TW391006B - Mask ROM having redundancy function - Google Patents

Description

經濟部中央標準局貞工消资合作社印製 __S 了产，五、發明説明（/ ) 菥明領Μ 本發明有《 —種遮罩式ROM(唯諝記憶體），且特別地， 有鼷一種t有實際地再寫入資料於具一冗餘功能之遮軍 式ROM之諸冗餘記憶胞上之遮罩式’ ROM。 相Μ抟術銳明 ROM(唯讀記憶體）係常使用於讀取資料且在特性上係 一非揮發性記憶體，其保持著資料之内容即使是在電源 關閉之後，此外其具有一簡單之结構及高的積體性，且 適用於大量生產及成本收效。遮罩式ROM係一種ROM。 此遮罩式ROM被設計利用一其上寫入資料之遮覃提供 一電路於一半導體晶圓上，此半等體晶圓在製程期間根 據表示客戶要求之程式來形成，因此，寫入在遮罩式 ROM上之資料無法在製作之後被改變。 為寫人資料於一遮罩式ROM之上，提出有一種方法，篮 藉使用一擴散層或離子值入法使記憶胞之源極與汲極間 短路；以及一種藉使用一連接一記憶胞與一位元線或金 鼷配媒層所需之接觸孔之電氣地切斷連接之方法。 同時，當一記憶體之容量正圼規較大時，改春生產量 之需求亦上升，為符合此需求，提出有一種遮罩式ROM, 其中除了主記憶胞外之諸冗餘記憶胞被提供為救授位元 以取代不良位元來實現冗餘功能。 第1圖係一流程圖，描繪一種測試具有習知之此種冗 餘功能之遮罩式ROM之方法。如第1圔中所示，當測試 開始時（於步驟S11中），判斷是否一不良位元存在於主記 -3-

(請先閲讀背面之注^項再填寫本瓦) 裝----- -訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央揉率局工消费合作社印«. A7 __B7_^_ 五、發明説明（^ ) 德胞之中（於步《S12中 >,若存在時，則檢出此不良位 元（於步«S13)，計自出不良位元所存在之主記德龌中之 記慊胞群（諸如，位元線）之最小取代單位（於步驟S14中）， 之後，欲寫入於此不良位元上之資料被自動地寫入於一 相對應之冗餘胞之區域（於步驟S15中），再澜試被寫入 資料之冗餘胞匿域來確認其正常地作業（於步驟S16中）· 根據上述顯示於第1圔中之習用技術之測試流程，将 説明寫入資料於一冗餘胞以取代例如，一具有冗餘功能 之4M位元遮罩式ROM中之不良資料的方法。一記億胞你. 由字元數目X數字數目=2048位元X 2048位元，冗餘胞之 最小取代單位僳一數字線或2D48位元，此冗餘胞在寫入 處理之前係連接於一位元線（即，位元上之胞若邇取 此位元上之胞時，則其期望值為"〇”；若選取一未連接於 位元線之冗餘胞（即，位元外之胞）時，則其期望值為M 1" » 假設一不良位元僳存在於4 Μ位元遮罩式ROM之中且非 "1"之期望值而傜輪出"〇"，命且，假設一連接於含有不 良位元之一最小取代單位，即，連接於一數宇線之記值 胞之期望值為"1",於此例中，"1"之期望值换取代被指 定之冗餘胞（即，數字線）之期望值，由於未處理之冗餘 胞之期望值為"〇 " , &_於果有冗餘功能之習知技術遮單 式ROM中之冗餘胞内確實需要寫入資料2048次· 若一雷射修整器（laser trianer)被使用於此寫入之 過程中之時，會耗費2 0 4 8位元X 0.1秒= 204.8秒的時間 來寫入資料於一最小之取代單位中而提供毎位元之資料 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---.