KR101017775B1 - Parallel anti fuse - Google Patents

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Abstract

본 발명은 병렬 연결 안티퓨즈를 개시한다.The present invention discloses a parallel connected antifuse.

본 발명의 병렬 연결 안티퓨즈는 직렬 연결된 서브 안티퓨즈와 캐패시터를 병렬 연결시키고 브레이크 다운된 서브 안티퓨즈들의 전류 패스를 형성해줌으로써 프로그램된 후의 전체 저항값이 단일 퓨즈를 사용하는 경우보다 훨씬 작아지도록 해주며 소프트 브레이크 다운이 발생하더라도 회로가 정상적으로 동작할 수 있도록 해준다.The parallel-connected antifuse of the present invention connects the series-connected sub-antifuses and the capacitors in parallel and forms a current path of the break-down sub-antifuses so that the total resistance after programming is much smaller than with a single fuse. This allows the circuit to operate normally even if a soft breakdown occurs.

Description

병렬 연결 안티퓨즈{Parallel anti fuse}Parallel anti fuse

본 발명은 MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 타입의 안티퓨즈(Antifuse)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MOS 타입의 안티퓨즈들을 병렬로 연결함으로써 안티퓨즈의 저항값을 줄여주고 소프트 브레이크 다운이 발생시에도 회로가 정상적으로 동작할 수 있도록 해주는 병렬 연결 안티 퓨즈에 관한 것이다.The present invention relates to an anti-fuse of MOS type (Metal-Oxide-Semiconductor) type, and more particularly, by connecting MOS type anti-fuses in parallel to reduce the resistance value of the anti-fuse, even when a soft breakdown occurs. It's a parallel-connected anti-fuse that allows the circuit to operate normally.

반도체 장치, 특히 메모리 장치는 제조 시에 수많은 단위 셀 중에서 한 개라도 결함이 있으면 메모리로서의 기능을 수행하지 못하므로 불량품으로 처리된다. 그러나 메모리 내의 일부 셀에만 결함이 발생하였는데도 불구하고 소자 전체를 불량품으로 폐기하는 것은 생산성 측면에서 비효율적이다. 따라서, 현재는 메모리 소자 내에 미리 제조해 둔 리던던시 셀(redundancy cell)을 이용하여 불량 셀을 대체함으로써, 전체 소자를 되살려 주는 방식으로 수율(yield)을 향상시키고 비용을 절감하고 있다.A semiconductor device, in particular a memory device, is treated as a defective product because it fails to function as a memory if any one of many unit cells is defective at the time of manufacture. However, even though only a few cells in the memory have failed, discarding the entire device as defective is inefficient in terms of productivity. Therefore, by replacing a defective cell using a redundancy cell previously manufactured in the memory device, the yield is improved and the cost is reduced in a manner that restores the entire device.

리던던시 셀을 이용한 리페어 작업은 통상 일정 셀 어레이(cell array)마다 리던던시 로우(redundancy low)와 리던던시 칼럼(redundancy column)을 미리 제조해둠으로써, 결함이 발생된 불량 메모리 셀이 존재하는 메모리 셀의 로우 또는 칼 럼을 리던던시 로우 또는 리던던시 칼럼으로 대체하는 방식으로 진행된다. 예를 들어, 웨이퍼 가공 완료 후 테스트를 통해 불량 메모리 셀이 발견되면, 해당하는 어드레스를 리던던시 셀의 어드레스로 바꾸어 주는 프로그램 동작을 내부회로에서 수행하게 된다. 따라서, 반도체 메모리 장치의 실제 사용 시에 불량 라인에 해당하는 어드레스 신호가 입력되면 이 불량 라인을 액세스하는 대신에 예비 라인을 액세스하도록 하는 것이다.A repair operation using a redundancy cell is typically made in advance of a redundancy low and a redundancy column for each cell array, so that a defective memory cell in which a defective memory cell exists is present. Or by replacing columns with redundancy rows or redundancy columns. For example, if a defective memory cell is found through a test after wafer processing is completed, a program operation for converting a corresponding address into an address of a redundancy cell is performed in an internal circuit. Therefore, when an address signal corresponding to a bad line is input in actual use of the semiconductor memory device, the spare line is accessed instead of accessing the bad line.

