KR20080099976A

KR20080099976A - 퓨즈 박스 및 그의 레이아웃 방법

Info

Publication number: KR20080099976A
Application number: KR1020070045948A
Authority: KR
Inventors: 김영수
Original assignee: 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-11-14

Abstract

본 발명은 반도체 장치 및 그의 레이아웃 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리페어 장치의 퓨즈 박스에 관하여 개시한다. 개시된 본 발명의 퓨즈 박스는 서로 다른 용도를 갖는 최소한 둘 이상의 퓨즈 블록을 포함하고, 각 퓨즈 블록은 갖은 용도를 갖는 다수의 퓨즈들을 포함하며, 상기 각 퓨즈 간의 피치는 상기 퓨즈의 용도에 따라 다르게 적용됨을 특징으로 하며, 퓨즈 박스의 면적을 개선하고, 리페어 불량을 감소하는 효과가 있다.

Description

퓨즈 박스 및 그의 레이아웃 방법{FUSE BOX AND METHOD OF LAYOUT FOR THE FUSE BOX}

도 1은 일반적인 리페어 장치의 퓨즈 박스 레이아웃도.

도 2는 본 발명의 설명을 위한 일반적인 리페어 장치의 블록도.

도 3은 도 2의 퓨즈 블록에 대응되는 회로도.

도 4는 도 2의 비교 블록에 대응되는 회로도.

도 5는 도 2의 조합 블록에 대응되는 회로도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 리페어 장치의 퓨즈 박스 레이아웃도.

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 퓨즈 박스 및 그의 레이아웃 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 메모리 장치의 리페어(Repair)는 결함이 발생한 메모리 셀을 미리 설치해 둔 예비 메모리 셀로 대체시켜 수율을 향상시키는 방법으로, 로우 또는 컬럼 단위로 수행된다.

리페어 방법은 전도성 물질로 만들어진 퓨즈들에 로우 또는 컬럼 어드레스 비트를 부여하고, 결함이 발생한 셀의 로우 또는 컬럼 어드레스에 대응되는 퓨즈를 레이저로 블로잉(Blowing)하여 퓨즈에 리페어 어드레스를 저장하고, 입력되는 어드레스와 리페어 어드레스를 비교하여 일치하는 경우, 리던던시 어드레스 인에이블 신호를 인에이블시켜 리던던시 경로(Redundancy Path)를 인에이블시키고, 정상 컬럼 경로(Nomal Column Path)를 디스에이블시키는 방식으로 이루어진다.

이하, 동일한 부재에는 동일한 참조 번호를 부여한다.

도 1을 참조하면, 일반적으로 리페어 장치는 퓨즈 박스에 상기의 퓨즈들을 모아 놓는데, 퓨즈 박스에 배치되는 이들 퓨즈들은 크게 인에이블 퓨즈들을 모아 놓은 인에이블 퓨즈 블록(2)과 어드레스 퓨즈들을 모아 놓은 어드레스 퓨즈 블록들(4)로 구분되고, 인에이블 퓨즈 블록(2)의 퓨즈들(F0 ~ F15)은 실제 리페어를 인에이블시킬 때 사용되며, 각 어드레스 퓨즈 블록(4)의 퓨즈들(F0 ~ F15)은 불량 셀의 어드레스 정보를 담고 있다. 각 퓨즈 블록(2,4)에 배치된 퓨즈들(F0 ~ F15)은 2단 이상의 적층 구조를 이루며, 퓨즈 간에는 퓨즈를 레이저로 끊을 때 인접한 퓨즈에 공격(Attack)을 주지 않도록 일정한 피치(Pitch ; D)를 유지하는데, 이러한 퓨즈 간의 피치(D)는 레이저 장치의 성능에 의해 결정되므로 퓨즈가 사용되는 용도에 구분없이 동일한 피치(D)를 갖는다.

