JPH1069798A - ヒューズ‐リフレッシュ回路 - Google Patents
ヒューズ‐リフレッシュ回路Info
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Abstract
れているヒューズ‐リフレッシュ回路を提供する。 【解決手段】 電圧供給源のスイッチオン後にヒューズ
‐ラッチ回路17、19、50、56が少なくとも1つ
のリフレッシュ‐サイクル内でセット回路によりセット
される半導体メモリデバイスのためのヒューズ‐リフレ
ッシュ回路において、ヒューズ‐ラッチ回路17、1
9、50、56のリフレッシュ‐サイクルの間にヒュー
ズ‐ラッチ回路17、19、50、56がパルスCLR
NX、SETPX、SETPSPにより、ヒューズ‐ラ
ッチ回路17、19、50、56が評価され、また誤っ
てセットされたヒューズ‐ラッチ回路のみが新たに正し
くセットされるように駆動される。
Description
るヒューズ‐リフレッシュ回路に関する。
うに特に半導体メモリデバイスにおける冗長性を保証す
るために使用される。すなわち、冗長性原理によれば半
導体メモリデバイスにおいて場合によってはエラーを有
するメモリセルが完全に動作するメモリセルにより置換
されなければならない。その際にヒューズ‐リフレッシ
ュ回路は、それに供給される論理信号に関係してその出
力端に、ヒューズが溶断されているかどうかに関係する
“0”または“1”である決められた論理状態を供給す
る装置をなす。ヒューズとは電気導体がスイッチオンま
たはセットされているか溶断されているかを意味する。
リフレッシュとは、“修復される”という点では、個々
のヒューズが半導体メモリデバイスのスイッチオンの際
にヒューズ‐ラッチ回路により検査されることを意味す
る。
レッシュ回路を示す図2により一層詳細に説明する。
チオンの際に、信号CLRNに対する図2中には示され
ていないセット回路が約1Vの作動電圧の際に0Vの値
を有する電圧を供給する。続いて作動電圧がその後に約
2.7Vの値に達すると、信号CLRNは同じく2.7
Vの値をとり、またその後に作動電圧のその後の経過に
従う。信号CLRNはヒューズ‐リフレッシュ回路のp
‐MOSトランジスタまたはFET14に供給される。
負のしきい電圧を有するこのp‐MOSトランジスタ1
4は正のしきい電圧を有するn‐MOSトランジスタ1
6とヒューズ20とに直列に接続されている。この直列
回路の後に、互いに逆の導電形のトランジスタ17、1
9およびインバータ50から成るヒューズ‐ラッチ回路
が接続されている。
達する以前に(図3参照)、p‐MOSトランジスタ1
4を介してヒューズ‐ラッチ回路が、その入力端D1に
“1”が位置するように、すなわちD1=“1”が成り
立つようにセットされる。
OSトランジスタ16のゲートに供給されている信号S
ETPに対する(図示されていない)セット回路が、約
20nsの継続時間を有する電圧パルスを供給する。い
まヒューズが溶断されているならば、入力端D1は
“1”にセットされた状態にとどまる。しかしヒューズ
が溶断されていないならば、ヒューズ‐ラッチ回路はD
1=“0”が成り立つようにセットされる。D1の状
態、アドレス信号AOおよびブレイン信号BRAINに
関係して、その場合にはヒューズ‐リフレッシュ回路の
出力端30に“0”または“1”が生ずる。
バータ51、52から成る2段のインバータ回路とMO
Sトランジスタ25、26、27および28から成る直
列回路とが設けられており、その際にMOSトランジス
タ25、26はMOSトランジスタ14または17と等
しい導電形を有し、またMOSトランジスタ27、28
はMOSトランジスタ16または19と等しい導電形を
有する。MOSトランジスタ25のゲートはその際にM
OSトランジスタ26のソースまたはドレインに接続さ
れており、そのゲートはMOSトランジスタ27のゲー
トに接続されている。トランジスタ27のソースまたは
ドレインは同様にMOSトランジスタ28のゲートに接
続されている。MOSトランジスタ28のソースまたは
ドレインはMOSトランジスタ14と等しい導電形であ
るMOSトランジスタ10、11のソースまたはドレイ
