KR20000045457A - Repair device using latch - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리 소자의 리페어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 앤티퓨즈와 래치회로를 사용하여 리페어 동작을 실시하므로써 리페어 효율을 높이고 리페어 셀의 낭비를 줄이며 칩의 설계면적을 최소화하기 위한 반도체 메모리 소자의 리페어 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a repair apparatus for a semiconductor memory device, and more particularly, to a repair operation using an antifuse and a latch circuit, thereby improving repair efficiency, reducing waste of repair cells, and minimizing chip design area. It relates to a repair device of the device.
현재 일반적으로 사용되고 있는 앤티퓨즈를 이용한 리페어 장치를 도 1에 도시하였다.A repair apparatus using an antifuse which is generally used now is shown in FIG. 1.
이러한 앤티퓨즈를 이용한 리페어 장치는 패키지상에서 Burn-in Test 후에 종종 발생되는 One Bit Fail을 리페어하는데 사용된다.This antifuse repair device is used to repair one-bit failures that often occur after a burn-in test on a package.
첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 페일이 발생된 어드레스에 맞는 앤티퓨즈 블록(1)을 앤티퓨즈 제어신호(Antifuse Control)들(고전압, 어드레스 등)에 의하여 동작시키고, 이에 의하여 페일이 발생된 어드레스에 일치하는 신호를 상기 앤티퓨즈 블록(1)의 출력인 앤티퓨즈 출력신호(anti-out)로 유지한다.As shown in FIG. 1, the antifuse block 1 corresponding to a failing address is operated by antifuse control signals (high voltage, address, etc.), whereby the failing address is generated. The signal corresponding to is maintained as an anti-fuse output signal (anti-out) which is an output of the antifuse block 1.
칩의 동작시 앤티퓨즈 출력신호(anti-out)와 어드레스 프리디코더(2)의 출력인 프리디코딩 어드레스(predec-add)를 리페어 제어부(3)에서 비교하여 리페어 제어신호(fuse-out)를 출력한다.During the operation of the chip, the repair control signal 3 outputs a repair control signal by comparing the anti-fuse output signal anti-out and the predecoding address predec-add, which is the output of the address predecoder 2, with the repair control unit 3. do.
만약, 노멀 어드레스 신호가 입력되어 상기 앤티퓨즈 출력신호(anti-out)와 프리디코딩 어드레스(predec-add)가 일치하지 않으면 상기 리페어 제어부(3)는 하이레벨의 리페어 제어신호(fuse-out)를 출력하여 노멀 칼럼 디코더(4)를 인에이블시키고 스페어 칼럼 디코더(5)를 디세이블시켜 노멀 칼럼라인을 띄우고 스페어 칼럼라인을 막는다.If the normal address signal is input and the anti-fuse output signal anti-out and the predecoding address predec-add do not coincide, the repair control unit 3 generates a high level repair control signal fuse-out. The output is enabled to enable the normal column decoder 4, and the spare column decoder 5 is disabled to raise the normal column line and prevent the spare column line.
한편, 리페어 어드레스가 입력되어 앤티퓨즈 출력신호(anti-out)와 프리디코딩 어드레스(predec-add)가 일치하게 되면 상기 리페어 제어부(3)는 로우레벨의 리페어 제어신호(fuse-out)를 출력하여 노멀 칼럼 디코더(4)를 디세이블시키고 스페어 칼럼 디코더(5)를 인에이블시켜 상기 노멀 칼럼라인을 막고 스페어 칼럼라인을 띄워 상기 스페어 칼럼라인에 연결되어 있는 리페어 셀에 데이터를 Write/Read하게 된다.On the other hand, when the repair address is input and the anti-fuse output signal anti-out and the predecoding address predec-add coincide with each other, the repair controller 3 outputs a repair control signal having a low level repair-out. The normal column decoder 4 is disabled and the spare column decoder 5 is enabled to block the normal column line and to open the spare column line to write / read data to a repair cell connected to the spare column line.