----1---裝---Γ--:丨訂------------線 (請先Μ讀背面之注Ϊ項再填寫本頁) 五、發明説明（々） 為 間 時 入 寫 授 救 之 A7 B7 式良 軍不 遮一 餘在 冗存 之中 術其 技於 用加 晋施 據 根法 ，方 此之 因元 0 位 秒良 .1不 之數 應之 對元 相位 於或 入目 寫數 地之 動物 自標 被目 值理 望處 期入 之寫 位管 »t、 代而 取 ， 小域 最區 之胞 元餘 位冗 巨 在 存 中 其 係 點 缺 之 Μ ο R 式 罩 遮 術 技 用 習 述 上 如 於記 入之 寫理 地處 入 自寫 被料 值資 望受 期接 定欲 預管 之不 位而 單 ， 代域 取區 小胞 最餘 之冗 元之 位應 良對 不一相 目 長' 數愈| 胞間一 憶時+ 記之 之中 標域 目區 入胞 寫餘 料冗 資.於 ，料 點資 缺入 此寫 於在 由在 。 費 目耗 數.則 之 ， 胞大 憶.愈 費 耗 將 理 處 之 料 資 入。 寫率 ，效 時產 大生 較了 圼低 量減 容而 體因 憶 ， 記間 若時 來的 將-大 ο 較 減步 可與 其間 Η.時 R0理 式處 罩入 遮寫 種之 1 需 供所 提胞 於餘 在冗 的 一 目於 之料 明資 發入 本寫 ，再 此於 因用 少 驟 (請先閲讀背面之注t項再填寫本頁) 裝- 訂 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 :處感，設出 括入一置該輪 包寫；裝據之 Η,料胞定根身 R0資憶設 Μ 自 式受記元用其 罩接餘位，之 遮而冗餘置器 之器之冗裝知 能整數.，關感 功修複線開自 餘射各元及來 冗雷於位以 一 有用接餘.，出 具利連冗果輪 種，，該结地 一 胞線於之性 。 之憶元接定擇出 明記位連設選輸明 發餘餘 ，一 而之說 本冗冗器持果相里 據之一大保結反籣 根数.，放於之其式 複理知用定及匾 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部中央標牟局貝工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) 本發明之上述及其他目的，特性與優點將藉參考下文 本發明之詳细說明结合所附画式而呈較明顯，其中：

I 第1圈係一流程圖，顯示根據習用技術測試一遮罩式 R Ο Μ之方法； 第2圖係一方塊圖，顯示根據本發明之一實施例； 第3圖係一電路圃，較詳细地顯示第2圖之部分方塊 圖； 第4圖顯示第3圖中所示之輸出變化電路之平面圖式 ；Κ及 第5圖係一流程圖，顯示根據本發明之測試一遮罩式 ROM之方法。 玆明詳钿說明 根據本發明之實施例將參照第2圖予K描述。第2圖 顯示一 N位元輸出之遮罩式ROM之整體结構，於此實施 例中，該遮罩式之ROM被配置輸出方塊M0至MH,各含有記 憶胞陣列1用於涸別之輸出位元，因為諸輸出方塊具有 相同结構，故只說明输出方塊M0之结構。 输出方塊M0具有記憶胞陣列1及冗餘記憶胞2 ,供應 自位址鍰衝器3之位址被解碼於X解碼器4及Y解碼器 5處。正常地，在記憶胞陣列中之一位元資料係根據一 输入位址而謓取及經由慼知放大器SA而輸出。若X解碼 器4與Y解瑪器5檢出輪入位址表示一不良位元時，則 堪取冗餘記憶胎2及输入取代之資料，經由感知放大器 SA至输出變化電路10。 本紙張尺度4, *«_本樣隼（CNS > A4規格（210X297公釐） —.— — — — — 1— 裝— ..訂 (請先閾讀背面之注&項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（『） 選取電路6根據_入之位址龌取記憶胞陣列1之謓取 賁料或冗餘記憧胞2之黄料，及输出所S取之謓取資料 至輪出霣路7 。 '現將參照第3圖較詳细地說明冗餘記億胞2及输出變 化電路1 0之结構。 冗餘記憶胞具有一數字線DLA作為一冗餘位元線，記 憶胞C1經由開鼷SW1連接於數字線DLA,而字元線W1則連 接於記憶胞C1之閘極電極。同樣地，諸記憶胞C2至Cn分 別地經由諸開闞SW2至SWn連接於數字線DLA,而字元線 1/2至tfn分別地連接於諸記億胞C2至Cn之閘極電極。