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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft eine elektrisch programmierbare integrierte Schaltung
und einen zugehörigen
Einrichtungsaufbau zum Implementieren eines nicht-flüchtigen
Speichers; und insbesondere eine Anti-Schmelzsicherungs-Schaltungsanordnung.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Ein
mit einem Laser getrimmter Polysilizium-Schmelzsicherungsaufbau
wird in einem weit verbreiteten Maße bei der programmierbaren
Reparatur eines Chips mit einem dynamischen Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (Dynamic Random Access Memory; DRAM) verwendet, der typischerweise
auf einer Waferebene typischerweise vor einem Einbrenntest gebildet
wird. Bei einem Laser-getrimmten Reparaturverfahren, welches die
Laser-getrimmte Polysilizium-Schmelzsicherungsstruktur verwendet,
werden defekte Speicherzellen durch einen Wafersondentestprozess
identifiziert. Der Polysilizium-Schmelzsicherungsaufbau
wird dann durch Verwenden einer Lasertrimmtechnik programmiert,
um eine Adressendekodierung von Redundantenspeicherzellen zu aktivieren,
um den DRAM Chip zu reparieren. Während der Aufbau mit der von
einem Laser getrimmten Schmelzsicherung bzw. Sicherung kompakt und
zuverlässig
ist, kann das Laser-getrimmte Reparaturverfahren nur effizient auf
der Waferebene ausgeführt
werden. Infolgedessen kann es die Fähigkeit zum Reparieren von
irgendeiner defekten Speicherzelle, die nach einem Verpackungsprozess
gefunden wird und allgemein während
des Einbrenntests auftritt, ausschließen.
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Andererseits
können
bei einem elektrisch programmierbaren nicht-flüchtigen Speicher zahlreiche
Typen von Ausfällen
nach der Verpackung repariert werden, was zu einer signifikanten
Verbesserung der Ausbeute eines Hochdichte-DRAMs führt.
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Ein
Anti-Schmelzsicherungsaufbau und eine zugehörige Schaltungsanordnung, die
zur Verwendung in integrierten Schaltungen geeignet ist, wird allgemein
in eine nicht-flüchtige
Speichereinrichtung eingebaut. Es wird erwartet, dass sie besonders nützlich für eine elektrisch
programmierbare Reparaturtechnik eines DRAM unter Verwendung einer
redundanten Speicherkapazität
ist. Durch die Hinzufügung
von speziellen Testmoden ist es insbesondere möglich diese Funktionalität ohne irgendeine Änderung
der existierenden Produkt-Herausführungsstift-(pin-out)-Spezifikationen
zu implementieren.
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Zusätzlich zu
ihren Verwendungen bei der DRAM Herstellung kann andererseits ins
Auge gefasst werden, dass diese Funktionalität auch effektiv im Feld oder
von Endbenutzern oder als ein Teil einer Test-und-Reparatur-Prozedw verwendet werden kann.
In ähnlicher
Weise ist es auch möglich
andere nützliche
und einzigartige nicht-flüchtige
Daten in die DRAM Komponente hinein zu programmieren, wie Verschlüsselungsschlüssel, Seriennummern,
Herstellungsdaten und eine andere Qualitäts-Nachverfolgungsidentifikation.
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Ein
grundlegendes Anti-Schmelzsicherungselement ist allgemein eine Widerstandsschmelzsicherungs-Komponente,
die in ihrem anfänglichen nicht
programmierten Zustand einen sehr hohen Widerstand (> 100 MOhm) aufweist
und nach einem geeigneten Programmiervorgang einen signifikant niedrigeren
Widerstand (< 10
KOhm) aufweisen wird. Das Anti-Schmelzsicherungselement
wird typischerweise aus einem sehr dünnen dielektrischen Material
wie Siliziumdioxid, Siliziumnitrit, Tantaloxid oder einer Einbettungskombination
von Dielektrika wie ONO (Siliziumdioxid-Siliziumnitrit-Siliziumdioxid)
zwischen zwei Leitern gebildet. Diese Anti-Schmelzsicherung wird durch Anwenden
einer geeigneten Programmierspannung unter einem ausreichenden Stromfluss
durch Anschlüsse
der Anti-Sicherung für eine
ausreichende Zeit, um zu bewirken, dass sich der Widerstand der
Anti-Schmelzsicherung permanent von hoch auf niedrig ändert, programmiert.
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Die
Programmierspannung ist typischerweise in der Größe größer als eine normale Betriebsspannung,
sodass die Programmiersparmung eine Beschädigung verursachen und die
Zuverlässigkeit von
zugehörigen
Nachbareinrichtungen und einer Peripherie-Schaltungsanordnung, die
nicht richtig isoliert sind, verringern kann. Insbesondere wird
die Peripherie-Schaltungsanordnung zum Bereitstellen der Programmierspannung
und zum Lesen eines Anti-Schmelzsicherungs-Widerstands typischerweise direkt
an dem Anti-Schmelzsicherungselement angebracht sein, um dadurch
einer potenziellen Beschädigung
ausgesetzt zu werden.
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Die
Integrität
der Anti-Schmelzsicherung sowohl in ihrem anfänglichen nicht programmierten
als auch programmierten Zuständen
kann ungünstig durch
mehrere Faktoren beeinflusst werden. Z. B. kann eine verlängerte Aussetzung
bei erhöhten
Temperaturen oder eine Anwendung eines kontinuierlichen Stroms oder
einer Vorspannung über
das Anti-Schmelzsicherungselement die Eigenschaften des dünnen Dielektrikums
verändern,
was zu einer Erhöhung
oder Verkleinerung der Anti-Schmelzsicherungs-Widerstandsfähigkeit und potenziell zu einer Hervorrufung
eines Fehlers oder eines verschlechterten Betriebsverhaltens davon
führt.
Wenn ein einzelnes Anti-Schmelzsicherungselement programmiert wird,
wird ein intern oder extern erzeugtes Programmierspannungs-(oder
Strom-)Signal Vhv (oder Ihv) über
die Anschlüsse
des Anti-Sicherungselements für
eine ausreichende Zeit angelegt. Wenn eine Vielzahl von Anti-Schmelzsicherungselementen verwendet
wird, wie beispielsweise in einem multiplexierten Array, können jedoch
nicht gewählte
Anti-Schmelzsicherungselemente unbeabsichtigten Programmiersignalen
ausgesetzt werden, was zu einer zufälligen Änderung der Leitfähigkeit
der dünnen Dielektrika
führt.