통상적인 리페어 작업은 퓨즈(fuse)를 이용하는 방식이 사용된다. 퓨즈를 이용하는 방식이란, 리페어를 위한 내부 회로에 퓨즈를 설치한 다음 불량 셀이 존재하는 로우 또는 칼럼으로 연결되는 라인에 존재하는 퓨즈를 과전류를 흘려서 퓨즈를 끊어버리는 방식, 레이저 빔으로 퓨즈를 태워 끊는 방식, 레이저 빔으로 접합부위를 서로 연결시키는 방식 및 EPROM으로 프로그램 하는 방식 등으로 불량 셀이 존재하는 로우 또는 칼럼을 리던던시 로우 또는 리던던시 칼럼으로 대체하는 방식을 말한다. 이들 중에서 레이저 빔으로 퓨즈를 끊는 방법이 단순하면서도 확실하고 잘못 프로그램 될 확률이 적어 널리 사용되고 있으며 이때 폴리실리콘 배선이나 금속배선을 이용한 퓨즈가 사용된다. 그러나 퓨즈를 이용하여 반도체 소자를 리페어하는 방식은 웨이퍼 상태에서 리페어를 하기 때문에 패키지까지 완료된 상태에서 불량 셀이 존재하는 것으로 판명된 경우에는 적용할 수 없는 한계가 존재한다. 따라서 이러한 퓨즈 방식의 한계를 극복하기 위해 개발된 것이 안티퓨즈(Antifuse) 방식이다.A typical repair operation uses a fuse. The method of using a fuse is a method of installing a fuse in an internal circuit for repairing and then blowing the fuse existing in a line connected to a row or a column in which a defective cell exists by blowing an over current, and burning the fuse with a laser beam. The method refers to a method of connecting junctions to each other with a laser beam and programming with an EPROM to replace rows or columns in which defective cells exist with redundancy rows or redundancy columns. Among them, the method of disconnecting a fuse with a laser beam is widely used because it is simple, reliable, and less likely to be programmed incorrectly. A fuse using a polysilicon wire or a metal wire is used. However, the method of repairing a semiconductor device using a fuse has a limitation that cannot be applied when it is found that a defective cell exists in a state where the package is completed because the repair is performed in a wafer state. Therefore, the antifuse method was developed to overcome the limitation of the fuse method.

안티퓨즈는 패키지 단계에서도 간단하게 결함 구제를 위한 프로그램을 할 수 있다. 일반적으로 안티퓨즈 소자는 퓨즈 소자와 반대되는 전기적 특성을 갖는다. 즉, 안티퓨즈는 일반적으로 저항성 퓨즈 소자로써 프로그램 되지 않은 상태에서는 높은 저항(예를 들면, 100MΩ)을 가지며 프로그램 동작 이후에는 낮은 저항(예를 들면, 100KΩ 이하)을 가지게 된다. 안티퓨즈 소자는 일반적으로 이산화규소(SiO2), 실리콘 나이트라이드(silicon nitride), 탄탈륨 옥사이드(tantalum oxide) 또는 ONO(silicon dioxide - silicon nitride - silicon dioxide)와 같은 유전체가 두 개의 도전체 사이에 끼어 있는 복합체 등과 같은 매우 얇은 유전체 물질로 구성된다. 안티퓨즈의 프로그램 동작은 충분한 시간 동안 안티퓨즈의 단자들을 통해 일정 전압(프로그램 전압)(예를 들면 10V)을 인가하여 양 도전체 사이의 유전체를 브레이크 다운(break down)시키는 방식으로 프로그래밍한다. 따라서, 안티퓨즈가 프로그램되면 안티퓨즈의 양 단의 도전체가 단락되어 저항은 작은 값이 된다.Antifuse can be programmed for fault relief simply at the package level. In general, antifuse devices have opposite electrical characteristics as fuse devices. That is, the antifuse generally has a high resistance (for example, 100 MΩ) when not programmed as a resistive fuse device, and a low resistance (for example, 100 KΩ or less) after the program operation. Antifuse devices typically have a dielectric such as silicon dioxide (SiO2), silicon nitride, tantalum oxide or silicon dioxide-silicon nitride-silicon dioxide (ONO) sandwiched between two conductors. It is composed of very thin dielectric materials such as composites. The program operation of the antifuse is programmed in such a way as to break down the dielectric between both conductors by applying a constant voltage (program voltage) (eg 10V) through the terminals of the antifuse for a sufficient time. Therefore, when the antifuse is programmed, the conductors at both ends of the antifuse are shorted so that the resistance becomes a small value.

