereich zu verhindern,
wenn jedes der Fuse-Speicherelemente dauerhaft verändert wurde,
d. h. auf den zweiten Zustand eingestellt worden ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
es, das Deaktivierungs-Speicherelement lediglich als einfaches Speicherelement,
z. B. als Latch auszubilden, wobei ein Vorsehen einer Laser-Fuse bzw.
einer E-Fuse zur Realisierung des Deaktivierungs-Fuse-Speicherelements
vermieden werden kann. Dadurch kann Chipfläche eingespart werden. Trotzdem
ist die Funktionalität
nicht wesentlich eingeschränkt,
da nach einem in einem Back-end-Testvorgang erkannten Fehler in
einem zum Ersetzen eines fehlerhaften Speicherbereichs verwendeten
redundanten Speicherbereich dieser redundante Speicherbereich wieder
ausgeschaltet werden kann, so dass der fehlerhafte zu ersetzende
Speicherbereich durch einen anderen redundanten Speicherbereich
ersetzt werden kann. Um das üblicherweise zum
Korrigieren einer fehlerhaften Ersetzung eines Speicherbereiches
vorgesehene Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement einzusparen, ist
nun vorgesehen, dass mit Hilfe des Deaktivierungs-Speicherelementes
ein Deaktivierungszustand gespeichert wird, so dass bei dem Deaktivierungszustand
der redundante Speicherbereich nicht mit der in den Fuse-Speicherelementen
codierten Adresse adressiert werden kann.
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Dazu
ist vorzugsweise das Deaktivierungs-Speicherelement über ein
Nicht-Oder-Gatter mit den Fuse-Speicherelementen verbunden, so dass
in dem Deaktivierungs-Speicherelement der Deaktivierungszustand
gespeichert wird, wenn jedes der Fuse-Speicherelemente dauerhaft verändert worden
ist, d. h. auf den zweiten Zustand eingestellt worden ist. Das Deaktivie rungs-Speicherelement
ist mit einer Blockierschaltung verbunden, um gemäß dem Deaktivierungszustand
ein Adressieren des redundanten Speicherbereichs mit der Adresse
zu blockieren.
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Vorzugsweise
weist eines der Fuse-Speicherelemente eine Laser-Fuse und ein Latch
auf, wobei das Latch einen ersten Zustand aufweisen kann, wenn die
Laser-Fuse nicht durchtrennt ist und einen zweiten Zustand aufweist,
wenn die Laser-Fuse durchtrennt ist.
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Alternativ
dazu kann eines der Fuse-Speicherelemente eine elektrische Fuse
und ein Latch aufweisen, wobei das Latch einen ersten Zustand aufweisen
kann, wenn die elektrische Fuse nicht leitend ist und einen zweiten
Zustand aufweist, wenn die elektrische Fuse leitend ist.
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Durch
die Codierung einer Adresse in den Fuse-Speicherelementen, zum Blockieren des
Ersetzens des fehlerhaften Speicherbereichs, ist es nicht möglich, den
Speicherbereich mit der codierten Adresse durch eine solche Redundanzschaltung
zu ersetzen.
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Damit
ein Ersetzen eines fehlerhaften Speicherbereichs durch einen redundanten Speicherbereich
auch bei der codierten Adresse des Speicherbereichs durchgeführt werden
kann, weist die integrierte Speicherschaltung eine weitere Redundanzschaltung
auf. Die weitere Redundanzschaltung ist einem weiteren redundanten
Speicherbereich zugeordnet und umfasst ein weiteres Deaktivierungs-Speicherelement,
das als Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement ausgebildet ist. Das
Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement ist wie schon bei dem Stand
der Technik üblich,
so ausgebildet, dass gemäß einem
dauerhaften Verändern
oder Nicht-Verändern
der Einstellung des weiteren Deaktivierungs-Fuse-Speicherelementes
ein Ersetzen des Speicherbereichs durch den weiteren redundanten Speicherbereich
zugelassen oder verhindert wird. Auf diese Weise kann auch ein fehlerhafter
Speicherbereich an einer Adresse ersetzt werden, die in den Fuse-Speicherelementen
so codiert ist, dass jedes der Fuse-Speicherelemente dauerhaft verändert ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Ersetzen eines Speicherbereichs mit einer Adresse durch einen redundanten
Speicherbereich in einer integrierten Speicherschaltung vorgesehen.
