KR20120122549A - 반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법 - Google Patents

반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120122549A
KR20120122549A KR20110040776A KR20110040776A KR20120122549A KR 20120122549 A KR20120122549 A KR 20120122549A KR 20110040776 A KR20110040776 A KR 20110040776A KR 20110040776 A KR20110040776 A KR 20110040776A KR 20120122549 A KR20120122549 A KR 20120122549A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
semiconductor
memory
memory cells
chip
semiconductor chip
Prior art date
Application number
KR20110040776A
Other languages
English (en)
Inventor
김생환
Original Assignee
에스케이하이닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이하이닉스 주식회사 filed Critical 에스케이하이닉스 주식회사
Priority to KR20110040776A priority Critical patent/KR20120122549A/ko
Priority to US13/205,780 priority patent/US8848443B2/en
Priority to JP2011185467A priority patent/JP5892747B2/ja
Publication of KR20120122549A publication Critical patent/KR20120122549A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/04Detection or location of defective memory elements, e.g. cell constructio details, timing of test signals
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/70Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
    • G11C29/78Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
    • G11C29/785Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with redundancy programming schemes
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C29/00Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
    • G11C29/70Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
    • G11C29/78Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
    • G11C29/80Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved layout
    • G11C29/81Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with improved layout using a hierarchical redundancy scheme
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/065Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L25/0657Stacked arrangements of devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/105Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/04All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers
    • H01L2225/065All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/06503Stacked arrangements of devices
    • H01L2225/06596Structural arrangements for testing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/525Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
    • H01L23/5256Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising fuses, i.e. connections having their state changed from conductive to non-conductive
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

스택 패키지 구조를 가지는 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 다수의 메모리 셀을 포함하는 제1 내지 제3 메모리 칩; 제1 내지 제3 메모리 칩에 각각 포함된 다수의 메모리 셀 중에서 결함이 발생한 임의의 메모리 셀들을 리페어하기 위한 제1 내지 제3 퓨즈회로와, 메모리 칩 별로 결함이 발생한 임의의 메모리 셀들을 대체하기 위한 다수의 제1 내지 제3 리던던시 메모리 셀을 포함하는 제1 리페어 칩을 구비하는 반도체 메모리 장치가 제공된다.

Description

반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법{SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND REPAIR METHOD OF THE SAME}
본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법에 관한 것이다.
최근, 디램(Dynamic Random Access Memory, DRAM)을 비롯한 반도체 메모리 장치는 다수의 메모리 칩이 수직으로 스택된 구조를 채택하고 있다. 이와 같은 반도체 메모리 장치를 3D(three dimensional) 스택 패키지 반도체 메모리 장치라고도 하며, 이와 같이 스택 패키지 구조를 채택함에 따라 반도체 메모리 장치의 고집적화, 소형화, 대용량화, 그리고 고대역폭의 인터페이스가 가능해진다.
한편, 스택된 다수의 메모리 칩은 각각 셀 트랜지스터(cell transistor)와 셀 커패시터(cell capacitor)로 구성된 수많은 메모리 셀(memory cell)을 포함한다. 이러한 수많은 메모리 셀 중에는 결함이 있는 메모리 셀(이하 '결함 셀'이라 칭함)들이 포함될 수 있으며, 이러한 경우 반도체 메모리 장치의 수율을 떨어뜨리게 된다. 여기서, 임의의 메모리 셀에 결함이 발생하는 이유는 반도체 메모리 장치가 고집적화, 소형화, 대용량화, 저전력화 등이 실현됨에 따라 그에 비례하여 회로 선폭의 감소, 공정 단계 및 복잡도 증가 등의 요인이 뒤따르기 때문이다.
그래서, 메모리 칩마다 별도의 메모리 셀을 구비하여 결함 셀을 대체함으로써 반도체 메모리 장치의 수율을 높이는 방법을 통상적으로 사용하고 있다. 다시 말해, 결함 셀을 구제하기 위하여 미리 여분의 메모리 셀(이하 '리던던시 셀'이라 칭함)을 만들어 두었다가 테스트 후에 결함 셀을 리던던시 셀로 리페어(repair)하게 된다.