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Die
zuverlässige
Programmierung und das zuverlässige
Lesen der Anti-Schmelzsicherung erfordert mehrere Schlüsselkomponenten.
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Als
erstes muss ein geeignetes Programmierspannungs- oder Strom-Signal
intern erzeugt oder von außen
zugeführt
werden. Insbesondere erfordert eine innere hohe Spannung für die Programmierung
der Anti-Schmelzsicherung eine vorsichtige Isolation und ein Vorspannen
von Einrichtungsstrukturen wie PN Übergängen und Gate-Dielektrika,
um sicherzustellen, dass sie großen Spannungsdifferenzen nicht
ausgesetzt werden. Die großen
Spannungsdifferenzen können
einen vorzeitigen Ausfall, eine verringerte Zuverlässigkeit,
einen übermäßigen Leckstrom,
eine Feldoxidinversion, eine Heraufverriegelung oder einen Ausfall
verursachen. In ähnlicher
Weise, wenn die Programmierspannung extern bereitgestellt wird,
muss ein Verfahren zum Zuführen dieser
Spannung ohne Störung
von einer normalen elektrostatischen Entladungs-(ESD)Schaltungsanordnung,
die typischerweise auf den Eingangsanschlussflecken und/oder Anschlussstiften
der integrierten Schaltung verwendet werden, vorhanden sein.
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Zweitens
sollte ein Verfahren vorhanden sein, um einzelne Anti-Schmelzsicherungen
per Adressierung zu wählen
und zu programmieren, was ebenfalls eine weitere Manipulation eines
Programmiersignals erfordert.
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Drittens
wird ein geeignetes Verfahren zum Erfassen oder Lesen des Zustands
der Anti-Schmelzsicherung
(Anti-Sicherung) benötigt.
Der Zustand der Anti-Schmelzsicherung (Anti-Sicherung) wird typischerweise
auf eine Einrichtungsaktivierung hin oder unmittelbar nach Hochfahren
der Energie gelesen. Um ein Risiko eines Anti-Schmelzsicherungs-Ausfalls
als Folge eines kontinuierlichen Lesebetriebs zu verringern und
eine Lesezugriffsgeschwindigkeit auf die Anti-Schmelzsicherungs-Information zu verbessern,
sollte ein flüchtiger
Speicher mit einer geeigneten Schaltungsanordnung versehen werden,
die effektiv einen richtigen Erfassungs/Verriegelungs-Betrieb des
Anti-Schmelzsicherungs-Zustands
in einem breiten Bereich von Betriebsbedingungen effektiv bereitzustellen
kann.
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Jedoch
gab es bislang keine Schaltungsanordnung zum effektiven Implementieren
der obigen drei Anforderungen.
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Die
Offenbarung in der
US-A-5734617 einer integrierten
Schaltung mit Anti-Schmelzsicherungszellen,
die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, wird
gewürdigt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anti-Schmelzsicherungsschaltung
zur Verwendung in einem auf einer Anti-Schmelzsicherung bzw. Anti-Sicherung
basierenden Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) bereitzustellen,
der in der Lage ist eine verbesserte Ausbeute, Zuverlässigkeit
und Funktionalität
eines RAMs, insbesondere eines synchronen DRAMs (SDRAM), bereitzustellen.
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Die
Erfindung stellt eine integrierte Schaltung bereit, wie im Anspruch
1 definiert.
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Ein
schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform dieser Erfindung
ist einfach in 1 dargestellt.
Es umfasst drei Unterblöcke:
einen Multiplexer, welcher Eingänge
von Steuersignalen und Adressen aufweist und die Aktivierung eines
Programmiersignals und von Programmadressen (Unterblock 10)
hervorzubringen; einen Programmierspannungs-Generator, der aus einem
Oszillator und einer Ladungspumpe (Unterblock 20) besteht; und
eine Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung für die Programmierung/den Lesevorgang
der Anti-Schmelzsicherungs-Zustände
(Unterblock 30).
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Zunächst aktiviert
der Unterblock 10, der Eingänge von Steuersignalen und
Adressen aufweist, für
eine Anti-Schmelzsicherungsprogrammierung in einen speziellen Testmodus
den Programmierspannungs-Generator
und bildet eine spezielle oder Programm-Adresse für die Auswahl
der Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung.
In einem normalen Modus bleibt der Unterblock 10 und der
Unterblock 20 in einem nicht-aktiven Zustand. In dem Unterblock 30 dienen
das Programmadressen- und das Programmierspannungssignal von dem
Programmierspannungsgenerator dazu, den Anschluss der Anti-Schmelzsicherung
auf einen Programmierspannungspegel herauf zu schalten, wenn die
Anti-Schmelzsicherung
oder Antisicherung für
eine Programmierung von Anti-Schmelzsicherungs-Elementen gewählt wird.
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In Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein interner Spannungsgenerator
in dem Unterblock mehrere spezifisch konstruierte Elemente zum Aushalten
einer negativen Spannung oder einer hohen Spannung. Wie in 2 gezeigt sind zwei Typen
von Spannungsgeneratoren mit Dioden und Kondensatoren dargestellt,
die für
einen speziellen Zweck verwendet werden. Die Kondensatoren (C2~C6),
die mit einem Hochspannungsgenerator gekoppelt sind, und jede Diode
sind aus Poly- und Metallschichten gebildet, die als Schicht-nach-Schicht-gestapelte
Arrays (die als "fingerförmiger Stapelarray-Kondensator" bezeichnet werden)
geformt. Sie weisen eine größere Kapazität (6~7 mal)
als diejenige eines planaren Metallkondensators mit der gleichen
Fläche
und ein höheres
Spannungs-Aushaltevermögen
(< 20 V) als dasjenige
eines ONO oder Gate-Kondensators auf. Die in 2 gezeigten Dioden sind aus einer Dreifachwanne
gebildet, die gute Charakteristiken aufweist, beispielsweise dass
ein Leckstrom verhindert wird und andere Einrichtungen von negativen
oder hohen Spannungen des Programmiermodus isoliert werden.
