KR20030058256A - Flash memory device and repairing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 메모리에 관한 것으로, 특히 플래시 메모리 소자에 관한 것이며, 더 자세히는 플래시 메모리 소자의 리던던시(redundancy) 회로 및 리페어방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to semiconductor memories, and more particularly, to flash memory devices, and more particularly, to redundancy circuits and repair methods of flash memory devices.
일반적으로, 반도체 메모리 소자에서 일부 메모리 셀에 결함(defect)이 발생하는 경우에 칩이 정상적으로 동작하지 않는 문제를 구제하기 위하여, 미리 여분의 메모리 셀을 만들어 두었다가 테스트 후에 결함이 발생한 셀을 여분으로 두었던 셀로 치환하는데, 이런 경우 여분으로 둔 셀을 스페어(spare) 셀이라고 하고, 이런 치환 동작에 개입하는 회로를 리던던시 회로라고 한다.In general, in order to solve a problem in which a chip does not operate normally when a defect occurs in some memory cells in a semiconductor memory device, an extra memory cell is made in advance and a defective cell is left after the test. In this case, the spare cell is called a spare cell, and a circuit that participates in such a replacement operation is called a redundancy circuit.
일단 테스트를 통해서 불량 메모리 셀을 골라내어 그에 해당하는 어드레스를 스페어 셀의 어드레스 신호로 바꾸어 주는 프로그래밍을 내부 회로에 행하며, 이에 따라 실제 사용시에 불량 라인에 해당하는 어드레스가 입력되면 이 대신 예비 라인으로 선택이 바뀌게 된다. 프로그램 방식으로는 과전류로 퓨즈를 녹여 끊어 버리는 전기 퓨즈 방식, 레이저빔으로 퓨즈를 태워 끊어 버리는 방식, 레이저빔으로 정션을 단락시키는 방식 등이 있으며, 주로 레이저빔으로 퓨즈를 태워 끊어 버리는 방식을 사용하고 있다.Once the test is performed, the internal circuit is programmed to select the bad memory cell and replace the corresponding address with the address signal of the spare cell. Therefore, when the address corresponding to the bad line is input in actual use, it is selected as a spare line instead. Will change. The program method is an electric fuse method that melts and blows a fuse with an overcurrent, a method of burning a fuse with a laser beam, and a method of shorting a junction with a laser beam. have.
도 1은 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자의 블럭 다이어그램이다.1 is a block diagram of a flash memory device according to the prior art.
도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자는 리던던시 셀 어레이(30)를 포함하는 플래시셀 어레이부(20)와, 주소를 디코딩하여 플래시셀 어레이부(20)의 특정 워드라인을 선택하기 위한 워드라인 디코더부(10)와, 읽기 동작시 플래시셀 어레이부(20)의 노말 비트라인 또는 리던던시 비트라인의 데이터를 감지증폭하고, 프로그램 동작시 입력 데이터를 감지증폭하여 비트라인을 구동하기 위한 다수의 감지증폭기(40)와, 감지증폭기(40)로부터 출력된 데이터를 버퍼링하여 출력데이터(DATA_OUT)로 출력하고, 입력 데이터(DATA_IN)를 버퍼링하여 감지증폭기(40)로 전달하기 위한 데이터 버퍼부(80)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a flash memory device according to the related art selects a flash cell array unit 20 including a redundancy cell array 30, and decodes an address to select a specific word line of the flash cell array unit 20. For detecting and amplifying data of the normal bit line or the redundancy bit line of the flash cell array unit 20 during a read operation, and for sensing and amplifying input data during a program operation to drive the bit line. A data buffer unit for buffering the plurality of sense amplifiers 40 and the data output from the sense amplifier 40 to output the data DATA_OUT, and buffering the input data DATA_IN to the sense amplifier 40. 80 is provided.
한편, 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자는 셀 리페어를 위해 리던던시 셀 어레이(30) 외에도, 비트라인 페일이 발생한 셀의 주소를 저장하기 위한 불량주소 저장용 플래시셀 어레이부(50)와, 그로부터 불량주소를 읽어 내기 위한 불량주소용 감지증폭기 그룹(60)과, 입력된 주소를 불량주소용 감지증폭기 그룹(60)으로부터 출력된 불량주소와 비교하기 위한 비교기부(70)를 구비한다.On the other hand, the flash memory device according to the prior art, in addition to the redundancy cell array 30 for cell repair, a bad address storage flash cell array unit 50 for storing the address of the cell in which the bit line failure has occurred, and the bad address therefrom. And a comparator unit 70 for comparing the input address with a bad address outputted from the bad address detection amplifier group 60.