數字 線DL A透過由數字線選取信號YS所控制之電晶體N2而連 接於感却放大器SA,感知放大器SA之輪出係連接於輸出 變化電路10,此輸出變化電路10包含：一開關電路，作 舞冗餘位元設定裝置；Μ及一理輯電路，選擇性地輸出 感知放大器SA之輸出資料M W應於開關電路之輸出。Ρ 通道型M0S電晶暖,電阻R ,開闞SWA及η通道型M0S電晶 體Κ1係串絡插入於電源電位與接地電位之間，晶片致能 信號SE輸人於ρ通道型M0S電晶體Pi之閘極電極，罨源 電位係連接於η通道型M0S電晶體H1之閘極電極，電阻R 與η通道型M0S電晶體Ν1間之串聯接觸點則連接於開闊埋 輯部NAND(反及）電路L1之一輸人端及N0R(反或）電路L2 之一輸入端，感知放大器SA係連接於L1之另一輸入端及 L2之另一输人端，NAHD1I路L1之輪出端係直接地連接於 HAND電路L4之一輸人端而N0R電路L 2之輸出端則經由反 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） nn n In In n . 1^1 1.1 ·/^.i\ (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央標率局貝工消费合作社印簟 A7 __B7___ 五、發明说明（& ) 相器L3連接於HAND霣路L4之另一 _人蠼。 \記懂胞C1,C2,C3,C4,-----Cn-l,Cn係冗餘胞，其各由 一 η通道型MOS霣晶體所組成，當數字線堪取信號YS所 控制之η通道型MOS電晶«Ν2導道（ON)時及一胞選取準位 "1"輪入於諸字元線VI至Wn之一時，則諸記值胞C1至Cn 經由開闢SV1至SWn输出某一資料準位至數字線DLA,輸出 資料被放大於感知故大器SA,若連接於所選取之記憶胞 之開88SW1至SWn之一導通時，則感知放大器SA输出一低 準位之實料，若连接於該處之開闞闞閉（OFF)時，則放 大器輸出一高準位之資料。 經由開鼷Stfl至SWn之一連接於數字線DLA之位元係一 位元上之位元，而未連接於DLA之位元則為位元外之位 元0 '諸開關SV1至SWn之開W時常藉使用一雷射修整器予以 外部地處理。 當晶片致能信號係於一活化準位時，亦即（於此實施 例中），於一低準位時，P通道型M0S電晶體Pi透通電阻 R供應高準位至HAND電路L1及NOR霣路L2之埋輯霣路，η 通道H0S罨晶體Ν1透通開RBSWA供應底準位至HAND電路L1 及NOR電路L2。 .電阻R被設定具有一霣阻值使得當開醑SVA専通（0N) 時，接《黏G係於低準位•亦即，當開闞SV A導通時，接 «點G之準位係低準位·而當開WSWAWI閉時，係高準 位，若接觸贴G之準位為低準位時，與胞資料同相之資 本紙張尺度適用中國國家橾丰（CNS ) A4C耱（210X297公釐） -----------•裝---^--.丨訂----1— ^ /1 (請先聞讀背面之注ί項再填寫本頁) A7 B7 經濟部中央橾準局負工消费合作社印装 五、發明説明（夕） 料由NAHD電路LI, NORii路L2,反相器L3及NAND電路L4 _出，若為高準位時，則反相於胞資料之資料被输出， 此資料係經由輪出電路7向外地输出。 因而，輪出變化電路10係由含有P型通道型M0S電晶 體Pi, η通道型M0S電晶體N1,開闢SWA，電阻R,NAND電路 LI, N0R罨路L2,反相器L3及NAND電路L4之電路部所建 構。此一结構使随意地有關於寫入資料於一期望值成為 可行。 現參照第4圖所顯示之開關電路之遮罩圖型。特別地 ，第4圖描繪出p通道型M0S電晶體ρΙ,γι通道型M0S電晶 體Ν1及電阻R之遮罩圖型。參考附號a表示一擴敗層，b 表示一金靨配線曆，c表示一闸掻層以及d表示一接觸 層，區域Z由一表示開關區域之圓圈所圍繞。 區域Z係由金臑配線層b所形成且通常係於連接之狀 態，若金鼷配線層連接於區域Z時，開關SVA會等通，若 斷接時，則開RSSWA闞閉。