이와 같이 안티퓨즈는 프로그램을 쉽게 할 수 있고, 프로그램 전후의 저항차이가 매우 크다는 장점 때문에, FPGA는 물론 PROM (Programmable Read Only Memory), PAL (Programmable Array Logic) 등의 반도체 소자에 널리 사용되고 있다.As described above, antifuse is easy to program and has a large resistance difference before and after the program. Therefore, antifuse is widely used in semiconductor devices such as FPGAs, programmable read only memory (PROM), and programmable array logic (PAL).

이러한 안티퓨즈들 중 MOS 타입의 안티퓨즈는 일반적으로 도 1과 같이 NMOS 트랜지스터의 소오스/드레인을 연결한 하나의 MOS 캐패시터로 이루어진다. 이러한 MOS 타입의 안티퓨즈는 프로그램시 게이트에 프로그램 전압을 인가하여 게이트 산화막을 브레이크 다운시킨다.Among these antifuses, an MOS type antifuse generally includes one MOS capacitor connected to a source / drain of an NMOS transistor as shown in FIG. 1. The MOS type antifuse breaks down the gate oxide by applying a program voltage to the gate during programming.

그런데, 종래와 같이 안티퓨즈로서 단일의 MOS 캡을 사용하는 경우, 균일한 브레이크 다운 특성을 얻기가 어렵다. 즉, 산화막의 브레이크 다운은 산화막의 약한 부분(weak point)에서 발생하게 되는데 퓨즈별로 그러한 약한 부분의 분포 및 범위가 서로 달라 브레이크 다운 후 저항값이 퓨즈별로 달라지는 문제가 있다.By the way, when using a single MOS cap as an antifuse as in the prior art, it is difficult to obtain uniform breakdown characteristics. That is, breakdown of the oxide film occurs at a weak point of the oxide film, and there is a problem in that the resistance value is different for each fuse after the breakdown because the distribution and the range of the weak parts are different for each fuse.

더욱이, 하드(hard) 브레이크 다운이 아닌 소프트(soft) 브레이크 다운이 발생하는 경우, 브레이크 다운 후의 저항값이 커 프로그램이 정상적으로 이루어지지 않음으로써 에러가 발생될 수 있다.In addition, when a soft breakdown other than a hard breakdown occurs, an error may occur because the resistance value after the breakdown is large and the program is not normally performed.

본 발명은 안티퓨즈의 구성을 개선하여 브레이크 다운 후 안티퓨즈의 저항값을 보다 안정적으로 줄여주고 소프트 브레이크 다운이 발생시에도 회로가 정상적으로 동작할 수 있도록 하고자 한다. The present invention is to improve the configuration of the anti-fuse to more stably reduce the resistance value of the anti-fuse after the breakdown and to allow the circuit to operate normally even when a soft breakdown occurs.

본 발명의 병렬 연결 안티퓨즈는 프로그램 전압이 인가되는 양단 사이에 서브 안티퓨즈와 캐패시터가 직렬 연결된 복수개의 퓨즈셋들 및 플래그신호에 따라 상기 퓨즈셋들의 전류 패스(path) 사이를 형성해주는 스위칭부를 포함한다.The parallel-connected antifuse of the present invention includes a switching unit that forms a current between the fuse sets according to a plurality of fuse sets and flag signals in which a sub antifuse and a capacitor are connected in series between both ends of a program voltage. do.

이러한 본 발명의 병렬 연결 안티퓨즈에서 상기 서브 안티퓨즈는 MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 캐패시터로 구성되며, 상기 캐패시터 보다 작은 정전용량을 갖는다.In the parallel-connected antifuse of the present invention, the sub-antifuse is composed of a metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitor, and has a smaller capacitance than the capacitor.

그리고, 본 발명의 병렬 연결 안티퓨즈에서 상기 스위칭부는 상기 플래그신호에 따라 온/오프되어 이웃한 상기 퓨즈셋들 사이를 선택적으로 연결하고 연결된 상기 퓨즈셋들을 접지단에 연결해주는 MOS 트랜지스터들로 구성되거나, 상기 플래그신호에 따라 온/오프되어 상기 퓨즈셋들 각각을 접지단과 선택적으로 연결해주는 MOS 트랜지스터들로 구성될 수 있다. 이러한 스위칭부는 상기 서브 안티퓨즈들이 모두 브레이크 다운되었을 때 턴온되어 상기 퓨즈셋들의 전류 패스를 형성해준다.In the parallel connection anti-fuse of the present invention, the switching unit may be configured by MOS transistors that are turned on / off according to the flag signal to selectively connect neighboring fuse sets and connect the connected fuse sets to a ground terminal. The MOS transistors may be turned on or off according to the flag signal to selectively connect each of the fuse sets to a ground terminal. This switching unit is turned on when the sub antifuses all break down to form a current path of the fuse sets.