ンに接続されている。MOSトランジスタ10のゲート
およびこれに対して直列に位置しているMOSトランジ
スタ9のゲートにはアドレス信号AOが供給されてお
り、他方においてトランジスタ11およびMOSトラン
ジスタ8のゲート端子には信号BRAINが与えられて
いる。
の既存のヒューズ‐リフレッシュ回路ではヒューズ‐ラ
ッチ回路が誤ってセットされた結果としての問題が生ず
る。換言すれば、ヒューズ‐ラッチ回路が誤ってセット
された際には、信号D1がたとえば、値“0”を有する
べきであったとしても、値“1”を有する。その結果出
力端30には“正しい状態”とは逆の状態が生ずる。
セットされる原因としては、非常に急峻な電圧エッジに
よるスイッチオンの際の約1Vへの部分的な電圧低下ま
たはたとえば100kΩの残留抵抗を有するヒューズの
完全でない溶断が考えられる。
ューズを有するので、誤ってセットされたヒューズ‐ラ
ッチ回路の存否は広範囲な調査を必要とし、それにもか
かわらず生じた誤りのメカニズムを常に絶対的に明らか
にすることはできない。これらの調査は、半導体メモリ
デバイスを廃棄し、誤ってセットされたヒューズ‐リフ
レッシュ回路を修復しようとしないほうがしばしば目的
にかなっているほどに広範囲であり得る。もちろんこの
ような過程はいずれにしても望ましくない。
は、誤ったセット状態を容易に補正するように構成され
ているヒューズ‐リフレッシュ回路を提供することにあ
る。
れば、請求項1の前文によるヒューズ‐リフレッシュ回
路において、その特徴部分に含まれている構成により解
決される。本発明の有利な実施態様は特に従属請求項に
記載されている。
で重要なことは、誤ってセットされた状態だけが補正さ
れ、またどの場合にも新たなセットが行われることはな
いということである。換言すれば、半導体メモリデバイ
ス内で誤ってセットされたヒューズ‐ラッチ回路のみが
新たにセットされ、他方において正しくセットされたヒ
ューズ‐ラッチ回路はリフレッシュ‐サイクルの際に新
たにセットされる必要はない。それにより電流も節減さ
れることは明らかである。
には、後で一層詳細に説明されるように、最後にパルス
CLRNまたはSETPの遅延および反転により得られ
ている特別な形態のパルスが供給される。さらに、ヒュ
ーズ‐ラッチ回路の両MOSトランジスタの直列回路が
完全に新しい仕方で追加的なMOSトランジスタにより
拡張され、それによってヒューズ‐ラッチ回路のセット
状態を補正することが可能にされる。
る。
いる。図2中に使用されている部分と等しい部分を示す
符号は以下の図面中にも使用される。
Bを示す。この回路は特別な信号またはパルスCLRN
XおよびSETPXを供給する。これらはその後に本発
明によるヒューズ‐リフレッシュ回路に図2の従来通常
のヒューズ‐リフレッシュ回路の信号CLRNおよびS
ETPの代わりに供給されている。
LRDNおよびSETDPはセット回路の遅延させられ
た信号CLRNおよびSETPであり、またヒューズ‐
セット回路により原理的に能動的に信号CLRNXおよ
びSETPXに通過接続され、それらの経過は後で図5
により一層詳細に説明される。信号CLRNXおよびS
ETPXにによりその後に本発明によるヒューズ‐リフ
レッシュ回路のヒューズ‐ラッチ回路は、先に図2によ
り従来のヒューズ‐リフレッシュ回路に対して説明した
仕方と類似の仕方でセットされる。
TPXがほぼ後で図5により説明される経過を有するこ
とである。図1は単に、どのようにこれらの信号CLR
NXおよびSETPXが信号COUN、CLRDNおよ
びSETDPから得られるかの一例を示す。もちろん、
所望の経過を有する信号CLRNXおよびSETPXを
信号CLRDNおよびSETDPから発生するために他
の回路装置を利用することも可能である。
おける信号CLRDNが先ず3つのインバータ45、4
4および40から成る直列回路に供給される。インバー
タ40の出力端は、MOSトランジスタ33に対して直
列に接続されているMOSトランジスタ34のゲートに
接続されている。さらに、インバータ44と40との間
の接続点が、同様にMOSトランジスタ41に対して直
列に設けられているMOSトランジスタ24のゲートに
接続されている。MOSトランジスタ41のゲートおよ