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In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verhindert der in dem Unterblock 10 verwendete
Multiplexer, dass unerwünschte Spannungen
an die Anti-Schmelzsicherung in dem Unterblock 30 angelegt
werden, während
eine andere Anti-Schmelzsicherung programmiert wird. Somit weisen
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltungen in dem Unterblock 30 eine
Vielzahl von Möglichkeiten
wie unipolar und bipolar in Übereinstimmung mit
Programmierspannungen oder Typen von Transistoren, die für einen
Programmierenergietransfer verwendet werden, auf. Für einen
Lesemodus werden einige Schaltungen konstruiert, um die Zuverlässigkeit
von Anti-Schmelzsicherungen in bestimmten Typen von Systemen durch
wesentliches Beseitigen der unerwünschten kontinuierlichen Zuführung von Spannungssignalen
an die Anti-Schmelzsicherungs-Anschlüsse und ein Verbessern der
Erfassungsgeschwindigkeit der programmierten Anti-Schmelzsicherungen
für eine
Reparatur eines ausgefallenen Stücks
zu verbessern. Die Auswertung des Zustands der Anti-Schmelzsicherung,
wie "programmiert" oder "nichtprogrammiert", wird mit speziellen
Schaltungen während
einer Energiehochfahrperiode betrieben, sodass eine zusätzliche
Zeit für die
Auswertung der Anti-Schmelzsicherungen
nicht benötigt
wird. Das Signal, das den Zustand der Anti-Schmelzsicherung beschreibt,
wird dann in einem Haltespeicher durch einen Puffer gespeichert,
was die Immunität
einer Veränderung
der Impedanz der programmierten Anti-Schmelzsicherung oder von unerwarteten
Rauschkomponenten effektiv verbessert. Wenn die Anti-Schmelzsicherung
nicht programmiert ist, dann ist ihr Verriegelungssignal in einem
Hochspannungspegel und der NMOS Transistor, der die Poly-Schmelzsicherungen
oder Metall-Schmelzsicherungen für
ein Laserreparaturverfahren ersetzt, normalerweise in einem Ein-Zustand.
In dieser Weise ist es nicht erforderlich einen direkten Lesevorgang eines
Anti-Schmelzsicherungszustands zu vollführen, außer wenn die Energie eingeschaltet
ist, und ein Lesestrom nicht in den Anti-Schmelzsicherungen im Ansprechen
auf den standardmäßigen Chipbetriebsmodus
fließt.
Somit werden kontinuierliche Spannungen über den zwei Anschlüssen der
Anti-Schmelzsicherung
vermieden und eine nichtprogrammierte Anti-Schmelzsicherung wird
nicht einfach auf ihrem Hochimpedanzzustand (d. h. "nichtprogrammiert") zurück umgewandelt.
Die Schaltung schließt
ferner ein Speichersystem ein, welches über eine Halteschaltung durch
einen Auswertepuffer mit der Anti-Schmelzsicherung gekoppelt und davon
entkoppelt werden kann.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und andere Aufgaben und bevorzugte Merkmale der vorliegenden
Erfindung ergeben sich näher
aus der folgenden Beschreibungen von bevorzugten Ausführungsformen,
die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen angegeben sind. In
den Zeichnung zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm
einer programmierbaren Anti-Schmelzsicherungsschaltung, die für ein DRAM
Redundanzschema in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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2A bis 2F Schaltungsdiagramme für Quellen
von Programmierpotentialen und deren Einrichtungselementen wie Dioden,
die mit einer Dreifachwannen-Struktur und fingerförmigen Stapelarray-Kondensatoren, die
mit Poly- und Metallschichten konstruiert sind, konstruiert sind.
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3A und 3B ein Schaltungsdiagramm einer Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung
zum Verbessern der Lesbarkeit und Zuverlässigkeit von Anti-Schmelzsicherungen
auf Grundlage einer Programmierspannung von –4 V und 4 V zwischen zwei Anschlüssen der
Anti-Schmelzsicherung; und ein Timingdiagramm, das den Betrieb der
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung in Übereinstimmung mit einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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4 ein Schaltbild einer Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung
zum Verbessern der Lesbarkeit und Zuverlässigkeit von Anti-Schmelzsicherungen
auf Grundlage einer Programmierspannung von 8 V und 0 V zwischen
zwei Anschlüssen der
Anti-Sicherung in Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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5A und 5B ein Schaltungsdiagramm einer Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung
zur Verbesserung der Lesbarkeit und Zuverlässigkeit von Anti-Schmelzsicherungen
auf Grundlage von modifizierten Transistoren und einer Programmierspannung
von 8 V und 0 V zwischen zwei Anschlüssen der Anti-Schmelzsicherung;
und ein Diagramm, das die Struktur eines Hybridentransistors zeigt,
der in der Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung in Übereinstimmung
mit einer weiteren anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Diese
Erfindung umfasst jede Funktion oder Einrichtung, die für eine nicht-flüchtige Speichermöglichkeit
benötigt
wird, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf: 1) eine elektrische
Redundanzprogrammierung von Speichereinrichtungen; 2) eine Seriennummern-
oder Identifikations-Programmierung von
integrierten Schaltungen; 3) eine Sicherheits- und Verschlüsselungsschlüssel-Programmierung der integrierten
Schaltungen; 4) eine Programmierung von Funktionsoptionen der integrierten
Schaltungen; und 5) eine Ersetzung für einen Nur-Lese-Speicher (ROM)
oder einen löschbaren
programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM).
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Die
Funktionen in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung können
einfach folgendermaßen
beschrieben werden: 1) eine spezielle oder Programmadressen-Erzeugung
für Anti-Schmelzsicherungen,
die durch eine Wählschaltung
und eine andere Adressen-Schaltungsanordnung, wie den speziellen
Adressemultiplexer in dem speziellen Testmodus, gewählt werden;
2) eine interne Spannungserzeugung für eine Programmierung; und
3) eine Programmierung während
eines speziellen Testmodus und einem Lesevorgang während eines
Energiehochfahr-Vorgangs. Während
einer Programmierung wird eine Programmierspannung selektiv und
sequenziell über
jede Anti-Schmelzsicherung,
die für
eine Programmierung konstruiert ist, angelegt. Nicht-bestimmte Anti-Schmelzsicherungen
werden vor Programmierspannungen geschützt, um eine unbeabsichtigte
Programmierung oder eine Aufhebung einer Programmierung zu verhindern.