Es sind eine oder mehrere Fuse-Speicherelemente vorgesehen, in denen
die Adresse des Speicherbereichs einstellbar ist, der durch den
redundanten Speicherbereich ersetzt werden soll. Zum Einstellen
der Adresse wird jedes der Fuse-Speicherelemente auf einen ersten
Zustand eingestellt, indem das jeweilige Fuse-Speicherelement unverändert belassen
wird, oder auf einen zweiten Zustand eingestellt, indem das jeweilige Fuse-Speicherelement dauerhaft
verändert
wird. Ein Aktivierungs-Fuse-Speicherelement
zum Aktivieren der in den Fuse-Speicherelementen
gespeicherten Adresse ist vorgesehen, so dass der durch die Adresse
adressierte Speicherbereich durch den redundanten Speicherbereich
ersetzt wird. Gemäß einem Deaktivierungssignal
wird ein Ersetzen des Speicherbereichs mit der Adresse durch den
redundanten Speicherbereich zugelassen oder verhindert, wobei das
Deaktivierungssignal ein Ersetzen des Speicherbereichs mit der Adresse
durch den redundanten Speicherbereich verhindert, wenn jedes der Fuse-Speicherelemente
dauerhaft verändert
wurde. Dadurch, dass das Deaktivierungssignal aus den Inhalten der
Fuse-Speicherelemente
generiert wird, kann das Vorsehen eines Deaktivierungs-Fuse-Speicherelements
für jeden
der redundanten Speicherbereiche vermieden werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Redundanzschaltung für
einen redundanten Speicherbereich gemäß dem Stand der Technik; und
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2 eine
Redundanzschaltung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform.
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Die
Redundanzschaltung nach 1 ist üblicherweise in einem integrierten
Speicherbaustein vorgesehen.
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Die
Redundanzschaltung nach 1 weist Fuse-Speicherelemente 1 auf, die
jeweils aus einer Fuse-Schaltung 2 und einem Fuse-Latch 3 gebildet sind.
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Die
Fuse-Schaltung 2 weist einen ersten p-Kanal-Transistor 4,
einen n-Kanal-Transistor 5 und eine Laser-Fuse 6 auf,
die in Reihe geschaltet sind. Ein erster Anschluss des p-Kanal-Transistors 4 ist
mit einem hohen Versorgungsspannungspotenzial VDD verbunden.
Ein zweiter Anschluss des ersten p-Kanal-Transistors 4 ist mit einem
ersten Anschluss des n-Kanal-Transistors 5 und
ein zweiter Anschluss des n-Kanal-Transistors 5 mit einem ersten
Anschluss der Laser-Fuse 6 verbunden. Ein zweiter Anschluss der
Laser-Fuse ist mit einem niedrigen Versorgungsspannungspotenzial,
vorzugsweise einem Massepotenzial VGND,
verbunden. An einen Steuereingang des n-Kanal-Transistors 5 ist ein
Setzsignal S anlegbar und an den Steuereingang des ersten p-Kanal-Transistors 4 ein
Rücksetzsignal
R anlegbar, um das jeweilige Fuse-Latch 3 zurückzusetzen.