びMOSトランジスタ34のゲートにはインバータ40
の出力信号が与えられており、この出力信号はMOSト
ランジスタ75を介してMOSトランジスタ33のゲー
トにも供給されている。MOSトランジスタ24と41
との間の接続点はMOSトランジスタ70のゲートと接
続されている。このMOSトランジスタ70は同様にM
OSトランジスタ71に対して直列に設けられており、
そのゲートはインバータ37、39を介してカウントパ
ルスCOUNを与えられている。パルスSETDPはイ
ンバータ48、49を介してノアゲート31に供給され
ており、その他方の入力端はMOSトランジスタ71の
ゲートまたはインバータ39の出力端に接続されてい
る。ノアゲート31の出力端には、パルスSETPXを
供給するインバータ29が設けられている。カウントパ
ルスCOUNはさらに、MOSトランジスタ38に対し
て直列に接続されているMOSトランジスタ36のゲー
トに供給されている。MOSトランジスタ38のゲート
とインバータ37の出力端が接続されている。MOSト
ランジスタ38のソースまたはドレインはトランジスタ
33、24および70のソースまたはドレインに接続さ
れており、他方においてMOSトランジスタ36のソー
スまたはドレインはMOSトランジスタ75のソースま
たはドレインおよびMOSトランジスタ34のゲートに
接続されている。
4、41および70は1つの導電形を有し、他方におい
てMOSトランジスタ75、34および71はそれとは
逆の導電形を有する。
明する)を有する信号CLRNXおよびSETPXが得
られさえすれば、既に述べたように、変形可能な図1の
FRTREIB回路の後に、図4中に構成の概要を示さ
れている本発明によるヒューズ‐リフレッシュ回路が接
続されている。
MOSトランジスタ19と等しい導電形を有するMOS
トランジスタ56がこのMOSトランジスタ19に対し
て直列に設けられていることである。このMOSトラン
ジスタ56のゲートにはパルスSETPSPが与えられ
ている。
56およびインバータ50から成るヒューズ‐ラッチ回
路が、すなわち信号D1が半導体メモリデバイスのスイ
ッチオンの後に先ず図2により先に説明した仕方と等し
い仕方でセットされる。その後に、たとえば仕様に従っ
て16MbitのDRAMのスイッチオンの後に規定さ
れている最初の8つのRASサイクルの間に、モジュー
ルの申し分のない機能が保証される前に、また行アドレ
スが入力または“ラッチイン”されるその側縁におい
て、信号COUN(図1参照)に対する2つのヒューズ
‐リフレッシュ‐パルスが発生される。いま図5から明
らかなように、パルスCOUNは遅延により、誤ってた
とえば“1”にセットされたヒューズ‐ラッチ回路を
“0”にセットする(パルスD1(FUSEX)参照)
SETPXパルスを発生する。同時に、図4のヒューズ
‐リフレッシュ回路に供給された信号CLRNXは、ト
ランジスタ71(図1参照)により設定可能な定められ
た電圧だけ下げられる。それによりトランジスタ14
(図4参照)が若干導通状態にされ、従ってトランジス
タ14、16およびヒューズ20の抵抗から成る分圧器
が形成される。いまヒューズの抵抗が約50kΩよりも
大きいと、すなわちヒューズが溶断していると、MOS
トランジスタ14、16およびヒューズ20から成る分
圧器は、誤って“0”にセットされたヒューズ‐ラッチ
回路が“1”にセットされる(信号D1(FUSEY)
参照)ように設定されている。このことは、100kΩ
のヒューズの抵抗、約50kΩのMOSトランジスタ1
4の抵抗値ならびに5kΩのMOSトランジスタ16の
抵抗値において信号D1が約2.5Vに移行し、このこ
とがインバータ50を反転させ、従ってD2 =0がイン
バータ50の出力端に存在し、それによりトランジスタ
17が導通状態に制御されることに帰せられる。それに
よってトランジスタ14と16との間の節点は約3.5
Vの全作動電圧を与えられ、従って信号D1 が正しく値
“1”にセットされる。
れている信号SETPSPは3段のインバータ連鎖回路
により信号SETPXから発生され、またトランジスタ
56を遮断する。この遮断は、さもなければ上記の分圧