상기와 같은 구성을 가지는 종래의 플래시 메모리 소자는 입력된 주소가 불량주소로 판단되면 리던던시 인에이블 신호(EN)를 활성화시켜 불량주소에 해당하는 데이터를 리던던시 셀 어레이(30) 쪽으로 경로를 변경하여 프로그램이나 읽기를 수행한다.In the conventional flash memory device having the above-described configuration, when the input address is determined to be a bad address, the flash memory device activates the redundancy enable signal EN to change the path of the data corresponding to the bad address toward the redundancy cell array 30 so as to program the same. Or perform a read.
그러나, 종래기술은 불량주소 저장용 플래시셀 어레이부(50)가 플래시셀 어레이부(20)와 분리되어 공정 중 불량 발생의 원인이 되며, 불량주소의 갯수만큼의 감지증폭기가 추가적으로 필요하기 때문에 칩의 사이즈를 증가시키는 문제점이 있었다. 또한, 검사를 거친 칩이 소비자의 사용 중에 불량이 발생하는 경우 더이상 리페어가 불가능한 단점이 있었다.However, in the prior art, the flash cell array unit 50 for storing the defective address is separated from the flash cell array unit 20, causing a defect in the process, and since the number of detection amplifiers is required as many as the number of the defective addresses, the chip There was a problem to increase the size of. In addition, when a chip is inspected and a defect occurs during the use of a consumer, there is a disadvantage in that repair is no longer possible.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 공정 중 불량 발생을 줄이고, 칩의 사이즈를 줄일 수 있으며, 소비자 레벨에서리페어가 가능한 리던던시 구조를 가지는 플래시 메모리 소자 및 그의 리페어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, a flash memory device having a redundancy structure capable of reducing defects during a process, reducing the size of a chip, and capable of repair at a consumer level, and a repair method thereof. The purpose is to provide.
도 1은 종래기술에 따른 플래시 메모리 소자의 블럭 다이어그램.1 is a block diagram of a flash memory device according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플래시 메모리 소자의 블럭 다이어그램.2 is a block diagram of a flash memory device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 불량 플래시셀 리페어를 위한 흐름도.3 is a flow chart for a defective flashcell repair in accordance with the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
90 : 비교기부90: comparator donation
100 : 불량주소 레지스터100: bad address register
140 : 불량주소 저장용 플래시셀 어레이부140: flash cell array unit for storing bad address
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 노말 셀 어레이와, 리던던시 셀 어레이와, 불량주소 저장용 셀 어레이를 구비하는 플래시 메모리 소자에 있어서, 상기 불량주소 저장용 셀 어레이의 데이터를 저장하기 위한 불량주소 레지스터와, 입력된 주소와 상기 불량주소 레지스터의 데이터를 비교하고 그 결과에 따라 리던던시 인에이블 신호를 출력하기 위한 비교 수단을 구비하는 플래시 메모리 소자가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, in a flash memory device comprising a normal cell array, a redundancy cell array, and a bad address storage cell array, the data of the bad address storage cell array There is provided a flash memory device having a bad address register for storing a data, and a comparison means for comparing an input address with data of the bad address register and outputting a redundancy enable signal according to the result.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기의 플래시 메모리 소자의 셀 리페어 방법에 있어서, 상기 노말 셀 어레이에 예정된 테스트 패턴을 프로그램하는 단계; 프로그램된 상기 노말 셀 어레이를 검사하는 단계; 상기 노말 셀 어레이 중 불량 셀의 주소를 상기 불량주소 저장용 셀 어레이에 프로그램하는 단계; 프로그램된 상기 불량주소 저장용 셀 어레이를 검사하는 단계; 상기 불량주소 저장용 셀 어레이의 데이터를 상기 불량주소 레지스터에 라이트하는 단계; 불량주소에 대응하는 리던던시 셀을 프로그램하는 단계; 및 프로그램된 상기 리던던시 셀을 검사하는 단계를 포함하는 플래시 메모리 소자의 셀 리페어 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a cell repair method of a flash memory device, the method comprising: programming a predetermined test pattern in the normal cell array; Inspecting the programmed normal cell array; Programming an address of a defective cell of the normal cell array into the defective address storage cell array; Examining the programmed bad address storage cell array; Writing data of the bad address storage cell array to the bad address register; Programming a redundancy cell corresponding to the bad address; And inspecting the programmed redundancy cells.
본 발명은 불량주소 저장용 플래시셀 어레이를 노말 플래시셀 어레이에 포함시키고, 불량주소 저장용 플래시셀 어레이의 데이터(불량주소)를 불량주소 레지스터에 저장함으로써 소프트웨어적인 방식으로 플래시셀의 불량 구제가 가능하도록 하였다. 이 경우, 불량주소 저장용 플래시셀 어레이를 별도로 두지 않기 때문에 공정 중 불량 발생 가능성을 줄일 수 있으며, 불량주소용 감지증폭기를 별도로 두지 않아도 되므로 칩의 사이즈를 줄일 수 있다. 한편, 소프트웨어적인 리페어 방식을 도입함으로써 소비자가 직접 리페어를 수행할 수 있게 된다.The present invention includes a flash cell array for storing a defective address in a normal flash cell array, and stores the data (bad address) of the defective address storing flash cell array in a bad address register, thereby enabling a defective remedy of a flash cell in a software manner. It was made. In this case, since there is no separate flash cell array for storing the defective address, the possibility of defects can be reduced during the process, and the size of the chip can be reduced because the sensing amplifier for the defective address is not required. On the other hand, by introducing a software repair method, consumers can perform repairs directly.
이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be introduced in order to enable those skilled in the art to more easily carry out the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플래시 메모리 소자의 블럭 다이어그램이다.2 is a block diagram of a flash memory device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 플래시 메모리 소자는 리던던시 셀 어레이(130)와 불량주소 저장 플래시셀 어레이부(140)를 포함하는 플래시셀 어레이부(120)와, 주소를 디코딩하여 플래시셀 어레이부(120)의 특정 워드라인을 선택하기 위한 워드라인 디코더부(110)와, 읽기 동작시 플래시셀 어레이부(120)의 노말 비트라인 또는 리던던시 비트라인의 데이터를 감지증폭하고, 프로그램 동작시 입력 데이터를 감지증폭하여 비트라인을 구동하기 위한 다수의 감지증폭기(150)와, 감지증폭기(150)로부터 출력된 데이터를 버퍼링하여 출력 데이터(DATA_OUT)로 출력하고, 입력 데이터(DATA_IN)를 버퍼링하여 감지증폭기(150)로 전달하기 위한 데이터 버퍼부(160)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the flash memory device according to the present embodiment may include a flash cell array unit 120 including a redundancy cell array 130 and a bad address storage flash cell array unit 140, and a flash cell by decoding an address. The word line decoder 110 for selecting a specific word line of the array unit 120, and detects and amplifies data of the normal bit line or the redundancy bit line of the flash cell array unit 120 during a read operation, and during a program operation. A plurality of sense amplifiers 150 for driving the bit lines by sensing and amplifying the input data, buffers the data output from the sense amplifier 150 and outputs them as output data DATA_OUT, and buffers the input data DATA_IN It is provided with a data buffer unit 160 for transmitting to the sense amplifier 150.
한편, 본 실시예에 따른 플래시 메모리 소자는 셀 리페어를 위해, 앞서 언급한 비트라인 페일이 발생한 셀의 주소를 저장하기 위한 불량주소 저장용 플래시셀 어레이부(120) 및 리던던시 셀 어레이(130) 외에도, 불량주소 저장용 플래시셀 어레이부(140)의 데이터(불량주소)를 저장하기 위한 불량주소 레지스터(100)와, 불량주소 레지스터(100)의 정보와 입력된 주소를 비교하기 위한 비교기부(90)를 구비한다.On the other hand, the flash memory device according to the present embodiment, in addition to the defective address storage flash cell array unit 120 and the redundancy cell array 130 for storing the address of the cell in which the above-mentioned bit line fail for cell repair. And a bad address register 100 for storing data (bad address) of the flash cell array unit 140 for storing a bad address, and a comparator unit 90 for comparing the information of the bad address register 100 with the input address. ).
도 3은 본 발명에 따른 불량 플래시셀 리페어를 위한 흐름도로서, 이하 이를 참조하여 상기 도 2에 도시된 플래시셀의 리페어 과정을 설명한다.3 is a flowchart illustrating a repair of a defective flash cell according to the present invention. Hereinafter, the repair process of the flash cell shown in FIG. 2 will be described with reference to the flowchart.
도 3을 참조하면, 우선 플래시셀 어레이부(140)에 예정된 테스트 패턴을 프로그램하고(31), 플래시셀 어레이부(140)에 대한 검사를 실시한다(32). 이후, 불량(페일) 여부를 체크하여(33), 불량이 발생하지 않은 경우에는 양호 칩으로 분류하고(41), 불량이 발생한 경우에는 불량이 발생한 주소를 불량주소 저장용 플래시셀 어레이부(140)에 프로그램한다(34).Referring to FIG. 3, first, a predetermined test pattern is programmed into the flash cell array unit 140 (31), and the flash cell array unit 140 is inspected (32). After that, it is checked whether there is a failure (fail) (33), and if a failure does not occur, it is classified as a good chip (41). If a failure occurs, the defective address is stored in the flash cell array unit 140 for storing a defective address. (34).