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Der
zweite Anschluss des ersten p-Kanal-Transistors 4 bzw.
der erste Anschluss des n-Kanal-Transistors 5 stellt einen
Ausgang der Fuse-Schaltung 2 dar, der mit einem Fuse-Latch 3 verbunden
ist. Das Fuse-Latch 3 weist im Wesentlichen zwei gegengekoppelte
Inverter 7 auf, die einen von dem Ausgang der Fuse-Schaltung 2 vorgegebenen Zustandspegel
dauerhaft übernehmen.
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Die
Laser-Fuse 6 ist typischerweise als eine metallische Leitung
ausgebildet, die durch einen Laserstrahl so stark erwärmt werden
kann, dass das Metall verdampft bzw. aufschmilzt und die elektrische Verbindung
zwischen ihren beiden Anschlüssen durchtrennt
ist. D. h., in einem ursprünglichen
ersten Zustand stellt die Laser-Fuse eine elektrische Verbindung
dar und in einem zweiten Zustand, nach einem Durchtrennen der Laser-Fuse 6 während des
Laser-Trimming-Prozesses ist die elektrisch leitende Verbindung
getrennt.
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Beim
Einschalten der integrierten Speicherschaltung oder bei einem Rücksetzen
wird das Rücksetzsignal
R so lange aktiviert, dass das Fuse-Latch 3 einen definierten
Zustand einnimmt, nämlich
an seinem ersten Anschluss 8 eine logische „1" und an seinem zweiten
Anschluss 9 eine logische „0". Anschließend wird das Setzsignal S
aktiviert, so dass der n-Kanal-Transistor 5 durchschaltet
und je nach Zustand der Laser-Fuse 6 der Ausgang der Fuse-Schaltung 2 auf
das niedrige Versorgungsspannungspotenzial VGND gezogen
wird oder nicht. Ist die Laser-Fuse 6 unverändert, so
wird der erste Anschluss 8 des Fuse-Latches 3 auf
ein Massepotenzial gezogen, so dass eine logische „0" an dem ersten Anschluss 8 des
Fuse-Latches 3 anliegt. Folglich liegt an dem zweiten Anschluss
des Fuse-Latches 3 eine logische „1" an.
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In
der dargestellten Schaltung sind vier Fuse-Speicherelemente 1 vorgesehen,
die, je nachdem, ob deren jeweilige Laser-Fuses 6 leitend
oder nicht leitend vorgesehen sind, an dem zweiten Anschluss des
Fuse-Latches 3 eine logische „1" oder eine logische „0" anlegen. Die zweiten Anschlüsse 9 der
Fuse-Speicherelemente 1 sind mit einem Adressdecodierer 10 verbunden.
Der Adressdecodierer 10 ist mit einem Adressbus 11 verbunden,
so dass beim Adressieren des Speicherbausteins die auf dem Adressbus 11 anliegende
Adresse gemäß der durch die
Fuse-Speicherelemente 1 vorgegebenen Adresse verglichen
werden und bei Übereinstimmung
einen redundanten Speicherbereich 12, der mit dem Adressdecodierer 10 in
Verbindung steht, adressiert. Daten werden dann anstatt aus dem
fehlerhaften Speicherbereich aus dem redundanten Speicherbereich 12 ausgegeben
oder hinein geschrieben.
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Um
die durch die Fuse-Speicherelemente 1 vorgegebene Adresscodierung
wirksam werden zu lassen, ist ein Aktivierungs- Fuse-Speicherelement 13 vorgesehen,
das im Wesentlichen identisch zu den Fuse-Speicherelementen 1 aufgebaut
ist. Die Laser-Fuse 6 einer zu der Fuse-Schaltung 2 identischen
Aktivierungs-Fuse-Schaltung 14 wird durchtrennt, wenn die
in den Fuse-Speicherelementen 1 eingestellte Adresse verwendet
werden soll. Das Aktivierungs-Fuse-Speicherelement 13 wird üblicherweise
erst nach dem Feststellen, dass die Fuse-Speicherelemente 1 richtig
eingestellt worden ist, aktiviert, um die Codierung der Fuse-Speicherelemente 1 wirksam
werden zu lassen. In diesem Fall ist eine logische „0" an dem zweiten Anschluss
eines Aktivierungs-Fuse-Latches 24 des Aktivierungs-Speicherelementes 13 angelegt.
