KR100570204B1

KR100570204B1 - 메모리장치의 리페어 회로

Info

Publication number: KR100570204B1
Application number: KR1019990009868A
Authority: KR
Inventors: 노일국
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2006-04-12
Also published as: KR20000061080A

Abstract

본 발명은 정상 셀에 결함이 발생해 리페어 회로의 퓨즈를 절단하여 리던던시 셀로 전환할 때 마스터 퓨즈의 절단불량으로 누설전류가 발생하여 리페어되지 않는 문제점을 누설전류보다 큰 전류를 공급하여 방전회로를 작동시켜 누설되는 전류를 강제적으로 방전시킴으로써 정상적으로 리페어되도록 한 메모리장치의 리페어 회로에 관한 것으로서 리페어 불량률을 최소화 시킬 수 있다는 이점이 있다.

메모리소자 리페어 회로 안정부 누설전류 부하부 마스터퓨즈

Description

메모리장치의 리페어 회로 {Repair circuit of memory device}

도 1은 종래 메모리장치의 리페어 회로에서 마스터 퓨즈부를 나타낸 회로구성도이다.

도 2는 도 1의 마스터 퓨즈가 불완전하게 절단되어 누설되는 누설전류에 의한 각 노드별 전압변화를 시간에 따라 나타낸 그래프이다.

도 3은 본 발명에 의한 메모리장치의 리페어 회로의 마스터 퓨즈부를 나타낸 회로구성도이다.

도 4는 도 3의 마스터 퓨즈가 불완전하게 절단되어 누설되는 누설전류에 의한 각 노드별 전압변화를 나타낸 그래프이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 안정부 20 : 출력부

30 : 부하부 MF : 마스터 퓨즈

본 발명은 메모리장치의 리페어 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정상 셀에 결함이 발생해 리페어 회로의 퓨즈를 절단하여 리던던시 셀로 전환할 때 마스터 퓨즈의 절단불량으로 누설전류가 발생하여 리페어되지 않는 문제점을 해결하여 누설되는 전류를 강제적으로 방전시켜 정상적으로 리페어되도록 한 메모리장치의 리페어 회로에 관한 것이다.

수많은 미세 셀로 이루어진 메모리장치에서 한 개의 셀이라도 결함이 발생하게 되면 메모리로서 제구실을 하지 못하므로 불량품으로 처리된다. 하지만 DRAM의 집적도가 증가함에 따라 확률적으로 소량의 셀에만 결함이 발생할 확률이 높은데도 이를 불량퓸으로 폐기한다는 것을 수율을 낮추는 비효율적인 처리방식이다. 따라서 이 경우 미리 DRAM내에 설치해둔 리던던시 메모리셀을 이용하여 불량셀을 대체시킴으로써 수율을 높이는 방식을 채용한다. 리던던시회로를 설치함에 따라 칩의 면적이 증가하며 결함구제에 필요한 테스트의 증가등이 문제로 되지만 DRAM에서는 칩의 면적증가가 그다지 많지 않아 64K∼256K DRAM에서부터 본격적으로 채용되고 있다.

메모리셀의 리던던시회로는 서브어레이블록별로 설치하는데 스페어 ROW와 COLUMN을 미리 설치해두어 결함이 발생하여 불량으로 된 메모리셀을 ROW/COLUMN단위로 리던던시 메모리셀로 치환하는 방식이 주로 사용된다. 웨이퍼 프로세서가 종료되면 테스트를 통해서 불량 메모리셀을 골라내어 그에 해당하는 어드레스를 스페어셀의 어드레스 신호로 바꾸어 주는 프로그래밍을 내부회로에 행하며 이에 따라 실제 사용할 때에 불량라인에 해당하는 어드레스가 입력되면 이 대신 예비 라인으 로 선택이 바뀌게 된다. 이 프로그래밍 방식에는 과전류로 퓨즈를 녹여 끊어버리는 전기 퓨즈방식, 레이저빔으로 퓨즈를 태어 끊어 버리는 방식, 레이저빔으로 접합부를 단락시키는 방식, EPROM 메모리셀로 프로그래밍하는 방식등이 있다. 이방법들 중에 레이터로 절단하는 방법이 단순하면서도 확실하고 레이아웃도 용이하여 널리 이용되고 있으며, 퓨즈 재로로는 폴리실리콘 배선 또는 메탈배선이 사용된다.

이러한 퓨즈를 사용하여 결함이 발생된 셀의 어드레스에 해당하는 퓨즈를 절단하여 리던던시 셀로 대체시키게 되는데, 이때 어드레스에 해당하는 코딩 퓨즈를 정확하게 절단한 후 마스터 퓨즈도 정확하게 절단해야만 결함이 발생된 셀을 리던던시 셀로 대체시킬 수 있게 된다.

