KR19980074301A - Fuse layout method of semiconductor device - Google Patents

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조욱래
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윤종용
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Abstract

본 발명은 반도체 장치의 퓨즈 레이 아웃 방법에 관한 것으로서, 칩 내의 배선들 사이의 경로를 선택하기 위한 퓨즈를 그것들 사이에 병렬로 적어도 2 개 이상으로 구성되도록 퓨즈를 구성함으로써 그것에 의해서 발생되는 지연 시간을 줄일 수 있게 되었다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuse layout method for a semiconductor device, wherein the fuse is configured to have at least two fuses in parallel therebetween for selecting a path between the wirings in the chip, thereby reducing the delay time caused by the fuse. Can be reduced.

Description

반도체 장치의 퓨즈 레이 아웃 방법Fuse layout method of semiconductor device

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 경로를 선택하기 위해 사용되는 퓨즈를 구성하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor devices, and more particularly, to a method of constructing a fuse used to select a path.

도 1은 일반적으로 반도체 메모리 장치에서 사용되는 행 리던던트 블럭의 상세 회로도이다.1 is a detailed circuit diagram of a row redundant block generally used in a semiconductor memory device.

도 1에서, 회로의 입력은 어드레스 버퍼(address buffer)의 출력들 ()∼(A0·A1)이 인가되고 신호 ()는 블럭을 선택하기 위한 어드레스 버퍼의 출력이다. 트랜지스터들 (M1), (M4), 및 (MR)은 퓨즈들 (F0), (F4), 및 (FR) 등을 끊을 때 낸드 게이트의 입력이 플로팅되는 것을 방지하기 위해 필요한 사이즈가 작은 트랜지스터이다. 신호 (REN)은 워드 라인들(SWL0)∼(SWL4) 중 하나의 그것에 관련되는 셀에 문제가 있을 경우 하이 레벨이 되어 리던더트 워드 라인 (SWLR)을 활성화시키는 신호이다.In FIG. 1, the input of the circuit is the outputs of the address buffer ( ) To (A 0 · A 1 ) are applied and the signal ( ) Is the output of the address buffer for selecting a block. Transistors M1, M4, and MR are small transistors needed to prevent the input of the NAND gate from floating when the fuses F0, F4, FR, etc. are blown. . The signal REN is a signal that becomes high and activates the redundant word line SWLR when there is a problem in the cell associated with one of the word lines SWL0 to SWL4.

이 회로의 간단한 동작 설명은 다음과 같다. 정보를 저장하기 위한 복수 개의 메모리 셀들을 구비한 어레이 내의 그것들에 결함이 없는 프라임 워킹 다이(prime working die)일 경우, 신호 (REN)은 로우 레벨로 유지되며 그에 따라 리던더트 워드 라인(SWLR)은 항상 로우 레벨로 유지된다. 만약, 워드 라인(SWL0)에 연결된 메모리 셀에 결함이 발생하여 페일(fail)이 생길 경우 퓨즈 (F0)를 는다. 그결과 워드 라인(SWL0)는 어드레스 버퍼의 출력 ()에 관계없이 로우 레벨로 되어 메모리 셀을 비선택하고 그 대신 신호 (REN)이 하이 레벨이 되어 리던던트 워드 라인(SWLR)이 하이 레벨로 되어 메모리 셀이 선택되어 그결과 메모리 셀이 대체되어진다. 즉, 이러한 회로에서 퓨즈에 의해 경로를 선택함을 알 수 있다.A brief description of the operation of this circuit follows. In the case of a prime working die without defects in them in an array with a plurality of memory cells for storing information, the signal REN is kept at a low level so that the redundant word line SWLR is It is always kept low. If a failure occurs in a memory cell connected to the word line SWL0 and a fail occurs, the fuse F0 is turned off. As a result, the word line SWL0 is output from the address buffer ( The memory cell is selected at low level and the signal REN is at the high level. Instead, the redundant word line SWLR is at the high level, and the memory cell is selected, thereby replacing the memory cell. In other words, it can be seen that the path is selected by the fuse in such a circuit.