본 발명은 안티퓨즈를 단일 퓨즈로 형성하지 않고 복수개의 퓨즈들이 병렬 연결된 형태로 형성함으로써 단일 퓨즈시보다 전체 저항값을 훨씬 줄여줄 수 있으며, 소프트 브레이크 다운이 발생하더라도 리페어 동작이 정상적으로 이루어지도록 해준다.The present invention can reduce the overall resistance much more than a single fuse by forming a plurality of fuses connected in parallel rather than forming a single fuse, and allows the repair operation to be performed normally even if a soft breakdown occurs.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 연결 안티퓨즈의 구성을 나타내는 회로도이다.2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a parallel connection antifuse according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 병렬 연결 안티퓨즈는 복수개의 퓨즈셋(10 ∼ 30) 및 스위칭부(40)를 포함한다.The parallel connection antifuse of the present invention includes a plurality of fuse sets 10 to 30 and a switching unit 40.

퓨즈셋(10 ∼ 30)들은 프로그램 전압(hvdd, hvss)이 인가되는 퓨즈의 양단 사이에 병렬 연결되며, 각 퓨즈셋(10 ∼ 30)은 직렬 연결된 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3 및 캐패시터 Cb1 ∼ Cb3를 포함한다. 이때, 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3는 종래의 단일 안티퓨즈와 같이 MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 타입의 캐패시터로 이루어지며, 캐패시터 Cb1 ∼ Cb3는 직렬 연결된 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3 보다 훨씬 큰 정전용량을 갖는다.The fuse sets 10 to 30 are connected in parallel between both ends of the fuse to which the program voltages hvdd and hvss are applied, and each of the fuse sets 10 to 30 connects the sub antifuse Ca1 to Ca3 and the capacitors Cb1 to Cb3 connected in series. Include. At this time, the sub-antifuse Ca1 ~ Ca3 is composed of MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) type capacitor, like the conventional single antifuse, the capacitors Cb1 ~ Cb3 has a much larger capacitance than the serially connected sub-antifuse Ca1 ~ Ca3 Have

스위칭부(40)는 플래그 신호 antifuse-flag에 따라 퓨즈셋(10 ∼ 30) 사이의 전류 패스(path)를 형성한다. 즉, 스위칭부(40)는 퓨즈셋(10 ∼ 30)의 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3들이 모두 브레이크 다운되었을 때 플래그 신호 antifuse-flag에 따라 턴온되어 브레이크 다운된 서브 안티퓨즈들 Ca1 ∼ Ca3을 병렬 연결시킨다. 이러한 스위칭부(40)는 서브 안티퓨즈 Ca1와 캐패시터 Cb1의 공통노드 및 서브 안티퓨즈 Ca2와 캐패시터 Cb2의 공통노드 사이에 연결되는 NMOS 트랜지스터 N1, 서브 안티퓨즈 Ca2와 캐패시터 Cb2의 공통노드 및 서브 안티퓨즈 Ca3와 캐패시터 Cb3의 공통노드 사이에 연결되는 NMOS 트랜지스터 N2, 서브 안티퓨즈 Ca3와 캐패시터 Cb3의 공통노드 및 접지전원 사이에 연결되는 NMOS 트랜지스터 N3, 및 플래그 신호 antifuse-flag를 반전시켜 NMOS 트랜지스터 T1, T2, T3의 게이트에 인가하는 인버터 IV를 포함한다.The switching unit 40 forms a current path between the fuse sets 10 to 30 according to the flag signal antifuse-flag. That is, when all of the sub antifuse Ca1 to Ca3 of the fuse sets 10 to 30 are all broken down, the switching unit 40 connects the sub antifuses Ca1 to Ca3 that are turned on and broken down according to the flag signal antifuse-flag. Let's do it. The switching unit 40 is a NMOS transistor N1 connected between a sub-antifuse Ca1 and a capacitor Cb1 and a common node of a sub-antifuse Ca2 and a capacitor Cb2, a common node and a sub-antifuse of a sub-antifuse Ca2 and a capacitor Cb2. NMOS transistor N2 connected between Ca3 and common node of capacitor Cb3, subantifuse NMOS transistor N3 connected between common node and ground power supply of Ca3 and capacitor Cb3, and flag signal antifuse-flag by inverting NMOS transistors T1 and T2 And an inverter IV applied to the gate of T3.

