TW511245B - Switching circuit and semiconductor device - Google Patents

Description

511245 五、發明說明（1) 〔發明所屬之技術領域〕 本發明，係有關於一種裴設於半 ，更詳細而言，更關於一種可在告t置内的交換電 間交換之交換電路。 汽際電路和冗餘電路之 〔先前技術〕 近年來隨1C的發展，更加速了苴古— !ϊ、ι其製造步驟亦跟著更為微細化、多功能化。 ，衣&二種完全無缺陷的產品。於b扣=，以致事實上無 題，已貫施··預先設計備用電路作Z :、、、了彌補上述問 陷的備用電路來取代其缺陷部分=濟電路，並以無缺 施，係使用如熔絲等交換電路來每於備用電路的取代措 内部的電位設定為電路工作 二=。另夕卜，為了使電路 熔絲等交換電路。 土電位之調諧，亦使用如 圖5為顯示先前的交換電路 / 在該圖中，1為用來對苴間二技術案例之構成圖。 之交換元件，2則為用來對盆門=子上供應位址選擇信號 交換元件，而交換元件〗^ f t ^子上供應預充信號之 汲極端子介由熔絲3連接至六、^螭子連接至接地上，而其 接至交換元件4的閘極端子^=件2的源極端子上，並連 至電源Vcc上，而在交 。父換元件2的汲極端子連接 (以下略稱WL)選擇信號、，龙極端子上供應有字線 用WL)上。 源、極端子連接至冗餘WL(備 另外，5為用來對其閘極 ^ 換元件，6則為對其閑 上么應位址選擇信號之交 …而子上供應預充電信號之交換元 $ 5頁 C:\2D-roDE\90-12\90123578.ptd 丄^+:) 發明說明（2) 件，而交換元件5的源極端子 子連接至交換元件6的源妾至接上，而其汲極端 至交換元件8的問極端子上。 工；|由反相為7更連接 交換元件6的汲極端子，係 元件8的汲極端子上供廡 要至冤原、/c上，而在交換 而其源極端子連接至主'^子Λ(以下略稱WL)選擇信號， 極端子連接至ί;;;4的上n/…9為交 連接至交換元件8的閘極端η。：其汲極端子則 接地上。 而子上，而其源極端子更連接至 其次’說明其工作形態。 3址選擇信號一旦輸入至 來實施主單元的Read/Write之主WL或用來遥擇用 Read/Write之備用WL的任何之一者。尚“始：：：的 元I係及因6 = I至交換元件2及6内的預充電信號而可：六拖 能。 白成為0N而使節點N1和N2皆成為高位準”H"狀^美 ^ ^ ί冗餘1路時’就不使炼絲3溶斷而維持片狀 在此，如輸入有位址選擇信號，就使交換=原比狀。 ON而fGND吸收電流，以致節點以和⑽皆成 白，為 處於這狀態中，交換元件4成為OFF，而WL選擇俨妒。 入至備用WL内。相對於此，在這狀態 不會輪 OFF狀態’因此節點N3就成為高位準"H” ，可亦為 成為0N，WL選擇信號輸入至主WL内，以可選取二斟=件8 單元。 取所對應的主

511245 五、發明說明（3) 另外，當使用冗餘電路時，就使溶絲3溶斷。在此 址選擇信號，並使交換元件1和5皆成為ON ,節點N2就 ί 準乂，ΐ是因熔絲3的熔斷而可使節點N1仍維持 在向位準Η巾。由於節點旧為高位準"H"，故而交換 4就成細，现選擇信號輸人至備视内，以選 牛 ，的備用單元。相對於此’因節點N1的高位準"h"而可使 乂換兀件9成為ON，節點N3成為低位準” Ll，。故 即成細’而WL選擇信號不會輸入至主二= 選取所對應的主單元。 +曰 〔發明所欲解決之問題〕 但是’在上述先前交換電路中，以溶絲的炼斷來實 電路交換，其若欲恢復原狀就是报困難，因此，若當妹土 施交，後的測試時，始在部分冗餘電路中發現不良狀= 就不彳于不使其半導體裝置整體列為不良品。 本發明，係為了解決上述問題而成;^目的在 換電路，其為：即使在經實施交換後的測試時’始在^ 路中發現不良狀;兄’亦可不使半導體裝 ;: $良品’並可使交換暫時無效’以實施較為適當的救= 〔解決問題之手段〕 - 5 t係一種父換電路’其係用來在半導體裝置中的 貫際電路和冗餘電路交換，其特徵為，呈 勺 置，為將實際電路交換成冗餘電路；及無效化裝置父：J 使上述單向交換裝置的交換改為無效。 為可