도 1에는 종래기술에 따른 반도체 메모리 장치의 블록 구성도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 반도체 메모리 장치(100)는 수직으로 스택된 제1 내지 제4 메모리 칩(110, 120, 130, 140)을 구비한다. 제1 내지 제4 메모리 칩(110, 120, 130, 140)은 스택 순서에 따라 역할이 구분된다. 예컨대, 최하위에 스택되어 외부와 접속되는 제4 메모리 칩(140)이 마스터 칩으로써의 역할을 수행하고, 제4 메모리 칩(140)의 상부에 차례로 스택되는 나머지 제1 내지 제3 메모리 칩(110, 120, 130)이 마스터 칩의 제어에 따라 예정된 동작을 수행하는 슬레이브 칩으로써의 역할을 수행한다.
한편, 제1 내지 제4 메모리 칩(110, 120, 130, 140)의 내부 구성은 모두 동일하기 때문에, 이하에서는 제1 메모리 칩(110)에 대해서만 설명하기로 한다.
제1 메모리 칩(110)은 데이터를 저장하기 위한 다수의 제1 메모리 셀(112A, 112B)과, 다수의 제1 메모리 셀(112A, 112B) 중에서 결함 셀을 대체하기 위한 다수의 제1 리던던시 셀(114A, 114B)과, 결함 셀의 어드레스를 리던던시 셀로 전환하기 위한 어드레스 프로그램이 이루어지는 제1 퓨즈회로(116A, 116B)를 포함한다. 여기서, 제1 퓨즈회로(116A, 116B)는 다수의 퓨즈를 포함하며, 퓨즈 커팅(cutting) 공정에 의해 어드레스 프로그램이 이루어진다.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 종래기술에 따른 반도체 메모리 장치의 리페어 방법을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2에는 종래기술에 따른 반도체 메모리 장치의 리페어 방법을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 일단 웨이퍼 레벨의 제1 내지 제4 메모리 칩(110, 120, 130, 140)이 제조된 상태에서, 제1 내지 제4 메모리 칩(110, 120, 130, 140)의 결함 여부를 테스트한다(S10). 예컨대, 제1 메모리 칩(110)에 포함된 다수의 제1 메모리 셀(112A, 112B)에 데이터를 저장한 다음 저장된 데이터를 다시 불러오는 과정을 통해 다수의 제1 메모리 셀(112A, 112B)의 결함 여부를 테스트하게 된다.
그리고, 상기의 테스트 결과에 따라 메모리 칩 별로 결함 셀들의 어드레스를 기억한다(S20).
이러한 상태에서, 메모리 칩 별로 기억된 어드레스에 기초하여 제1 메모리 칩(110)의 제1 퓨즈회로(116A, 116B)에 포함된 퓨즈를 어드레스 프로그램한다(S30). 예컨대, 레이져 등을 이용하여 퓨즈 커팅(cutting) 공정을 실시함으로써 어드레스 프로그램이 이루어질 수 있다. 이렇게 퓨즈 커팅(cutting) 공정을 통해 어드레스 프로그램이 이루어지면, 다수의 제1 메모리 셀(112A, 112B)에 존재하는 결함 셀들이 다수의 제1 리던던시 셀(114A, 114B)로 대체되기 위한 환경이 구축된다. 이에 따라, 실제 동작시 다수의 제1 메모리 셀(112A, 112B)에 존재하는 결함 셀들을 대신하여 다수의 제1 리던던시 셀(114A, 114B)이 이용되게 된다.
이어서, 제1 메모리 칩(110)에 포함된 퓨즈를 프로그램하는 방법과 동일하게 제2 내지 제4 메모리 칩(120, 130, 140)에 포함된 퓨즈를 순서대로 프로그램한다(S40, S50, S60).
이후, 제1 내지 제4 메모리 칩(110, 120, 130, 140)을 수직으로 스택하게 되면, 반도체 메모리 장치(100)가 제조 완료된다.
그러나, 종래기술에 따른 반도체 메모리 장치(100)는 제1 내지 제4 메모리 칩(110, 120, 130, 140)에 포함된 퓨즈를 어드레스 프로그램하는 과정이 메모리 칩 별로 실시되고 있기 때문에, 그에 대응하는 만큼의 공정 비용 및 공정 시간이 소비되는 문제점이 있다.
본 발명은 리페어 과정이 간소화된 반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 다수의 메모리 셀을 포함하는 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩; 및 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩에 포함된 다수의 메모리 셀 중에서 결함이 발생한 임의의 메모리 셀들을 리페어하기 위한 퓨즈회로를 포함하는 제2 반도체 칩을 구비되며, 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩과 제2 반도체 칩이 수직으로 스택되는 구조를 가진다. 한편, 본 발명은 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩이 상기 결함이 발생한 임의의 메모리 셀들을 대체하기 위한 다수의 리던던시 메모리 셀을 더 포함하거나, 또는 제2 반도체 칩이 상기 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩에 대응하여 결함이 발생한 임의의 메모리 셀들을 대체하기 위한 다수의 리던던시 메모리 셀을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 다수의 메모리 셀과 다수의 메모리 셀 중 결함이 발생한 메모리 셀들을 리페어하기 위한 퓨즈회로가 서로 다른 반도체 칩에 분리되어 배치된 반도체 메모리 장치의 리페어 방법에 있어서, 다수의 제1 반도체 칩 각각에 포함된 다수의 메모리 셀을 테스트하는 단계; 및 다수의 제1 반도체 칩의 통합된 테스트 결과에 따라 제2 반도체 칩에 포함된 퓨즈회로를 프로그램하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 다수의 메모리 셀과 다수의 메모리 셀 중 결함이 발생한 메모리 셀들을 리페어하기 위한 퓨즈회로가 서로 다른 반도체 칩에 분리되어 배치된 반도체 메모리 장치의 리페어 방법에 있어서, 다수의 메모리 셀을 각각 포함하는 다수의 제1 반도체 칩을 수직으로 스택하는 단계; 스택된 다수의 제1 반도체 칩 각각에 포함된 다수의 메모리 셀을 테스트하는 단계; 및 다수의 제1 반도체 칩의 통합된 테스트 결과에 따라 제2 반도체 칩에 포함된 퓨즈회로를 프로그램하는 단계를 포함한다.
본 발명은 스택된 다수의 반도체 칩 중 하나의 반도체 칩에만 퓨즈회로 - 다른 반도체 칩에 포함된 결함이 있는 메모리 셀을 리페어 함 - 를 구비하고 있다. 따라서, 어드레스 프로그램 과정을 퓨즈회로를 포함하는 하나의 반도체 칩에 대해서만 실시하면 되므로, 공정 간소화로 인해 공정 비용 및 공정 시간을 절약할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 반도체 메모리 장치의 블록 구성도.
도 2는 종래기술에 따른 반도체 메모리 장치의 리페어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 블록 구성도.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 반도체 메모리 장치에 적용될 수 있는 리페어 방법의 일예를 보인 흐름도.
도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 반도체 메모리 장치에 적용될 수 있는 리페어 방법의 다른 예를 보인 흐름도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 메모리 장치는 4 개의 반도체 칩이 스택되는 것을 예로 들어 설명한다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 메모리 셀을 포함하는 반도체 칩을 메모리 칩이라고 칭하고, 퓨즈회로를 포함하는 반도체 칩을 리페어 칩이라고 칭하기로 한다.
도 3에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 메모리 장치가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 메모리 장치가 도시되어 있다.
먼저, 도 3을 참조하면, 반도체 메모리 장치(200)에는 제1 내지 제3 메모리 칩(210, 220, 230)과, 하나의 리페어 칩(240)이 구비되며, 제1 내지 제3 메모리 칩(210, 220, 230)과 리페어 칩(240)이 수직으로 스택된 3D(three dimensional) 스택 패키지 구조를 가진다. 여기서, 리페어 칩(240)은 최상위 또는 최하위에 스택되어 제1 내지 제3 메모리 칩(210, 220, 230)을 제어하기 위한 마스터 칩으로써의 역할을 수행하며, 제1 내지 제3 메모리 칩(210, 220, 230)은 리페어 칩(240)의 하부 또는 상부에 차례로 스택되어 리페어 칩(240)의 제어를 받는 슬레이브 칩으로써의 역할을 수행한다.
여기서, 제1 메모리 칩(210)은 다수의 메모리 셀(212A, 212B)을 포함한다. 물론 도면에는 잘 도시되지 않았지만, 제2 메모리 칩(220)에도 다수의 메모리 셀(222A, 222B)을 포함하며, 제3 메모리 칩(230)에도 다수의 메모리 셀(232A, 232B)을 포함한다. 예컨대, 다수의 메모리 셀(212A, 212B)(222A, 222B)(232A, 232B)은 각각 셀 트랜지스터(cell transistor)와 셀 커패시터(cell capacitor)로 구성되며, 각각 대응하는 데이터가 저장된다.
그리고, 리페어 칩(240)은 제1 메모리 칩(210)에 포함된 다수의 메모리 셀(212A, 212B) 중 결함이 발생한 임의의 메모리 셀(이하 '결함 셀'이라 칭함)들을 리페어하기 위한 제1 퓨즈회로(241A, 241B)와, 제1 메모리 칩(210)에 포함된 결함 셀들을 대체하기 위한 다수의 제1 리던던시 메모리 셀(이하 '제1 리던던시 셀'이라 칭함)(242A, 242B)과, 제2 메모리 칩(220)에 포함된 다수의 메모리 셀(222A, 222B) 중 결함 셀들을 리페어하기 위한 제2 퓨즈회로(243A, 243B)와, 제2 메모리 칩(220)에 포함된 결함 셀들을 대체하기 위한 다수의 제2 리던던시 메모리 셀(이하 '제2 리던던시 셀'이라 칭함)(244A, 244B)과, 제3 메모리 칩(230)에 포함된 다수의 메모리 셀(232A, 232B) 중 결함 셀들을 리페어하기 위한 제3 퓨즈회로(245A, 245B)와, 제3 메모리 칩(230)에 포함된 결함 셀들을 대체하기 위한 다수의 제3 리던던시 메모리 셀(이하 '제3 리던던시 셀'이라 칭함)(246A, 246B)을 포함한다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에서는 제1 내지 제3 리던던시 셀(242A, 242B)(244A, 244B)(246A, 246B)이 리페어 칩(240)에 구비되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 내지 제3 리던던시 셀(242A, 242B)(244A, 244B)(246A, 246B)이 각각의 메모리 칩(210, 220, 230)에 포함될 수도 있다. 이는 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 제1 리던던시 셀(314A, 314B)이 제1 메모리 칩(310)에 포함되고 있음을 알 수 있다. 물론 도면에는 잘 도시되지 않았지만, 제2 리던던시 셀(324A, 324B)은 제2 메모리 칩(320)에 포함되며, 제3 리던던시 셀(334A, 334B)은 제3 메모리 칩(330)에 포함된다. 참고로, 도 4에서 설명되지 않은 구성요소들은 도 3의 그것들과 대응되므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(200, 300)의 리페어 방법을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
이때, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(200, 300)의 리페어 방법은 동일한 과정을 통해 실시되므로, 설명의 편의상 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체 메모리 장치(200)만을 예로 들어 설명하기로 한다.
먼저, 도 5에는 반도체 메모리 장치(200)에 적용될 수 있는 리페어 방법의 일예를 보인 흐름도가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 제1 내지 제3 메모리 칩(210, 220, 230)을 각각 웨이퍼 레벨의 테스트를 실시한다(S110). 다시 말해, 제1 메모리 칩(210)에 포함된 다수의 메모리 셀(212A, 212B)의 결함 여부을 테스트하고, 제2 메모리 칩(220)에 포함된 다수의 메모리 셀(222A, 222B)의 결함 여부을 테스트하며, 제3 메모리 칩(230)에 포함된 다수의 메모리 셀(232A, 232B)의 결함 여부을 테스트한다.
그리고, 상기의 테스트 결과에 따라 메모리 칩 별로 발생한 결함 셀들의 어드레스를 기억한다(S120).
이러한 상태에서, 메모리 칩 별로 기억된 결함 셀들의 어드레스에 기초하여 리페어 칩(240)에 포함된 제1 내지 제3 퓨즈회로(241A, 241B)(243A, 243B)(254A, 245B)를 한꺼번에 프로그램한다(S130). 이는 메모리 칩 별로 발생한 결함 셀의 어드레스를 제1 내지 제3 리던던시 셀(242A, 242B)(244A, 244B)(246A, 246B)로 전환하기 위한 어드레스 프로그램을 말한다. 예컨대, 제1 메모리 칩(210)에 포함된 결함 셀들의 어드레스에 기초하여 제1 퓨즈회로(241A, 241B)에 포함된 퓨즈들을 커팅(cutting)하고, 제2 메모리 칩(220)에 포함된 결함 셀들의 어드레스에 기초하여 제2 퓨즈회로(243A, 243B)에 포함된 퓨즈들을 커팅(cutting)하고, 제3 메모리 칩(230)에 포함된 결함 셀들의 어드레스에 기초하여 제3 퓨즈회로(245A, 245B)에 포함된 퓨즈들을 커팅(cutting)한다. 이때, 제1 내지 제3 퓨즈회로(241A, 241B)(243A, 243B)(254A, 245B)는 하나의 리페어 칩(240)에 모두 포함되어 있기 때문에, 한꺼번에 프로그램이 가능하게 된다.
이후, 제1 내지 제3 메모리 칩(210, 220, 230)과 리페어 칩(240)을 수직으로 스택하고 패키지 공정을 수행하면, 반도체 메모리 장치(200)가 제작 완료된다(S140). 참고로, 반도체 메모리 장치(200)의 노말 동작시 메모리 칩 별로 발생한 결함 셀이 리드/라이트 동작에 관여하는 경우 제1 내지 제3 퓨즈회로(241A, 241B)(243A, 243B)(254A, 245B)에 의해 결함 셀을 대신하여 제1 내지 제3 리던던시 셀(242A, 242B)(244A, 244B)(246A, 246B)이 이용되게 된다.
다음, 도 6에는 반도체 메모리 장치(200)에 적용될 수 있는 리페어 방법의 다른 예를 보인 흐름도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 제1 내지 제3 메모리 칩(210, 220, 230)을 수직으로 스택한 상태에서(S210), 스택된 제1 내지 제3 메모리 칩(210, 220, 230)을 메모리 칩 별로 테스트한다(S220). 즉, 제1 메모리 칩(210)에 포함된 다수의 메모리 셀(212A, 212B)의 결함 여부을 테스트하고, 제2 메모리 칩(220)에 포함된 다수의 메모리 셀(222A, 222B)의 결함 여부을 테스트하며, 제3 메모리 칩(230)에 포함된 다수의 메모리 셀(232A, 232B)의 결함 여부을 테스트한다.
그리고, 상기의 테스트 결과에 따라 메모리 칩 별로 발생한 결함 셀들의 어드레스를 기억한다(S230).
그런 다음, 메모리 칩 별로 기억된 결함 셀들의 어드레스에 기초하여 리페어 칩(240)에 포함된 제1 내지 제3 퓨즈회로(241A, 241B)(243A, 243B)(254A, 245B)를 한꺼번에 프로그램한다(S240). 이는 메모리 칩 별로 발생한 결함 셀의 어드레스를 제1 내지 제3 리던던시 셀(242A, 242B)(244A, 244B)(246A, 246B)로 전환하기 위한 어드레스 프로그램을 말한다. 예컨대, 제1 메모리 칩(210)에 포함된 결함 셀들의 어드레스에 기초하여 제1 퓨즈회로(241A, 241B)에 포함된 퓨즈들을 커팅(cutting)하고, 제2 메모리 칩(220)에 포함된 결함 셀들의 어드레스에 기초하여 제2 퓨즈회로(243A, 243B)에 포함된 퓨즈들을 커팅(cutting)하고, 제3 메모리 칩(230)에 포함된 결함 셀들의 어드레스에 기초하여 제3 퓨즈회로(245A, 245B)에 포함된 퓨즈들을 커팅(cutting)한다. 이때, 제1 내지 제3 퓨즈회로(241A, 241B)(243A, 243B)(254A, 245B)는 하나의 리페어 칩(240)에 모두 포함되어 있기 때문에, 한꺼번에 프로그램이 가능하게 된다.
이후, 스택된 제1 내지 제3 메모리 칩(210, 220, 230)과 리페어 칩(240)을 수직으로 스택하고 패키지 공정을 수행하면, 반도체 메모리 장치(200)가 제작 완료된다(S250). 참고로, 반도체 메모리 장치(200)의 노말 동작시 메모리 칩 별로 발생한 결함 셀이 리드/라이트 동작에 관여하는 경우 제1 내지 제3 퓨즈회로(241A, 241B)(243A, 243B)(254A, 245B)에 의해 결함 셀을 대신하여 제1 내지 제3 리던던시 셀(242A, 242B)(244A, 244B)(246A, 246B)이 이용되게 된다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 메모리 셀과 그 다수의 메모리 셀 중 결함 셀들을 리페어하기 위한 퓨즈회로가 서로 다른 칩에 분리되어 배치됨에 따라 어드레스 프로그램 과정을 퓨즈회로를 포함하는 칩에 대해서만 실시하면 되므로, 공정 간소화로 인해 공정 비용 및 공정 시간을 절약할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 이상에서 설명한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경으로 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
200 : 반도체 메모리 장치 210 : 제1 메모리 칩
212A, 212B : 다수의 메모리 셀 220 : 제2 메모리 칩
222A, 222B : 다수의 메모리 셀 230 : 제3 메모리 칩
232A, 232B : 다수의 메모리 셀 240 : 리페어 칩
241A, 241B : 제1 퓨즈회로 242A, 242B : 제1 리던던시 셀
243A, 243B : 제2 퓨즈회로 244A, 244B : 제2 리던던시 셀
245A, 245B : 제3 퓨즈회로 246A, 246B : 제3 리던던시 셀

Claims (12)

  1. 다수의 메모리 셀을 포함하는 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩; 및
    상기 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩에 포함된 상기 다수의 메모리 셀 중에서 결함이 발생한 임의의 메모리 셀들을 리페어하기 위한 퓨즈회로를 포함하는 제2 반도체 칩
    을 구비하는 반도체 메모리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩과 상기 제2 반도체 칩은 수직으로 스택되는 반도체 메모리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩은 상기 결함이 발생한 임의의 메모리 셀들을 대체하기 위한 다수의 리던던시 메모리 셀을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 반도체 칩은 상기 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩에 대응하여 상기 결함이 발생한 임의의 메모리 셀들을 대체하기 위한 다수의 리던던시 메모리 셀을 더 포함하는 반도체 메모리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 반도체 칩은 상기 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩을 제어하기 위한 마스터 칩이고,
    상기 적어도 하나 이상의 제1 반도체 칩은 상기 제2 반도체 칩의 제어를 받는 슬레이브 칩인 반도체 메모리 장치.
  6. 다수의 메모리 셀과 상기 다수의 메모리 셀 중 결함이 발생한 메모리 셀들을 리페어하기 위한 퓨즈회로가 서로 다른 반도체 칩에 분리되어 배치된 반도체 메모리 장치의 리페어 방법에 있어서,
    다수의 제1 반도체 칩 각각에 포함된 상기 다수의 메모리 셀을 테스트하는 단계; 및
    상기 다수의 제1 반도체 칩의 통합된 테스트 결과에 따라 제2 반도체 칩에 포함된 상기 퓨즈회로를 프로그램하는 단계
    를 포함하는 반도체 메모리 장치의 리페어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 통합된 테스트 결과를 기억하는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 리페어 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 테스트하는 단계는 웨이퍼 레벨의 테스트를 실시하는 반도체 메모리 장치의 리페어 방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 퓨즈회로를 프로그램하는 단계 이후에 상기 다수의 제1 반도체 칩과 제2 반도체 칩을 수직으로 스택하는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 리페어 방법.