여기에 도시된 바와 같이 전원전압(Vcc)과 마스터 퓨즈(MF)가 연결되고 마스터 퓨즈(MF)를 통해 인가되는 전압을 안정시키기 위한 안정부(10)와 안정부(10)에의해 안정된 전압을 출력하는 출력부(20)로 이루어진다.

안정부(10)는 게이트와 소오스가 접지에 연결되고 드레인이 마스터 퓨즈(MF)와 연결된 제 1NMOS트랜지스터(Q1)와, 마스터 퓨즈(MF)의 상태에 따른 전압변화를 안정되게 출력시키기 위한 제 1인버터(INV1)로 이루어진다.

따라서, 마스터 퓨즈(MF)가 절단되지 않았을 경우에는 노드 'N1'은 전원전압(Vcc)이 인가되어 고전위가 되고 이 값은 제 1인버터(INV1)에 의해 반전되고 출력부(20)의 제 2인버터(INV2)에 의해 다시 반전되어 고전위 값이 출력된다.

한편, 마스터 퓨즈(MF)가 완벽하게 절단되었을 경우에는 전원전압(Vcc)의 공급이 차단되어 노드 'N1'은 저전위가 되고 이값은 제 1인버터(INV1)에 의해 반전되고 다시 출력부(20)의 제 2인버터(INV2)에 의해 반전되어 저전위값이 출력되어 코딩 퓨즈(미도시)의 상태에 따라 결함이 발생된 메모리 셀을 리던던시 셀로 대체하게 된다.

그런데, 마스터 퓨즈(MF)가 완벽하게 절단되지 않았을 경우에는 전원전압(Vcc)을 긴 시간에 걸쳐 상승시킬 때 전원전압(Vcc)이 누설되어 노드 'N1'의 전압이 차츰 높아지게 된다.

도 2는 도 1의 마스터 퓨즈가 완벽하게 절단되지 않아 누설전류에 의해 각 노드별로 변하는 전압값을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.

그래프에서 보는 바와 같이 마스터 퓨즈(MF)가 불완전하게 절단되었을 경우에는 노드 'N1'의 전압이 누설전류에 의해 서서히 전원전압(Vcc) 레벨로 증가되고 있음을 알 수 있다. 이에 따라 노드 'N2'의 전압은 고전위에서 서서히 저전위로 낮아지게 되어 출력부(20)를 통해 고전위값이 출력된다.

이와 같이 마스터 퓨즈(MF)를 절단하여 결함이 발생된 셀을 리던던시 셀로 대체하도록 리페어를 수행해야함에도 불구하고 마스터 퓨즈(MF)가 불완전하게 절단되었을 경우에는 누설전류에 의해 출력값이 고전위값을 그대로 유지하게 되어 정상적으로 리페어 동작이 이루어지지 않게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 정상 셀에 결함이 발생해 리페어 회로의 퓨즈를 절단하여 리던던시 셀로 전환할 때 마스터 퓨즈의 불완전한 절단으로 인해 누설전류가 발생할 때 누설전류보다 큰 전류를 공급하여 누설전류를 강제적으로 방전시켜 정상적으로 리페어되도록 한 메모리장치의 리페어 회로를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 전원전압과 마스터 퓨즈가 연결되고 마스터 퓨즈를 통해 인가되는 전압을 안정시키기 위한 안정부와, 안정부에의해 안정된 전압을 출력하는 출력부와, 안정부의 출력단에 연결되어 불완전하게 절단된 마스터 퓨즈를 통해 누설되는 누설전류보다 큰 전류를 공급하여 안정부를 강제적으로 방전시키는 부하부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

위와 같이 이루어진 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.

마스터 퓨즈를 절단되지 않았거나 완벽하게 절단되었을 경우에는 종래기술에서 설명한 바와같이 동일하게 작동하지만 마스터 퓨즈가 불완전하게 절단되어 누설전류가 흐를경우에는 마스터 퓨즈를 통해 유입되는 누설전류보다 부하부를 통해 유입되는 전류가 더 크기 때문에 안정부의 입력단보다 출력단이 더 빨리 전압이 상승하여 마스터 퓨즈를 통해 유입되는 누설전류를 방전시켜 안정부의 입력단위 전위를 저전위로 강제적으로 끌어내리게 되어 출력부의 출력값이 저전위가 되어 정상적으로 리페어동작을 수행할 수 있도록 작동된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.