金颺配線層b係一已在製程 之稍後之步嫌中形成之鋁配線層，因此，其係最上曆之 金鼷配線層。 現將參照第5圖說明根據本發明之测試方法，當測試 開始時（於步驟S1中），判斷是否存在一不良位元於主記 憶胞之中（於步驟S2中），若判斷其存在時，則檢出此不 良位元（於步驟S3中）。 一記憶胞群之最小取代單位係計算自所檢出不良位元 所存在之主記憶體中（於步驟S4中），比較在步驟S4中所 -9 - -----------裝---^--·—訂 <請先閱讀背面之注&項再填寫本頁) 本紙张A度適用中國國家標準（CNS )八4^格（210><297公釐） A7 B7 經濟部中央標準局只工消费合作社印«. 五、發明説明（《 ) 1 1 計 算 之 最 小 取 代 單 位 中 之 位 元 上 諸 胞 之 數 百 及 位 元 外 諸 1 1 1 胞 之 數 B (於步驟S5中） 〇 1 I 根 據 比 較 之 结 果 » 選 取 具 有 較 少 數 巨 之 位 元 上 諸 胞 或 請 先 I 位 元 外 諸 胞 且 所 選 取 之 資 料 被 寫 人 於 冗 餘 胞 之 上 (於 K «1 I 步驟S6中 ) =特別地， 接受資料寫入處理之該胞之開關 背 之 1 1 SW1至Stfn之 一 係藉控制開藺SW1至SWn 而 關 閉 (OFF) ) 注 $/ 1 接 著 » 判 斷 是 否 所 寫 入 資 料 之 相 位 相 同 於 期 望 值 之 相 ΨΙ 項 再 1 位 或 相 反 於 期 望 值 之 相 位 (於步驟S7中）， 若 所 寫 入 之 資 S 寫 / 1 裝 料 與 該 期 望 值 同 相 » 亦 即 9 位 元 外 諸 胞 係 少 於 位 元 上 諸 頁 1 I 胞 時 * 則開關SVA之接觸點F與G藉連接金羼配媒層區域Z 1 1 f 1 連 接 • 若 所 寫 入 之 資 枓 係 反 相 亦 即 9 位 元 上 諸 胞 少 於 位 .元 外 諸 胞 時 • 則 藉 斷 接 金 鼷 配 線 層 區 域 Z 來 關閉 ( r 訂 OFF)開鼷SWAM斷接接觸點F與G(於步驟S8中 ), 於執行 1 另 一 测 試 而 確 認 所 寫 入 之 資 料 作 業 正 常 時 (於步驟S9中） 1 1 9 測 試 结 束 0 本 發 明 意 指 藉 執 行 上 述 之 測 試 流 程 來 縮 短 寫 入 處 理 時 i 間 〇 i*· . 1 位 元 上 諸 胞 與 位 元 外 諸 睢 二 者 之 期 望 值 可 藉 利 用 上 述 1 I 輸出變化電路10而皤意地選取 0 於 上 述 测 試 流 程 中 * 於 1 1 一 不 良 位 元 所 存 在 之 最 小 取 代 單 位 中 之 位 元 上 諸 胞 之 數 1 l 巨 與 位 元 外 諸 胞 之 數 巨 被 相 互 比 較 根 據 比 較 之 結 果 1 ί 1 較 少 數 百 之 位 元 上 或 位 元 外 諸 脃 之 期 望 值 被 確 定 為 寫 入 1 r 資 料 1 此 使 降 低 寫 人 處 理 之 S 標 物 數 及 藉 此 減 少 寫 入 1 I 處 理 時 間 與 步 驟 為 可 行 的 〇 1 I 於 大 多 數 之 情 況 中 • 在 最 小 取 代 軍 位 中 之 位 元 上 諸 胞 1 1 -10- 1 1 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨0X297公着