  10. 다수의 메모리 셀과 상기 다수의 메모리 셀 중 결함이 발생한 메모리 셀들을 리페어하기 위한 퓨즈회로가 서로 다른 반도체 칩에 분리되어 배치된 반도체 메모리 장치의 리페어 방법에 있어서,
    상기 다수의 메모리 셀을 각각 포함하는 다수의 제1 반도체 칩을 수직으로 스택하는 단계;
    스택된 상기 다수의 제1 반도체 칩 각각에 포함된 상기 다수의 메모리 셀을 테스트하는 단계; 및
    상기 다수의 제1 반도체 칩의 통합된 테스트 결과에 따라 제2 반도체 칩에 포함된 상기 퓨즈회로를 프로그램하는 단계
    를 포함하는 반도체 메모리 장치의 리페어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 통합된 테스트 결과를 기억하는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 리페어 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 퓨즈회로를 프로그램하는 단계 이후에 상기 스택된 다수의 제1 메모리 칩과 제2 반도체 칩을 수직으로 스택하는 단계를 더 포함하는 반도체 메모리 장치의 리페어 방법.
KR20110040776A 2011-04-29 2011-04-29 반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법 KR20120122549A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110040776A KR20120122549A (ko) 2011-04-29 2011-04-29 반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법
US13/205,780 US8848443B2 (en) 2011-04-29 2011-08-09 Semiconductor memory device and repair method thereof
JP2011185467A JP5892747B2 (ja) 2011-04-29 2011-08-29 半導体メモリ装置及びそのリペア方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110040776A KR20120122549A (ko) 2011-04-29 2011-04-29 반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120122549A true KR20120122549A (ko) 2012-11-07

Family

ID=47067236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20110040776A KR20120122549A (ko) 2011-04-29 2011-04-29 반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8848443B2 (ko)
JP (1) JP5892747B2 (ko)
KR (1) KR20120122549A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10553635B2 (en) 2015-09-25 2020-02-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor, stacked image sensor, image processing apparatus, and method of fabricating image sensor chip package

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10307167B2 (en) 2012-12-14 2019-06-04 Corquest Medical, Inc. Assembly and method for left atrial appendage occlusion
US10314594B2 (en) 2012-12-14 2019-06-11 Corquest Medical, Inc. Assembly and method for left atrial appendage occlusion
US10813630B2 (en) 2011-08-09 2020-10-27 Corquest Medical, Inc. Closure system for atrial wall
US9472284B2 (en) 2012-11-19 2016-10-18 Silicon Storage Technology, Inc. Three-dimensional flash memory system
US20140142689A1 (en) 2012-11-21 2014-05-22 Didier De Canniere Device and method of treating heart valve malfunction
US9566443B2 (en) 2013-11-26 2017-02-14 Corquest Medical, Inc. System for treating heart valve malfunction including mitral regurgitation
US10842626B2 (en) 2014-12-09 2020-11-24 Didier De Canniere Intracardiac device to correct mitral regurgitation
JP2017033612A (ja) * 2015-07-29 2017-02-09 淳生 越塚 半導体記憶装置及びその制御方法
CN106548809A (zh) 2015-09-22 2017-03-29 飞思卡尔半导体公司 处理缺陷非易失性存储器
US10636767B2 (en) * 2016-02-29 2020-04-28 Invensas Corporation Correction die for wafer/die stack
CN108735268B (zh) 2017-04-19 2024-01-30 恩智浦美国有限公司 非易失性存储器修复电路

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4376300A (en) * 1981-01-02 1983-03-08 Intel Corporation Memory system employing mostly good memories
US5502333A (en) * 1994-03-30 1996-03-26 International Business Machines Corporation Semiconductor stack structures and fabrication/sparing methods utilizing programmable spare circuit
JPH0816486A (ja) * 1994-06-29 1996-01-19 Hitachi Ltd 欠陥救済用lsiとメモリ装置
US5644541A (en) * 1995-11-03 1997-07-01 Philip K. Siu Memory substitution system and method for correcting partially defective memories