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Typischerweise
kann dieses Verfahren für eine
interne oder externe Energie für
eine Programmierung gemischt werden. Das heißt, der interne Energiegenerator
kann mit einem externen Energiestift auf einer integrierten Schaltung
oder einem DRAM Chip, welches gerade programmiert wird, wenn erforderlich,
gekoppelt werden. Wenn der externe Energiestift verwendet wird,
wird die ESD Schutzschaltung für
den externen Energie-Anschlussflecken enthalten sein.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird der Zustand der Anti-Schmelzsicherung vorzugsweise
in einem Haltespeicher gespeichert, da der vor-gehaltene Puffer
dazu dient, um effektiv den Zustand der Anti-Schmelzsicherung während der
Energiehochfahr-Periode so effektiv zu erfassen, obwohl die Impedanz
der programmierten Anti-Schmelzsicherung stärker verändert werden soll. Als Folge
des relativ zuverlässigen
Lesevorgangs kann auch die Periode der Programmierzeit, die Größe der Programmierspannung,
und der Betrag des Programmierstroms ebenfalls verringert werden.
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Bezug
nehmend auf 1 ist eine
programmierbare Anti-Schmelzsicherungs-Schaltung in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die programmierbare Anti-Schmelzsicherungs-Schaltung
umfasst eine Programmadressen-Erzeugungsschaltung 10,
einen internen Energiegenerator 20 und eine Vielzahl von
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltungen 30.
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Jede
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 ist mit einem
Schalttransistor G50 gekoppelt, der mit einer Blindzelle G51 (Dummyzelle) verbunden
ist und zum Aktivieren der Dummyzelle G51 dient. Die Programmadressen-Erzeugungsschaltung 10 weist
einen Testdekoder 11 und einen Adressendekoder 12 auf,
die durch Empfangen eines Steuersignals aktiviert werden, das einen
speziellen Testmodus darstellt, um eine Programmadresse für die Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltungen 30 zu
erzeugen. Das spezielle Testmodussignal kann z. B. durch eine Benutzeraktivierung
erzeugt werden. Wenn der spezielle Testmodus durch ein externes
Signal aktiviert wird, wählt
die Programmadressen-Erzeugungsschaltung 10 eine der Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltungen 30 durch
Verwenden der Programmadresse für
eine Anti-Schmelzsicherungs-Programmierung und stellt ein internes
Steuersignal an dem internen Energiegenerator 20 bereit. Ein
Programmierspannungssignal, das von dem internen Energiegenerator 20 erzeugt
wird, der auch auf das interne Steuersignal anspricht, wird dann
an die gewählte
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 angelegt.
Während
der Programmierprozedur können
die Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltungen 30 sequenziell
durch die Programmadressenschaltung 10 gewählt werden.
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Der
interne Energiegenerator 20 umfasst zwei Teile: einen Oszillator 21 und
eine Ladungspumpenschaltung 22. In einem unipolaren Spannungssystem
in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie in 4 und 5A gezeigt, wird eine hohe
Spannung wie 8 V, Vhv, die von dem internen Energiegenerator 20 erzeugt
wird, an die gewählte
Anti- Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 während der
Programmierprozedur gekoppelt. In einem bipolaren Spannungssystem in Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie in 3A gezeigt,
kann jedoch eine negative Spannung Vnv an die gewählte Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 während der
Programmierprozedur gekoppelt werden. Wenn die Programmierprozedur
abgeschlossen ist und das externe Steuersignal, das den speziellen
Testmodus darstellt, in einen Abschaltzustand verändert wird,
werden sämtliche
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltungen 30 abgewählt und
der interne Energiegenerator 20 wird ebenfalls auf einen
Abschaltzustand geändert.
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Wenn
eine Energiehochfahr-Prozedur initiiert wird, wird ein Lesevorgang
oder eine Auswertung für
Anti-Schmelzsicherungs-Zustände
in den Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltungen 30 ausgeführt. Jede
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 empfängt ein
Energiehochfahr-Signal PWRUP und ein Zustand einer Anti-Schmelzsicherung,
die in jeder Anti-Schmelzsicherungs-Einheit 30 enthalten
ist, wird als ein gehaltenes Signal an den Schalttransistor G50 übertragen.
Das heißt,
jede Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 erzeugt
das gehaltene Signal (das verriegelte Signal) als ein Pegelsignal
niedriger Spannung, das einen programmierten Zustand der Anti-Schmelzsicherung dargestellt,
oder ein Pegelsignal mit hoher Spannung, was einen nichtprogrammierten
Zustand der Anti-Schmelzsicherung
bezeichnet. Zusätzlich
kann eine externe Spannungsquelle Vcc von 4 V für die Programmierprozedur auf
3,3 V für
einen Lesebetrieb geändert
werden.
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Bezug
nehmend auf die 2A und 2B sind zwei Ausführungsformen
der Ladungspumpenschaltung, die in dem internen Energiegenerator 20 enthalten
ist, der in 1 gezeigt
ist, dargestellt. Das Steuersignal wird aktiviert und an den Oszillator 21 und die
Ladungspumpenschaltung 22, die in 1 gezeigt ist, angelegt. Während der
Programmierprozedur in dem speziellen Testmodus wird das Steuersignal
PGM, das von der in 1 gezeigten
Programmadressen-Erzeugungsschaltung 10 erzeugt wird, ein Zustand
mit hoher Spannung für
sowohl negative als auch positive Spannungen. 2A zeigt eine Ladungspumpenschaltung,
die drei Teile enthält:
einen Hochspannungsgenerator 24, einen Spannungstreiber 26 und
einen Vorladungs-Spannungsgenerator 28 zum Anlegen der
externen Quellenspannung Vcc. Ein NMOS Transistor D1 wird als eine
Diode betrieben, wenn ein PGM Signal einen Zustand mit hoher Spannung
dargestellt, und legt ein Spannungssignal Vcc-Vtn, wobei Vtn eine
Schwellenspannung von D1 ist, in den Knoten N1 an. Die Dioden D2~C7
sind neu ausgelegt mit einer PN Diode, die mit einer P-Wanne verbunden
ist, zu einem N-Wannenübergang,
wie in 2C gezeigt.