그런데, 전술한 기존의 리페어 장치에 있어서는 앤티퓨즈 출력신호(anti-out)와 프리디코딩 어드레스(predec-add)를 비교하여 노멀 동작과 리페어 동작을 구별하는 리페어 제어부(3)가 노멀 칼럼라인과 스페어 칼럼라인의 인에이블, 디세이블 타이밍을 맞추기 위하여 노멀 칼럼 디코더(4)와 스페어 칼럼 디코더(5)에 될수 있는 한 가까운 위치에 레이아웃을 해야하는 제한이 있다.However, in the above-described conventional repair apparatus, the repair control unit 3 which distinguishes the normal operation from the repair operation by comparing the anti-fuse output signal anti-out and the predecoding address prepred-add has a normal column line and a spare. There is a restriction that the layout should be as close as possible to the normal column decoder 4 and the spare column decoder 5 in order to match the enable and disable timing of the column line.
또한, One Bit Fail을 리페어하는데 하나의 리페어 셀만 사용하면 되는데 기존의 Repair Scheme에서는 리던던트 칼럼라인 또는 리던던트 워드라인을 띄워야 하므로 많은 리페어 셀을 낭비하게 되어 웨이퍼상에서 사용할 수 있는 리페어 셀의 수가 상대적으로 줄어들 수가 있다.In addition, only one repair cell needs to be used to repair the One Bit Fail. In the existing Repair Scheme, a redundant column line or a redundant word line has to be floated, which wastes a lot of repair cells, thus reducing the number of repair cells that can be used on the wafer. have.
아울러, 이러한 Scheme에서는 리페어 셀 자체가 불안정해지면 리페어를 하여도 아무런 소용이 없게 된다.In addition, in such a scheme, if the repair cell itself becomes unstable, repair is not useful.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 리페어 셀이 아닌 래치회로를 사용하여 페일이 발생된 셀을 리페어하므로써 리페어 효율을 높이고 리페어 면적을 최소화하기 위한 반도체 메모리 소자의 리페어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, a repair device for a semiconductor memory device to increase the repair efficiency and minimize the repair area by repairing a cell in which a fail is generated by using a latch circuit rather than a repair cell The purpose is to provide.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명의 리페어 장치는 앤티퓨즈 제어신호에 동작하여 앤티퓨즈 출력신호를 발생시키는 앤티퓨즈 블록과,The repair apparatus of the present invention for achieving the above object is an anti-fuse block for operating the anti-fuse control signal to generate an anti-fuse output signal;
입력 어드레스를 디코딩하여 프리디코딩 어드레스를 출력하는 어드레스 프리디코더와,An address predecoder for decoding the input address and outputting a predecoding address;
입력되는 상기 앤티퓨즈 출력신호와 프리디코딩 어드레스를 상호 비교하여 노멀 동작 및 리페어 동작을 결정하는 리페어 제어신호를 출력하는 리페어 제어부와,A repair controller which compares the anti-fuse output signal and a pre-decoding address to be input and outputs a repair control signal for determining a normal operation and a repair operation;
노멀 동작시 상기 리페어 제어신호에 응답하여 노멀 칼럼라인을 액티브시키는 노멀 칼럼 디코더를 포함하는 반도체 메모리 소자의 리페어 장치에 있어서,A repair apparatus for a semiconductor memory device including a normal column decoder configured to activate a normal column line in response to the repair control signal during a normal operation.
상기 리페어 제어신호와 리드 인에이블 신호 및 라이트 인에이블 신호에 응답하여 리페어 라이트시 입력데이터를 래치하고 리페어 리드시 래치된 상기 입력데이터를 출력하는 데이터 래치수단을 구비함을 특징으로 한다.And a data latch means for latching input data during repair write and outputting the latched input data during repair read in response to the repair control signal, the read enable signal, and the write enable signal.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래기술에 따른 앤티퓨즈와 리페어 셀을 이용한 리페어 관계를 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing a repair relationship using the anti-fuse and the repair cell according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 앤티퓨즈와 래치회로를 이용한 리페어 관계를 나타낸 블록도.2 is a block diagram showing a repair relationship using an antifuse and a latch circuit according to an embodiment of the present invention.
