KR20070058879A - Semiconductor memory device for controlling e-fuse cutting by mrs, and controlling method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면에 대한 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
도 1은 이퓨즈 회로를 포함하는 종래의 반도체 메모리 장치의 블록도를 나타낸다.1 shows a block diagram of a conventional semiconductor memory device including an e-fuse circuit.
도 2는 종래의 하나의 이퓨즈 아이템(Item)을 나타내는 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating one conventional e-fuse item.
도 3은 본 발명에 따른 이퓨즈를 커팅하는 반도체 메모리 장치에 대한 블록도을 나타내고 있다.3 is a block diagram of a semiconductor memory device for cutting an e-fuse according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 하나의 이퓨즈 아이템을 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating one e-fuse item according to the present invention.
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로서, 특히 메모리 장치 내부의 주변회로에 위치하는 MRS를 이용하여 이퓨즈(Electrical fuse)의 커팅을 제어하는 반도체 메모리 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device for controlling cutting of an electric fuse using an MRS located in a peripheral circuit inside a memory device, and a method of controlling the same.
반도체 메모리 장치에서는 퓨즈를 결함구제회로(Redundancy)에서 사용 할 뿐만 아니라 AC/DC 특성의 최적화(Optimize)를 위한 옵션(Option)설계에 퓨즈를 이용한다. 위와 같이 이용되는 퓨즈는 그 커팅 시점 및 방법에 따라 레이저 퓨즈 및 이퓨즈로 나누어 진다. In semiconductor memory devices, not only fuses are used in redundancy circuits, but also fuses are used for option design for optimizing AC / DC characteristics. The fuse used as above is divided into laser fuse and e-fuse according to the cutting time and method.
일반적으로, 레이저 퓨즈는 소자를 패키징하기 전에 웨이퍼 레벨에서 커팅되는 퓨즈이다. 이퓨즈(E-fuse)는 다량의 전류를 순간적으로 흘려 줌으로서 커팅될 수 있는 퓨즈이다. 테스트 후 그 결과의 피드 백을 다시 웨이퍼 단에서만 적용시켜서 패키징할 수 있는 레이저 퓨즈에 비해, 이퓨즈는 패키징 후에도 적용할 수 있어 사용하기 편리하며 시간을 절약할 수 있다는 장점이 있다.Generally, laser fuses are fuses that are cut at the wafer level before packaging the device. E-fuse is a fuse that can be cut by instantaneously flowing a large amount of current. Compared to laser fuses that can be packaged by applying the resulting feedback back to the wafer stage after testing, eFuse has the advantage of being easy to use and saves time, even after packaging.
도 1은 종래의 반도체 메모리 장치(100)의 블록도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, MRS 레지스터부(110)는 소정의 MRS 코드를 저장한다. MRS 코드는 DRAM과 같은 반도체 메모리 장치의 정상 동작 여부 등을 테스트할 때 사용되는 디지털 코드로서, 반도체 메모리 장치의 일정 핀들을 통하여 MRS 레지스터에 저장되는 코드를 말한다. 1 shows a block diagram of a conventional
퓨즈 컷 신호 발생부(120)는 MRS 레지스터부(110)에 저장된 MRS 코드를 이용하여 퓨즈 컷 신호(Fuse cut signal, FCS)를 발생한다. 프리 퓨즈 컷 신호 발생부(130)는 MRS 레지스터부(110)의 MRS 활성화 신호(MRS_EN)를 이용하여 프리 퓨즈 컷 신호(Pre-fuse cut signal, PFCS)를 발생한다. 퓨즈 컷 신호(FCS)와 프리 퓨즈 컷 신호(PFCS)는 도 2를 참조하여 후술한다.The fuse
다만, 상기 퓨즈 컷 신호 발생부(120)와 프리 퓨즈 컷 신호 발생부(130)는 이퓨즈부(140)를 제어하기 위한 신호들(FCS, PFCS)을 발생하지만, 종래의 반도체 장치는 이퓨즈가 적용되는 각각의 퓨즈 아이템(Item)의 수만큼 퓨즈 컷 신호 발생부(120)와 프리 퓨즈 컷 신호 발생부(130)를 필요하게 되어 면적을 많이 차지하는 문제점이 있다. However, the fuse cut
도 2은 종래의 도 1의 이퓨즈부(140)에 구비되는 복수의 이퓨즈 아이템들 중 하나의 아이템에 관한 회로도이다. 도 2를 참조하면, 이퓨즈 아이템(200)은 퓨즈(210), 저항(R), 엔모스 트랜지스터(N5) 및 래치(220)를 구비한다. 저항(R)은 퓨즈(210)에 비해 일반적으로 수십 배 큰 저항 값을 갖는다. 엔모스 트랜지스터(N%)는 대량의 전류를 접지 전압으로 흐려주는 용량이 큰 트랜지스터이다. FIG. 2 is a circuit diagram illustrating one item of a plurality of e-fuse items included in the
이퓨즈 아이템(200)의 동작을 설명하면, 프리 퓨즈 컷 신호(PFCS)는 발생된 후, 먼저 래치(220)의 초기치 계수를 조정한다. 초기치 계수 조정 후에, 프리 퓨즈 컷 신호(PFCS)가 로직 로우(Low)레벨을 유지한 상태에서, 퓨즈 컷 신호(FCS)가 로직 하이레벨이 되면 엔모스 트랜지스터(N5)는 턴온이 된다. 이에 따라 저항(R)과 대비하여 상대적으로 저항 값이 작은 퓨즈(210) 측의 경로로 전류가 흐르게 되어 퓨즈가 커팅된다. Referring to the operation of the
즉 종래의 이퓨즈 아이템은 각각의 이퓨즈 아이템(200)에 대해 프리 퓨즈 컷 신호(PFCS)와 퓨즈 컷 신호(FCS)가 필요하다. 따라서 각각의 이퓨즈 아이템들을 제어하기 위한 로직 회로의 면적이 커지는 문제점이 있다.That is, the conventional e-fuse item requires a pre-fuse cut signal PFCS and a fuse cut signal FCS for each
따라서 본 발명의 기술적 과제는 이퓨즈 아이템들을 제어하기 위한 로직 회 로의 면적을 최소화하기 위해 MRS를 이용하여 이퓨즈(Electrical fuse) 커팅을 제어하는 반도체 메모리 장치를 제안하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to propose a semiconductor memory device that controls electric fuse cutting using MRS to minimize the area of a logic circuit for controlling e-fuse items.