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Wie
gezeigt ist die PN Dioden-Struktur im Wesentlichen mit einer Dreifachwannen-Struktur
gebildet, bei der eine P-Wanne in eine N-Wanne eingefügt ist,
die auf einem P-Substrat gebildet ist. In einer derartigen Diode
ist das P-Substrat mit einer Masse Gnd verbunden und die N-Wanne
dient zum Isolieren der P-Wanne von dem P-Substrat, um einen Stromfluss
von der P-Wanne zu dem P-Substrat zu verhindern. Ein anderer Vorteil
der PN Dioden-Strukturen ist, dass eine Durchbruchspannung zwischen
der N-Wanne und der P-Wanne höher
als eine Programmierspannung ist. Kondensatoren C1~C3 werden für einen
Ladungspumpeffekt verwendet und Kondensatoren C4~C6 werden als Ladekondensatoren
verwendet, die die Oszillationsamplitude eines Ausgangsspannungssignals
Vhv reduzieren und die so bestimmt werden, dass eine relativ kleine
Kapazität als
diejenige der Ladungspumpkondensatoren C1~C3 aufweisen.
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Wie
in 2E gezeigt, wenn
das PGM Signal ein hoher Spannungspegel für eine Vorladebetrieb des N1
Knotens wird und gleichphasige und phasenverschobene Takte OSC1
und OSC2, die von dem Oszillator 21 erzeugt werden, kontinuierlich
bereitgestellt werden, wird ein Signal mit einer hohen Spannung,
das von dem Hochspannungsgenerator 24 erzeugt wird, an
die gewählte
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 geführt. Zu
Anfang wird die Spannung des Knotens N1 eine Spannung Vcc-Vtn, wenn
das PGM Signal als ein hoher Spannungspegel freigeschaltet ist.
Wenn der Takt OSC1 sich von einem Massespannungspegel auf einen
externen Spannungspegel Vcc ändert,
werden Ladungen, die von dem OSC1 zugeführt werden, an den Knoten N1
geführt,
dessen Spannungspegel 2 Vcc-Vtn
wird. Der Spannungspegel wird wieder an einen Knoten N2 transferiert,
dessen Spannungspegel 2 Vcc-2Vtn
wird.
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Wenn
sich danach der Takt OSC2 von dem Massespannungspegel auf den externen
Spannungspegel Vcc ändert,
wird ein Spannungspegel des Knoten N2 auf 3Vcc-2Vtn geladen und
ein Spannungspegel des Knotens N3 ändert sich auf 3Vcc-3Vtn. Wenn
sich als nächstes
der Takt OSC1 von dem Massespannungspegel auf den externen Spannungspegel
Vcc ändert,
dann wird der Spannungspegel des Knotens N3 auf 4Vcc-3Vtn geändert. Schließlich werden
die Spannungspegel der Knoten N1, N2, N3 und Vhv auf 2Vcc-Vtn, 3Vcc-2Vtn, 4Vcc-3Vtn
bzw. 4Vcc-4Vtn geändert.
Ein Ausgangssignal Vhv mit hoher Spannung kann durch Zuführen der
obigen Takte erzeugt werden. Das Ausgangssignal Vhv mit hoher Spannung
wird dann an die Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 als
ein Programmierspannungssignal gekoppelt.
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Der
Hochspannungs-Treiber 26 umfasst zwei Dioden DS~D6, die
dazu dienen, um zwei unterschiedliche Ausgangsspannungspegel, wie
Vhv2 und Vhv3 von 4Vcc-4Vtn bzw. 3Vcc-3Vtn, bereitzustellen. Wenn
ein Lesemodus vorhanden ist, dann ändert der Vorlade-Spannungsgenerator 28 einen Spannungspegel
des Ausgangsknotens Vhv in einen Vorlade-Spannungspegel Vcc-Vtn.
Der Vorlade-Spannungspegel
kann für
die Auswertung eines Zustands einer Anti-Schmelzsicherung verwendet werden.
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Wie
in 2D gezeigt, werden
die Kondensatoren C2-C6, die in einer hohen Spannung verwendet werden,
mit Poly- und Metallschichten M1-M2 und P1-P2 gebildet. Die Hochspannungskondensatoren
C2~C6 können
eine größere Kapazität bereitstellen,
indem hinzugefügte
gegenseitige Kapazitäten
Cjj, Cji und Cjk als Folge eines Finger-Stapeltyps verwendet werden,
was als ein fingerförmiger
Stapelarraykondensator bezeichnet wird.
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Zurückkehrend
zur 2B ist eine Ladungspumpenschaltung 22 in Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Ladungspumpenschaltung 22 dient
als ein Negativspannungsgenerator zur Verwendung in einem Bipolarspannungs-Schema
der Programmierprozedur der Anti-Schmelzsicherung. Die in 2B gezeigten Dioden D12~D14
sind ähnlich
zu denjenigen der 2A,
wobei eine Struktur von jeder Diode ebenfalls in 2F beschrieben ist. Die Kondensatoren
C11 und C12 werden durch Verwenden von PMOS Transitoren gebildet
und in einem Ladungspumpbetrieb verwendet, bei dem ein Kondensator
C13 ein Ladekondensator ist.
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Wenn
sich der Takt OSC1 von dem Massespannungspegel auf den externen
Spannungspegel Vcc ändert,
wird ein Spannungspegel eines Knotens N5 auf den externen Spannungspegel
Vcc geladen. Der externe Spannungspegel Vcc wird dann in einen Knoten
N4 transferiert, bis der Spannungspegel des Knotens N5 einen Schwellenspannungspegel
Vtn der Diode D12 erreicht. Der Knoten N4 ist auf die Massespannung über einen
Transistor D11 gezogen. Wenn die OSC1 und die OSC2 Takte sich gleichzeitig auf
den Massespannungspegel bzw. den externen Spannungspegel Vcc ändern, werden
der Knoten N5 und ein Knoten N6 auf Spannungspegel Vtn-Vcc bzw.
Vcc geändert.