다음으로, 프로그램된 불량주소 저장용 플래시셀 어레이부(140)를 리드하여 불량주소가 제대로 프로그램되었는지를 검사한다(35). 이후, 패스 여부를 체크하여(36), 패스가 아닌 경우에는 불량 칩으로 분류하고(42), 패스인 경우에는 불량주소 저장용 플래시셀 어레이부(140)의 데이터(불량주소)를 불량주소 레지스터(100)에 라이트 한다(37).Next, the programmed defective address storage flash cell array unit 140 is read to check whether the defective address is correctly programmed (35). Thereafter, the path is checked (36), and if it is not a pass, it is classified as a bad chip (42). In the case of a pass, data (bad address) of the flash cell array unit 140 for storing a bad address is stored as a bad address register. (100) (37).
계속하여, 불량주소에 대응하는 리던던시 셀을 프로그램하고(38), 해당 리던던시 셀을 검사한다(39). 이후, 패스 여부를 체크하여(40) 패스이면 양호칩으로 분류하고(41), 패스가 아니면 불량칩으로 분류한다(42).Subsequently, a redundancy cell corresponding to the bad address is programmed (38), and the redundancy cell is checked (39). After that, it checks whether or not the pass (40) is classified as a good chip (41), and if it is not a pass (42).
이때, 불량주소에 대응하는 리던던시 셀을 프로그램하는 경우, 주소가 입력되면 비교기부(90)는 이를 불량주소 레지스터(100)에 저장된 데이터(불량주소)와 비교하여 불량주소와 일치함에 따라 리던던시 인에이블 신호(EN)를 활성화시키고, 리던던시 셀 어레이(130)로 프로그램 경로가 변경되도록 한다. 또한, 불량주소에 대응하는 리던던시 셀을 검사하는 경우에도, 상기와 같은 과정을 통해 리던던시 인에이블 신호(EN)가 활성화되어 리던던시 셀 어레이(130)로 리드 경로가 변경된다.In this case, when a redundancy cell corresponding to a bad address is programmed, when an address is input, the comparator 90 compares it with data (bad address) stored in the bad address register 100 so that redundancy is enabled. The signal EN is activated, and the program path is changed to the redundancy cell array 130. In addition, even when the redundancy cell corresponding to the bad address is inspected, the redundancy enable signal EN is activated through the above process, and the read path is changed to the redundancy cell array 130.
본 발명의 플래시 메모리를 사용하는 MCU는 주 프로그램에 불량주소 저장용 플래시셀 어레이부(140)를 리드한 후 불량주소 저장 플래시셀의 데이터(불량주소)를 불량주소 레지스터(100)에 라이트하는 과정을 추가하면 이후에는 자동으로 불량 플래시셀을 리던던시 셀 어레이(130)로 변경하여 프로그램 및 리드 동작을 수행한다.The MCU using the flash memory of the present invention reads the bad address storage flash cell array unit 140 into the main program and then writes the data (bad address) of the bad address storage flash cell to the bad address register 100. After the addition, the defective flash cell is automatically changed to the redundancy cell array 130 to perform a program and read operation.
전술한 바와 같이 본 발명은 불량주소 저장용 플래시셀 어레이를 별도로 두지 않기 때문에 공정 중 불량 발생 가능성을 줄일 수 있으며, 불량주소용 감지증폭기를 별도로 두지 않아도 되므로 칩의 사이즈를 줄일 수 있다. 한편, 소프트웨어적인 리페어 방식을 도입함으로써 소비자가 직접 리페어를 수행할 수 있게 된다.As described above, since the present invention does not provide a separate flash cell array for storing a defective address, a possibility of a defect may be reduced during the process, and the size of the chip may be reduced since a separate detection amplifier for the defective address is not required. On the other hand, by introducing a software repair method, consumers can perform repairs directly.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
전술한 본 발명은 공정 중 불량 발생 가능성을 줄일 수 있으며, 칩의 사이즈를 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면 소비자가 직접 플래시 메모리를 리페어하는 것이 가능하기 때문에 플래시 메모리의 수명을 연장시킬 수 있다.The present invention described above can reduce the possibility of failure during the process, there is an effect that can reduce the size of the chip. In addition, according to the present invention, since it is possible for the consumer to repair the flash memory directly, the life of the flash memory can be extended.
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