具有熔絲陣列的半導(dǎo)體器件及其操作方法
【專利說明】具有熔絲陣列的半導(dǎo)體器件及其操作方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年6月16日提交的韓國專利申請N0.10-2014-0072889的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明的各種實施例涉及半導(dǎo)體設(shè)計技術(shù)，具體而言涉及具有熔絲陣列的半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0004]—般來說，半導(dǎo)體存儲器件、諸如雙數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DDRSDRAM)包括用于儲存修復(fù)目標(biāo)地址或預(yù)定設(shè)置值的電路，且所述電路可包括熔絲。熔絲可經(jīng)由編程操作來儲存數(shù)據(jù)，且編程操作可分成物理方案和電氣方案。
[0005]在物理方案中，根據(jù)要編程的數(shù)據(jù)，利用熔斷熔絲的激光來切斷熔絲。用在物理方案中的熔絲稱為物理型熔絲或激光熔斷型熔絲。物理型熔絲僅可在其被封裝前的晶圓階段被編程。
[0006]在電氣方案中，根據(jù)要編程的數(shù)據(jù)，通過對恪絲施加過電流(over-current)來改變?nèi)劢z的連接狀態(tài)。用在電氣方案中的熔絲稱為電氣型熔絲。電氣型熔絲包括:反型熔絲，其用于將開路狀態(tài)改變?yōu)槎搪窢顟B(tài)；以及熔斷型熔絲，其用于將短路狀態(tài)改變?yōu)殚_路狀態(tài)。不同于物理型熔絲，在電氣型熔絲中，即使在封裝階段中也可執(zhí)行編程操作。因此，一般在半導(dǎo)體器件中使用電氣型熔絲。
[0007]由于半導(dǎo)體器件需要執(zhí)行更多樣化的操作，因此半導(dǎo)體器件被設(shè)計成執(zhí)行許多功能。隨著半導(dǎo)體器件的功能的數(shù)量增加，用于各種功能的熔絲的數(shù)量也增加。近來，已引入熔絲陣列結(jié)構(gòu)以更有效管理大量熔絲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的各種實施例針對一種可支持有效的啟動(boot-up)操作并穩(wěn)定讀取熔絲數(shù)據(jù)的半導(dǎo)體器件。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種半導(dǎo)體器件包括:熔絲陣列，其包括驗證熔絲和正常熔絲；判斷塊，其適于:基于讀取參考電壓來讀取被編程在所述驗證熔絲中的數(shù)據(jù)，且在啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，判斷讀取值是否與預(yù)定值相同；以及電平控制塊，其適于:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，基于判斷結(jié)果來調(diào)整所述讀取參考電壓的電平。
[0010]所述預(yù)定值可以是被編程在所述驗證熔絲中的值。
[0011]所述判斷塊可包括:讀取單元，其適于:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，基于所述讀取參考電壓來選擇和讀取被編程在所述驗證熔絲中的數(shù)據(jù)；以及比較單元，其適于:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，將所述讀取單元的讀取值與所述預(yù)定值相比較以產(chǎn)生比較信號，所述比較信號在所述讀取單元的讀取值與所述預(yù)定值相同時被激活，以及在所述讀取單元的所述讀取值不同于所述預(yù)定值時被去激活。
[0012]所述半導(dǎo)體器件還可包括:操作控制塊，其適于:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，控制所述判斷塊和所述電平控制塊基于第一重復(fù)次數(shù)來交替地重復(fù)操作，所述第一重復(fù)次數(shù)根據(jù)所述比較信號是可變的。
[0013]所述操作控制塊可響應(yīng)于進(jìn)入所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段而開始控制所述判斷塊和所述電平控制塊交替地重復(fù)操作，以及當(dāng)在所述判斷塊和所述電平控制塊重復(fù)操作了等于或小于所述第一重復(fù)次數(shù)的第二重復(fù)次數(shù)時所述比較信號處于激活狀態(tài)時，停止控制所述判斷塊和所述電平控制塊交替地重復(fù)操作。
[0014]所述操作控制塊可包括:計數(shù)單元，其適于:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，每當(dāng)所述激活狀態(tài)的比較信號產(chǎn)生時基于所述判斷塊的操作結(jié)果來改變計數(shù)次數(shù)、當(dāng)所述比較信號被去激活時初始化所述計數(shù)次數(shù)、以及當(dāng)所述計數(shù)次數(shù)到達(dá)所述第二重復(fù)次數(shù)時產(chǎn)生操作完成信號；以及操作單元，其適于:響應(yīng)于進(jìn)入所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段而開始控制所述判斷塊和所述電平控制塊重復(fù)操作，以及響應(yīng)于所述操作完成信號而停止控制所述判斷塊和所述電平控制塊重復(fù)操作。