Der Spannungspegel des Knotens N6 bleibt auf einem Spannungspegel
2Vtn-Vcc, nachdem seine Ladungen durch die Dioden D11, D12 und D13
entladen sind. Infolgedessen wird ein Ausgangsspannungspegel eines
Ausgangsknotens Vnv 3Vtn-Vcc. Wenn sich die OSC1 und OSC3 Takte auf
den externen Spannungspegel Vcc bzw. den Massespannungspegel ändern, ändern sich
die Knoten N5 und N6 auf Vtn bzw. 2Vtn-2Vcc. Deshalb wird ein Spannungspegel
des Ausgangsknotens Vnv 3Vtn-2Vcc. Schließlich gehen die Knoten N4,
N5, N6 und der Ausgangskonten Vnv auf den Massespannungspegel, Vtn-Vcc,
2Vtn-2Vcc, 3Vtn-2Vcc, nach Wiederholen von Taktbetrieben. Der Ausgangsspannungspegel
Vnv wird dann an die Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 als
das Programmierspannungssignal gekoppelt,
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Bezug
nehmend auf 3A ist eine
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 dargestellt,
die ein Bipolarspannungs-Programmierschema in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 umfasst eine
Anti-Schmelzsicherungs-Wählschaltung 331, ein
Anti-Schmelzsicherungs-Element 332, eine Anti-Schmelzsicherungs-Zustandsauswerteschaltung 333,
und eine Halteschaltung 334.
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Der
externe Spannungspegel Vcc, z. B. +4 V wird über zwei PMOS Transistoren
P0 und P2 und einen NMOS Transistor N1 an einen Anschluss des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 332 angelegt
und das Programmierspannungssignal Vnv, z. B. –4 V, wird an den anderen Anschluss
davon während
der Programmierprozedur angelegt. Die Programmadresse wird an das
Gate des PMOS P0 angelegt, der eingeschaltet wird, um dadurch den
externen Spannungspegel an den PMOS Transistor P2 zu übertragen.
Der PMOS Transistor P2 wird seriell mit dem PMOS Transistor P0 verbunden
und wird als ein Übergabetransistor
verwendet, wobei ein Energiehochfahr-Signal ein erstes Energiehochfahr-Signal PWRUP,
ein zweites Energiehochfahr-Signal PWRUPB und ein drittes Energiehochfahr-Signal PWRUP
D umfasst. Der NMOS Transistor N1 ist mit einem Knoten A01 verbunden
und hält
einen Abschaltzustand im Ansprechen auf das dritte Energiehochfahr-Signal
PWRUP D während
der Programmierprozedur der Anti-Schmelzsicherung
aufrecht, wobei das dritte Energiehochfahr-Signal PWRUP D den Knoten
A01 auf einen Massespannungspegel innerhalb von ungefähr 5 ns
initialisiert. Der PMOS Transistor P2 dient zum Schützen von Übergängen des
PMOS Transistors P0 und eines PMOS Transistors P5 vor dem Programmierspannungssignal
Vnv, z. B. –4
V. Das Programmierspannungssignal Vnv ist zwischen den Anschluss
des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 332 und einen NMOS
Transistor N4 geschaltet, der als eine Diode dient, mit einem gemeinsamen
Gate, einem Substrat und einer Drain.
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In
dem Lesemodus, wie in 3B gezeigt, wird
die Zustandsauswerteschaltung 333 während einer Energiehochfahr-Periode,
die in 3B gezeigt ist,
betrieben. Wenn das Anti-Schmelzsicherungs-Element 332 programmiert
wird, dann wird der Anschluss A02 des programmierten Anti-Schmelzsicherungs-Elements 332 auf
einen Niederspannungspegel gebracht. D. h., der Spannungspegel des
Anschlusses A02 ist typischerweise ein Schwellenspannungspegel Vtn
des NMOS Transistors N4, da die Ladungspumpenschaltung 20 in 1 nicht betrieben wird und
das Programmierspannungssignal Vnv in einem Schwebungszustand ist.
Das erste Energiehochfahr-Signal PWRUP hält einen niedrigen Spannungspegel
aufrecht, bis die Energie vollständig
stabilisiert ist, und das zweite Energiehochfahr-Signal PWRUPB steigt
proportional zu dem externen Spannungspegel Vcc an. Das externe
Spannungssignal Vcc wird an einen Knoten A02 über den PMOS Transistor P2
und den PMOS Transistor P5 während
der Energiehochfahr-Periode übertragen.
Wenn das Anti-Schmelzsicherungs-Element 332 programmiert wird,
dann nimmt die Spannung des Knotens A02 allmählich ab und ändert sich
auf einen niedrigen Spannungspegelzustand (nahe 1 V). Wenn jedoch
das Anti-Schmelzsicherungs-Element 332 nicht programmiert
wird, dann hält
die Spannung des Knotens A02 einen Zustand mit einem hohen Spannungspegel (nahe
Vcc) aufrecht. Zusätzlich,
wenn das externe Spannungssignal Vcc an den Knoten A03 über den PMOS
Transistor P6 übertragen
wird und das zweite Energiehochfahr-Signal PWRUPB den Hochspannungspegelzustand
aufrecht erhält,
geht ein NMOS Transistor N7 auf einen eingeschalteten Zustand. Ein Ein-
oder Auszustand eines NMOS Transistors N8 wird in Abhängigkeit
von der Spannung des Knotens A02 bestimmt, sodass der Spannungspegel
des Knotens A03 auf Grundlage des Zustands des NMOS Transistors
N8 dann bestimmt wird. Wenn das Anti-Schmelzsicherungs-Element 332 programmiert
ist, behält
der Knoten A02 einen niedrigen Spannungspegelzustand aufrecht und
der Knoten A03 bleibt ein Zustand mit einem hohen Spannungspegel.
Wenn nicht programmiert ist der Knoten A02 ein Hochspannungspegelzustand
und der Knoten A03 wird ein Niederspannungspegelzustand.
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Die
Halteschaltung 334 führt
Information, die von dem Anti-Schmelzsicherungs-Element 332 als ein
gehaltenes bzw. verriegeltes Signal durch die Zustandsauswerteschaltung 333 gelesen
wird. Eine derartige anfängliche
Verriegelung bzw. Haltung des Anti-Schmelzsicherungs-Zustands verbessert
eine Erfassungsgeschwindigkeit eines Reparaturzellen-Lesemodus und
einer Programmiergenauigkeit über
einem breiten Bereich einer Programmier-Vorspannung und eines -Stroms.
Da ferner die Anzahl von Anti-Schmelzsicherungs-Element-Zugriffen
verringert werden kann, kann auch die Zuverlässigkeit des Anti-Schmelzsicherungs-Elements
verbessert werden.