511245 五、發明說明（4) 上述半導體裝置，亦可為記憶裝置，為具有：實際單 元，為可作為上述實際電路；及冗餘單元，為可作為上述 冗餘電路。 上述無效化裝置，可具有：交換元件，為呈並排連接至 上述單向交換裝置上；及控制裝置，為用來控制該交換元 件。 上述控制裝置，亦可作為：當測試模式時，將上述交換 元件以測試方式來成為ON，得以確認將上述單向交換裝置 的交換成為無效的適當與否。 上述控制裝置，較佳為：具有熔絲，為當其切斷時可使 上述交換元件固定ON狀態。 亦可構成為：對於單一冗餘電路配合多數件上述單向交 換裝置，而上述無效化裝置係可對該等單向交換裝置的交 換工作進行共同無效化。 亦可構成為：具有多數件無效化裝置，並可對每一無效 化裝置分別配合多數件單向交換裝置。 上述單向交換裝置，較佳為：一種包含熔絲之電路。 另外，本發明的半導體裝置，係一種包含上述交換裝置 之半導體裝置。 〔發明之實施形態〕 .以適用於半導體裝置的情況為例，參照圖式說明本發明 的一實施形態如下。 (第一實施形態） 圖1為顯示根據該發明的第一實施形態而作的交換電路

\\312\2d-code\90-12\90123578.ptd 第8頁 511245 五、發明說明（5) ::結構圖。附帶而言，在圖}中，在與圖5相對應的部 刀二附加相同兀件編號，並省略其詳細說明。 Λ遺&圖中，1 〇為可作為無效化裝置的雷射微調（以下略 :! 效·化電一路10 ’ 1具有交換元件1卜13、反相器“及 :、 父換.凡件11的汲極端子和源極端子，皆係連接至 H的兩端處，而其閘極端子係介由節點Ν5及交換元件 13，^至在電源Vcc和GRD間所連接的熔絲^的電源側上。 、查^ ^件1 2的沒極端子和閘極端子，皆係呈共同連接且 Ϊ ί 5 Ϊ供應測試模式信號的節點N4上，而其源極端子則 ί ir 上。另外，節點N4係、介由反相器14連接至交 η ?閘極端子上。附帶而言，在lt無效化電路1〇 告丨>=了 ： 凡件11之外的其他構成元件’均具有用來控 制父換70件1 1工作的控制裝置。 .:it益十對其工作形態加以說明。附帶而t，LT I效化 =路10以外的工作形態與圖5的狀態相同，因此省略其說 將交換元件U成細，即可使炫絲3的炼斷作為益效 化，且可使其成為同於LT實施前的狀態。交換元件·n 0N/0FF，係由節點仍的信號位準"H"、"L"來控制。實際上 二己置有熔絲15和節點N4 ’用以控制該節的‘。 ^點=由測試模式來控制’若未使犯無效 郎點N 4被設定為低位準” l ”。 又先J Ϊ絲3Λ炼斷之後’欲將該炫絲3的炫斷成為益 效，就设疋測试权式而使節點Ν4成為高位準π Ηπ。如”此…，