도 3은 상기 도 2의 데이터 래치부에 대한 상세회로도.3 is a detailed circuit diagram illustrating the data latch unit of FIG. 2.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 앤티퓨즈 블록 2 : 어드레스 프리디코더1: Antifuse block 2: Address predecoder
3 : 리페어 제어부 4 : 노멀 칼럼 디코더3: repair control unit 4: normal column decoder
5 : 스페어 칼럼 디코더 6 : 데이터 래치부5: Spare column decoder 6: Data latch unit
6-1 : 라이트/리드 제어부 6-2 : 래치부6-1: Light / Lead Control Unit 6-2: Latch Unit
6-2-1 : 제1 스위치부 6-2-2 : 데이터 저장부6-2-1: First switch section 6-2-2: Data storage section
6-2-3 : 제2 스위치부6-2-3: 2nd switch part
Antifuse Control : 앤티퓨즈 제어신호 anti-out : 앤티퓨즈 출력신호Antifuse Control: Anti-fuse control signal anti-out: Anti-fuse output signal
fuse-out : 리페어 제어신호fuse-out: Repair control signal
predec-add : 프리디코딩 어드레스predec-add: predecoding address
r-en : 리드 인에이블 신호 w-en : 라이트 인에이블 신호r-en: Lead enable signal w-en: Write enable signal
repair-rd : 리페어 리드신호repair-rd: Repair lead signal
repair-wrt : 리페어 라이트신호 T1, T2 : 트랜스미션 게이트repair-wrt: Repair light signal T1, T2: Transmission gate
첨부도면 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 래치회로를 이용한 리페어 블록도를 나타낸 것으로, 앤티퓨즈 제어신호(Antifuse Control)에 의해 동작하여 앤티퓨즈 출력신호(anti-out)를 발생시키는 앤티퓨즈 블록(1)과, 어드레스 핀으로 입력되는 어드레스들을 디코딩하여 프리디코딩 어드레스(predec-add)를 출력하는 어드레스 프리디코더(2)와, 입력되는 상기 앤티퓨즈 출력신호(anti-out)와 프리디코딩 어드레스(predec-add)를 상호 비교하여 리페어 제어신호(fuse-out)를 출력하는 리페어 제어부(3)와, 상기 리페어 제어신호(fuse-out)에 인에이블되어 노멀 칼럼라인을 액티브시키는 노멀 칼럼 디코더(4)와, 상기 리페어 제어신호(fuse-out) 및 리드 인에이블 신호(r-en)와 라이트 인에이블 신호(w-en)에 의해 동작하여 리페어 동작시 데이터를 리드/라이트 하는 데이터 래치부(6)로 구성된다.2 shows a repair block diagram using a latch circuit according to an embodiment of the present invention, which is operated by an anti-fuse control signal to generate an anti-fuse output signal. A block 1, an address predecoder 2 for decoding the addresses input to the address pin and outputting a predecoding address (predec-add), and the input anti-out signal and the pre-decoding address. a repair control unit 3 which compares (predec-add) and outputs a repair control signal (fuse-out), and a normal column decoder that enables the normal column line by enabling the repair control signal (fuse-out) 4) and a data latch unit configured to read / write data during a repair operation by operating by the repair control signal fuse-out and the read enable signal r-en and the write enable signal w-en. 6) as It is composed.
첨부도면 도 3은 첨부도면 도 2에 도시된 데이터 래치부(6)에 대한 상세회로로, 상기 리페어 제어신호(fuse-out)의 제어를 받으며 라이트 인에이블 신호(w-en) 및 리드 인에이블 신호(r-en)에 의해 리페어시 라이트, 리드 신호를 출력하는 라이트/리드 제어부(6-1)와, 상기 라이트/리드 제어부(6-1)의 출력신호에 응답하여 리페어 라이트 동작시 턴온된 제1 스위치부(6-2-1)를 통해 데이터 저장부(6-2-2)에 입력데이터를 래치하고, 리페어 리드 동작시 턴온된 제2 스위치부(6-2-3)를 통해 데이터 저장부(6-2-2)에 래치되어 있던 저장 데이터를 출력하는 래치부(6-2)로 구성된다.FIG. 3 is a detailed circuit of the data latch unit 6 shown in FIG. 2, which is under the control of the repair control signal (fuse-out) and write enable signal (w-en) and lead enable. The light / read control unit 6-1 outputs the write and read signals during repair by the signal r-en, and is turned on during the repair write operation in response to the output signal of the write / read control unit 6-1. The input data is latched to the data storage unit 6-2-2 through the first switch unit 6-2-1, and the data is switched through the second switch unit 6-2-3 turned on during the repair read operation. It consists of a latch part 6-2 which outputs the stored data latched to the storage part 6-2-2.