플래그 신호 antifuse-flag는 병렬 연결된 서브 안티퓨즈들 Ca1 ∼ Ca3이 브레이크 다운되는 동안에는 하이레벨의 전위를 가지며, 서브 안티퓨즈들 Ca1 ∼ Ca3이 모두 브레이크 다운된 후에는 접지레벨의 전위를 갖는다.The flag signal antifuse-flag has a high level potential while the sub antifuses Ca1 to Ca3 connected in parallel break down, and a ground level potential after all of the sub antifuses Ca1 to Ca3 break down.

도 3은 도 2의 병렬 연결 안티퓨즈에서 서브 안티퓨즈들이 모두 브레이크 다운된 후의 저항 성분을 보여주는 회로도이다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a resistance component after all of the sub antifuses are broken down in the parallel-connected antifuse of FIG. 2.

저항 R1 ∼ R3은 각각 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3에서 브레이크 다운된 후 게이트 산화막을 통해 전류가 흐를 때의 저항값을 나타내며, 저항 R4 ∼ R6은 각각 플래그 신호 antifuse-flag에 의해 NMOS 트랜지스터 T1 ∼ T3가 턴온 되었을 때의 채널 저항값을 나타낸다.The resistors R1 to R3 represent resistance values when a current flows through the gate oxide film after the breakdown in the sub-antifuse Ca1 to Ca3, respectively. The resistors R4 to R6 are NMOS transistors T1 to T3 due to the flag signal antifuse-flag, respectively. Indicates the channel resistance value when turned on.

도 2 및 도 3을 이용하여 본 발명의 병렬 연결 안티퓨즈의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the parallel connection antifuse of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 as follows.

본 발명의 병렬 연결 안티퓨즈를 프로그램하기 위해 먼저 퓨즈의 양단에 프로그램 전압 hvdd, hvss를 인가한다. 이때, 플래그 신호 antifuse-flag는 하이레 벨의 전위를 유지함으로써 NMOS 트랜지스터 T1 ∼ T3는 턴오프된다.In order to program the parallel-connected antifuse of the present invention, program voltages hvdd and hvss are first applied to both ends of the fuse. At this time, the NMOS transistors T1 to T3 are turned off because the flag signal antifuse-flag maintains a high level potential.

이처럼 병렬 연결 안티퓨즈의 양단에 프로그램 전압 hvdd(예컨대, 3.3V), hvss(예컨대, -4V)이 인가되면, 인가된 프로그램 전압의 대부분은 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3에 인가되어 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3의 게이트 산화막이 스트레스를 받게 된다. 즉, 캐패시터의 양단에 걸리는 전압은 정전용량과 반비례하는데, 본 발명에서는 각 퓨즈셋(10 ∼ 30)에서 캐패시터 Cb1 ∼ Cb3가 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3 보다 정전용량이 훨씬 크게 형성되었기 때문에 프로그램 전압의 대부분이 정전용량이 작은 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3에 인가된다.When the program voltages hvdd (eg, 3.3V) and hvss (eg, -4V) are applied to both ends of the parallel-connected antifuse, most of the applied program voltages are applied to the subantifuse Ca1 to Ca3 and thus the subantifuse Ca1 to The gate oxide film of Ca 3 is stressed. In other words, the voltage across the capacitor is inversely proportional to the capacitance. In the present invention, the capacitors Cb1 to Cb3 have a much larger capacitance than the sub-antifuse Ca1 to Ca3 in each of the fuse sets 10 to 30. Most of them are applied to sub-antifuse Ca1 to Ca3 with small capacitance.

이러한 프로그램 전압에 의해 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3의 게이트 산화막이 순차적으로 브레이크 다운된다. 이때, 각각의 서브 안티퓨즈들 Ca1 ∼ Ca3은 서로 다른 브레이크 다운 특성을 가지고 있으므로 이들 중 산화막이 가장 취약한 서브 안티퓨즈부터 먼저 브레이크 다운되기 시작한다. 그러나 어느 하나의 서브 안티퓨즈 예컨대, Ca1가 먼저 브레이크 다운되더라도 그것과 직렬 연결된 캐패시터 Cb1 때문에 브레이크 다운된 서브 안티퓨즈 R1를 통해 전류가 흐르지는 않는다. 따라서, 병렬 연결 안티퓨즈가 프로그램되는 동안 퓨즈 양단의 전압 강하는 거의 발생하지 않게 된다.The gate oxide films of sub antifuse Ca1 to Ca3 are sequentially broken down by such a program voltage. In this case, since each of the sub antifuses Ca1 to Ca3 has different breakdown characteristics, breakdown starts first from the subantifuse where the oxide film is the weakest among them. However, if any one of the sub antifuses, for example Ca1, breaks down first, no current flows through the sub antifuse R1 that has been broken down because of the capacitor Cb1 in series with it. Therefore, little voltage drop across the fuse occurs while the parallel connection antifuse is programmed.