본 발명의 다른 기술적 과제는 MRS를 이용하여 이퓨즈 커팅을 제어하는 방법을 제안하는 것이다.Another technical problem of the present invention is to propose a method for controlling e-fuse cutting using MRS.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 MRS(Mode register set) 코드를 저장하는 MRS 레지스터부, 저장된 MRS 코드를 이용하여 이퓨즈(Electrical fuse)의 사용여부를 알려주는 이퓨즈 마스터 신호(E-fuse master signal)를 발생하는 이퓨즈 마스터 신호 발생부, 저장된 MRS 코드와 상기 이퓨즈 마스터 신호를 이용하여 로직 신호를 발생시키는 로직 신호 발생부, MRS 레지스터부의 MRS 활성화 신호를 이용하여 프리 퓨즈 컷 신호(Pre fuse cut signal)를 발생하는 프리 퓨즈 컷 신호 발생부 및 상기 로직 신호와 상기 프리 퓨즈 컷 신호에 의해 제어되어 커팅되는 이퓨즈부를 구비하는 것을 특징한다.The semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem to inform the use of the electronic fuse using the MRS register unit for storing the MRS (Mode register set) code, the stored MRS code An E-fuse master signal generator for generating an E-fuse master signal, a logic signal generator for generating a logic signal using the stored MRS code and the e-fuse master signal, and an MRS activation signal for the MRS register And a pre-fuse cut signal generator for generating a pre-fuse cut signal, and an e-fuse part controlled and cut by the logic signal and the pre-fuse cut signal.
상기 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 이퓨즈부에 연결되어, 메인 셀을 예비적으로 대체하는 결함구제회로(Redandancy)를 더 구비할 수 있다.The semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention may further include a redundancy circuit connected to an e-fuse part and preliminarily replacing the main cell.
바람직하게는, 상기 반도체 메모리 장치의 로직 신호 발생부는 상기 MRS 코드와 상기 이퓨즈 마스터 신호를 논리곱(AND)하는 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, the logic signal generator of the semiconductor memory device may be ANDed the MRS code and the e-fuse master signal.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 따른 이퓨즈를 커팅(Cutting)하는 제어방법은 MRS 레지스터부에 MRS 코드를 저장하는 단계, 저장된 MRS 코드를 이용하여 이퓨즈의 사용여부를 알려주는 이퓨즈 마스터 신호를 발생하 는 단계, 저장된 MRS 코드와 상기 이퓨즈 마스터 신호를 이용하여 로직 신호를 발생시키는 로직 신호 발생 단계, MRS 레지스터부의 MRS 활성화 신호를 이용하여 프리 퓨즈 컷 신호를 발생 하는 단계 및 상기 로직 신호와 상기 프리 퓨즈 컷 신호를 이용하여 이퓨즈를 커팅하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control method of cutting an e-fuse according to an embodiment of the present invention, the method comprising: storing an MRS code in an MRS register and informing whether the e-fuse is used using the stored MRS code. Generating a master signal, generating a logic signal using the stored MRS code and the eFuse master signal, generating a pre-fuse cut signal using the MRS activation signal of the MRS register, and the logic signal And cutting the e-fuse using the pre-fuse cut signal.
상기 본 발명의 따른 제어방법은 상기 MRS 레지스터부에 MRS 코드를 저장하는 단계에 있어 MRS의 테스트 모드(Test Mode)를 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다.The control method according to the present invention may be characterized by using a test mode of the MRS in the step of storing the MRS code in the MRS register.