이러한 회로에서 퓨즈의 재질은 기본적으로 도체이다. 그러나, 도체라고 가정한 퓨즈는 재질에 따라 그것의 고유 면 저항(sheet resistance)을 갖는다. 일반적으로, 폴리실리콘(polysilicon)은 5∼10오옴, 알루미늄(aluminum)은 0.004∼0.08오옴 정도의 값을 가지고 있으나 알루미늄으로 사용하면 전혀 문제가 없을 정도이나 퓨즈 저항이 커지면(폴리실리콘) 신호 지연 시간이 커지게 된다. 그 이유는 메인 워드 라인(main word line, MWL)이 통상 메모리 어레이 상에 걸쳐 배치되므로 보통 10000μ 정도의 길이를 가지고 그결과 커패시턴스(capacitance)가 수 pF 정도의 값을 갖는다.In such circuits the material of the fuse is basically a conductor. However, a fuse assumed to be a conductor has its own sheet resistance, depending on the material. In general, polysilicon has a value of 5 to 10 ohms and aluminum has a value of 0.004 to 0.08 ohms. Will become large. The reason is that the main word line (MWL) is usually placed over the memory array, so it is usually about 10000μ length, resulting in a capacitance value of several pF.

도 2는 종래 레이저 퓨즈 구성을 보여주는 평면도이다. 도 2를 참조하면, 상호 접속되지 않은 제 1 도전 영역(10)과 제 2 도전 영역(20)을 전기적으로 연결시키거나 분리시키기 위한 회로 경로를 선택하기 위한 수단으로서 소정 폭(W)을 갖는 퓨즈(fuse)가 접속되어 있다.2 is a plan view showing a conventional laser fuse configuration. Referring to FIG. 2, a fuse having a predetermined width W as a means for selecting a circuit path for electrically connecting or disconnecting the first and second conductive regions 10 and 20 which are not interconnected. (fuse) is connected.

반도체 메모리 소자에서 리던던시 회로를 구성함에 있어 퓨즈는 필수적이다. 현재 개발 중에 있는 4n 싱크로너스 스택틱 램(synchronous Static RAM)에서는 멀티 레이어 메탈(multi-layer-metal)을 사용하고 폴리실리콘은 게이트 폴리 1 레이어뿐이다. 폴리실리콘 이후에 여러 메탈을 형성하기 때문에 옥사이드(oxide)의 두께가 4∼5μ에 이른다. 따라서, 폴리실리콘을 퓨즈로서 사용하기가 어려워졌다.Fuses are essential in constructing a redundancy circuit in a semiconductor memory device. The 4n synchronous static RAM currently in development uses multi-layer-metal, and only polysilicon is the gate poly 1 layer. Since various metals are formed after polysilicon, an oxide has a thickness of 4 to 5 mu. Thus, it has become difficult to use polysilicon as a fuse.

퓨즈 물질을 알루미늄으로 변경하고자할 경우 현재의 레이저 퓨즈 커팅 장비를 이용할 경우 메탈은 커팅되지 않는다. 따라서, 대체 물질로서 개발된 퓨즈 물질은 티타늄니트라이드(TiNitride, 이하 TiN이라 칭한다.)이다. 이러한 웨이퍼 상에 물질 (TiN)을 형성하고 그것의 상부에 알루미늄을 형성한 후 풀질 (TiN) 상에 소정 폭을 갖도록 알루미늄만을 에칭해내면 물질 (TiN)만으로된 퓨즈를 얻을 수 있게 된다.If you want to change the fuse material to aluminum, the metal will not be cut using current laser fuse cutting equipment. Thus, the fuse material developed as a substitute material is titanium nitride (TiNitride, hereinafter referred to as TiN). Forming a material (TiN) on such a wafer and forming aluminum on top of it and etching only aluminum to have a predetermined width on the paste (TiN) results in a fuse made of only the material (TiN).

하지만, 상기한 구조를 갖는 퓨즈의 경우 그것의 면저항이 기존의 폴리실리콘보다 4∼5배 정도 높기 때문에, 그결과 반도체 메모리 장치 내에서 제공되는, 상기한 구조를 갖는 퓨즈를 이용한, 리던던시 회로에 의해서 신호 지연 시간이 증가하는 문제점이 생겼다.However, in the case of a fuse having the above structure, its sheet resistance is about 4 to 5 times higher than that of conventional polysilicon, and as a result, by using a redundancy circuit using a fuse having the above structure provided in a semiconductor memory device. There is a problem that the signal delay time increases.

따라서 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 반도체 메모리 장치의 동작 속도를 향상시키기 위해 그것의 퓨즈를 레이 아웃하는 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of laying out a fuse thereof to improve the operation speed of a semiconductor memory device, which has been proposed to solve the above-mentioned problems.

도 1은 일반적인 반도체 장치의 리던던시 디코더의 개략적인 회로를 보여주는 회로도;1 is a circuit diagram showing a schematic circuit of a redundancy decoder of a general semiconductor device;

도 2는 종래 기술에 따른 퓨즈 레이 아웃을 보여주는 평면도;2 is a plan view showing a fuse layout according to the prior art;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 퓨즈 레이 아웃을 보여주는 평면도;3 is a plan view showing a fuse layout according to an embodiment of the present invention;

도 4는 종래 및 본 발명에 따른 지연 시간들을 보여주는 파형도,4 is a waveform diagram showing delay times according to the prior art and the present invention;

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

10 : 제 1 도전 영역20 : 제 2 도전 영역10: first conductive region 20: second conductive region

상술한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일특징에 의하면, 소정 신호들을 전달하기 위한 도전 영역들을 갖는 반도체 장치의 퓨즈 레이 아웃 방법에 있어서, 상기 도전 영역들 중 서로 분리된 제 1 도전 영역과 제 2 도전 영역을 전기적으로 접속하거나 분리시키기 위한 경로 선택 수단이 적어도 2 개 이상 병렬로 그것들에 접속되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a fuse layout method of a semiconductor device having conductive regions for transmitting predetermined signals, comprising: a first conductive region separated from each other among the conductive regions; At least two path selection means for electrically connecting or disconnecting the second conductive region are connected to them in parallel.

이 실시예에 있어서, 상기 경로 선택 수단은 폴리실리콘, 알루미늄, 그리고 티타늄니트라이드 중 하나의 그것으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In this embodiment, the path selection means is formed of one of polysilicon, aluminum, and titanium nitride.

이와같은 방법에 의해서, 칩 내의 배선들 사이의 경로를 선택하기 위한 퓨즈를 그것들 사이에 병렬로 적어도 2 개 이상으로 구성되도록 퓨즈를 구성함으로써 그것에 의한 면 저항을 줄일 수 있게 되었다.By this method, it is possible to reduce the sheet resistance by configuring the fuses so that at least two fuses are selected in parallel therebetween in order to select a path between the wirings in the chip.