한편, 반도체 기술이 고집적화되면서 반도체를 구성하는 장치들의 면적은 줄어드는 반면, 반도체 면적의 10% 이상을 차지하는 퓨즈 박스의 면적은 줄어들지 않아 반도체 고집적화에 걸림돌이 되고 있다. 특히, 퓨즈가 사용되는 용도에 구분 없이 동일하게 레에이웃되는 퓨즈 간의 피치(D)는 퓨즈 박스의 면적 감소를 더욱 어 렵게 한다.

따라서, 본 발명의 목적은 퓨즈가 사용되는 용도에 따라 서로 다른 퓨즈 피치를 갖도록 레이아웃하여 면적을 개선하는 퓨즈 박스 레이아웃 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상대적으로 중요한 용도로 사용되는 퓨즈들의 피치를 증가시켜 마진을 더 확보하여 리페어 불량을 감소시키는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 퓨즈 박스는 서로 다른 용도를 갖는 최소한 둘 이상의 퓨즈 블록을 포함하고, 각 퓨즈 블록은 같은 용도를 갖는 다수의 퓨즈들을 포함하며, 상기 각 퓨즈 간의 피치는 상기 퓨즈의 용도에 따라 다르게 적용됨을 특징으로 한다.

상기 퓨즈 블록은 인에이블용과 어드레스용으로 구분되며, 상기 인에이블용 퓨즈 간의 피치는 상기 어드레용 퓨즈 간의 피치 보다 큰 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 퓨즈 박스 레이아웃 방법은 리페어 동작을 인에이블시키는 인에이블 퓨즈 신호를 출력하는 인에이블 퓨즈 간의 피치를 불량 셀의 어드레스에 대응되는 리페어 어드레스 정보를 저장하는 어드레스 퓨즈 간의 피치보다 크게 레이아웃됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 퓨즈 박스에 배치되는 퓨즈들의 용도, 즉 퓨즈가 수행하는 역할에 따라 서로 다른 퓨즈 피치를 갖게 함으로써, 퓨즈 박스의 면적을 개선하고 리페어 불량을 감소시키는 퓨즈 박스 및 그의 레이아웃 방법을 개시한다.

이하, 본 발명은 설명의 편의상 16개의 셀 블록을 리페어하는 컬럼 리페어 퓨즈 장치에서 셀 블록<1>의 컬럼 어드레스 AY<2:9> "11001010"을 리페어하는 경우를 예를 들어 설명한다.

도 2를 참조하면, 컬럼 리페어 장치는, 인에이블 퓨즈 블록(2), 다수의 어드레스 퓨즈 블록들(4), 다수의 비교 블록들(6) 및 조합 블록(8)을 구비한다.

인에이블 퓨즈 블록(2)은 초기화 신호 WLCBYF에 의해 초기화되고, 블록 선택 어드레스 XMATYF<0:15> 중 하나라도 하이 레벨이면 컬럼 퓨즈 인에이블 신호 YREN를 발생하여 어드레스 퓨즈 블록들(4) 및 조합 블록(8)을 인에이블시킨다.

어드레스 퓨즈 블록들(4)은 컬럼 어드레스에 해당하는 다수의 퓨즈를 포함하고, 블록 선택 어드레스 XMATYF<0:15>가 하이 레벨일 때 해당하는 퓨즈를 끊는다(Blowing).

비교 블록들(6)은 어드레스 퓨즈 블록들(4)에서 출력되는 퓨즈 정보인 컬럼 리페어 어드레스 YRA<2:9>와 외부 컬럼 어드레스 AY<2:9>를 각각 비교하여 동일한 경우 해당하는 비교 신호 YRHIT<2:9>를 하이 레벨로 인에이블시킨다.

조합 블록(8)은 비교 신호 YRHIT<2:9>와 컬럼 퓨즈 인에이블 신호 YREN이 모두 하이 레벨로 인에이블되면 리던던시 컬럼 어드레스 인에이블 신호 SYEB를 로우 레벨로 인에이블시켜 리던던시 경로(Redundancy Path)를 인에이블시키고 정상 컬럼 경로(Nomal Column Path)를 디스에이블시킨다.