전원전압(Vcc)과 마스터 퓨즈(MF)가 연결되고 마스터 퓨즈(MF)를 통해 인가되는 전압을 안정시키기 위한 안정부(10)와, 안정부(10)에의해 안정된 전압을 출력하는 출력부(20)와, 안정부(10)의 출력단에 연결되어 불완전하게 절단된 마스터 퓨즈(MF)를 통해 누설되는 누설전류보다 큰 전류를 공급하여 안정부(10)를 강제적으로 방전시키는 부하부(30)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

안정부(10)는 드레인이 마스터 퓨즈(MF)와 연결되고 소오스가 접지와 연결되며 게이트가 부하부(30)에 의해 작동되는 제 2NMOS트랜지스터(Q2)와, 마스터 퓨즈(MF)의 상태에 따른 전압변화를 안정되게 출력시키기 위한 제 3인버터(INV3)로 이루어진다.

따라서, 마스터 퓨즈(MF)가 절단되지 않았을 경우에는 노드 'N4'는 전원전압(Vcc)이 인가되어 고전위가 되고 이 값은 제 3인버터(INV3)에 의해 반전되고 출력부(30)의 제 4인버터(INV4)에 의해 다시 반전되어 고전위 값이 출력된다.

한편, 마스터 퓨즈(MF)가 완벽하게 절단되었을 경우에는 전원전압(Vcc)의 공급이 차단되어 노드 'N4'는 저전위가 되고 이값은 제 3인버터(INV3)에 의해 반전되 고 다시 출력부(30)의 제 4인버터(INV4)에 의해 반전되어 저전위값이 출력되어 코딩 퓨즈(미도시)의 상태에 따라 결함이 발생된 메모리 셀을 리던던시 셀로 대체하게 된다.

그런데, 마스터 퓨즈(MF)가 완벽하게 절단되지 않았을 경우에는 전원전압(Vcc)이 누설되어 노드 'N4'의 전압이 차츰 높아지게 된다.

도 4는 도 3의 마스터 퓨즈가 완벽하게 절단되지 않아 누설전류에 의해 각 노드별로 변하는 전압값을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.

그래프에서 보는 바와 같이 마스터 퓨즈(MF)가 불완전하게 절단되었을 경우에는 노드 'N4'의 전압이 누설전류에 의해 서서히 전원전압(Vcc) 레벨로 증가되고 있음을 알 수 있다.

그런데, 노드 'N5'의 전압은 부하부(30)에 의해 마스터 퓨즈(MF)를 통해 인가되는 누설전류보다 큰 전류가 공급되어 노드 'N4'보다 큰 기울기를 가지고 전압이 상승되고 있음을 알 수 있다.

따라서, 노드 'N5'의 전압이 제 2NMOS트랜지스터(Q2)를 작동시킬 수 있는 전위로 높아질 경우에는 제 2NMOS트랜지스터(Q2)가 턴온되기 때문에 누설전류에 의해 높아지던 노드 'N4'의 전압은 접지로 방전되어 저전위가 된다. 따라서, 이 저전위값은 제 3인버터(INV3)에 의해 반전되고 이 값은 다시 출력부(30)의 제 4인버터(INV4)에 의해 반전되어 저전위값이 출력되어 정상적으로 리페어 동작을 수행하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 리페어 회로에서 마스터 퓨즈의 불완전한 절단으로 인해 누설전류가 발생함으로써 정상적으로 리페어 동작을 수행하지 않던 문제점을 누설전류보다 큰 전류를 공급하여 누설전류에 의해 축적되는 전하는 강제적으로 방전시켜 정상적으로 리페어 동작을 수행할 수 있도록 함으로써 리페어 불량률을 최소화 시킬 수 있다는 이점이 있다.

Claims

전원전압에 연결된 마스터퓨즈와;

상기 마스터퓨즈를 통해 상기 전원전압을 입력받아 입력신호를 버퍼링하는 버퍼부와, 상기 버퍼부에 인가되는 전압에 의해 턴온되어 상기 버퍼부의 입력단에 접지전원을 인가하는 전달게이트로 이루어진 안정부와;

상기 마스터퓨즈가 불완전하게 절단된 경우 상기 버퍼부의 출력단에 상기 버퍼부의 입력단보다 더 큰 전압를 인가하는 부하부 및;

상기 안정부의 출력신호를 버퍼링하여 출력하는 출력부를 포함하여 이루어진 메모리소자의 리페어 회로.
제 1항에 있어서, 상기 안정부의 전달게이트는 NMOS 인것을 특징으로 하는 메모리소자의 리페어 회로.