器原理が所望の仕方で動作しないであろうから、必要で
ある。状態D1 =0に対しては状態D2 =1が成り立つ
であろうし、またトランジスタ19が導通している際に
はヒューズ20は短絡されているであろう。しかし、ヒ
ューズ20が溶断しておらず、また信号D1 が正しく
“0”にセットされているならば、信号D1 は“0”に
セットされた状態にとどまる。なぜならば、上記の分圧
器内でヒューズ20の抵抗が小さく、このことが電圧降
下に対しても当てはまるからである。
により、50kΩよりも小さいたとえば30kΩの抵抗
値を有するヒューズがヒューズ‐リフレッシュ作動の際
になお溶断として認識されることが達成され得る。しか
しながら、パルスCLRNXのより強い低下は電流消費
を増大させるであろう。
PSP、CLRNXおよびD1(FUSEX)ならびに
D1(FUSEY)の関連が示されており、その際に横
軸には半導体メモリデバイスのスイッチオン後の時間t
がnsで、また縦軸には電圧がmVでとられている。
示し、その際にこの半導体メモリデバイス上のどこにヒ
ューズ‐セット回路FRTREIBおよびヒューズ‐リ
フレッシュ回路60を設けるべきかが示されている。
レリーズパルスCOUNの発生は半導体メモリデバイス
のバス範囲と接続されている回路FRSTEP4により
行われる。半導体メモリデバイスのスイッチオン後の最
初の8つのRASサイクルの間にこの回路FRSTEP
4は各RASサイクルに対してそれぞれヒューズ‐リフ
レッシュ‐パルス、すなわちカウントパルスCOUNか
ら得られている概要を示されている4つの信号CBU
0、CBU1、CBU2およびCBU3の1つを供給す
る。すなわち、ヒューズ‐リフレッシュ作動が可能なか
ぎりわずかな消費電流で行われるように、16Mbit
のDRAMにおいてそれぞれヒューズの四分の一のみが
“リフレッシュ”される。モジュールの第1の四分の一
に対するCOUN信号はCBU0と呼ばれ、第2の四分
の一に対するCOUN信号はCBU1と呼ばれる(以下
同様)。すなわち最初の8つのRASサイクルの間にR
ASサイクルあたり象限QUAD、すなわち範囲TEE
THの上側の半象限および範囲TEETHの下側の半象
限のヒューズ‐リフレッシュ回路60が“更新”または
“リフレッシュ”される。
CBU0の間にヒューズ‐リフレッシュ‐パルスを与え
られる。
チオン後の最初の8つのRASサイクルの後に、すべて
のヒューズ‐ラッチ回路が正しくセットされているべき
であろう。いまヒューズ‐リフレッシュ作動による電流
消費を低く保つため、FRSTP4回路は最初の8つの
RASサイクルの後に各32のRASサイクルに対して
1つのヒューズ‐リフレッシュ‐パルスまたは各16ま
たは8つまたは4つのRASサイクルに対して1つのヒ
ューズ‐リフレッシュ‐パルスのみを供給し、これは2
つのヒューズ‐ポリシリコン‐ブリッジFZSTR4、
FZSTR5(図示せず)を介してプログラミング可能
である。
示されている。
信号に対応付けられておりなかんずく範囲SPINEお
よびRIB内におかれているバスが付加数字を付けられ
ている。たとえばヒューズ‐リフレッシュ回路の右上に
導かれる信号CLRNまたはCLRNKに対するバスは
“CLRN1”により示されている。類似のことが信号
“SETP1”に対するバスに対しても当てはまる。
ASP信号が“1”から“0”に移行した後に、約7n
sの間発生される。しかしもちろんここで他の時間制御
も可能である。
が新たにセットされず、また電流消費が小さい特徴を有
する本発明によるヒューズ‐リフレッシュ回路は、DR
AMだけでなくたとえば固定値メモリまたはROMにも
使用できる。
ではこれに信号COUN、CLRDN、SETDPから
回路FRTREIB内で発生される特別にスイッチング
される信号が供給される。信号CLRDNおよびSET
DPは遅延された信号CLRNまたはSETP(図3参
照)であり、これらは変更なしに回路FRTREIBを
通過させられ、また信号CLRNXまたはSETPXと
なる。これらの信号によりヒューズ‐ラッチ回路は作動
電圧の印加後に通常の仕方でセットされる。ヒューズ‐
リフレッシュ作動が、続いて、回路FRTREIBを用
いて特別に形成された信号CLRNXおよびSETPX