도 3을 참조하면, 각 어드레스 퓨즈 블록(4)은 퓨즈부(10), 스위치부(12) 및 퓨즈 제어부(14)를 구비한다.

퓨즈부(10)는 일단이 공통 노드(18)에 접속되며 블록 선택 어드레스 XMATYF<0:15>에 대응되는 다수의 퓨즈들(F0 ~ F15)을 포함하고, 하이 레벨의 블록 선택 어드레스 XMATYF<1>에 해당하는 퓨즈(F1)를 끊는다.

스위치부(12)는 퓨즈들(F0 ~ F15)에 일대일로 대응되는 NMOS 트랜지스터들(N0 ~ N15)을 포함하고, 블록 선택 어드레스 XMATYF<0:15>에 따라 퓨즈들(F0 ~ F15)을 각각 선택적으로 접지단에 접속한다.

퓨즈 제어부(14)는 뱅크 액티브 시 하이 레벨로 설정되는 초기화 신호 WLCBYF에 따라 공통 노드(18)를 하이 레벨 VDD로 초기화하는 PMOS 트랜지스터(P1)와 공통 노드(18)의 전위를 래치하는 래치부(19) 및 래치된 전위를 반전 구동하여 컬럼 리페어 어드레스 YRA를 출력하는 인버터(IV1)를 구비한다.

인에이블 퓨즈 블록(2)은 어드레스 퓨즈 블록(4)과 동일하게 구성되며, 컬럼 인에이블 퓨즈 신호 YREN를 출력한다.

도 4를 참조하면, 비교 블록(6)은 컬럼 리페어 어드레스 YRA에 의해 제어되어 외부 컬럼 어드레스 AY를 비교 신호 YRHIT로 출력하는 패스 게이트(PG)와 외부 컬럼 어드레스 AY를 반전시켜 비교 신호 YRHIT로 출력하는 인버터(22)를 구비한다.

즉, 패스 게이트(PG)는 컬럼 리페어 어드레스 YRA가 하이 레벨일 때 외부 컬럼 어드레스 AY를 비교 신호 YRHIT로 출력하고, 인버터(22)는 컬럼 리페어 어드레스 YRA가 로우 레벨일 때 외부 컬럼 어드레스 AY를 반전시켜 비교 신호 YRHIT로 출 력한다.

다시말해, 비교 블록(6)은 퓨즈 정보인 컬럼 리페어 어드레스 YRA와 외부 컬럼 어드레스 AY가 동일한 경우 비교 신호 YRHIT을 하이 레벨로 인에이블시키는 익스클로시브 노아(XNOR) 로직을 수행한다.

도 5를 참조하면, 조합 블럭(8)은 비교 신호 YRHIT<2:9>와 컬럼 인에이블 퓨즈 신호 YREN을 낸드결합하는 낸드게이트(NAND1, NAND2, NAND3)와, 낸드게이트(NAND1, NAND2, NAND3)의 출력을 노아결합하는 노아게이트(NOR) 및 노아게이트(NOR)의 출력을 반전 구동하여 리던던시 컬럼 어드레스 인에이블 신호 SYEB를 출력하는 인버터(IV2)를 구비한다.

조합 블록(8)은 모든 입력 신호 YRHIT<2:9>, YREN가 모두 하이 레벨로 인에이블될 때 리던던시 컬럼 어드레스 인에이블 신호 SYEB를 로우 레벨로 인에이블시켜 리던던시 경로(Redundancy Path)를 인에이블시키고 정상 컬럼 경로(Nomal Column Path)를 디스에이블시킨다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 컬럼 리페어 장치의 퓨즈 박스는, 인에이블 퓨즈 블록(2)과 어드레스 퓨즈 블록들(4)이 배치되며, 이들 각각은 블록 선택 어드레스 XMATYF<0:15>에 대응되는 16개의 퓨즈들(F0 ~ F15)이 3단으로 적층된 구조를 갖는다.

여기서, 인에이블 퓨즈 블록(2)에 배치된 퓨즈 간의 피치(D1)는 어레이 퓨즈 블록들(4)에 배치된 퓨즈 간의 피치(D2)보다 크게 레이아웃되며, 인에이블 퓨즈 블록(2)에 배치된 퓨즈 간의 피치(D1)는 퓨즈를 레이저로 끊을 때 인접한 퓨즈에 영 향(Attack)을 주지 않는 범위로 정해진다.

이는, 어드레스 퓨즈 블록들(4)에 배치된 목표 어드레스에 해당하는 퓨즈(F1)를 레이저 블로잉시 인접한 퓨즈(F2)가 손상되더라도, 인에이블 퓨즈 블록(2)에 배치된 퓨즈(F2)가 손상되지 않는다면 리페어 동작이 정상적으로 이루어지는 반면, 역으로 인에이블 퓨즈 블록(2)에 배치된 퓨즈(F2)가 손상되는 경우 리페어 동작이 정상적으로 이루어지지 않음을 고려하여, 인에이블 퓨즈 블록(2)에 배치된 퓨즈 간의 피치(D1)와 어레이 퓨즈 블록들(4)에 배치된 퓨즈 간의 피치(D2)를 서로 다르게 레이아웃 한 것이다.

구체적으로 살펴보면, 정상적인 경우, 셀 블록<1>의 컬럼 어드레스 AY<2:9> "11001010"을 리페어하기 위해 퓨즈 박스는 인에이블 퓨즈 블록(2)과 하이 레벨의 컬럼 어드레스 AY<2,3,6,8>에 대응되는 어드레스 퓨즈 블록들(4)에서 퓨즈(F1)를 끊는다.

즉, 셀 블록<1>에 대응되는 블록 선택 어드레스 XMATYF<1>가 하이 레벨이고, 하이 레벨의 블록 선택 어드레스 XMATYF<1>에 대응되는 퓨즈(F1)가 컷팅된다.

따라서, 인에이블 퓨즈 블록(2)은 하이 레벨의 컬럼 인에이블 퓨즈 신호 YREN을 출력하고, 어드레스 퓨즈 블록들(4)은 컬럼 어드레스 AY<2,3,6,8>에 대응되는 컬럼 리페어 어드레스 YRA<2,3,6,8>를 하이 레벨로 출력하고, 컬럼 어드레스 AY<4,5,7,9>에 대응되는 컬럼 리페어 어드레스 YRA<4,5,7,9>를 로우 레벨로 출력한다.

그리고, 비교 블록(6)은 컬럼 어드레스 AY<2:9>와 컬럼 리페어 어드레 스<2:9>가 동일 레벨이므로 하이 레벨의 비교 신호 YRHIT<2:9>를 출력하고, 조합 블록(8)은 컬럼 인에이블 퓨즈 신호 YREN와 비교 신호 YRHIT<2:9>가 모두 하이 레벨이므로 로우 레벨로 인에이블되는 리던던시 컬럼 어드레스 인에이블 신호 SYEB를 출력함으로 리던던시 경로(Redundancy Path)를 인에이블시키고 정상 컬럼 경로(Nomal Column Path)를 디스에이블시켜 리페어 동작을 정상적으로 수행한다.

한편, 셀 블록<1>의 컬럼 어드레스 AY<2:9> "10000000"를 리페어하기 위해 컬럼 어드레스 AY<2>에 대응되는 어드레스 퓨즈 블록(4)에서 퓨즈(F1)를 블로잉시 퓨즈(F2)가 손상(A)되는 경우, 셀 블록<2>의 컬럼 어드레스 AY<2:9> "10000000"가 입력되면 손상된 퓨즈(F2)에 의해 컬럼 리페어 어드레스 YRA<2:9>는 컬럼 어드레스 AY<2:9>와 동일한 레벨로 출력되어 비교 신호 YRHIT<2:9>가 모두 하이 레벨이 된다. 그러나, 인에이블 퓨즈 블록(2)은 퓨즈(F2)가 손상되지 않은 한 컬럼 인에이블 퓨즈 신호 YREN가 인에이블되지 않으므로 리페어 동작이 수행되지 않는다.