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 I 1 I 1 .— 種 具 有 冗 餘 功 能 之 遮 罩 式 唯 讀 記 億 體 (ROM)， 包 括 ·· 1 1 I 複 數 之 冗 餘 記 億 胞 9 利 用 一 雷 射 修 整 器 而 接 受 資 料 1 1 寫 入 處 理 9 /«—s 請 先 1 —* 位 元 線 9 連接於各該複數之冗餘記.億胞 9 閲 讀 ^ I 脅 1 一 感 知 放 大 器 9 連 接 於 該 冗 餘 之 位 元 線 面 之 1 冗 餘 位 元 設 定 裝 置 » 用 以 保 持 -* 設 定 之 結 果 以 及 注 意 事/ 1 開 關 裝 置 9 用 以 根 據 該 設 定 之 結 果 選 擇 性 地 白 該 再 1 % .1 ( 感 知 放 大 器 輸 出 其 本 身 及 其 反 相 输 出 之 輸 出 〇 寫 本 \ 束 2 .如 申 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 遮 罩 式 唯 讀 記 億 體 (E0M),其 頁 'S_x 1 1 中 該 冗 餘 位 元 設 定 裝 置 含 有 • 1 一 電 晶 體 與 一 電 阻 9 串 聯 配 置 於 一 輪 出 端 與 一 第 —- 1 1 電 源 端 之 間 該 電 晶 體 具 有 —· 閘 極 電 極 被 供 應 以 一 控 1 訂 制 信 號 9 I | 一 金 屬 配 線 層 » 配 置 於 該 輪 出 端 舆 一 節 點 之 間 9 該 1 1 金 屬 配 線 層 偽 具 有 由 該 雷 射 修 整 器 處 理 之 能 力 以 及 1 連 接 裝 置 » 用 以 連 接 該 節 點 與 __* 第 二 電 源 端 〇 1 3，如 Φ 請 專 利 範 圍 第 1 項 之 遮 罩 式 唯 謓 記 億 體 (ROM)，其 1 中 該 冗 餘 位 元 設 定 裝 置 含 有 ： 1 I 一 P 通 道 電 晶 體 與 一 電 阻 串 聯 配 置 於 一 電 源 端 與 I 1 I _* 輪 出 端 之 間 9 1 1 -· 鋁 配 線 層 » 配置於該輸出端與 一 節 點 之 間 以 及 1 1 一 η 通 道 電 晶 體 9 配 置 於 該 節 點 與 一 接 地 端 之 間 9 1 1 其 中 1 該 Ρ 通 道 電 晶 體 之 一 閘 掻 電 極 被 供 應 以 一 控 制 信 號 1 I 9 及 1 1 該 η 通 道 電 晶 體 之 一 閘 極 電 棰 被 供 應 以 一 霣 源 電 壓》 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) ( 210X297^·) A8 - B8 C8 D8 々、申請專利範圍 4. 如申請専利範圍第1項之遮罩式唯讀記億體（ROM),其 中由該雷射修整器所斷接處理之諸冗餘記億胞之數目 傜未大於該複數之冗餘記億胞之一半 5. —種具有冗餘功能之遮罩式唯讀記億體（ROM),包括： 複數之冗餘記億胞，由雷射修整器處理法設定於一 位元上狀態與一位元外狀態之一中； 一位元線，連接於各該複數之冗餘記億胞； 一感知放大器，連接於該冗餘之位元線； 冗餘位元設定裝置，用以保持一設定之結果以相對 應於該雷射修整器處理之一結果；以及 開關裝置，用以根據該設定之結果選擇性地自該感 知放大器输出其本身及其一反相輪出之輸出。 6. 如申請專利範圍第4項之遮罩式唯讀記億體（ROM),其 中該冗餘位元設定裝置含有： 一電晶體與一電阻，串聯配置於一輸出端與一第一 電源端之間，該電晶體具有一蘭極電極被供應以一控 制信號； 經濟部中央標準局貝工消费合作社印装 ^^^1 fuf —I' Bll^i \ 4 ,.*/1 (請先閲讀背面之注意i再填寫本頁) 一金臈配線層，配置於該輸出端與一節點之間，該 金屬配線層傜具有由該雷射修整器處理之能力；以及 連接裝置，用以連接該節黏與一第二電源端。 7. 如申請專利範圍第5項之遮罩式唯讀記億體（ROM),其 中由該雷射修整器所斷接處理之諸冗餘記億胞之數目 供未大於該複數之冗餘記億胞之一半》 -13- 本紙張尺度適用中國困家钂* i C-NS ) A4*t格（210X297公嫠）