이하 본 발명의 실시예에 따른 참조도면 도 3 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다.Reference will be made in detail below with reference to FIGS. 3 to 4 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 신규한 반도체 장치의 퓨즈 레이 아웃 방법에 있어서, 경로를 선택하기 위한 퓨즈를 구성할 경우 적어도 2 개 이상으로 퓨즈들을 병렬로 레이 아웃함으로써 퓨즈를 사용하는 고속 동작을 위한 디바이스 내의 회로들에 의해서 지연 시간이 증가되는 것을 방지할 수 있게 되었다.Referring to FIG. 3, in the fuse layout method of the novel semiconductor device of the present invention, when a fuse for selecting a path is configured, at least two or more fuses are laid out in parallel to perform high-speed operation using the fuse. It is possible to prevent the delay time from being increased by circuits in the device.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 장치의 퓨즈의 구조를 보여주는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 상호 접속되지 않는 제 1 도전 영역(10)과 제 2 도전 영역(20)을 전기적으로 접속/분리시키기 위한 소정 폭(W)을 갖는 퓨즈들이 병렬로 그것들의 각 일측에 걸쳐 접속되어 있다. 만약, 면적이 허용된다면 2 개 이상 많이 할수록 퓨즈의 저항값이 병렬로 되어 낮아진다. 그결과 지연 시간이 즐어들게 된다.3 is a plan view illustrating a structure of a fuse of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, fuses having a predetermined width W for electrically connecting / disconnecting the first conductive region 10 and the second conductive region 20 which are not interconnected are arranged in parallel over each one of them. Connected. If the area is allowed, the more two or more, the lower the resistance value of the fuse in parallel. As a result, latency is enjoyed.

그리고, 도 2에 도시된 퓨즈의 폭(W)을 2 배로 키워주어도 동일한 효과를 볼 수 있을 것이다. 하지만, 이러한 경우 폭이 넓어지면 퓨즈를 커팅하는 레이저 퓨즈 커터(cutter)의 빔 사이즈(beam size)의 한계가 있으므로 실제적으로 현재의 장비로는 다소의 어려움이 따르는 방법이다.And, even if the width (W) of the fuse shown in FIG. However, in this case, when the width is wider, there is a limit in the beam size of the laser fuse cutter which cuts the fuse, which is a method that actually has some difficulties.

도 4는 종래와 본 발명의 퓨즈 레이 아웃에 따른 시풀레이션 결과를 보여주는 파형도이다.Figure 4 is a waveform diagram showing the results of the simulation according to the fuse layout of the prior art and the present invention.

도 4에서 알 수 있듯이, 동일한 전압이 인가되는 조건에서 종래의 경우 퓨즈에 의한 메인 워드 라인(MWL0) 및 리던던시 워드 라인(SWL0) 상에서 발생되는 지연 시간(delay time)보다 본 발명에 따른 메인 워드 라인(MWL0) 및 리던던시 워드 라인(SWL0) 상에서 발생되는 지연 시간이 시간 (t)만큼 작아짐을 알 수 있다.As shown in FIG. 4, in the conventional case under the same voltage, the main word line according to the present invention is better than the delay time generated on the main word line MWL0 and the redundancy word line SWL0 by the fuse. It can be seen that the delay time generated on the MWLO and the redundancy word line SWL0 is reduced by the time t.

상기한 바와같이, 칩 내의 배선들 사이의 경로를 선택하기 위한 퓨즈를 그것들 사이에 병렬로 적어도 2 개 이상으로 구성되도록 퓨즈를 구성함으로써 그것에 의해서 발생되는 지연 시간을 줄일 수 있게 되었다.As described above, it is possible to reduce the delay time caused by configuring the fuses so that at least two fuses are selected in parallel therebetween in order to select paths between the wirings in the chip.

Claims (2)

소정 신호들을 전달하기 위한 도전 영역들을 갖는 반도체 장치의 퓨즈 레이 아웃 방법에 있어서,A fuse layout method of a semiconductor device having conductive regions for transmitting predetermined signals, the method comprising: 상기 도전 영역들 중 서로 분리된 제 1 도전 영역과 제 2 도전 영역을 전기적으로 접속하거나 분리시키기 위한 경로 선택 수단이 적어도 2 개 이상 병렬로 그것들에 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 퓨즈 레이 아웃 방법.At least two path selection means for electrically connecting or disconnecting the first conductive region and the second conductive region separated from each other among the conductive regions are connected to them in parallel. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 경로 선택 수단은 폴리실리콘(poly Si), 알루미늄(Al), 그리고 티타늄니트라이드(TiN) 중 하나의 그것으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 퓨즈 레이 아웃 방법.And the path selection means is formed of one of polysilicon (poly Si), aluminum (Al), and titanium nitride (TiN).
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