C:\2D-C0DE\90-12\90123578.ptd 第9頁 Μ1245 五、發明說明（¢) 元件12成為0N，交換元件13成為〇FF，可使節點㈣成 :，準” H”，就可使交換元件〗丨成為⑽，進而可使熔絲^ =炫斷成為無效化。另外，包含熔絲15的電路，係可將節 的高位準"H，’使用反相器來轉換，而將低位準，，l，，信號 轭加於其閘極端子上，以使交換元件1 3成為OFF，藉以實 1可使其分離。在這狀態中執行測試，以判斷熔絲3的 炫k/f是否要無效。 最後若欲使熔絲3的熔斷成為無效，就熔斷以無效化 電，10的熔絲15。在此時，節點N4設定為低位準"^，因 此即？N5成為高位準” H”，可使交換元件n成為〇N。故 由溶絲15的溶斷，就可使溶絲3的炼斷成為無效 兮二記憶單元的X方向的救濟改為¥方向時，藉由使用 〜T…效化電路丨〇，就可實現更適當的救濟。 在本實施形態中，裝設有^無效化電路，其用來 :在几餘電路使用時被熔斷的熔絲、，當欲該 時所使用，因此即使在經實施交換後的 冗餘電路中發現不良狀汉护 _ ^ , 郊社口丨刀 民狀况日守，亦可不使半導體裝置整體列 二二：並使可父換暫時無效，以實施較為適當的救濟 措施。於是，可供產品的良率得以提高。 仗萬 (第二實施形態） 圖2為顯示根據該發明的第施形態 ttr構Γ附帶…在圖1中，在與圖2相對應二 分上均附加相同元件編號，並省略其詳細說明。 p 在》亥圖巾3A為具有呈並排裝設的多數件炼絲3㈠3之

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第10頁 五、發明說明（7) T絲盒，而該等熔絲30〜33的一端均呈共同連接至節點μ 另％ ί ΐ另一端則分別介由交換元件100〜103的汲極端子 及源極端子連接至接地。 位iim〇°〜103的每一閘極端子上輸入有如圖3所示的 一 ^擇指旒x0〜χ3。此外，本實施形態中，連接至交換 搂的極端子上的節點旧側之線’係相對於多數項位 ^ /破Χ〇〜Χ3成為—條，並使交換元件4的輸出側連接 王几馀單元上。 另外，在熔絲30〜33的兩端處呈並排連接有口無效 路10Α的交換元件u之汲極端子和源極端子，而交換元件 11的閘極端子，係介由節點N5、交換元件13及電阻u連接 至電源Vcc上。順便對LT無效化電路10A的電路結構而古， 其除了附加電阻16之外，皆與圖}中的LT無效化電路1〇°的 電路結構相同。 此外，在節點N 2和接地之間，裝設有對應於圖丨中的交 換π件5之交換元件50，而在交換元件5〇〜53的閘極端子上 輸入有位址選擇信號xO。相同地，裝設有交換元件51〜53 ’為用來使位址選擇信號xl〜x3分別輸入至閘極端子上， 但是已省略如相當於沒極端子側的節點N2之線等。 另外，交換元件8的閘極端子連接至節點N3上，而1 出侧則連接至實際單元（主單元）上。至於其他結構/皆月’係 與圖1之結構相同。 其次，針對其工作形態加以說明。 在交換元件100〜103和交換元件5〇〜53上，均分別輸入有 511245 五、發明說明（8) 位址選擇信號Χ〇〜X3，但是該位址選擇信號χ〇〜χ3，係如圖 3所示由二位元的位址信號aO、al所構成，位址信號aO、 al例如為：” 時，被選取交換元件丨〇〇和交換元件5〇 ; π 1 0 π時’被選取交換元件丨〇 1和交換元件5丨；” 〇丨"時，被 選取交換元件1 〇 2和交換元件5 2 ;，，1 Γ時，被選取交換元 件1 0 3和交換元件5 3。 使用這種位址選擇信號“〜^^，使其輸入至交換元件1 〇〇 和交換元件50〜53中，以選擇用來實施主單元的 1^&(1/界1^6之主乳或用來實施備用單元的1^&(1/^1^6之備 用WL的任何一工作，皆係同於上述情形。 另外，LT無效化電路1 〇Α的工作形態亦實際上同於上述 形態’但是在本實施形態中，由於使交換元件11呈並排地 連接至熔絲盒3Α的熔絲30〜33上，故而上述有關無效化的 工作形態，係對於熔絲30〜33使用交換元件11的ON/OFF共 同實施。 如此，在本實施形態中，冗餘單元側的多數件熔絲共同 ON/OFF，可實際上實現多數救濟措施的共同無效化，以可 供產品的良率得以提高，並可供製造性的提高。 (第三實施形態） 圖4為顯示根據該發明的第三實施形態而作的交換電路 之電路結構圖。附帶而言，在圖4中，在與圖1及圖3相對 應的部分上均附加相同元件編號，並省略其詳細說明。 本實施形態為：若欲使多數件熔絲共同無效化，就將溶 絲盒配置多數，並對初次救濟時所使用熔絲盒整體進行無