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Bezug
nehmend auf 4 ist eine
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 gezeigt, die
ein unipolares Hochspannungsschema verwendet, welches eine Anti-Schmelzsicherungs-Wählschaltung 341,
eine Anti-Schmelzsicherungs-Element 342, eine Anti-Schmelzsicherungs-Zustandsauswerteschaltung 343 und
eine Halteschaltung 344 einschließt. Das externe Spannungssignal
Vcc für die
Programmierprozedur wird an das Anti-Schmelzsicherungs-Element 342 über einen
PMOS Transistor P0 gekoppelt. Ein Programmierspannungssignal Vhv
wird durch D1 an einen Anschluss des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 342 gekoppelt
und die Massespannung wird an den anderen Anschluss des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 342 über zwei
NMOS Transistoren N2 und N4 während
der Programmierprozedur geführt.
Die Diode D1 verhindert einen Stromfluss von der externen Spannungspegel
Vcc an eine Energiezuleitung für
das Programmierspannungssignal Vhv, welches während des Lesebetriebs in einem
Schwebungzustand ist.
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Ein
Energiehochfahr-Signal PWRUP_D initialisiert einen Knoten A01 innerhalb
von ungefähr
5 ns nach dem Energiestabilisierungsbetrieb, sodass der Knoten A01
nahe von Vcc durch einen PMOS Transistor P3 und einen NMOS Transistor
N2 vorgeladen wird. Das Hochspannungssignal für eine Programmadresse wird
an einen NMOS Transistor N4 angelegt, um das vorgeladene Spannungssignal
Vcc zu entladen und die Massespannung mit dem Anti-Schmelzsicherungs-Element 342 zu
verbinden. Deshalb wird der Spannungspegel des Knotens A02 auf den
Massespannungspegel geändert,
wobei der NMOS Transistor N2 und der NMOS Transistor N4 gleichzeitig eingeschaltet
werden. Demzufolge wird die Spannungsdifferenz zwischen den zwei
Anschlüssen
des gewählten
Anti-Schmelzsicherungs-Elements 342 eine relativ hohe Spannung,
Vhv, während
der Programmierprozedur. Für
den Fall der nicht gewählten Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 wird das
Niederspannungssignal der Programmadresse nicht verändert und
die Spannungsdifferenz zwischen den zwei Anschlüssen des nicht gewählten Anti-Schmelzsicherungs-Elements 342 bleibt
nahe Vhv-Vcc. Der NMOS Transistor N2 schützt Übergänge und Gates eines PMOS Transistors
P3, des NMOS Transistors N4, eines NOMS Transistors N5, und eines
NMOS Transistors N7 vor dem Programmierspannungssignal Vhv, um dadurch Übergangs-Durchbrüche oder
Gate-Durchbrüche
zu verhindern.
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In
dem Lesemodus arbeitet die Anti-Schmelzsicherungs-Zustandsauswerteschaltung 343 während der
in 3B gezeigten Energiehochfahr-Periode.
Das erste Energiehochfahr-Signal PWRUP hält einen niedrigen Spannungszustand
aufrecht, bis die Energie vollständig
stabilisiert ist und das zweite Energiehochfahr-Signal PWRUPB wird proportional
auf das externe Spannungssignal Vcc erhöht. Der Anschluss des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 342 wird
auf eine hohe Spannung, typischerweise Vcc-Vtp, über den PMOS Transistor P0
gebracht, da die Ladungspumpenschaltung 20 in 1 nicht betrieben wird,
sodass die Zuleitung für das
Programmierspannungssignal Vhv in einem Schwebungszustand ist. Wenn
das Anti-Schmelzsicherungs-Element 342 programmiert wird,
hält die Spannung
des Knotens A02 einen Hochspannungszustand (nahe Vcc-Vtn) aufrecht.
Für den
Fall, dass das Anti-Schmelzsicherungs-Element 342 nicht programmiert
ist, bleibt die Spannung an dem Knoten A02 auf der Massespannung,
da der NMOS Transistor N5 durch den Hochspannungspegels des zweiten Energiehochfahr-Signals
PWRUPB eingeschaltet bleibt. Deshalb ist der NMOS Transistor N5
in der Größe klein,
sodass die Spannung des Knotens A02 durch einen eingeschalteten
Zustand des NMOS Transistors N5 nicht stark verringert wird.
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Wenn
das erste Energiehochfahr-Signal PWRUP einen Niederspannungszustand
aufrecht erhält,
wird die externe Spannung Vcc an die PMOS Transistoren P7 und P6 übertragen.
Dann wird NMOS Transistor N8 durch das hohe erste Energiehochfahr-Signal
PWRUP eingeschaltet, sodass der PMOS Transistor P7 in Übereinstimmung
mit dem Pegel des Knotens A02 eingeschaltet wird. Wenn er programmiert
ist, hält
der Knoten A02 einen Hochspannungszustand aufrecht, sodass der PMOS
Transistor P7 ein schwach eingeschalteter Zustand ist. Demzufolge
ist der Knoten A03, der seriell mit em NMOS Transistor N8 verbunden
ist, ein Niederspannungszustand. Wenn nicht programmiert, ist der
Knoten A02 ein Niederspannungszustand und der PMOS P7 wird ein vollständig eingeschalteter
Zustand. Der Knoten A03 durch die eingeschalteten Zustände der PMOS
Transistoren P6 und P7 wird auf einen Hochspannungszustand übertragen.
Die Größe des NMOS
Transistors N8 ist für
einen kleineren Stromfluss durch den NMOS Transistor N8 als derjenige durch
den PMOS Transistor P7 klein genug. Der Zustand mit der niedrigen
oder hohen Spannung des Knotens A04 ist abhängig von der Spannung des Knotens
A03, da das erste Energiehochfahr-Signal PWRUP einen niedrigen Spannungszustand
aufrecht erhält.
Die Veränderung
der Spannungsdifferenz zwischen den programmierten und den nichtprogrammierten
Zuständen
ist nicht groß genug
zum Steuern des PMOS Transistors P7, sodass ein Puffer benötigt wird.
Der gesteuerte Puffer, der einen Hochzieh-(Pull-up)PMOS Transistor
P9, einen PMOS Transistor P10 und einen Herunterzieh-(Pull-down)NMOS
Transistor N11, der zwischen den Knoten A03 und den Knoten A04 geschaltet
ist, besteht, kann leicht mit dem Zustand des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 342 ausgewertet werden.
Die Halteschaltung 344 kann den Zustand des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 342 durch das
verstärkte
Signal des Knotens A04 leicht halten.