(図5参照)を発生する信号COUNにより実行され
る。
図。
ム。
線図。
すダイアグラム。
ッシュ回路の平面図。
Claims (9)
- 【請求項1】 電圧供給源のスイッチオン後にヒューズ
‐ラッチ回路が少なくとも1つのリフレッシュ‐サイク
ル内でセット回路(図1)によりセットされる半導体メ
モリデバイスのためのヒューズ‐リフレッシュ回路にお
いて、ヒューズ‐ラッチ回路(17、19、50、5
6)のリフレッシュ‐サイクルの間にセット回路(図
1)がヒューズ‐ラッチ回路(17、19、50、5
6)をパルス(CLRNX、SETPX、SETPS
P)により駆動し、ヒューズ‐ラッチ回路(17、1
9、50、56)のセット状態を評価し、また誤ってセ
ットされたヒューズ‐ラッチ回路のみを新たに正しくセ
ットするようにしたことを特徴とするヒューズ‐リフレ
ッシュ回路。 - 【請求項2】 ヒューズ‐ラッチ回路(17、19、5
0、56)が3つの直列に接続されているMOSトラン
ジスタ(17、19、56)および1つのインバータ
(50)を有し、それらのうち第1のMOSトランジス
タ(17)が第1の導電形であり、また第2および第3
のMOSトランジスタ(19、56)が第1の導電形と
反対の第2の導電形であり、またインバータ(50)が
その入力端で第1のMOSトランジスタと第2のMOS
トランジスタとの間の接続点に、またその出力端で第1
または第2のMOSトランジスタのゲートに接続されて
おり、第2のMOSトランジスタ(19)と反対側の第
3のMOSトランジスタ(36)の端部が基準電位、特
に大地に接続されており、また第3のMOSトランジス
タ(36)のゲートがパルス(CLRNX、SETP
X、SETPSP)の第1のパルス(SETPSP)に
より駆動されていることを特徴とする請求項1記載のヒ
ューズ‐リフレッシュ回路。 - 【請求項3】 インバータ(50)の入力端が第1の導
電形の第4のMOSトランジスタ(14)、第2の導電
形の第5のMOSトランジスタ(16)およびヒューズ
(20)から成る直列回路に接続されていることを特徴
とする請求項1または2記載のヒューズ‐リフレッシュ
回路。 - 【請求項4】 第2および第3のパルス(CLRNX、
SETPX)がそれぞれ第4または第5のMOSトラン
ジスタ(14、16)のゲートに供給されていることを
特徴とする請求項3記載のヒューズ‐リフレッシュ回
路。 - 【請求項5】 第1のパルス(SETPSP)が第3の
パルス(SETPX)の反転および遅延により発生され
ていることを特徴とする請求項4記載のヒューズ‐リフ
レッシュ回路。 - 【請求項6】 インバータ(50)の入力端が第4のM
OSトランジスタ(14)と第5のMOSトランジスタ
(16)との間の接続点に接続されていることを特徴と
する請求項3ないし5のいずれか1つに記載のヒューズ
‐リフレッシュ回路。 - 【請求項7】 第2のパルス(CLRNX)が第3のパ
ルス(SETPX)にくらべて下げられた電位レベルを
有することを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1
つに記載のヒューズ‐リフレッシュ回路。 - 【請求項8】 第3のパルス(SETPX)がセット回
路(図1)内でインバータ(37、39、29)および
ノアゲート(31)から成る直列回路によりヒューズ‐
リフレッシュ‐レリーズパルス(COUN)およびセッ
トパルス(SETDP)から成るRASサイクルの間に
導出されていることを特徴とする請求項3ないし7のい
ずれか1つに記載のヒューズ‐リフレッシュ回路。 - 【請求項9】 第2のパルス(CLRNX)がセット回
路(図1)内で多数のインバータによりヒューズ‐リフ
レッシュ‐レリーズパルスおよびクリアパルス(CLR
DN)から成るRASサイクルの間に導出されているこ
とを特徴とする請求項3ないし7のいずれか1つに記載
のヒューズ‐リフレッシュ回路。
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|---|---|---|---|
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