C:\2D-O0DE\90-12\90123578.ptd 第 12 頁 511245 五、發明說明（9) 效化’再對其次熔絲盒實施所欲的LT。 ^ 4圖中，熔絲盒3 \〜3 乂皆為一種具有與熔絲盒3 a相 同結構的熔絲盒，而對於該等熔絲盒3 Αι〜3 分別裝設有 同於圖2的LT無效化電路i〇A之LT無效化電路ι〇Αι〜10Αη。 而且’炫絲盒3 A〗〜3 An的一端連接至交換元件4的閘極端子 上:且對於該等熔絲盒3 Αι〜3 An裝設有同於圖2的多數件交 換兀件9〗〜9n。交換元件9ι〜9n的源極端子連接至接地，而 其沒極端子連接至節點N 3上。 哭另外，節點N2和熔絲盒之間，裝設有位址解碼

叩17 ’為貫際上包含圖3所示的交換元件〜及5〇〜53 的部分。 其次，針對其工作形態加以說明。 用來分別選取冗餘單元的備用WL、以及選取實際單元的 主WL之節點N1、N2皆成為高位準”H，，的初始狀態。在此， 一旦由位址解碼器1 7輸入有位址選擇信號，就反映著未使 用LT無效化電路的熔絲.盒之救濟訊息，且節點N 1成為高位 準，節點N2則成為低位準"L"。因為節點旧為高位=. 1 Ηπ ，交換元件4就成為on而使備用WL成為⑽。

相對方；此，節點N1為尚位準” η "而使交換元件g成為〇 n， 則使交換元件8成為OFF，因此主乳成為OFF。 如此，在本實施形態中，藉由使!^無效化電路呈並排配 置，就可實施LT，且可反映著未使用LT無效化電路的絲 盒之LT訊息，更且可供產品良率得以提高的同時，亦制、 造性的提高。 衣

\\312\2d-code\90-12\90123578.ptd 第13頁 五、發明說明（ίο) 附f而s ’在上述各管絲形自h丄 用於半導體裝置上之情： 巾’雖然對於將該發明適 夕少介叮门祥仏ώ 况加以吮明，但是不限於該等，當 然亦可同樣地適用於其他丰導w 田 〔發明之效果〕 、他置上而達成相同效果。 如上述般，在本發明的交換带 隊φ政 > 她λ、π从a J又換兒路中，使其具有用來使實 =電路父換成几餘電路的單向交換裝i，以及可使 為無效的無效化裝置，因并$徐 、成 .^ ^ 0 ^ 因此了 a施更適當救濟措施，以達 成挺咼產品良率之效果。 ^ 本發明，尤其是在包含實^ ( 愔μ的鸬碗由 π二^ 3只^、早兀和冗餘單元的半導體記 隱體的領域中，可貢獻於良率的提高。 另外，上述無效化裝置，伤回 ^ 4Α ^ ^ μ ^ ^ 係具有：呈並排地連接至上述 父換裝置上的交換元件，以芬 ^ 之批也丨歧罢 m , 用來控制該交換元件的工作 之控制裝置，因此可托料、灰 供#，^ w Ϊ 濟内容，可實施更適當的救濟 才曰把 以了 i、產品的良率得以提高。 元= 控制ί置’係處於測試模式時可使上述交換 =二’ 於測試模式時則可使上述交換元件成 為OFF，因此可容易判斷究竟是卞取 壯姐 凡凡疋省要貫施測试而溶斷交換 裝置。 士另外，上述控制裝置，係具有用來在使用上述冗餘單元 犄可使上述交換元件維持在〇N之熔絲，因此可達成對交換 裝置的熔斷之無效化更準確地進行之效果。 、 另外，上述交換裝置，係對於上述冗餘單元裝設多數 ,，而該交換裝置的交換、選取的内容，藉由上述無效化 裝置共同進行，因此可供產品的良率得以提高，並可供製