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Die
Halteschaltung 344 führt
Information, die von dem Anti-Schmelzsicherungs-Element 342 als das
gehaltene Signal gelesen wird.
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Bezug
nehmend auf 5A ist eine
Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 dargestellt,
die ein unipolares Hochspannungsschema in Übereinstimmung mit einer anderen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet und eine Anti-Schmelzsicherungs-Wählschaltung 351,
eine Anti-Schmelzsicherungs-Zustandauswerteschaltung 353,
und eine Halteschaltung 354 aufweist.
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Die
Anti-Schmelzsicherungs-Wählschaltung 351 umfasst
die gleichen Schaltungselemente der in 4 gezeigten Anti-Schmelzsicherungs-Wählschaltung,
mit Ausnahme des PMOS Transistors P3 und des NMOS Transistor N2,
die in 4 gezeigt sind.
Die Anti-Schmelzsicherungs-Zustandsauswerteschaltung 353 weist
die gleichen Schaltungselemente der in 4 gezeigten Anti-Schmelzsicherungs-Zustandsauswerteschaltung 343 auf,
mit Ausnahme eines NMOS Transistors, der zwischen die in 5A gezeigten Knoten A01
und A02 geschaltet ist. Bei der Programmierprozedur dient der NMOS Transistor
dazu, die Anti-Schmelzsicherungs-Wählschaltung 351 von
der Anti-Schmelzsicherungs-Auswerteschaltung 353 im Wesentlichen
zu isolieren.
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Die
externe Spannung Vcc wird an einen Anschluss des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 352 durch
PMOS Transistor P0 gekoppelt. Die Programmierspannung Vhv wird durch
eine Diode D1 an den einen Anschluss des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 352 gekoppelt
und die Massespannung wird an den anderen Anschluss des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 352 während der
Programmierprozedur gekoppelt. Die Diode D1 verändert einen Stromfluss von
der externen Spannungsquelle Vcc an eine Energiezuleitung für das Programmierspannungssignal
Vhv, welches während
eines Lesebetriebs in einem Schwebungszustand ist. Das Hochspannungssignal
einer Programmadresse wird an den NMOS Transistor N2 angelegt, um
die vorgeladene Spannung durch Verwenden der Kapazitätuskopplung
des Anti-Schmelzsicherungs-Elements 352 zu
entladen und eine Quelle der Massespannung auf dem Anti-Schmelzsicherungs-Element 352 zu
verbinden. Demzufolge wird die Spannungsdifferenz zwischen den zwei
Anschlüssen
des gewählten
Anti-Schmelzsicherungs-Elements 352 eine relativ hohe Spannung
Vhv während
der Programmierprozedur.
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Für den Fall,
dass die Anti-Schmelzsicherungseinheits-Schaltung 30 nicht
gewählt
wird, wird das Niederspannungssignal der Programmadresse an den
NMOS Transistor N2 angelegt. Die Spannungsdifferenz zwischen den
zwei Anschlüssen
des nicht gewählten
Anti-Schmelzsicherungs-Elements 352 wird
durch das Verhältnis
von Leckströmen durch
das Anti-Schmelzsicherungs-Element 352 und die Übergänge der
NMOS Transistoren N2 und N3 bestimmt.
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Wie
in 5B gezeigt werden
die NMOS Transistoren N2 und N3 durch verwenden eines hybriden Transistors
erstellt. Die Source des hybriden Transistors enthält einen
stark dotierten N+ Bereich 515 und zwei leicht dotierte
N– Bereiche 520 und 521,
wobei einer davon über
den unteren Abschnitt des Gate-Bereichs des hybriden Transistors überlappt
ist. Die Drain des hybriden Transistors wird nur mit einem N– Bereich 518 gebildet.
Eine Drainelektrode DRAIN wird über
ein gepuffertes Poly 523 mit dem N– Bereich 518 verbunden,
wobei der obere Abschnitt des gepufferten Poly sich über den
oberen Abschnitt des Gates erstreckt. Ein kleinerer N+ Bereich ist
auf dem unteren Abschnitt des gepufferten Poly gebildet, um einen
Ohm'schen Kontakt
zwischen dem N+ Bereich und dem unteren Abschnitt des gepufferten
Poly zu bilden. Der Gatebereich umfasst eine Polyoxidschicht 517,
eine Polyschicht 516 und Abstandsstücke 512, die auf Seitenabschnitten davon
gebildet sind. Wenn eine hohe Spannung, z. B. 8 V, an den hybriden
Transistor angelegt wird, wird deshalb ein Verarmungsbereich 519 auf
dem unteren Abschnitt des Drainbereichs 518 so gebildet,
dass ein elektrisches Feld über
dem Verarmungsbereich 519 verteilt wird. Der verarmte bzw.
entleerte Bereich 519 ist über den unteren Abschnitt des
Gatebereichs überlappt,
um dadurch effektiv den Gate-Durchbruch als Folge der hohen Spannung
zu schützen.
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Zurückkehrend
zur 5A arbeitet in dem Lesemodus
die Zustandsauswerteschaltung 353 während der Energiehochfahr-Periode.
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Für den Fall,
dass das Anti-Schmelzsicherungs-Element 352 programmiert
wird, hält
eine Spannung des Knotens A02 einen Hochspannungszustand (nahe Vcc-Vtn)
aufrecht. Für
den Fall, dass das Anti-Schmelzsicherungs-Element 352 nicht
programmiert wird, bleibt die Spannung des Knotens A02 noch auf
der Massespannung, da der NMOS Transistor N4 einen eingeschalteten
Zustand durch den hohen Spannungszustand des ersten Energiehochfahr-Signals
PWRUP beibehält.
Der Betrieb der Anti-Schmelzsicherungs-Auswerteschaltung 353 ist ähnlich zu
demjenigen der in 4 gezeigten
Anti-Schmelzsicherungs-Schaltung 343.
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Demzufolge
führt die
Halteschaltung 354 effektiv Information, die von dem Anti-Schmelzsicherungs-Element 352 als
das gehaltene bzw. verriegelte Signal gelesen wird.
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Während die
vorliegende Erfindung im Bezug nur auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben worden ist, können
ohne Abweichen von dem Umfang der vorliegenden Erfindung, sowie
sie in den folgenden Ansprüchen
aufgeführt
ist, andere Modifikationen und Variationen durchgeführt werden.