[0015]在啟動區(qū)段期間，所述讀取單元可基于具有由所述電平控制塊判斷出的電平的讀取參考電壓，來讀取被編程在所述正常熔絲中的數(shù)據(jù)。
[0016]所述半導(dǎo)體器件還可包括:操作控制塊，其適于:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，控制所述判斷塊和所述電平控制塊基于固定的第三重復(fù)次數(shù)來重復(fù)操作，以儲存每次重復(fù)操作所產(chǎn)生的所述比較信號。
[0017]所述操作控制塊可包括:計數(shù)單元，其適于:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，每當(dāng)所述判斷塊和所述電平控制塊重復(fù)操作時改變計數(shù)次數(shù)，以在所述計數(shù)次數(shù)到達(dá)所述第三重復(fù)次數(shù)時產(chǎn)生操作完成信號；操作單元，其適于:響應(yīng)于進(jìn)入所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段而開始控制所述判斷塊和所述電平控制塊重復(fù)操作，以及基于所述操作完成信號而停止控制所述判斷塊和所述電平控制塊重復(fù)操作；以及儲存單元，其適于:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，儲存每當(dāng)所述判斷塊和所述電平控制塊重復(fù)操作時從所述判斷塊產(chǎn)生的所述比較信號。
[0018]所述半導(dǎo)體器件還可包括:電平判斷塊，其適于:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，在由所述操作控制塊停止所述判斷塊和所述電平控制塊的重復(fù)操作之后，響應(yīng)于儲存在所述儲存單元中的與所述第三重復(fù)次數(shù)相對應(yīng)的所述比較信號的電平改變狀態(tài)，來調(diào)整所述讀取參考電壓的電平。
[0019]在啟動區(qū)段期間，所述讀取單元可基于由所述電平判斷塊調(diào)整的所述讀取參考電壓，來讀取被編程在所述正常熔絲中的數(shù)據(jù)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種操作具有熔絲陣列的半導(dǎo)體器件的方法，所述熔絲陣列包括第一熔絲和第二熔絲，所述方法可包括:在啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，通過基于讀取參考電壓來讀取被編程在所述第一熔絲中的數(shù)據(jù)而執(zhí)行第一讀取操作，以產(chǎn)生讀取數(shù)據(jù)；在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，通過判斷所述讀取數(shù)據(jù)的值是否與要被編程的預(yù)定值相同而執(zhí)行判斷操作，以產(chǎn)生判斷結(jié)果；以及在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，通過基于所述判斷結(jié)果來改變所述讀取參考電壓的電平而執(zhí)行控制操作。
[0021]所述判斷操作的執(zhí)行可包括:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，當(dāng)所述讀取數(shù)據(jù)的值與所述預(yù)定值相同時，激活比較信號；以及在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，當(dāng)所述讀取數(shù)據(jù)的值與所述預(yù)定值不同時，去激活所述比較信號。
[0022]操作所述半導(dǎo)體器件的方法還可包括:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，根據(jù)第一重復(fù)次數(shù)來交替地重復(fù)所述判斷操作的執(zhí)行和所述控制操作的執(zhí)行，所述第一重復(fù)次數(shù)基于所述比較信號是可變的。
[0023]所述操作的重復(fù)可包括:響應(yīng)于進(jìn)入所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段，開始交替地重復(fù)所述判斷操作的執(zhí)行和所述控制操作的執(zhí)行；以及當(dāng)在所述操作的重復(fù)被連續(xù)地執(zhí)行了等于或小于所述第一重復(fù)次數(shù)的第二重復(fù)次數(shù)時所述比較信號處于激活狀態(tài)時，停止交替地重復(fù)所述判斷操作的執(zhí)行和所述控制操作的執(zhí)行。
[0024]操作所述半導(dǎo)體器件的方法還可包括:在啟動區(qū)段期間，通過基于電壓電平是在最后的控制操作中判斷出的讀取參考電壓而讀取被編程在所述第二熔絲中的數(shù)據(jù)，來執(zhí)行第二讀取操作。
[0025]操作所述半導(dǎo)體器件的方法還可包括:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，以固定的第三重復(fù)次數(shù)來交替地重復(fù)所述判斷操作的執(zhí)行和所述控制操作的執(zhí)行，以儲存每次重復(fù)執(zhí)行所產(chǎn)生的所述比較信號。