C:\2D-CODE\90-12\90123578.ptd 第14頁 511245 五、發明說明（11) 造性得以提高。 另外，對於上述多數件交換裝置各別裝設有上述無效化 裝置，因此可達成更可供產品的良率得以提高，並可供製 造性得以提高之效果。 另外，上述交換裝置係由熔絲而成，因此可達成準確地 交换冗餘單元的使用、不使用之效果。 更且，若設計上述交換電路，可達成獲得具有高品質且 高可靠度的半導體裝置之效果。 〔元件編號之說明〕 1、 11 3、 3A 10 7 、 16 17 2、4、5、6、8、9 、12、13、50 ~53、 15 > 30 -33 、3 A】〜3 An 、10A、10A】 〜10An 14 、9】 100 9n、 -103 交換元件 熔絲 熔絲盒 LT無效化電路 反相器 電阻 位址解碼器

\\312\2d-code\90-12\90123578.ptd 第15頁 511245 圖式簡單說明 圖1為顯示本發明的第一實施形態之電路結構圖。 圖2為顯示本發明的第二實施形態之電路結構圖。 圖3為以供說明本發明的第二實施形態工作形態為目的 之圖式。 圖4為顯示本發明的第三實施形態之電路結構圖。 圖5為顯示先前的交換電路之電路結構圖。 «

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1 · -種交換電路 " — 和以路交換，其特行半導體裝置中的實際電路 早向交換裝置， =马·具有 無效化裝置，為；：：：電路交換成冗餘電路；及 效。 述單向交換裝置的交換改為無 2·如申請專利範圍 裝置，係具有實際單元，員之交換電路，其中上述半導體 單元，為可作為上述^可作為上述實際電路；及 3. 如申請專利範電路之記憶裝置。 裝置，具有交換元件、之父換電路，#中上述無效化 上，·及控制裝置，為用來=連接至上述單向交換裝置 4. 如申請專利範圍匕弟亥交換元件。 置，係當測試模式時、之又換電路，其中上述控制裝 ON ’得以確認將上述單向換件以測試方式來成為 與否。 換$置的交換成為無效的適當 5 ·如申請專利範圍 置，係具有炼絲，為當其1切之交= ON狀態。 、 ，^使上述交換元件固定為 6·如申請專利範圍第1項之交換電路甘 餘電路配合多數件上述 '電路’其中對於單—冗 係可對該等單向交換裝置的交d而上述無效化裝置 7.如申請專利範圍第6項之二：路進仃共同無效化。 無效化裝置，並可對每 、 ^中具有多數件 交換裝置。 母一無效化裝置分別配合多數件單向 C:\2D-OODE\90-12\90123578.ptd 第17頁 511245 六、申請專利範圍 8. 如申請專利範圍第1項之交換電路，其中上述單向交 換裝置，係包含熔絲之電路。 9. 一種半導體裝置，其特徵為： 包含有申請專利範圍第1至8項中任一項之交換裝置。 «

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