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Wenn
in einem zweiten Testvorgang, z. B. einem Back-end-Testvorgang, festgestellt
wird, dass der redundante Speicherbereich 12, mit dem ein
fehlerhafter Speicherbereich ersetzt werden soll, selbst fehlerbehaftet
ist, so muss die in den Fuse-Speicherelementen 1 und in
dem Aktivierungs-Fuse-Speicherelement 13 vorgesehene
Einstellung so unwirksam gemacht werden, dass bei Anliegen der in
den Fuse-Speicherelementen 1 codierten
Adresse auf dem Adressbus 11 der redundante Speicherbereich 12 nicht
angesprochen wird. Dazu ist ein Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement 15 vorgesehen,
das im Wesentlichen identisch zu den Fuse-Speicherelementen 1 bzw. identisch
zu dem Aktivierungs-Fuse-Speicherelement 13 aufgebaut
ist.
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Das
Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement 15 kann nach einem
Back-end-Testvorgang so eingestellt werden, dass die Aktivierung
der durch die Fuse-Speicherelemente 1 codierten Adresse
wieder aufgehoben wird. Dazu ist das Deaktivierungs-Fuse-Speicherelement 15 über einen
Inverter 16 mit einem Steuereingang eines zweiten n-Kanal-Transistors 17 verbunden.
Ein erster Anschluss des zweiten n-Kanal-Transistors 17 ist
mit dem Ausgang der Aktivierungs-Fuse-Schaltung 14 des
Aktivierungs-Fuse-Speicherelementes 13 verbunden. Ein zweiter Anschluss
des zweiten n-Kanal-Transistors 17 ist mit einem ers ten
Anschluss eines dritten n-Kanal-Transistors 18 verbunden.
Ein zweiter Anschluss des dritten n-Kanal-Transistors 18 ist
mit dem niedrigen Versorgungsspannungspotenzial VGND,
das einen Low-Zustand für
den ersten Anschluss des Aktivierungs-Fuse-Latches 24 des Aktivierungs-Fuse-Speicherelementes 13 vorgibt,
verbunden. Ein Steuereingang des n-Kanal-Transistors 18 ist
mit einem weiteren Setzsignal SD verbunden. Das weitere Setztsignal
SD wird im Wesentlichen so angelegt, dass der p-Kanal-Transistor 4 der
Aktivierungs-Fuse-Schaltung 14 des Aktivierungs-Fuse-Speicherelementes 13 und
der dritte n-Kanal-Transistor 18 nicht
gleichzeitig durchgeschaltet sind. D. h., das weitere Setzsignal
SD muss in jedem Fall den Zustand einer logischen „0" aufweisen, um den
dritten n-Kanal-Transistor 18 zu
sperren, wenn das Rücksetzsignal
R an dem p-Kanal-Transistor 4 der
Aktivierungs-Fuse-Schaltung 14 anliegt.
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Wird
die Laser-Fuse 6 des Deaktivierungs-Fuse-Speicherelementes 15 durchtrennt,
so liegt an dem ersten Anschluss des entsprechenden Fuse-Latches 3,
des Deaktivierungs-Fuse-Speicherelementes 15 ein High-Zustand
an, so dass an dem zweiten Anschluss desselben Fuse-Latches 3 ein Low-Pegel anliegt. Dieser
Low-Pegel bewirkt einen High-Pegel an dem Steuereingang des zweiten
n-Kanal-Transistors 17, so dass der zweite n-Kanal-Transistor 17 durchgeschaltet
wird. Sobald das weitere Setzsignal SD ebenfalls einen High-Zustand
annimmt, wird das niedrige Versorgungsspannungspotenzial VGND auf den ersten Anschluss des Fuse-Latches 3 des
Aktivierungs-Fuse-Speicherelementes 13 geschaltet.