상기 라이트/리드 제어부(6-1)는 리페어 제어신호(fuse-out)를 반전출력하는 제1 인버터와, 상기 제1 인버터(IV1)의 출력 및 리드 인에이블 신호(r-en)를 논리연산하여 리페어 리드신호(repair-rd)를 출력하는 제1 낸드 게이트(ND1)와, 상기 제1 인버터(IV1) 출력과 라이트 인에이블 신호(w-en)를 논리연산하여 리페어 라이트신호(repair-wrt)를 출력하는 제2 낸드 게이트(ND2)로 구성된다.The write / read control unit 6-1 performs a logical operation on a first inverter for inverting a repair control signal fuse-out, and an output and a read enable signal r-en of the first inverter IV1. The first NAND gate ND1 for outputting the repair read signal repair-rd, the output of the first inverter IV1 and the write enable signal w-en, and the repair write signal repair-wrt. ) Is configured as a second NAND gate ND2.
상기 래치부(6-2)는 리페어 라이트신호(repair-wrt)에 의해 턴온되어 입력데이터를 전달하는 제1 스위치부(6-2-1)와, 리페어 라이트시 상기 제1 스위치부(6-2-1)로부터 전달된 입력데이터를 래치하는 데이터 저장부(6-2-2)와, 리페어 리드시 상기 리페어 리드신호(repair-rd)에 의해 턴온되어 상기 데이터 저장부(6-2-2)에 래치되어 있던 입력데이터를 리드출력하는 제2 스위치부(6-2-3)와, 상기 제2 스위치부(6-2-3)의 출력을 반전출력하는 제6 인버터(IV6)로 구성된다.The latch unit 6-2 is turned on by a repair write signal repair-wrt, and includes a first switch unit 6-2-1 for transferring input data, and a first switch unit 6- 6 during repair write. A data storage unit 6-2-2 for latching the input data transferred from 2-1), and the data storage unit 6-2-2 is turned on by the repair read signal repair-rd at the time of repair read; 2nd switch part 6-2-3 which read-outs the input data latched by the (), and 6th inverter IV6 which inverts and outputs the output of the said 2nd switch part 6-2-3. do.
상기 제1 스위치부(6-2-1)는 리페어 라이트신호(repair-wrt)를 반전출력하는 제2 인버터(IV2)와, 게이트로 상기 제2 인버터(IV2) 출력신호가 인가되는 엔모스형 트랜지스터와 게이트로 상기 리페어 라이트신호(repair-wrt)가 인가되는 피모스형 트랜지스터로 구성되는 제1 트랜스미션 게이트(T1)로 구성된다.The first switch unit 6-2-1 has a second inverter IV2 for inverting the repair write signal repair-wrt and an NMOS type to which the output signal of the second inverter IV2 is applied to a gate. The first transmission gate T1 includes a PMOS transistor to which the repair write signal repair-wrt is applied to the transistor and the gate.
상기 데이터 저장부(6-2-2)는 상기 제1 스위치부(6-2-1)의 출력신호를 반전출력하는 제4 인버터(IV4)와, 상기 제4 인버터(IV4)의 출력을 반전시켜 상기 제4 인버터(IV4) 입력단으로 출력하는 제5 인버터(IV5)로 구성된다.The data storage unit 6-2-2 inverts the fourth inverter IV4 for inverting and outputting the output signal of the first switch unit 6-2-1 and the output of the fourth inverter IV4. And a fifth inverter IV5 outputted to the fourth inverter IV4 input terminal.
상기 제2 스위치부(6-2-3)는 리페어 리드신호(repair-rd)를 반전출력하는 제3 인버터(IV3)와, 게이트로 상기 제3 인버터(IV3) 출력신호가 인가되는 엔모스형 트랜지스터와 게이트로 상기 리페어 리드신호(repair-rd)가 인가되는 피모스형 트랜지스터로 구성되는 제2 트랜스미션 게이트(T2)로 구성된다.The second switch unit 6-2-3 has a third inverter IV3 for inverting the repair read signal repair-rd and an NMOS type to which the output signal of the third inverter IV3 is applied to a gate. The second transmission gate T2 includes a PMOS transistor to which the repair read signal repair-rd is applied to the transistor and the gate.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 리페어 회로에 대한 동작관계를 첨부도면 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.An operation relationship of a repair circuit according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. 2 and 3 as follows.