JPH10289595A (ja) * 1997-04-14 1998-10-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体メモリ装置およびその製造方法
JPH1196081A (ja) * 1997-09-22 1999-04-09 Chishiki Joho Kenkyusho:Kk 記憶装置の制御方法および記憶装置ならびに記憶装置の製造方法
KR20000060983A (ko) 1999-03-22 2000-10-16 김영환 메모리소자의 리던던시셀
JP2003036692A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 不揮発性半導体記憶装置
JP4387640B2 (ja) * 2002-07-17 2009-12-16 パナソニック株式会社 半導体装置
JP4444770B2 (ja) * 2004-09-14 2010-03-31 シャープ株式会社 メモリ装置
KR20060122610A (ko) 2005-05-27 2006-11-30 삼성전자주식회사 별도의 리던던시 메모리 칩들을 구비하는 반도체 메모리장치
JP2008299997A (ja) * 2007-06-01 2008-12-11 Toshiba Corp 半導体記憶装置
US8059443B2 (en) 2007-10-23 2011-11-15 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Three-dimensional memory module architectures
KR101373183B1 (ko) 2008-01-15 2014-03-14 삼성전자주식회사 3차원 어레이 구조를 갖는 메모리 장치 및 그것의 리페어방법
JP5605978B2 (ja) * 2008-02-26 2014-10-15 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエル 積層メモリ
US7835207B2 (en) * 2008-10-07 2010-11-16 Micron Technology, Inc. Stacked device remapping and repair
US7894230B2 (en) 2009-02-24 2011-02-22 Mosaid Technologies Incorporated Stacked semiconductor devices including a master device
KR101616093B1 (ko) * 2010-02-19 2016-04-27 삼성전자주식회사 리페어 동작을 수행하는 불휘발성 메모리 장치 및 그것을 포함하는 메모리 시스템
JP5649888B2 (ja) * 2010-09-17 2015-01-07 ピーエスフォー ルクスコ エスエイアールエルPS4 Luxco S.a.r.l. 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10553635B2 (en) 2015-09-25 2020-02-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor, stacked image sensor, image processing apparatus, and method of fabricating image sensor chip package

Also Published As

Publication number Publication date
US20120273843A1 (en) 2012-11-01
JP5892747B2 (ja) 2016-03-23
US8848443B2 (en) 2014-09-30
JP2012234610A (ja) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120122549A (ko) 반도체 메모리 장치 및 그의 리페어 방법
US7484138B2 (en) Method and system for improving reliability of memory device
US8719648B2 (en) Interleaving of memory repair data compression and fuse programming operations in single fusebay architecture
US9190175B2 (en) Self-repair device
US11222708B2 (en) Shared error detection and correction memory
US20200243159A1 (en) Stacked memory apparatus using error correction code and repairing method thereof
KR20160141825A (ko) 메모리 디바이스들의 소프트 포스트 패키지 리페어
JP2015504227A (ja) 専用の冗長領域を備える層を有しているメモリシステム
JP2005182866A (ja) 半導体試験装置、半導体試験方法、半導体製造方法、ならびに半導体メモリ
US7298658B2 (en) Semiconductor memory device using row redundancy and I/O redundancy scheme based on a preset order and a defect order
US9886339B2 (en) Semiconductor device using fuse arrays to store weak cell addresses
US8407538B2 (en) Semiconductor package
US20130182517A1 (en) Fail address storage circuit, redundancy control circuit, method for storing fail address and method for controlling redundancy
US8867255B2 (en) Semiconductor device and method of operation
KR20190069782A (ko) 베이스 다이 스페어 셀을 이용한 적층형 메모리 장치 및 그 수리 방법
US20120269018A1 (en) Memory system having memory and memory controller and operation method thereof
KR101877939B1 (ko) 테스트 회로, 메모리 시스템 및 메모리 시스템의 테스트 방법
JP7112904B2 (ja) 半導体メモリのテスト方法
US8310888B2 (en) Repair fuse device
TWI579862B (zh) 記憶體裝置
CN106710632B (zh) 存储器装置
JP2013196711A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2013118034A (ja) メモリコントローラ
KR100926149B1 (ko) 반도체 메모리 테스트 시스템의 페일 데이터 처리 방법
JP2012108973A (ja) 半導体装置及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application