Somit nimmt der zweite Anschluss des Aktivierungs-Fuse-Latches 24 des
Aktivierungs-Fuse-Speicherelementes 13 einen
High-Zustand an, so dass die in den Fuse-Speicherelementen 1 codierte Adresse
unwirksam bezüglich
der auf dem Adressbus 11 anliegenden Adresse wird.
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In 2 ist
eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt. Die in 2 dargestellte
Redundanzschaltung unterscheidet sich von der in 1 dargestellten
Redundanz schaltung dadurch, dass die Fuse-Schaltung des Deaktivierungs-Fuse-Speicherelementes 15 eingespart
ist. Ansonsten entsprechen gleiche Bezugszeichen gleichen Bauelementen
der Schaltung.
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Anstelle
der Fuse-Schaltung des Deaktivierungs-Fuse-Speicherelementes 15 ist ein Nicht-Oder-Gatter 20 vorgesehen,
das mit allen zweiten Anschlüssen
der Fuse-Latche 3 der Fuse-Speicherelemente 1 verbunden
ist. An einem Ausgang des Nicht-Oder-Gatter 20 wird
das Ergebnis der Nicht-Oder-Verknüpfung aller in den Fuse-Speicherelementen 1 eingestellten
Zustände
angelegt.
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Der
Ausgang des Nicht-Oder-Gatters 20 ist mit dem ersten Anschluss
eines Deaktivierungs-Latches 21 verbunden. Das Deaktivierungs-Latch 21 ist im
Wesentlichen identisch zu den Fuse-Latches 3 ausgebildet.
Ein zweiter Anschluss des Deaktivierungs-Latches 21 ist über den
Inverter 16 mit dem Steuereingang des zweiten n-Kanal-Transistors 17 verbunden.
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In
einem Front-end-Testvorgang werden also zunächst fehlerhafte Speicherbereiche
erkannt und diese durch Durchtrennen der Laser-Fuses 6 der
Fuse-Speicherelemente 1 durch den redundanten Speicherbereich 12 ersetzt.
Damit die in den Fuse-Speicherelementen 1 codierte
Adresse zum Adressieren des redundanten Speicherbereiches 12 führt, wird
das Aktivierungs-Fuse-Speicherelement 13 durch
Durchtrennen der Laser-Fuse 6 der Aktivierungs-Fuse-Schaltung 14 geschossen,
so dass an dem ersten Anschluss des Aktivierungs-Fuse-Latches 24 eine
logische „1" und an dem zweiten
Anschluss des Aktivierungs-Fuse-Latches
eine logische „0" anliegt. Damit weiß der Adressdecodierer 10, dass
die in den Fuse-Speicherelementen 1 codierte Adresse verwendet
werden soll, so dass die auf dem Adressbus 11 anliegende
Adresse 11 mit der codierten Adresse verglichen wird und
bei Übereinstimmung
anstelle des fehlerhaften Speicherbereiches der redundante Speicherbereich 12 adressiert
wird.
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Wird
in einem zweiten Testvorgang, einem Back-end-Testvorgang, festgestellt, dass der
redundante Speicherbereich 12 fehlerhaft ist, so muss zum Reparieren
der Speicherschaltung zunächst
verhindert werden, dass bei Anliegen der entsprechenden Adresse
der fehlerhafte Speicherbereich durch den fehlerhaften redundanten
Speicherbereich 12 ersetzt wird. Dies erfolgt vorzugsweise,
indem die Aktivierung der codierten Adresse durch das Aktivierungs-Fuse-Speicherelement 13 rückgängig gemacht
wird. Dies wird durchgeführt,
indem jede Laser-Fuse 6 der Fuse-Schaltungen 2 der
Fuse-Speicherelemente 1 durchtrennt wird, so dass an den zweiten
Ausgängen 9 der
Fuse-Speicherelemente 1 jeweils eine logische „0" anliegt. Diese führen dazu, dass
der Ausgang des Nicht-Oder-Gatters 20 auf den Zustand einer
logischen „1" gezogen wird, so
dass an dem ersten Anschluss des Deaktivierungs-Latches 21 die
logische „1" und an dem zweiten
Anschluss 23 des Deaktivierungs-Latches 21 eine logische „0" anliegt. Dies führt dazu,
dass an dem Steuereingang des zweiten n-Kanal-Transistors 17 eine
logische „1" anliegt, so dass
der zweite n-Kanal-Transistor 17 leitend wird.