먼저, 첨부도면 도 2에서 노멀 어드레스가 입력되는 노멀 동작시는 리페어 제어신호(fuse-out)가 하이가 되어 데이터 래치부(6)의 동작을 막고, 노멀 칼럼라인과 노멀 패스의 리드 인에이블 신호(r-en)가 인에이블되어 노멀 동작이 이루어진다.First, in the normal operation in which the normal address is input in FIG. 2, the repair control signal (fuse-out) becomes high to prevent the operation of the data latch unit 6, and the read enable signal of the normal column line and the normal path. (r-en) is enabled for normal operation.
즉, 리페어 제어신호(fuse-out)가 하이가 되면 첨부도면 도 3의 리페어 리드신호(repair-rd)와 리페어 라이트신호(repair-wrt)가 하이가 되어 제1 스위치부(6-2-1)와 제2 스위치부(6-2-3)가 턴오프되어 데이터 저장부(6-2-2)로의 데이터의 입/출력은 발생되지 않으며, 노멀 칼럼라인과 노멀 패스의 리드 인에이블 신호(r-en)가 인에이블되어 노멀 동작이 이루어진다.That is, when the repair control signal fuse-out becomes high, the repair read signal repair-rd and the repair write signal repair-wrt of FIG. 3 become high, and the first switch unit 6-2-1 becomes high. ) And the second switch unit 6-2-3 are turned off so that data input / output to the data storage unit 6-2-2 does not occur, and the lead enable signal of the normal column line and the normal path ( r-en) is enabled for normal operation.
한편, 리페어 어드레스가 입력되는 리페어 동작시는 첨부도면 도 2의 리페어 제어신호(fuse-out)가 로우가 되어 데이터 래치부(6-2)(6)를 동작시킨다.On the other hand, during a repair operation in which a repair address is input, the repair control signal (fuse-out) shown in FIG. 2 goes low to operate the data latch units 6-2 and 6.
이때, 노멀 칼럼라인도 인에이블되지만 노멀 패스의 리드 인에이블 신호(r-en)가 디세이블되므로 노멀 데이터는 리드되지 않는다.In this case, the normal column line is also enabled, but since the read enable signal r-en of the normal pass is disabled, the normal data is not read.
즉, 리페어 제어신호(fuse-out)가 로우가 되어 첨부도면 도 3의 제1 인버터(IV1) 출력은 하이가 된다.That is, the repair control signal fuse-out becomes low so that the output of the first inverter IV1 of FIG. 3 is high.
리페어 라이트 동작시는 라이트 인에이블 신호(w-en)가 하이가 되므로 제2 낸드 게이트(ND2)의 출력인 리페어 라이트신호(repair-wrt)가 로우가 되어 제1 스위치부(6-2-1)를 턴온시키고 이를 통해 입력데이터가 데이터 저장부(6-2-2)에 래치된다.Since the write enable signal w-en becomes high during the repair write operation, the repair write signal repair-wrt, which is the output of the second NAND gate ND2, becomes low, thereby causing the first switch unit 6-2-1 to become low. ) Is turned on and the input data is latched to the data storage 6-2-2.
리페어 리드 동작시는 리드 인에이블 신호(r-en)가 하이가 되므로 제1 낸드 게이트(ND1)의 출력인 리페어 리드신호(repair-rd)가 로우가 되어 제2 스위치부(6-2-3)를 턴온시키고 이를 통해 데이터 저장부(6-2-2)에 래치되어 있던 데이터가 제6 인버터(IV6)를 거쳐 리드출력된다.During the repair read operation, since the read enable signal r-en becomes high, the repair read signal repair-rd, which is an output of the first NAND gate ND1, becomes low, thereby causing the second switch unit 6-2-3 to fail. ) Is turned on and the data latched in the data storage unit 6-2-2 is read out through the sixth inverter IV6.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 기존의 리페어 셀 대신 래치회로를 사용하여 리페어 동작을 실시하므로 리던던트 칼럼라인이나 리던던트 워드라인을 띄울 필요가 없어 리페어 셀의 낭비를 막을 수 있으며, 웨이퍼상에서 리페어 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, since the present invention performs a repair operation using a latch circuit instead of a conventional repair cell, there is no need to float redundant column lines or redundant word lines, thereby preventing waste of the repair cell and improving repair efficiency on the wafer. It can increase the effect.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 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.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.
Claims (8)
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20101224 Year of fee payment: 6 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |