KR20120084602A - A redundancy control circuit for 1t-sram using electrical fuse programming - Google Patents

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KR20120084602A KR1020110006047A KR20110006047A KR20120084602A KR 20120084602 A KR20120084602 A KR 20120084602A KR 1020110006047 A KR1020110006047 A KR 1020110006047A KR 20110006047 A KR20110006047 A KR 20110006047A KR 20120084602 A KR20120084602 A KR 20120084602A
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Abstract

PURPOSE: A redundancy control circuit of a 1T-SRAM using an electrical fuse programming is provided to prevent the drop of program power by directly applying external program power to an e-Fuse(electrical Fuse) cell in a program mode. CONSTITUTION: A program selection bit selecting unit(220) selects a specific bit line by outputting a bit line selection signal which is reversed through decoding. An e-Fuse cell array(230) programs a failed address by activating an e-Fuse cell connected to the selected word line and the bit line. A repair address comparing unit(240) outputs a matching signal if the failed address is identical to a memory access address at each bit. When the failed address is programmed in the e-Fuse cell array, an external voltage source is supplied.

Description

전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로{A redundancy control circuit for 1T-SRAM using electrical fuse programming}A redundancy control circuit for 1T-SRAM using electrical fuse programming

본 발명은 리던던시 제어 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로그램 모드에서 외부 프로그램 전원을 e-Fuse(electrical Fuse) 셀에 직접 인가하고, e-Fuse(electrical Fuse) 셀을 쓰기 포트와 읽기 포트로 분리하며, 레이아웃 면적을 확연히 줄인 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로에 관한 것이다. The present invention relates to a redundancy control circuit, and more particularly, in the program mode, an external program power is directly applied to an e-use cell, and the e-use cell is separated into a write port and a read port. The present invention relates to a 1T-SRAM redundancy control circuit using electrical fuse programming with a significantly reduced layout area.

최근 들어 디스플레이 패널의 해상도가 증가하면서 대용량의 SRAM IP가 요구되고 있다. 대용량 SRAM IP는 6T-SRAM 셀(cell) 대신 셀 크기가 작은 1T-SRAM 셀을 사용하여 설계하는 연구가 많이 진행 되고 있다. Recently, as the resolution of display panels increases, a large amount of SRAM IP is required. Large-scale SRAM IP is being researched using 1T-SRAM cell with small cell size instead of 6T-SRAM cell.

한편, 메모리 용량이 증가하면서 공정 결함 등의 원인으로 불량이 발생하면서 메모리 수율을 떨어뜨린다. 따라서 대용량 메모리는 불량인 메모리 셀을 여분의 메모리 셀로 대체하는 리던던시(redundancy) 회로가 필요하다. 리던던시 회로는 불량인 메모리 셀을 선택하는 리페어 주소(repair address)가 입력되면 여분의(redundant) 메모리 셀에서 데이터를 읽거나 쓰도록 해준다.On the other hand, as memory capacity increases, defects occur due to process defects, etc., resulting in a decrease in memory yield. Therefore, a large memory requires a redundancy circuit that replaces a defective memory cell with a spare memory cell. The redundancy circuit allows data to be read or written from a redundant memory cell when a repair address is selected that selects a defective memory cell.

불량인 메모리 셀의 리페어 주소를 프로그램하는 방식은, 크게 고에너지를 갖는 레이저(laser)를 이용하여 메탈 퓨즈(metal fuse) 또는 폴리실리콘(polysilicon) 퓨즈를 끊는 레이저 프로그램 방식, 폴리실리콘 퓨즈에 고전류(high current)를 흘려 퓨즈를 끊는 e-Fuse(electrical Fuse) 프로그램 방식, 얇은 산화막인 ONO(oxide-nitride-oxide) 커패시터인 안티퓨즈(antifuse)를 고전압(high voltage)을 인가하여 단락(short)시키는 안티퓨즈 프로그램 방식이 있다.The method of programming the repair address of a defective memory cell is a laser program method of cutting a metal fuse or a polysilicon fuse using a laser having a large energy, and a high current in a polysilicon fuse. An e-Fuse (electrical fuse) program method that blows fuses by flowing a high current, and short-circuits by applying a high voltage to an antifuse, an oxide-nitride-oxide (ONO) capacitor, which is a thin oxide film There is an antifuse program.

이들 프로그램 방식 중 e-Fuse 방식은 레이저 장비가 필요 없고, 고전압을 공급하기 위한 전하 펌프가 필요 없으며, 웨이퍼 상태나 패키지 상태 모두에서 프로그램이 가능한 장점이 있다. Of these programming methods, the e-Fuse method does not require laser equipment, does not require a charge pump to supply a high voltage, and can be programmed in both a wafer state and a package state.

도 1은 종래의 e-Fuse 셀 회로를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a conventional e-Fuse cell circuit.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 e-Fuse 셀 회로(100)는 e-Fuse, 제1 내지 제5 엔모스(MN1 ~ MN5), 제1 내지 제2 피모스(MP1, MP2) 및 기준저항(Rref)을 구비한다.As shown in FIG. 1, the conventional e-Fuse cell circuit 100 includes an e-Fuse, first to fifth NMOSs MN1 to MN5, first to second PMOSs MP1 and MP2, and a reference. A resistor Rref is provided.

e-Fuse는 게이트 폴리실리콘으로써 일단에 로직전압(VDD)이 인가되고, 타단이 노드 1(N1)에 연결된다. 제1 엔모스(MN1)는 프로그램 트랜지스터로, 게이트에 프로그램 신호(PGM)가 인가되고, 소오스에 접지 전압(VSS)이 인가되며, 드레인이 노드 1(N1)에 연결된다. 제2 내지 제3 엔모스(MN2)는 리셋 트랜지스터로, 게이트에 리셋 신호(MRESET)가 인가되고, 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되며, 제2 엔모스(MN2)의 드레인은 노드 3(N3)에, 제3 엔모스(MN3)의 드레인은 노드 4(N4)에 각각 연결된다. The e-Fuse is a gate polysilicon, and a logic voltage VDD is applied at one end thereof, and the other end thereof is connected to the node 1 (N1). The first NMOS MN1 is a program transistor, and a program signal PGM is applied to a gate, a ground voltage VSS is applied to a source, and a drain thereof is connected to the node 1 N1. The second to third NMOSs MN2 are reset transistors. The reset signal MRESET is applied to the gate, the ground voltage VSS is applied to the source, and the drain of the second NMOS MN2 is the node 3 (MN2). At N3), the drain of the third NMOS MN3 is connected to node 4 N4, respectively.

제1 내지 제2 피모스(MP1, MP2)와 제4 내지 제5 엔모스(MN4, MN5)는 래치회로를 구성하며, 제1 피모스(MP1)는 소오스가 노드 1(N1)에 연결되고, 드레인이 노드 3(N3)에 연결되며 게이트가 노드 4(N4)에 연결된다. 제2 피모스(MP2)는 소오스가 노드 2(N2)가 연결되고, 드레인이 노드 4(N4)가 연결되며, 게이트가 노드 3(N3)에 연결된다. 제4 엔모스(MN4)는 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되고, 드레인이 노드 3(N3)에 연결되고, 게이트가 노드 4(N4)에 연결된다. 제5 엔모스(MN5)는 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되고, 드레인이 노드 4(N4)에 연결되고, 게이트가 노드 3(N3)이 연결된다. 기준저항(Rref)은 일단에 로직전압(VDD)이 인가되고, 타단이 노드 2(N2)에 연결된다. The first to second PMOS MP1 and MP2 and the fourth to fifth NMOSs MN4 and MN5 constitute a latch circuit, and the first PMOS MP1 has a source connected to the node 1 N1. The drain is connected to node 3 (N3) and the gate is connected to node 4 (N4). The second PMOS MP2 has a source connected to node 2 (N2), a drain connected to node 4 (N4), and a gate connected to node 3 (N3). In the fourth NMOS MN4, a ground voltage VSS is applied to the source, a drain is connected to the node 3 (N3), and a gate is connected to the node 4 (N4). In the fifth NMOS MN5, a ground voltage VSS is applied to a source, a drain is connected to node 4 (N4), and a gate is connected to node 3 (N3). The logic resistor VDD is applied at one end of the reference resistor Rref, and the other end is connected to the node 2 N2.

상기와 같이 구성된 종래의 e-Fuse 셀 회로(100)의 동작을 살펴보면 다음과 같다. The operation of the conventional e-Fuse cell circuit 100 configured as described above is as follows.

프로그램 모드에서, 프로그램 신호(PGM)가 하이(high)로 활성화되면 e-Fuse에 고전류가 흐르면서 e-Fuse는 끊어(blowing)지게 된다. 이 때 리셋 신호(MRESET) 는 로우(low) 상태를 유지한다. 그리고 e-Fuse가 끊어졌는지 여부는 프로그램 신호(PGM)가 로우(low)인 상태에서 리셋 신호(MRESET)에 펄스(pulse)를 인가한다. 만약 e-Fuse의 저항이 기준저항(Rref)에 비해 작으면 노드 3(N3)과 노드 4(N4)의 전압은 각각 로직전압(VDD)과 0V가 래치 된다. 그리고 e-Fuse가 프로그램된 경우는 e-Fuse 저항이 기준저항(Rref)에 비해 크므로 노드 3(N3)과 노드 4(N4)의 전압은 각각 0V와 로직전압(VDD)로 래치 된다.In the program mode, when the program signal PGM is activated high, a high current flows in the e-use, causing the e-use to blow. At this time, the reset signal MRESET remains low. Whether or not the e-Fuse is cut off applies a pulse to the reset signal MRESET while the program signal PGM is low. If the resistance of the e-Fuse is smaller than the reference resistance Rref, the voltages of the node 3 (N3) and the node 4 (N4) are latched to the logic voltage VDD and 0V, respectively. When the e-Fuse is programmed, the e-Fuse resistance is larger than the reference resistance Rref, so the voltages of the node 3 (N3) and the node 4 (N4) are latched to 0 V and the logic voltage VDD, respectively.

그러나 이와 같은 종래의 e-Fuse 셀 회로를 사용하여 메모리 셀의 리페어 주소를 프로그램 하는 기술은 반도체 공정 기술이 스케일 다운(scale-down) 되면서 로직전압(VDD)이 1.2V 이하로 낮아지게 되고 e-Fuse 셀에 인가되는 프로그램 파워(program power)가 작아지는 문제점이 있다. 이와 같이 충분한 프로그램 파워가 e-Fuse에 인가되지 못한다면 프로그램 불량이 발생할 가능성은 증대된다. However, the conventional technique of programming the repair address of a memory cell using the conventional e-Fuse cell circuit reduces the logic voltage (VDD) to 1.2V or less as the semiconductor process technology scales down. There is a problem that the program power applied to the fuse cell is reduced. If sufficient program power is not applied to the e-Fuse as described above, the possibility of program defects is increased.

또한, 프로그램 된 리페어 주소와 메모리 억세스(access) 주소가 일치하는지 비교하는 회로는 CMOS 로직 회로를 이용하여 구현이 가능하나 리페어 가능한 메모리 비트가 증가할수록 차지하는 레이아웃(layout) 면적이 증가되는 문제점이 있다. In addition, a circuit that compares a programmed repair address with a memory access address may be implemented using a CMOS logic circuit, but a layout area occupied increases as the number of repairable memory bits increases.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 프로그램 모드에서 외부 프로그램 전원을 e-Fuse 셀에 직접 인가하고, e-Fuse 셀을 쓰기 포트와 읽기 포트로 분리하며, 레이아웃 면적을 확연히 줄인 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로를 제공하는데 있다. The technical problem to be solved by the present invention is to apply an external program power directly to the e-Fuse cell in the program mode, to separate the e-Fuse cell into a write port and a read port, and to achieve electrical fuse programming that significantly reduces the layout area. It is to provide a redundancy control circuit of 1T-SRAM used.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 e-Fuse 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로는, 행 주소를 입력받아 디코딩을 통해 반전된 워드라인 선택신호(WWLb)를 출력하여 특정한 워드라인을 선택하게 하는 행 디코더부(210); 열 주소를 입력받아 디코딩을 통해 반전된 비트라인 선택신호(BIT_SELb)를 출력하여 특정한 비트라인을 선택하게 하는 프로그램 선택비트 선택부(220); 상기 선택된 워드라인과 비트라인에 연결된 e-Fuse 셀이 액티브 되어 불량 주소가 프로그램되는 e-Fuse 셀 어레이(230); 및 상기 불량 주소와 메모리 억세스 주소(MA)를 각 비트별로 비교하여 일치하는 경우 매칭신호(FA_MATCH)를 출력하는 리페어 주소 비교부(240);를 포함하되, 상기 불량 주소가 상기 e-Fuse 셀 어레이에 프로그램 될 때 외부 전압원(FSOURCE)을 공급하는 것을 특징으로 한다.The redundancy control circuit of 1T-SRAM using e-Fuse programming according to the present invention for achieving the above technical problem, receives a row address and outputs the inverted word line selection signal (WWLb) through decoding to select a specific word line A row decoder unit 210 to cause it; A program select bit selector 220 for receiving a column address and outputting a bit line select signal BIT_SELb inverted through decoding to select a specific bit line; An e-Fuse cell array 230 in which a bad address is programmed by activating an e-Fuse cell connected to the selected word line and bit line; And a repair address comparison unit 240 for comparing the bad address and the memory access address MA for each bit and outputting a matching signal FA_MATCH when the match is performed. It is characterized by supplying an external voltage source (FSOURCE) when programmed in.

본 발명은 e-Fuse 셀에 인가되는 프로그램 파워가 떨어지는 문제점을 해결하였고, 레이아웃 면적이 19% 정도 줄어든 장점이 있다. The present invention solves the problem that the program power applied to the e-Fuse cell falls, and the layout area is reduced by about 19%.

도 1은 종래의 e-Fuse 셀 회로를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로의 블록도를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로에서 프로그램 모드의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로에서 파워-온 읽기 모드의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 3c는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로에서 비교 모드의 타이밍 다이어그램을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로의 듀얼포트 e-Fuse 셀의 상세 구성을 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로의 리페어 주소 비교부의 상세 구성을 나타내는 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 듀얼 포트 e-Fuse 셀에 인가되는 프로그램 파워와 종래의 e-Fuse 셀에 인가되는 프로그램 파워를 비교한 모의실험 결과를 도시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating a conventional e-Fuse cell circuit.
2 is a block diagram of a redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming in accordance with the present invention.
FIG. 3A illustrates a timing diagram of a program mode in a redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming according to the present invention.
3b is an electrical fuse according to the invention Shows a timing diagram of a power-on read mode in a 1T-SRAM redundancy control circuit using programming.
3c is an electrical fuse according to the invention A timing diagram of a comparison mode in a 1T-SRAM redundancy control circuit using programming is shown.
4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a dual port e-Fuse cell of a redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming according to the present invention.
5 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of a repair address comparison unit of a redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming according to the present invention.
6 is a diagram illustrating a simulation result comparing program power applied to a dual port e-Fuse cell and program power applied to a conventional e-Fuse cell according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로의 블록도를 도시한 도면이다.2 is a block diagram of a redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming in accordance with the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로(200)는 행 디코더부(210), 프로그램 비트 선택부(220), e-Fuse 셀 어레이(230), 리페어 주소 비교부(240) 및 전원스위칭부(250)를 포함한다. 기타, 동작 모드 즉 프로그램 모드, 파워-온 읽기모드 및 비교모드에 따라 각각 필요한 제어 신호를 발생시키는 제어로직(260)을 더 포함한다.Referring to FIG. 2, the redundancy control circuit 200 of 1T-SRAM using electrical fuse programming according to the present invention includes a row decoder 210, a program bit selector 220, and an e-Fuse cell array 230. The repair address comparison unit 240 and the power switching unit 250 are included. In addition, it further includes a control logic 260 for generating a control signal required in accordance with an operation mode, that is, a program mode, a power-on read mode and a comparison mode.

행 디코더부(210)는 행 주소(RA_OTP[2:0])를 입력받고, 디코딩을 통해 반전된 워드라인 선택신호(WWLb(Write Word-Line bar)[7:0] 신호)를 출력하여 특정한 워드라인을 선택한다. 그리고 프로그램 비트 선택 회로부(220)는 열 주소(FA[3:0])를 입력받고, 디코딩을 통해 반전된 비트라인 선택신호(PGM_BIT_SELb[9:0] 신호)를 출력하여 특정한 비트라인을 선택한다. The row decoder 210 receives a row address RA_OTP [2: 0] and outputs a word line selection signal (WWLb (Write Word-Line bar) [7: 0] signal) inverted through decoding. Select the word line. The program bit selection circuit unit 220 receives the column address FA [3: 0] and outputs the bit line selection signal PGM_BIT_SELb [9: 0] signal inverted through decoding to select a specific bit line. .

e-Fuse 셀 어레이(230)는 상기 선택된 워드라인과 비트라인에 연결된 e-Fuse 셀이 액티브 되어 불량주소가 프로그램 된다. 리페어 주소 비교부(240)는 비교 모드에서 e-Fuse 셀 어레이(230)에 저장된 불량주소와 메모리 억세스 주소(MA[9:0])를 각 비트별로 비교하여 일치하는 경우 매칭신호들(FA_MATCH[7:0] 신호)을 하이(high)로 활성화 시켜 출력한다. 그러나 일치하는 주소가 하나도 없다면 매칭신호들(FA_MATCH[7:0] 신호) 모두는 로우(low)로 출력될 것이다.In the e-Fuse cell array 230, a defective address is programmed by activating an e-Fuse cell connected to the selected word line and bit line. The repair address comparison unit 240 compares the bad address stored in the e-Fuse cell array 230 with the memory access address MA [9: 0] for each bit and compares the matching signals FA_MATCH [in the comparison mode. 7: 0] signal) high to output. However, if no matching address is found, all of the matching signals FA_MATCH [7: 0] will be output low.

전원스위칭부(250)는 프로그램 모드에서 외부 전압원(FSOURCE)을 공급하고, 파워-온 읽기 모드와 비교모드에서는 로직전압(VDD)을 공급하는 역할을 한다.The power switching unit 250 supplies an external voltage source FSOURCE in a program mode and a logic voltage VDD in a power-on read mode and a comparison mode.

본 발명의 일실시 예에 따른 리던던시 제어회로는 e-Fuse 셀의 용량이 8 × 10 비트이고, 셀 어레이는 8행(row)× 10열(columns)로 구성되어 총 8개의 불량 메모리 리페어 주소를 저장한다. 디스플레이 구동 칩에 사용되는 1T-SRAM은 레이아웃 면적을 고려했을 때 워드라인(Word-Line) 단위로 리페어 하며, e-Fuse 셀 어레이의 10열은 WVGA급에 사용되는 1T-SRAM의 주소 비트 수를 고려한 것이다. In the redundancy control circuit according to an embodiment of the present invention, the capacity of the e-Fuse cell is 8 x 10 bits, and the cell array is composed of 8 rows x 10 columns, thereby providing a total of eight bad memory repair addresses. Save it. The 1T-SRAM used in the display driving chip is repaired in word-line units, considering the layout area. Ten columns of the e-Fuse cell array indicate the number of address bits of the 1T-SRAM used in the WVGA class. Considered.

로직전압(VDD)은 1.2V가 사용되며, 외부 프로그램 전압원(FSOURCE)은 프로그램 모드(program mode)에서 4.2V, 파워-온 읽기 모드와 비교모드 모드에서는 0V를 공급한다. 프로그램 전류가 크기 때문에 전원 라인의 전압강하를 고려하여 프로그램은 한 비트 씩 수행된다. 그리고 프로그램 전압은 4.2V, 프로그램 시간은 200㎲이다. 설계에서 사용된 MOS 소자는 1.2V의 로직 트랜지스터와 3.3V의 MV(Medium Voltage) 트랜지스터를 사용하고 있다.The logic voltage VDD is 1.2V, and the external program voltage source FSOURCE supplies 4.2V in program mode and 0V in power-on read mode and compare mode. Because of the large program current, the program is performed bit by bit, taking into account the voltage drop in the power supply line. The program voltage is 4.2V and the program time is 200mA. The MOS device used in the design uses a 1.2V logic transistor and a 3.3V medium voltage (MV) transistor.

도 3a, 3b 및 3c는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로의 동작모드인 프로그램 모드, 파워-온 읽기 모드 및 비교 모드의 타이밍 다이어그램을 각각 도시한 도면이다.3A, 3B and 3C show timing diagrams of a program mode, a power-on read mode, and a comparison mode, respectively, which are operating modes of a redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming according to the present invention.

도 3a를 참고하면, 프로그램 모드는 불량 메모리 셀의 리페어 주소를 e-Fuse 셀에 프로그램 시키는 모드로써, 본 발명에서는 e-Fuse 셀에 충분한 프로그램 파워를 공급할 목적으로 외부 전압원(FSOURCE)을 사용한다. 본 발명의 일실시 예는 3.3V 트랜지스터를 사용하므로 외부 전압원(FSOURCE)은 상기 3.3V의 1.33배인 4.2V를 사용한다. 일반적으로, 3.3V 소자는 신뢰성을 고려했을 때 3.6V가 최대 사용전압이지만, 본 발명에서는 e-Fuse 셀을 한 번만 프로그램 시키므로 신뢰성에 문제가 없는 4.2V가 바람직하다.Referring to FIG. 3A, the program mode is a mode in which a repair address of a bad memory cell is programmed into an e-use cell. In the present invention, an external voltage source FSOURCE is used to supply sufficient program power to the e-use cell. Since an embodiment of the present invention uses a 3.3V transistor, the external voltage source FSOURCE uses 4.2V, which is 1.33 times the 3.3V. In general, a 3.3V device has a maximum voltage of 3.6V when reliability is considered. However, in the present invention, 4.2V is preferable because the e-Fuse cell is programmed only once.

프로그램 모드에서 동작을 살펴보면, 제어로직에 의해 행 주소(RA_OTP[2:0]), 열 주소(FA[3:0]) 그리고 4.2V의 외부 전압원(FSOURCE)이 인가된 상태에서 프로그램 신호(PGM)가 하이(high)로 200us동안 인가된다. 그 결과로써, 행 주소(RA_OTP[2:0])와 열 주소(FA[3:0])에 의해 지정된 e-Fuse 셀이 프로그램 된다. 이 때, 메모리 엑세스 주소(MA[9:0])는 돈온 케어(don't care) 상태를 유지한다. In operation in the program mode, the program signal PGM is applied with the control logic to the row address RA_OTP [2: 0], the column address FA [3: 0], and the external voltage source FSOURCE of 4.2V. ) Is applied high for 200us. As a result, the e-Fuse cell specified by the row address RA_OTP [2: 0] and the column address FA [3: 0] is programmed. At this time, the memory access address MA [9: 0] maintains a don't care state.

계속하여, 도 3b를 참고하면, 파워-온 모드는 e-Fuse 셀의 프로그램 정보를 자동적으로 D-래치 회로에 저장하는 모드이다. 파워-온 모드에서 동작을 살펴보면, 파워-온 후, 제어로직에 의해 RSTb 신호가 로우(low)에서 하이(high)로 활성화되면, 리던던시 제어회로의 센싱 신호(SAEN 신호)에 응답하여 e-Fuse의 프로그램 정보가 e-Fuse 셀의 읽기 포트 트랜지스터를 통해 D-래치 회로에 저장된다.3B, the power-on mode is a mode for automatically storing program information of an e-Fuse cell in a D-latch circuit. Looking at the operation in the power-on mode, after the power-on, when the RSTb signal is activated from low to high by the control logic, the e-Fuse in response to the sensing signal (SAEN signal) of the redundancy control circuit. Program information is stored in the D-latch circuit through the read port transistor of the e-Fuse cell.

마지막으로, 도 3c를 참고하면, 비교 모드는 e-Fuse 셀의 프로그램 정보인 불량 메모리 셀의 리페어 주소와 메모리 억세스 주소가 일치하는지 비교하는 모드이다. Finally, referring to FIG. 3C, the comparison mode is a mode for comparing whether a repair address of a bad memory cell, which is program information of an e-Fuse cell, and a memory access address match.

비교 모드에서 동작을 살펴보면, 먼저 메모리 억세스 주소(MA[9:0])를 인가한 상태에서 불량주소 비교 신호(COMP_FA)가 하이(high)로 활성화되면 D-래치 회로에 저장된 8개의 메모리 리페어 주소와 상기 메모리 억세스 주소를 비교한 후, 그 결과를 매칭신호(FA MATCH[7:0] 신호)로 출력하게 된다. 즉 D-래치 회로에 저장된 8개의 불량주소 중 메모리 억세스 주소(MA[9:0])와 일치하는 e-Fuse 행이 있다면, 매칭신호(FA_MATCH[7:0]) 중 일치하는 행이 하이(high)로 활성화되어 출력하게 된다. 이 때 외부 전압원(FSOURCE)은 0V를 인가하고, RSTb 신호는 로직전압(VDD)을 인가한다. Looking at the operation in the comparison mode, when the bad address comparison signal (COMP_FA) is activated high with the memory access address (MA [9: 0]) applied first, eight memory repair addresses stored in the D-latch circuit. After comparing with the memory access address, the result is output as a matching signal (FA MATCH [7: 0] signal). That is, if there are e-Fuse rows that match the memory access addresses MA [9: 0] among the eight bad addresses stored in the D-latch circuit, the matching rows among the matching signals FA_MATCH [7: 0] are high ( high) will be activated and output. At this time, the external voltage source FSOURCE applies 0V and the RSTb signal applies a logic voltage VDD.

도 4는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로의 듀얼포트 e-Fuse 셀의 상세 구성을 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a dual port e-Fuse cell of a redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 듀얼포트 e-Fuse 셀 회로(230)는, 노어 게이트(NOR), e-Fuse(211), 제1 내지 제2 엔모스(MN1, MN2), 제1 피모스(MP1) 및 D-래치 회로(212)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the dual port e-Fuse cell circuit 230 according to an embodiment of the present invention may include a NOR gate NOR, an e-Fuse 211, and first to second NMOSs MN1. , MN2), first PMOS MP1, and D-latch circuit 212.

노어 게이트(NOR)는 반전된 비트라인 선택신호(PGM_BIT_SELb[9:0] 신호)와 반전된 워드라인 선택신호(WWLb[7:0] 신호)를 수신하고 출력단이 노드 1(N1)에 연결된다. e-Fuse(212)는 일단에 외부 전압원(FSOURCE)이 인가되고, 타단이 노드 2(N2)에 연결된다.The NOR gate receives an inverted bit line selection signal (PGM_BIT_SELb [9: 0] signal) and an inverted word line selection signal (WWLb [7: 0] signal) and an output terminal is connected to the node 1 (N1). . The e-Fuse 212 has an external voltage source FSOURCE at one end thereof and is connected to the node 2 N2 at the other end thereof.

제1 엔모스(MN1)는 쓰기 포트 트랜지스터로, 게이트에 노어 게이트(NOR)의 출력이 인가되고, 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되며, 드레인이 노드 2(N2)에 연결된다. 제2 엔모스(MN2)는 읽기 포트 트랜지스터로, 게이트에 센싱신호(SAEN)가 인가되고, 드레인이 노드 3(N3)에 연결되며 소오스가 노드 2(N2)에 연결된다. The first NMOS MN1 is a write port transistor, and an output of the NOR gate NOR is applied to a gate, a ground voltage VSS is applied to a source, and a drain is connected to the node 2 (N2). The second NMOS MN2 is a read port transistor, in which a sensing signal SAEN is applied to a gate, a drain is connected to the node 3 N3, and a source is connected to the node 2 N2.

본 발명의 일실시 예에 따른 듀얼포트 e-Fuse 셀 회로(230)는 제1 엔모스(MN1)가 프로그램 모드에서 충분한 프로그램 전류를 흘려주기 위해 90㎛의 큰 채널 폭을 사용하였다. 그리고 제2 엔모스(MN2)는 읽기 전류를 줄이기 위해 1㎛의 작은 채널 폭을 사용하였다. In the dual port e-Fuse cell circuit 230 according to an embodiment of the present invention, the first NMOS MN1 uses a large channel width of 90 μm to allow sufficient program current to flow in the program mode. The second NMOS MN2 uses a small channel width of 1 μm to reduce the read current.

제1 피모스(MP1)는 풀-업 부하 트랜지스터로, 게이트에 반전된 로드신호(LOADb)가 인가되고, 소오스에 로직전압(VDD)이 인가되며 드레인이 노드 3(N3)에 연결된다. D-래치회로는 상기 노드 3의 출력신호(Fuse_Data)를 입력받아 상기 센싱신호(SAEN)와 반전된 센싱신호(SAENb)에 응답하여 불량주소(IRA) 신호와 반전된 불량주소(IFAb) 신호를 출력한다.The first PMOS MP1 is a pull-up load transistor. The inverted load signal LOADb is applied to a gate, a logic voltage VDD is applied to a source, and a drain thereof is connected to the node 3 N3. The D-latch circuit receives the output signal Fuse_Data of the node 3 and receives the bad address IRA signal and the inverted bad address IFAb signal in response to the sensing signal SAEN and the inverted sensing signal SAENb. Output

본 발명의 일실시 예에 따른 D-래치 회로(212)는 제2 내지 제3 피모스(MP2, MP3), 제3 내지 제4 엔모스(MN3, MN4), 전송게이트(212-1) 및 제1 내지 제3 인버터(INV1 ~ INV3)를 구비한다. D-latch circuit 212 according to an embodiment of the present invention is the second to third PMOS (MP2, MP3), the third to fourth NMOS (MN3, MN4), the transmission gate (212-1) and First to third inverters INV1 to INV3 are provided.

제2 피모스(MP2)는 게이트에 상기 노드 3의 출력(Fuse_Data)이 인가되고, 소오스에 상기 로직전압(VDD)이 인가된다. 제3 피모스(MP3)는 게이트에 상기 반전된 센싱신호(SAENb)가 인가되고, 소오스가 상기 제2 피모스의 드레인에 연결된다. 또한 제3 엔모스(MN3)는 게이트에 상기 센싱신호(SAEN)가 인가되고, 드레인이 상기 제3 피모스 드레인에 연결되고 제4 엔모스(MN4)는 게이트에 상기 노드 3의 출력(Fuse_Data)이 인가되고, 소오스에 상기 접지전압(VSS)이 인가되며 드레인이 상기 제3 엔모스의 소오스에 연결된다. In the second PMOS MP2, an output of the node 3 (Fuse_Data) is applied to a gate, and the logic voltage VDD is applied to a source. The inverted sensing signal SAENb is applied to a gate of the third PMOS MP3, and a source is connected to the drain of the second PMOS. In addition, the sensing signal SAEN is applied to the gate of the third NMOS MN3, the drain is connected to the third PMOS drain, and the output of the node 3 Fuse_Data is connected to the gate of the fourth NMOS MN4. The ground voltage VSS is applied to the source, and the drain is connected to the source of the third NMOS.

제1 인버터(INV1)는 상기 제3 엔모스(MN3) 드레인의 전압레벨을 반전시켜 상기 불량 주소(IFA) 신호를 출력하고, 제2 인버터(INV2)는 상기 제 1 인버터의 출력을 반전시켜 상기 반전된 불량 주소(IFAb) 신호를 출력하며, 제3 인버터는 상기 제 1 인버터의 출력을 반전시켜 출력한다. 전송게이트(212-1)는 일단이 상기 제3 인버터 출력단에 연결되고 타단이 상기 제1 인버터 입력단에 연결된다.The first inverter INV1 inverts the voltage level of the third NMOS MN3 drain to output the bad address IFA signal, and the second inverter INV2 inverts the output of the first inverter to The inverted bad address IFAb signal is output, and the third inverter inverts the output of the first inverter and outputs the inverted address. One end of the transmission gate 212-1 is connected to the third inverter output terminal and the other end thereof is connected to the first inverter input terminal.

상기와 같이 구성된 듀얼모트 e-Fuse 셀 회로의 동작을 프로그램 모드와 파워-온 읽기 모드에서 살펴보면 다음과 같다.The operation of the dual-mot e-use cell circuit configured as described above is described in the program mode and the power-on read mode as follows.

먼저, 프로그램 모드에서 e-Fuse 셀에 인가되는 전압은 전원스위칭부(250)에 의해 외부 전압원(FSOURCE)이 공급된다. 본 발명의 일실시 예는 외부 전압원을 4.2V로 한다. 이 때, 행 주소(RA_OTP[2:0])와 열 주소(FA[3:0])에 의해 선택된 e-Fuse 셀은 반전된 워드라인 선택신호(WWLb 신호)와 반전된 비트라인 선택신호(PGM_BIT_SELb 신호)가 모두 0V가 되어 쓰기 포트의 제1 엔모스(MN1)가 턴 온(Turn-ON) 된다. 반면 선택되지 않은 e-Fuse 셀은 반전된 워드라인 선택신호(WWLb 신호)와 반전된 비트라인 선택신호(PGM_BIT_SELb 신호) 중 어느 한 신호 이상이 전원전압(VPP)이 인가되며, 해당되는 셀의 제1 엔모스(MN1)는 턴 오프(Turn-OFF) 된다. First, the external voltage source FSOURCE is supplied by the power switching unit 250 to the voltage applied to the e-Fuse cell in the program mode. According to an embodiment of the present invention, the external voltage source is 4.2V. At this time, the e-Fuse cell selected by the row address RA_OTP [2: 0] and the column address FA [3: 0] has an inverted word line selection signal (WWLb signal) and an inverted bit line selection signal ( The PGM_BIT_SELb signals) are all 0V, and the first NMOS MN1 of the write port is turned on. On the other hand, in the unselected e-Fuse cell, the power supply voltage VPP is applied to at least one signal among the inverted word line selection signal (WWLb signal) and the inverted bit line selection signal (PGM_BIT_SELb signal). One NMOS MN1 is turned off (Turn-OFF).

이와 같이 프로그램 되는 셀은 외부 전압원(FSOURCE), e-Fuse 및 제 1 엔모스(MN1)의 경로를 통해 큰 프로그램 전류가 흐르면서 e-Fuse가 끊어(blowing)지게 된다. 끊어(blowing)지게 된 e-Fuse는 저항이 수 십 KΩ 이상이 된다. 한편 프로그램 모드에서 D-래치 회로(215)는 오페이크(opaque) 상태를 유지한다.The cell programmed as described above causes the e-Fuse to blow as a large program current flows through the path of the external voltage source FSOURCE, e-Fuse, and the first NMOS MN1. The blown e-Fuse has a resistance of several tens of KΩ or more. Meanwhile, in the program mode, the D-latch circuit 215 maintains an opaque state.

다음으로, 파워-온 읽기 모드에서 제어로직에 의해 반전된 로드 신호(LOADb 신호)는 로우(low)가 되면서, 노드 3의 Fuse Data는 풀-업 부하의 제1 피모스(MP1)에 의해 로직전압(VDD)으로 풀-업 된다. 그리고 RSTb 신호가 로우(low)에서 하이(high)로 스위칭되어 센싱신호(SAEN 신호)가 하이(high)로 활성화되면, D-래치에 의해 e-Fuse의 정보가 불량 주소(Internal Failed Address, IFA)에 래치 된다. 즉 e-Fuse가 프로그램 되지 않은 경우와 프로그램 된 경우의 불량 주소(IFA)는 각각 0V, 로직전압(VDD)으로 래치하게 된다.Next, the load signal (LOADb signal) inverted by the control logic in the power-on read mode becomes low, while the fuse data of the node 3 is logic by the first PMOS MP1 of the pull-up load. Pulled up to voltage VDD. When the RSTb signal is switched from low to high and the sensing signal (SAEN signal) is activated high, the information of the e-use is lost due to the D-latch (Internal Failed Address, IFA). Is latched). In other words, when the e-Fuse is not programmed or programmed, the bad address IFA is latched to 0V and logic voltage VDD, respectively.

도 5는 본 발명에 따른 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로의 리페어 주소 비교부의 상세 구성을 나타내는 회로도이다. 5 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration of a repair address comparison unit of a redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이,본 발명에 따른 다이나믹 슈드 엔모스(dynamic pseudo NMOS) 로직을 이용한 리페어 주소 비교부(240)는, 제4 내지 제5 피모스(MP4, MP5), 불량주소 비교 회로부(241) 및 제4 내지 제5 인버터(INV4, INV5)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the repair address comparison unit 240 using the dynamic pseudo NMOS logic according to the present invention includes a fourth to fifth PMOS (MP4, MP5) and a bad address comparison circuit unit. 241 and fourth to fifth inverters INV4 and INV5.

제4 피모스(MP4)는 게이트에 제어로직에 의한 비교신호(COMP_EN)가 인가되고, 소오스에 로직전압(VDD)이 인가되며 드레인이 노드 4(N4)에 연결되고, 제5 피모스(MP5)는 소오스에 로직전압(VDD)이 인가되고 게이트가 노드 5(N5)가 연결되며 드레인이 노드 4(N4)에 연결된다.In the fourth PMOS MP4, the comparison signal COMP_EN by the control logic is applied to the gate, the logic voltage VDD is applied to the source, the drain is connected to the node 4 N4, and the fifth PMOS MP5 is applied. The logic voltage VDD is applied to the source, the gate is connected to node 5 (N5), and the drain is connected to node 4 (N4).

불량주소 비교 회로부(241)는 상기 불량 주소(IFA)와 상기 메모리 억세스 주소(MA)를 입력받아 비교신호(COMP_EN)에 응답하여 상기 불량 주소와 상기 메모리 엑세스 주소를 비트별로 비교하여 비트끼리 모두 일치하는 경우 상기 노드 4(N4)에 내부매칭신호(IMATCH)를 출력한다. The bad address comparison circuit unit 241 receives the bad address IFA and the memory access address MA and compares the bad address and the memory access address bit by bit in response to a comparison signal COMP_EN to match bits. If so, the internal matching signal IMATCH is output to the node 4 N4.

제4 인버터는 입력단이 상기 노드 4(N4)에 연결되며 출력단이 상기 노드 5(N5)에 연결되고, 제5 인버터는 상기 제4 인버터의 전압레벨을 반전시켜 매칭신호(FA_MATCH)를 출력한다.In the fourth inverter, an input terminal is connected to the node 4 (N4), an output terminal is connected to the node 5 (N5), and the fifth inverter inverts the voltage level of the fourth inverter to output a matching signal FA_MATCH.

본 발명의 일실시 예에 따른 불량주소 비교 회로부(241)는 비교신호(COMP_EN)에 응답하여 상기 불량 메모리 주소와 상기 메모리 억세스 주소를 각각 1-비트씩 비교하는 제1 내지 제N 의 1-bit 불량주소 비교 회로로 구성되어 있다. In response to the comparison signal COMP_EN, the bad address comparison circuit unit 241 according to the embodiment of the present invention may compare the bad memory address and the memory access address by one bit, respectively, by 1-bits of first to Nth bits. It consists of bad address comparison circuit.

제1의 1-bit 불량주소 비교회로는 제5 내지 제10 엔모스(MN5 ~ MN10)를 구비한다. 제5 엔모스(MN5)는 게이트에 상기 반전된 불량 주소의 첫 번째 비트(IFAb[0])가 인가되고, 드레인이 상기 노드 4에 연결되고, 제6 엔모스(MN6)는 게이트에 상기 불량 주소의 첫 번째 비트(IFA[0])가 인가되고, 상기 제 5 엔모스와 병렬로 연결된다. 제7 엔모스(MN7)는 게이트에 상기 메모리 억세스 주소의 첫 번째 비트(MA[0])가 인가되고, 드레인이 상기 제5 엔모스의 소오스에 연결되고, 제8 엔모스(MN8)는 게이트에 상기 반전된 메모리 억세스 주소의 첫 번째 비트(MAb[0])가 인가되고, 드레인이 상기 제6 엔모스의 소오스에 연결된다. 제9 엔모스(MN9)는 게이트에 상기 비교신호(COMP_EN)가 인가되고, 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되며 드레인이 상기 제6 엔모스의 소오스에 연결되고, 제10 엔모스는 게이트에 상기 비교신호(COMP_EN)가 인가되고, 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되며 드레인이 상기 제8 엔모스의 소오스에 연결된다.The first 1-bit bad address comparison circuit includes fifth to tenth NMOSs MN5 to MN10. The fifth NMOS MN5 is applied with the first bit IFAb [0] of the inverted bad address to the gate, the drain is connected to the node 4, and the sixth NMOS MN6 is connected to the gate with the bad bit. The first bit IFA [0] of the address is applied and connected in parallel with the fifth NMOS. The seventh NMOS MN7 has its gate applied with the first bit MA [0] of the memory access address, the drain is connected to the source of the fifth NMOS, and the eighth NMOS MN8 has its gate. The first bit MAb [0] of the inverted memory access address is applied to the drain, and the drain is connected to the source of the sixth NMOS. In the ninth NMOS MN9, the comparison signal COMP_EN is applied to a gate, a ground voltage VSS is applied to a source, a drain is connected to a source of the sixth NMOS, and a tenth NMOS is connected to a gate. The comparison signal COMP_EN is applied, a ground voltage VSS is applied to the source, and a drain is connected to the source of the eighth NMOS.

제1 내지 제N 불량주소 비교 회로(241-1 ~ 241-N)는 노드 4(N6)와 접지전압(VSS)사이에 각각 병렬로 연결되고, 각 불량 주소 비교 회로는 동일하며 메모리 억세스 주소(MA[9:0])와 불량 메모리 셀의 주소를 1-비트씩 비교한다. The first to Nth bad address comparison circuits 241-1 to 241 -N are connected in parallel between the node 4 (N6) and the ground voltage VSS, respectively, and each of the bad address comparison circuits is identical to each other. MA [9: 0]) is compared with the address of the bad memory cell by 1 bit.

상기와 같이 연결된 본 발명에 따른 다이나믹 슈드 엔모스(dynamic pseudo NMOS) 로직을 이용한 N-bit 불량주소 비교 회로의 동작은 다음과 같다.The operation of the N-bit bad address comparison circuit using dynamic pseudo NMOS logic according to the present invention connected as described above is as follows.

비교 신호(COMP_EN)가 0V인 경우는 노드 4(N4)가 로직전압(VDD)로 프리차지 (precharge) 상태를 유지하여 매칭신호(FA_MATCH 신호)는 로직전압(VDD)을 출력한다. 먼저 비교모드에서는 메모리 억세스 주소(MA[9:0])가 먼저 셋-업 (set-up)된 상태에서 비교 신호(COMP_EN)가 하이(high)로 활성화된다.When the comparison signal COMP_EN is 0V, the node 4 N4 maintains a precharge state with the logic voltage VDD, and the matching signal FA_MATCH signal outputs the logic voltage VDD. First, in the comparison mode, the comparison signal COMP_EN is activated high while the memory access address MA [9: 0] is set-up first.

만약 10-비트의 메모리 억세스 주소(MA[9:0])와 불량 주소(IFA[9:0])가 비트끼리 모두 일치하면 노드 4(N4)는 로직전압(VDD)을 유지하며, 불량 주소가 일치한다는 의미로 매칭신호(FA_MATCH 신호)는 로직전압(VDD)을 출력한다. 만약 10-비트의 주소 중 어느 한 비트이상 다르면 노드 4(N4)는 0V로 방전되어 매칭신호(FA_MATCH 신호)는 0V를 출력한다.If the 10-bit memory access address (MA [9: 0]) and the bad address (IFA [9: 0]) both match bits, node 4 (N4) maintains the logic voltage (VDD) and the bad address. The matching signal FA_MATCH signal outputs a logic voltage VDD, which means that the signals match. If any one of the 10-bit addresses differs more than one bit, node 4 (N4) is discharged to 0V, and the matching signal FA_MATCH signal outputs 0V.

제5 피모스(MP7)는 래치-백(latch-back) 트랜지스터로써 N-비트 주소가 모두 일치하는 경우 커플링 노이즈 (coupling noise)에 의해 노드 4(N4)가 로우(low)로 떨어지는 것을 방지하기 위한 것이다. The fifth PMOS MP7 is a latch-back transistor to prevent the node 4 (N4) from falling low due to coupling noise when all N-bit addresses match. It is to.

결과적으로, 매칭신호들(FA_MATCH[7:0]) 중 한 신호라도 로직전압(VDD)이 출력된다면 저장된 8개의 불량 주소 중에 하나가 일치한 경우이므로 1T-SRAM의 정상적인 셀은 디스 에이블(disable)되고 리페어 셀로 대치되게 제어된다. As a result, if even one of the matching signals FA_MATCH [7: 0] is outputted with the logic voltage VDD, one of the eight stored bad addresses is matched, and thus, the normal cell of 1T-SRAM is disabled. And replaced with a repair cell.

도 6은 본 발명에 따른 듀얼 포트 e-Fuse 셀에 인가되는 프로그램 파워와 종래의 e-Fuse 셀에 인가되는 프로그램 파워를 비교한 모의실험 결과를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a simulation result comparing program power applied to a dual port e-Fuse cell and program power applied to a conventional e-Fuse cell according to the present invention.

본 발명에 따른 1T-SRAM 리던던시 제어회로는 동부하이텍 0.11㎛ Mixed Signal 공정을 이용하여 설계하였다. 도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 e-Fuse 셀은 종래의 e-Fuse 셀을 사용할 경우보다도 프로그램 파워가 더 많이 인가되고 있음을 알 수 있다. The 1T-SRAM redundancy control circuit according to the present invention was designed using Dongbu HiTek 0.11㎛ Mixed Signal process. Referring to FIG. 6, it can be seen that an e-Fuse cell according to the present invention is applied with more program power than when using a conventional e-Fuse cell.

이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.

Claims (11)

리던던시 제어 회로에 있어서,
행 주소를 입력받아 디코딩을 통해 반전된 워드라인 선택신호(WWLb)를 출력하여 특정한 워드라인을 선택하게 하는 행 디코더부(210);
열 주소를 입력받아 디코딩을 통해 반전된 비트라인 선택신호(BIT_SELb)를 출력하여 특정한 비트라인을 선택하게 하는 프로그램 선택비트 선택부(220);
상기 선택된 워드라인과 비트라인에 연결된 e-Fuse 셀이 액티브 되어 불량 주소가 프로그램되는 e-Fuse 셀 어레이(230); 및
상기 불량 주소와 메모리 억세스 주소(MA)를 각 비트별로 비교하여 일치하는 경우 매칭신호(FA_MATCH)를 출력하는 리페어 주소 비교부(240);를 포함하되,
상기 불량 주소가 상기 e-Fuse 셀 어레이에 프로그램 될 때 외부 전압원(FSOURCE)을 공급하는 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
In the redundancy control circuit,
A row decoder 210 for receiving a row address and outputting a word line selection signal WWLb inverted through decoding to select a specific word line;
A program select bit selector 220 for receiving a column address and outputting a bit line select signal BIT_SELb inverted through decoding to select a specific bit line;
An e-Fuse cell array 230 in which a bad address is programmed by activating an e-Fuse cell connected to the selected word line and bit line; And
And a repair address comparison unit 240 for outputting a matching signal FA_MATCH when the bad address and the memory access address MA are compared and matched for each bit.
Redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming, characterized in that for supplying an external voltage source (FSOURCE) when the bad address is programmed into the e-Fuse cell array.
제 1 항에 있어서,
상기 불량 주소를 상기 e-Fuse 셀 어레이에 프로그램 하는 프로그램 모드;
상기 e-Fuse 셀 어레이의 프로그램 정보를 자동적으로 D-래치 회로에 저장하는 파워-온 모드; 및
상기 e-Fuse 셀 어레이의 프로그램 정보와 상기 메모리 억세스 주소를 비교하는 비교모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
The method of claim 1,
A program mode for programming the bad address into the e-Fuse cell array;
A power-on mode for automatically storing program information of the e-Fuse cell array in a D-latch circuit; And
Redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming, characterized in that the operation mode compares the program information of the e-Fuse cell array and the memory access address.
제 2 항에 있어서,
상기 프로그램 모드에서는, 상기 e-Fuse 셀 어레이에 상기 외부 전압원(FSOURCE)을 공급하고, 상기 파워-온 읽기 모드와 상기 비교모드에서는, 상기 e-Fuse 셀 어레이에 로직전압(VDD)을 공급하는 전원스위칭부(250)를 더 포함하는 것을 특징으로 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
The method of claim 2,
A power supply for supplying the external voltage source FSOURCE to the e-Fuse cell array in the program mode and a logic voltage VDD to the e-Fuse cell array in the power-on read mode and the compare mode. Redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming, characterized in that it further comprises a switching unit (250).
제 3 항에 있어서,
상기 외부 전압원(FSOURCE)은 4.2V인 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
The method of claim 3, wherein
Redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming, characterized in that the external voltage source (FSOURCE) is 4.2V.
제 1 항에 있어서, 상기 e-Fuse 셀은,
쓰기 포트(write port)와 읽기 포트(read port)가 분리된 듀얼 포트(dual port) 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
The method of claim 1, wherein the e-Fuse cell,
Redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming, characterized in that the write port (read port) and read port (read port) is separated from the dual port (dual port) structure.
제 5 항에 있어서, 상기 e-Fuse 셀은,
상기 반전된 워드라인 선택신호(WWLb)와 상기 반전된 비트라인 선택신호(BIT_SELb)를 입력받아 부정논리합 연산을 수행하는 노어 게이트(NOR);
게이트에 상기 노어 게이트(NOR) 출력이 인가되고, 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되는 제1 엔모스(NM1);
일단이 상기 제1 엔모스(NM1) 드레인에 연결되고, 타단에 상기 외부 전압원(FSOURCE)이 인가되는 e-Fuse;
게이트에 센싱신호(SAEN)가 인가되고, 소오스가 상기 제1 엔모스(NM1) 드레인에 연결된 제2 엔모스(MN2);
게이트에 반전된 로드신호(LOADb)가 인가되고, 소오스에 로직전압(VDD)이 인가되며 드레인이 상기 제2 엔모스(MN2) 드레인에 연결된 제1 피모스(MP1); 및
상기 제2 엔모스(MN2) 드레인의 전압레벨(Fuse_Data)을 입력받아 상기 센싱신호(SAEN)와 반전된 센싱신호(SAENb)에 응답하여 상기 불량 주소(IFA)와 반전된 불량 주소(IFAb)를 출력하는 D-래치 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
The method of claim 5, wherein the e-Fuse cell,
A NOR gate NOR receiving the inverted word line selection signal WWLb and the inverted bit line selection signal BIT_SELb and performing a negative logic sum operation;
A first NMOS NM1 having a NOR output applied to a gate and a ground voltage VSS applied to a source;
An e-Fuse having one end connected to the first NMOS drain and an external voltage source FSOURCE applied to the other end;
A second NMOS MN2 having a sensing signal SAEN applied to a gate thereof, and a source of which is connected to the drain of the first NMOS NM1;
A first PMOS MP1 having an inverted load signal LOADb applied to a gate, a logic voltage VDD applied to a source, and a drain thereof connected to a drain of the second NMOS MN2; And
The bad address IFA and the inverted bad address IFAb are received in response to the sensing signal SAEN and the inverted sensing signal SAENb by receiving the voltage level Fuse_Data of the drain of the second NMOS MN2. Redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming, characterized in that it comprises an output D-latch circuit.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 엔모스(MN1)의 채널 폭이 상기 제2 엔모스(MN2)의 채널 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
The method according to claim 6,
The channel width of the first NMOS (MN1) is greater than the channel width of the second NMOS (MN2) 1T-SRAM redundancy control circuit using electrical fuse programming.
제 7 항에 있어서, 상기 D-래치 회로는,
게이트가 상기 제1 피모스(MP1) 드레인과 상기 제2 엔모스(MN2) 드레인에 공통으로 연결되고, 소오스에 로직전압(VDD)이 인가되는 제2 피모스(MP2);
게이트에 상기 반전된 센싱신호(SAENb)가 인가되고, 소오스가 상기 제2 피모스 드레인에 연결된 제3 피모스(MP3);
게이트에 상기 센싱신호(SAEN)가 인가되고, 드레인이 상기 제3 피모스 드레인에 연결된 제3 엔모스(MN3);
게이트가 상기 제1 피모스(MP1) 드레인과 상기 제2 엔모스(MN2) 드레인에 공통으로 연결되고, 드레인이 상기 제3 엔모스 소오스에 연결되며 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되는 제4 엔모스(MN4);
상기 제3 엔모스(MN3) 드레인의 전압레벨을 반전시켜 상기 불량 주소(IFA) 신호를 출력하는 제1 인버터;
상기 제 1 인버터의 출력을 반전시켜 상기 반전된 불량 주소(IFAb) 신호를 출력하는 제2 인버터;
상기 제 1 인버터의 출력을 반전시키는 제3 인버터; 및
상기 센싱신호(SAEN)와 반전된 센싱신호(SAENb)에 응답하며 일단이 상기 제3 인버터 출력단에 연결되고 타단이 상기 제1 인버터 입력단에 연결된 전송 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
The method of claim 7, wherein the D-latch circuit,
A second PMOS MP2 having a gate connected to the first PMOS drain and the second NMOS drain in common, and having a logic voltage VDD applied to the source;
A third PMOS (MP3) having the inverted sensing signal (SAENb) applied to a gate and having a source connected to the second PMOS drain;
A third NMOS MN3 having a sensing signal SAEN applied to a gate thereof and a drain thereof connected to the third PMOS drain;
A fourth gate connected to the first PMOS drain and the second NMOS drain in common, a drain connected to the third NMOS source, and a ground voltage VSS applied to the source; NMOS (MN4);
A first inverter outputting the bad address IFA signal by inverting the voltage level of the third NMOS drain;
A second inverter for inverting the output of the first inverter and outputting the inverted bad address (IFAb) signal;
A third inverter for inverting the output of the first inverter; And
Electrical fuse programming in response to the sensing signal (SAEN) and the inverted sensing signal (SAENb), one end of which is connected to the third inverter output terminal and the other end of which is connected to the first inverter input terminal. Redundancy control circuit of 1T-SRAM used.
제 1 항에 있어서, 상기 리페어 주소 비교부는,
게이트에 비교신호(COMP_EN)가 인가되고, 소오스에 로직전압(VDD)이 인가되는 제4 피모스(MP4);
상기 불량 주소와 상기 메모리 억세스 주소를 입력받아 상기 비교신호(COMP_EN)에 응답하여 상기 불량 주소와 상기 메모리 엑세스 주소가 비트별로 모두 일치하는 경우 상기 제4 피모스 드레인에 내부매칭신호(IMATCH)를 출력하는 불량주소 비교 회로부(241);
상기 제4 피모스 드레인의 전압레벨을 반전시켜 출력하는 제4 인버터(INV4);
게이트에 상기 제4 인버터의 출력이 인가되고 소오스에 로직전압(VDD)이 인가되며 드레인이 상기 제4 피모스 드레인에 연결된 제5 피모스(MP5); 및
상기 제4 인버터의 출력 전압레벨을 반전시켜 상기 매칭신호(FA_MATCH)를 출력하는 제5 인버터(INV5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
The method of claim 1, wherein the repair address comparison unit,
A fourth PMOS MP4 having a comparison signal COMP_EN applied to the gate and a logic voltage VDD applied to the source;
The internal matching signal IMATCH is output to the fourth PMOS drain when the bad address and the memory access address correspond to each bit in response to the comparison signal COMP_EN by receiving the bad address and the memory access address. A bad address comparison circuit unit 241;
A fourth inverter (INV4) for inverting and outputting the voltage level of the fourth PMOS drain;
A fifth PMOS (MP5) having a gate applied with an output of the fourth inverter, a logic voltage (VDD) applied to a source, and a drain connected to the fourth PMOS drain; And
And a fifth inverter (INV5) outputting the matching signal FA_MATCH by inverting the output voltage level of the fourth inverter. The redundancy control circuit of 1T-SRAM using electric fuse programming.
제 9 항에 있어서, 상기 불량주소 비교 회로부(241)는,
상기 비교신호(COMP_EN)에 응답하여 상기 불량 주소와 상기 메모리 억세스 주소를 1-비트씩 비교하는 제1 내지 제N 의 1-bit 불량주소 비교 회로(241-1 ~ 241-N)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
The method of claim 9, wherein the bad address comparison circuit unit 241,
1 to N-th 1-bit bad address comparison circuits 241-1 to 241-N for comparing the bad address and the memory access address by 1 bit in response to the comparison signal COMP_EN. Redundancy control circuit of 1T-SRAM using electrical fuse programming.
제 10 항에 있어서, 상기 제1의 1-bit 불량주소 비교회로(241-1)는,
게이트에 상기 반전된 불량 주소의 첫 번째 비트(IFAb[0])가 인가되고, 드레인이 상기 제4 피모스 드레인에 연결된 제5 엔모스(MN5);
게이트에 상기 불량 주소의 첫 번째 비트(IFA[0])가 인가되고, 드레인이 상기 제4 피모스 드레인에 연결된 제6 엔모스(MN6);
게이트에 상기 메모리 억세스 주소의 첫 번째 비트(MA[0])가 인가되고, 드레인이 상기 제5 엔모스의 소오스에 연결된 제7 엔모스(MN7);
게이트에 상기 반전된 메모리 억세스 주소의 첫 번째 비트(MAb[0])가 인가되고, 드레인이 상기 제6 엔모스의 소오스에 연결된 제8 엔모스(MN8);
게이트에 상기 비교신호(COMP_EN)가 인가되고, 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되며 드레인이 상기 제7 엔모스의 소오스에 연결된 제9 엔모스(MN9); 및
게이트에 상기 비교신호(COMP_EN)가 인가되고, 소오스에 접지전압(VSS)이 인가되며 드레인이 상기 제8 엔모스의 소오스에 연결된 제10 엔모스(MN10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적인 퓨즈 프로그래밍을 이용한 1T-SRAM의 리던던시 제어 회로.
11. The method of claim 10, wherein the first 1-bit bad address comparison circuit 241-1,
A fifth NMOS MN5 having a gate applied with the first bit IFAb [0] of the inverted bad address and having a drain connected to the fourth PMOS drain;
A sixth NMOS MN6 having a gate applied with the first bit IFA [0] of the bad address and having a drain connected to the fourth PMOS drain;
A seventh NMOS MN7 having a gate applied with the first bit MA [0] of the memory access address and having a drain connected to a source of the fifth NMOS;
An eighth NMOS MN8 having a gate applied with the first bit MAb [0] of the inverted memory access address and having a drain connected to a source of the sixth NMOS;
A ninth NMOS MN9 having a comparison signal COMP_EN applied to a gate, a ground voltage VSS applied to a source, and a drain thereof connected to a source of the seventh NMOS; And
An electrical fuse comprising a tenth NMOS (MN10) connected to a source of the eighth NMOS and a drain applied to a source and a ground voltage VSS to a source; Redundancy control circuit of 1T-SRAM using programming.
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