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Beim
Einschalten oder bei einem Rücksetzen
der integrierten Speicherschaltung wird zunächst das Rücksetzsignal R aktiviert, um
zunächst
die Fuse-Latches 3 in einen definierten Zustand zu bringen. Anschließend wird
mit Hilfe des Setzsignales S die durch Durchtrennen oder Nicht-Durchtrennen
der Laser-Fuses 6 bewirkten Einstellungen in jeweiligen
Fuse-Latches 3 übernommen.
Anschließend
wird mit dem weiteren Setzsignal SD überprüft, ob alle Laser-Fuses 6 der
Fuse-Speicherelemente 1 durchtrennt
worden sind, indem das weitere Setzsignal SD kurzzeitig auf einen
Low-Zustand gezogen wird. Dadurch wird der dritte n-Kanal-Transistor 18 leitend. Sind
alle Laser-Fuses 6 der Fuse-Speicherelemente 1 durchtrennt,
so ist auch der zweite n-Kanal-Transistor 17 leitend, so
dass ein Low-Pegel an dem ersten Anschluss des Aktivierungs-Fuse-Latches 24 anliegt und
der zweite Anschluss des Aktivierungs-Fuse-Latches 24 einen High-Pegel
annimmt, und somit die zuvor codierte Einstellung in den Fuse-Speicherelementen 1 unwirksam
macht. Auf diese Weise kann eine Deaktivierungs-Fuse-Schaltung eingespart
werden, indem sie im Wesentlichen durch ein Nicht-Oder-Gatter 20 ersetzt
wird. Dies spart Fläche in
der integrierten Schaltung.
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Mit
der erfindungsgemäßen Redundanzschaltung
ist es jedoch nicht möglich,
die Adresse, die der Einstellung in den Fuse-Speicherelementen 1 entspricht,
bei der jedes der Laser-Fuses 6 geschossen worden ist,
mit einem redundanten Speicherbereich 12 zu ersetzen, da
eine solche Einstellung als eine Deaktivierung der zuvor aktivierten
Einstellung interpretiert wird. Aus diesem Grunde ist in einer integrierten
Speicherschaltung mindestens eine weitere Redundanzschaltung vorzusehen,
die z. B. im Wesentlichen der Redundanzschaltung nach 1 entsprechen
kann. Die weitere Redundanzschaltung umfasst dann eine Deaktivierungs-Fuse-Schaltung. Die
weitere Redundanzschaltung wird dann verwendet, um einen fehlerhaften
Speicherbereich zu ersetzen, der die Adresse aufweist, die durch
die Einstellung der Fuse-Speicherelemente 1, bei der jedes
der Laser-Fuses 6 durchtrennt worden ist, entspricht. Auf diese
Weise können
Fehler in allen Speicherbereichen durch redundante Speicherbereiche
ersetzt werden.
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Anstelle
der Laser-Fuse können
auch E-Fuses vorgesehen sein, die jedoch im unveränderten Zustand
nicht leitend und im veränderten
Zustand, d. h. nach Anlegen einer Durchbruchsspannung, leitend sind.
Die Fuse-Speicherelemente können
an die Funktion der E-Fuse angepasst werden.