[0026]所述操作的重復(fù)可包括:響應(yīng)于進(jìn)入所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段，開始交替地重復(fù)所述判斷操作的執(zhí)行和所述控制操作的執(zhí)行；在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，每當(dāng)交替地重復(fù)所述判斷操作和所述控制操作的執(zhí)行時，儲存所述判斷操作的執(zhí)行中所產(chǎn)生的所述比較信號；以及當(dāng)所述重復(fù)次數(shù)等于所述第三重復(fù)次數(shù)時，停止交替地重復(fù)所述判斷操作的執(zhí)行和所述控制操作的執(zhí)行。
[0027]所述操作半導(dǎo)體器件的方法還可包括:在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，在所述操作的重復(fù)停止之后，通過響應(yīng)于與儲存的第三重復(fù)次數(shù)相對應(yīng)的所述比較信號的電平改變狀態(tài)而調(diào)整所述讀取參考電壓的電平，來執(zhí)行附加控制操作；以及在啟動區(qū)段期間，通過基于在執(zhí)行所述附加控制操作中判斷出的所述讀取參考電壓的電平而讀取被編程在所述第二熔絲中的數(shù)據(jù)，來執(zhí)行第二讀取操作。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種操作具有熔絲陣列的半導(dǎo)體器件的方法，所述熔絲陣列包括第一熔絲和第二熔絲，所述方法可包括:在啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，基于讀取參考電壓來讀取被編程在所述第一熔絲中的數(shù)據(jù)；在所述啟動準(zhǔn)備區(qū)段期間，基于所述讀取數(shù)據(jù)來調(diào)整所述讀取參考電壓的電平；以及在啟動區(qū)段期間，基于調(diào)整的所述讀取參考電壓來讀取被編程在所述第二熔絲中的數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0029]圖1是示出具有熔絲陣列的半導(dǎo)體器件的框圖。
[0030]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有熔絲陣列的半導(dǎo)體器件的框圖。
[0031]圖3是說明圖2所示的半導(dǎo)體器件的啟動操作的時序圖。
[0032]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有熔絲陣列的半導(dǎo)體器件的框圖。
[0033]圖5是說明圖4所示的半導(dǎo)體器件的啟動操作的時序圖。
【具體實施方式】
[0034]以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以不同形式實施，且不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于本文所列的實施例。更確切地，提供這些實施例使得本公開將充分且完整，且向本領(lǐng)域的技術(shù)人員全面地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在本公開中，附圖標(biāo)記直接對應(yīng)于本發(fā)明的各附圖和實施例中的相似部分。
[0035]附圖不一定按比例，且在一些情況下，為了清楚地說明實施例的特征，比例可以被夸大。在本說明書中，使用了特定術(shù)語。術(shù)語用于描述本發(fā)明且不用于限定理解或限制本發(fā)明的范圍。
[0036]在本說明書中還應(yīng)注意的是，“和/或”表示包括置于“和/或”之前和之后的一個或更多個組成部分。此外，“連接/耦接”不僅表示一個部件與另一個部件直接耦接，還表示一個部件經(jīng)由中間部件與另一個部件間接耦接。另外，只要未在句中特意提及，單數(shù)形式可以包括多個形式。此外，在說明書中使用的“包括/包括”或“包括有/包括有”表示存在或添加一個或更多個部件、步驟、操作和元件。
[0037]圖1是示出具有熔絲陣列的半導(dǎo)體器件的框圖。
[0038]參見圖1，半導(dǎo)體器件包括熔絲陣列100、讀取塊120、讀取參考電壓發(fā)生塊140、碼儲存塊150和寄存器單元190。
[0039]熔絲陣列100包括布置成陣列的多個熔絲(未示出)，并且具有預(yù)定值的熔絲數(shù)據(jù)FDATA經(jīng)由編程操作被儲存在熔絲中。
[0040]讀取塊120在啟動區(qū)段期間基于讀取參考電壓VREFSA的電平來讀取儲存在熔絲陣列100中的熔絲數(shù)據(jù)FDATA。啟動信號B00TJJP在啟動區(qū)段期間被激活。
[0041]寄存器單元190包括多個寄存器或鎖存器，并在啟動區(qū)段期間儲存經(jīng)由讀取塊120讀取的數(shù)據(jù)RDDATA {NORMAL}。當(dāng)需要在半導(dǎo)體器件的內(nèi)部電路(未示出)中使用熔絲數(shù)據(jù)FDATA時，不直接從熔絲陣列100傳送熔絲數(shù)據(jù)FDATA至內(nèi)部電路、例如存儲體(memory bank)，而是從寄存器單元190傳送儲存為讀取數(shù)據(jù)RDDATA {NORMAL}的熔絲數(shù)據(jù)FDATA至內(nèi)部電路。因此，半導(dǎo)體器件的內(nèi)部電路可快速接收并穩(wěn)定使用熔絲數(shù)據(jù)FDATA。
[0042]讀取參考電壓發(fā)生塊140根據(jù)控制碼C0DE〈1:N>來產(chǎn)生讀取參考電壓VREFSA。
[004