바람직하게는, 상기 제어방법의 로직 신호 발생 단계는 상기 MRS 코드와 상기 이퓨즈 마스터 신호를 논리곱(AND)하는 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, the logic signal generation step of the control method may be characterized in that the AND of the MRS code and the e-fuse master signal (AND).
따라서 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 이퓨즈 아이템들을 제어하기 위한 로직 회로의 면적을 최소화하는 효과가 있다.Therefore, the semiconductor memory device according to the present invention has an effect of minimizing the area of logic circuits for controlling e-fuse items.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(300)를 나타내는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 반도체 메모리 장치는 MRS 레지스터부(310), 이퓨즈 마스터 신호 발생부(320), 로직 신호 발생부(330), 프리 퓨즈 컷 신호 발생부(340), 이퓨즈부(350)을 구비하며, 결함구제회로(360)를 더 구비할 수 있다. 3 is a block diagram illustrating a
MRS 레지스터부(310)는 MRS 코드를 저장한다. 이퓨즈 마스터 신호 발생부(320)는 저장된 MRS 코드를 이용하여 이퓨즈의 사용 여부를 결정하는 이퓨즈 마스터 신호(E-fuse master signal, EMS)를 발생한다. 본 발명에서 이퓨즈 마스터 신호 발생부는 이퓨즈 아이템들 모두의 사용 여부를 결정하므로, 1개만 있으면 된다. The MRS register 310 stores an MRS code. The e-fuse
로직 신호 발생부(330)는 MRS 레지스터부에 저장된 MRS 코드와 이퓨즈 마스터 신호(EMS)를 이용하여 로직 신호(LS)를 발생시킨다. 일례로 로직 신호 발생부는 저장된 MRS 코드와 이퓨즈 마스터 신호(EMS)를 논리곱(AND)하여 로직 신호(LS)를 발생시킬 수 있다. 프리 퓨즈 컷 신호 발생부(340)는 MRS 레지스터부(310)의 MRS 활성화 신호(MRS_EN)를 이용하여 프리 퓨즈 컷 신호(Pre-fuse cut signal, PFCS)를 발생한다. The
이퓨즈부(320)는 로직 발생부의 로직 신호(LS)와 프리 퓨즈 컷 신호 발생부의 프리 퓨즈 컷 신호(PFCS)에 의해 제어되어 커팅된다. 결함구제회로(Redandancy, 360)의 예비 셀은 이퓨즈가 커팅되면, 메인 셀 중 결함이 있는 해당 셀을 대체하게 된다.The
도 4는 본 발명에 따른 도 3의 이퓨즈부(350)에 구비되는 복수의 이퓨즈 아이템들 중 하나의 아이템에 관한 회로도이다. 도 2와 대비하여 비교하면, 논리곱 로직(AND Logic)으로 구현된 로직 신호 발생부(430)와 이퓨즈 마스터 신호(EMS)가 추가 되었고, 종래의 퓨즈 컷 신호(FCS, 도 2)는 대체되어 나타나지 않는다. FIG. 4 is a circuit diagram of one item of a plurality of e-fuse items included in the
도 4를 참조하면, 프리 퓨즈 컷 신호(PFCS)가 로직 로우레벨을 유지한 상태에서, 이퓨즈 마스터 신호(EMS)와 MRS 코드를 이용하여 로직 신호 발생부(430)가 로직 하이레벨의 로직 신호(LS)를 출력하면, 저항(R)과 대비하여 상대적으로 저항 값이 작은 퓨즈(410) 측의 경로로 전류가 갑자기 흐르게 되어 퓨즈(410)를 녹이는 원리이다. Referring to FIG. 4, in a state where the pre-fuse cut signal PFCS maintains a logic low level, the
본 발명에 따른 도 3과 도 4는 종래 사용되어지던 MRS 코드와 MRS 신호를 이용하고, 새로이 추가된 이퓨즈 마스터 신호부가 1개로서 전체 이퓨즈 아이템의 이퓨즈 사용 여부를 알려주기 때문에, 이퓨즈 적용 아이템 각각에 대해 로직이 추가 되는 기존 안에 비해 면적부담이 크게 줄어든다. 3 and 4 according to the present invention uses a conventional MRS code and MRS signal, and the newly added e-fuse master signal unit as one tells whether to use the e-fuse of the entire e-fuse item, The area burden is significantly reduced compared to the existing inside where logic is added for each applied item.
이상에서는 도면에 도시된 구체적인 실시예를 참고하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자라면 이로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.In the above described the present invention with reference to the specific embodiment shown in the drawings, but this is only an example, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains various modifications and variations therefrom.
따라서 본 발명의 보호 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등 및 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 보호 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the protection scope of the present invention should be interpreted by the claims to be described later, and all technical ideas within the equivalent and equivalent ranges should be construed as being included in the protection scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른, MRS를 이용하여 이퓨즈(Electrical fuse)의 커팅을 제어하는 반도체 메모리 장치에 의하여, 이퓨즈 아이템들을 제어하기 위한 로직 회로의 면적을 최소화하는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, the semiconductor memory device which controls the cutting of the electric fuse using the MRS has an effect of minimizing the area of the logic circuit for controlling the items of the fuse.
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