프로그램 전압이 계속 인가되면, 취약한 산화막부터 차례대로 브레이크 다운되어 결국 병렬 연결된 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3가 모두 브레이크 다운된다.If the program voltage is continuously applied, the breakdown starts sequentially from the weak oxide film, and eventually all of the sub antifuse Ca1 to Ca3 connected in parallel breaks down.

서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3가 모두 브레이크 다운되면, 마이너스 전원(hvss)이 인가되었던 병렬 연결 안티퓨즈의 일단의 전위가 접지전위 vss로 변환된다. 그 리고, 플래그 신호 antifuse-flag가 로우레벨로 변환됨으로써 NMOS 트랜지스터 T1 ∼ T3를 턴온시킨다.When all of the sub antifuse Ca1 to Ca3 break down, the potential of one end of the parallel connection antifuse to which the negative power supply hvss is applied is converted to the ground potential vss. Then, the flag signal antifuse-flag is converted to the low level to turn on the NMOS transistors T1 to T3.

NMOS 트랜지스터 T1 ∼ T3가 턴온되면, 도 3에서와 같이 R1 ∼ R6을 경유하는 전류 패스가 형성된다. 즉, 브레이크 다운된 산화막에 의한 저항 R1 ∼ R3과 NMOS 트랜지스터 T1 ∼ T3의 채널 저항 R4 ∼ R6을 경유하는 전류 패스가 형성된다. 이때, 채널 저항 R4 ∼ R6은 매우 작기 때문에 병렬 연결 안티퓨즈의 전체 저항은 실질적으로 브레이크 다운된 산화막에 의한 저항들 R1 ∼ R3이 병렬 연결된 구조를 갖게되어 그 저항값이 종래에 단일의 안티퓨즈가 브레이크 다운되었을 때의 저항값보다 매우 작게된다.When the NMOS transistors T1 to T3 are turned on, a current path via R1 to R6 is formed as shown in FIG. That is, a current path is formed through the resistors R1 to R3 and the channel resistances R4 to R6 of the NMOS transistors T1 to T3 by the break down oxide film. At this time, since the channel resistances R4 to R6 are very small, the total resistance of the parallel-connected antifuse has a structure in which the resistors R1 to R3 are substantially connected in parallel by the oxide film which is broken down, and the resistance thereof is a single antifuse conventionally. It becomes much smaller than the resistance value at the time of breakdown.

따라서, 본 발명의 병렬 연결 안티퓨즈는 프로그램 전후의 저항 차이를 종래의 단일 안티퓨즈에 비해 더욱 크게 해줌으로써 프로그램 여부를 보다 용이하게 판별할 수 있도록 해준다.Accordingly, the parallel-connected antifuse of the present invention makes it easier to determine whether or not the program by making the resistance difference before and after the program larger than that of the conventional single antifuse.

또한, 서브 안티퓨즈 Ca1 ∼ Ca3들 중에서 일부의 서브 안티퓨즈에서 소프트 브레이크 다운이 발생하더라도 하나 이상의 다른 서브 안티퓨즈에서 하드 브레이크 다운이 발생하게 되면(실질적으로 병렬 연결된 서브 안티퓨즈들이 모두 소프트 브레이크 다운될 가능성은 매우 희박함), 이들의 병렬 연결에 의해 전체 저항값은 단일의 안티퓨즈에서 하드 브레이크 다운이 발생했을 경우 보다 훨씬 작은 값을 가질 수 있어 회로의 정상적인 동작을 보장할 수 있게 된다.In addition, even if a soft breakdown occurs in one or more subantifuses among the subantifuses Ca1 to Ca3, if a hard breakdown occurs in one or more other subantifuses, all of the sub antifuses connected in parallel may be soft breakdown. Very unlikely), and their parallel connection allows the total resistance to be much smaller than if a hard breakdown occurred in a single antifuse, ensuring the normal operation of the circuit.