반면, 셀 블록<1>의 컬럼 어드레스 AY<2:9> "00000000"를 리페어하기 위해 인에이블 퓨즈 블록(2)에서 퓨즈(F1)를 블로잉시 퓨즈(F2)가 손상(B)되는 경우, 셀 블록<2>의 컬럼 어드레스 AY<2:9> "00000000"가 입력되면 손상된 퓨즈(F2)에 의해 컬럼 인에이블 퓨즈 신호 YREN은 하이 레벨로 인에이블되며, 컬럼 리페어 어드레스 YRA<2:9>는 컬럼 어드레스 AY<2:9>와 동일한 레벨로 출력되어 비교 신호 YRHIT<2:9>가 모두 하이 레벨이 되므로 리페어 동작에 오류가 발생한다.

상술한 바와 같이, 인에이블 퓨즈 블록(2)에 배치된 퓨즈들(F0 ~ F15)의 컷팅시 발생하는 오류는 어드레스 퓨즈 블록들(4)에 배치된 퓨즈들(F0 ~ F15)의 컷팅 시 발생하는 오류에 비해 리페어 불량을 크게 유발할 수 있다.

따라서, 인에이블 퓨즈 블록(2)에 배치된 퓨즈 간의 피치(D1)는 퓨즈를 레이저로 끊을 때 인접한 퓨즈에 영향(Attack)을 주지 않는 범위로 정해져야 하며, 어드레스 퓨즈 블록들(4)에 배치된 퓨즈 간의 피치(D2)는 인에이블 퓨즈 블록(2)에 배치된 퓨즈 간의 피치(D1) 보다 작게 레이아웃 될 수 있다.

이와 같이, 퓨즈 박스에 배치된 퓨즈들의 종류에 따라 퓨즈 간의 피치를 다르게 레이아웃함으로써 퓨즈 박스의 면적을 개선할 수 있으며, 동일 면적에서 상대적으로 큰 퓨즈 피치를 요하는 퓨즈에 면적을 더 할애하여 레이저 블로잉시 마진을 확보함으로써 리페어 불량을 감소시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 퓨즈 박스에 배치되는 퓨즈들은 수행되는 용도에 따라 서로 다른 퓨즈 피치를 갖는 퓨즈 박스 레이아웃 방법을 제공함으로써 퓨즈 박스의 면적을 개선하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 동일 면적에서 퓨즈 박스에 배치되는 상대적으로 중요한 용도로 사용되는 퓨즈 간의 피치를 증가시켜 레이저 블로밍시 마진을 더 확보함으로써 리페어 불량을 감소하는 효과가 있다.

Claims

서로 다른 용도를 갖는 최소한 둘 이상의 퓨즈 블록을 포함하고, 각 퓨즈 블록은 같은 용도를 갖는 다수의 퓨즈들을 포함하며, 상기 각 퓨즈 간의 피치는 상기 퓨즈의 용도에 따라 다르게 적용됨을 특징으로 하는 퓨즈 박스.
제 1 항에 있어서,

상기 퓨즈 블록은 인에이블용과 어드레스용으로 구분됨을 특징으로 하는 퓨즈 박스.
제 2 항에 있어서,

상기 인에이블용 퓨즈 간의 피치는 상기 어드레용 퓨즈간의 피치보다 큼을 특징으로 하는 퓨즈 박스.
리페어 장치의 퓨즈 박스 레이아웃 방법에 있어서,

리페어 동작을 인에이블시키는 인에이블 퓨즈 신호를 출력하는 인에이블 퓨즈 간의 피치를 불량 셀의 어드레스에 대응되는 리페어 어드레스 정보를 저장하는 어드레스 퓨즈 간의 피치 보다 크게 레이아웃됨을 특징으로 하는 퓨즈 박스의 레이아웃 방법.