상술한 실시예에서는 3개의 퓨즈셋이 병렬 연결된 경우에 대해서만 설명하였으나 필요에 따라 병렬 연결되는 퓨즈셋의 수를 증가시킬 수 있다.In the above-described embodiment, only three fuse sets are connected in parallel. However, the number of fuse sets connected in parallel may be increased as necessary.

도 4는 도 2와 같은 구조의 병렬 연결 안티퓨즈에 대한 여러 상황별 저항 변화를 보여주는 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating resistance changes in various situations for the parallel connection antifuse of the structure shown in FIG. 2.

즉, 도 4는 병렬 연결되는 서브 안티퓨즈의 수를 증가시키는 경우에 있어서, 그 병렬 연결된 서브 안티퓨즈들 모두가 하드 브레이크 다운된 경우, 하나의 서브 안티퓨즈가 소프트 브레이크 다운된 경우 및 두 개의 서브 안티퓨즈가 소프트 브레이크 다운된 경우의 저항값 변화를 보여준다.That is, FIG. 4 illustrates a case in which the number of sub antifuses connected in parallel is increased, when all of the sub antifuses connected in parallel are hard braked down, when one sub antifuse is soft breakdown, and two sub antifuses are connected. It shows the change in resistance value when the anti-fuse is soft-breaked down.

도 4를 통해, 병렬 연결되는 저항의 수가 많을수록 프로그램된 병렬 연결 안티퓨즈의 전체 저항값이 작아짐을 알 수 있다.4, it can be seen that as the number of parallel connected resistors increases, the total resistance value of the programmed parallel connected antifuse decreases.

또한, 단일의 안티퓨즈를 사용하는 경우에는 그 안티퓨즈가 하드 브레이크 다운되었을 때와 소프트 브레이크 다운되었을 때의 저항값 차이가 크지만, 본 발명에서와 같이 복수개의 안티 퓨즈들을 병렬 연결한 상태에서는 그들 중 일부에서 소프트 브레이크 다운이 발생되더라도 전체 저항값은 단일의 안티퓨즈가 하드 브레이크 다운되었을 때의 저항값 보다 작음을 알 수 있다.In addition, when a single antifuse is used, the difference in resistance value between the hard fuse down and the soft break down is large. However, in the state in which a plurality of anti fuses are connected in parallel as in the present invention, Even if some of the soft breakdowns occur, the total resistance value is smaller than the resistance value when a single antifuse is hard breakdown.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병렬 연결 안티퓨즈의 구성을 보여주는 회로도이며, 도 6은 도 5의 병렬 연결 안티퓨즈에서 서브 안티퓨즈들이 모두 브레이크 다운된 후의 저항 성분을 보여주는 회로도이다.FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration of a parallel connected antifuse according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a resistance component after all of the sub antifuses are broken down in the parallel connected antifuse of FIG. 5.

설명의 편의를 위해 도 5 및 도 6에서는 상술된 도 2 및 도 3의 참조번호를 그대로 사용하였다.For convenience of description, the reference numerals of FIGS. 2 and 3 are used as they are in FIGS. 5 and 6.

본 실시예에서는 스위칭부(40)의 NMOS 트랜지스터들 N1, N2이 이웃한 퓨즈셋들(10 ∼ 30) 사이를 연결하지 않고 브레이크 다운된 서브 안티퓨즈들 R1, R2을 바 로 접지전원과 연결시킴으로써 전류 패스를 형성하는 것이 도 2의 구성과 다르다.In the present exemplary embodiment, the NMOS transistors N1 and N2 of the switching unit 40 connect the breakdown sub-antifuses R1 and R2 with the ground power supply without connecting the neighboring fuse sets 10 to 30. Forming a current path is different from the configuration of FIG.

이러한 경우, 서브 안티퓨즈들이 모두 브레이크 다운된 후 각 퓨즈셋(10 ∼ 30)은 브레이크 다운된 서브 안티퓨즈의 저항과 채널 저항이 직렬 연결된 구조를 가지며, 병렬 연결 안티퓨즈의 전체 저항은 그러한 퓨즈셋(10 ∼ 30)의 저항들이 병렬 연결된 구조를 갖는다.In this case, each of the fuse sets 10 to 30 has a structure in which the resistance of the break down sub antifuse and the channel resistance are connected in series after all the sub antifuses have been broken down, and the total resistance of the parallel connection antifuse is such a fuse set. 10 to 30 resistors are connected in parallel.

상술한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. Preferred embodiments of the present invention described above are intended for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, and such modifications may be made by the following patents. It should be regarded as belonging to the claims.

도 1은 종래에 단일 안티퓨즈로 사용되는 MOS 캐패시터를 도시한 도면.1 shows a MOS capacitor conventionally used as a single antifuse.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬 연결 안티퓨즈의 구성을 나타내는 회로도.Figure 2 is a circuit diagram showing the configuration of a parallel connection anti-fuse in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 병렬 연결 안티퓨즈에서 서브 안티퓨즈들이 모두 브레이크 다운된 후의 저항 성분을 보여주는 회로도.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a resistance component after all of the sub antifuses are broken down in the parallel-connected antifuse of FIG. 2. FIG.

도 4는 도 2와 같은 구조의 병렬 연결 안티퓨즈에 대한 여러 상황별 저항 변화를 보여주는 도면FIG. 4 is a view illustrating resistance changes in various situations for a parallel connection antifuse of the structure shown in FIG. 2.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병렬 연결 안티퓨즈의 구성을 보여주는 회로도.5 is a circuit diagram showing the configuration of the parallel connection anti-fuse according to another embodiment of the present invention.

도 6은 도 5의 병렬 연결 안티퓨즈에서 서브 안티퓨즈들이 모두 브레이크 다운된 후의 저항 성분을 보여주는 회로도.FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a resistance component after all of the sub antifuses are broken down in the parallel-connected antifuse of FIG. 5. FIG.

Claims (7)

프로그램 전압이 인가되는 양단 사이에 서브 안티퓨즈와 캐패시터가 직렬 연결된 복수개의 퓨즈셋들; 및A plurality of fuse sets in which a sub antifuse and a capacitor are connected in series between both ends of a program voltage; And 플래그신호에 따라 온/오프되어 상기 프로그램 전압에 의해 프로그램된 서브 안티퓨즈들을 병렬연결시켜주는 스위칭부를 포함하며,It includes a switching unit for connecting in parallel to the sub anti-fuse programmed by the program voltage on / off according to the flag signal, 상기 복수개의 퓨즈셋들은 동일하게 프로그램되는 것을 특징으로 하는 병렬 연결 안티퓨즈.And said plurality of fusesets are programmed identically. 제 1항에 있어서, 상기 서브 안티퓨즈는The method of claim 1, wherein the sub antifuse MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 캐패시터인 것을 특징으로 하는 병렬 연결 안티퓨즈.Parallel-connected antifuse, characterized in that it is a metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitor. 제 1항에 있어서, 상기 서브 안티퓨즈는The method of claim 1, wherein the sub antifuse 상기 캐패시터 보다 작은 정전용량을 갖는 것을 특징으로 하는 병렬 연결 안티퓨즈.And a capacitance smaller than that of the capacitor. 제 1항에 있어서, 상기 스위칭부는The method of claim 1, wherein the switching unit 상기 플래그신호에 따라 온/오프되어 이웃한 상기 퓨즈셋들 사이를 선택적으로 연결하고 연결된 상기 퓨즈셋들을 접지단에 연결해주는 MOS 트랜지스터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 연결 안티퓨즈. And MOS transistors that are turned on or off in response to the flag signal to selectively connect the adjacent fuse sets and connect the connected fuse sets to a ground terminal. 제 4항에 있어서, 상기 스위칭부는The method of claim 4, wherein the switching unit 상기 퓨즈셋에서 브레이크 다운된 상기 서브 안티퓨즈들의 일단을 서로 연결시켜주는 것을 특징으로 하는 병렬 연결 안티퓨즈.Parallel connection anti-fuse, characterized in that for connecting one end of the sub-antifuse breakdown from the fuse set. 제 1항에 있어서, 상기 스위칭부는The method of claim 1, wherein the switching unit 상기 플래그신호에 따라 온/오프되어 상기 퓨즈셋들 각각을 접지단과 선택적으로 연결해주는 MOS 트랜지스터들을 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 연결 안티퓨즈. And MOS transistors turned on / off according to the flag signal to selectively connect each of the fuse sets with a ground terminal. 제 6항에 있어서, 상기 스위칭부는The method of claim 6, wherein the switching unit 상기 퓨즈셋에서 브레이크 다운된 상기 서브 안티퓨즈의 일단을 접지단에 연결시켜주는 것을 특징으로 하는 병렬 연결 안티퓨즈.And connecting one end of the sub antifuse broken down from the fuse set to a ground terminal.
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