半導體器件和驅動半導體器件的方法
【專利說明】半導體器件和驅動半導體器件的方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年12月10日提交的申請?zhí)枮?0_2013_0153173的韓國專利申請的優(yōu)先權，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術領域
[0003]本發(fā)明的示例性實施例涉及半導體設計技術，且更具體地涉及具有熔絲電路的半導體器件，以及驅動具有熔絲電路的半導體器件的方法。
【背景技術】
[0004]通常，半導體器件包括儲存用于設置操作環(huán)境的各條信息的熔絲電路。例如，在熔絲電路中儲存對應于缺陷的冗余信息、針對內(nèi)部電壓的修調(diào)信息和模式寄存器設置(MRS)
信息等。
[0005]熔絲電路可以被分類為:物理熔絲電路，其中連接通過激光輻射來控制；以及電熔絲電路，其中，連接通過電信號來控制。
[0006]因為電熔絲電路與物理熔絲電路不同，電熔絲電路的連接在封裝級上是可控的，所以最近電熔絲電路已被廣泛使用。
[0007]圖1是圖示傳統(tǒng)半導體器件100的框圖。
[0008]參見圖1，傳統(tǒng)半導體器件100包括第一熔絲電路110、內(nèi)部電壓發(fā)生電路120和第二熔絲電路130。第一熔絲電路110在加電模式下通過使用外部電壓VEXT輸出用于修調(diào)內(nèi)部電壓的內(nèi)部電壓設置信號SRE_FUSE〈0:n>。內(nèi)部電壓發(fā)生電路120響應于內(nèi)部電壓設置信號SRE_FUSE〈0:n>來產(chǎn)生內(nèi)部電壓VIN。第二熔絲電路130在啟動模式下通過使用內(nèi)部電壓VIN來輸出修復信號ARE_FUSE〈0:m>。
[0009]加電模式是在傳統(tǒng)半導體器件100的初始操作期間供應外部電壓VEXT的加電部分，以及在加電部分中外部電壓VEXT從接地電壓VSS電平升高至預定目標電平。在加電部分中加電信號PWRUP與外部電壓VEXT相對應地升高，然后當外部電壓VEXT升高至預定目標電平之上時，保持接地電壓VSS電平。
[0010]啟動模式是把編程在第二熔絲電路130中的多個熔絲信號順序讀出且當設立了內(nèi)部電壓VIN時正常執(zhí)行啟動操作的部分。可以通過從外部輸入的復位信號RESETB來進入啟動模式。盡管在附圖中未圖示，但是可以通過在加電模式完成之后的預定時間使能的內(nèi)部信號來進入啟動模式。
[0011]圖2是在圖1中所示的第一熔絲電路110的詳細框圖。
[0012]參見圖2，第一熔絲電路110包括多個單e-fuse (電熔絲)電路SREO至SREn和第一感測放大單元SRE_S/A。單e-fuse電路SREO至SREn通過破裂命令Rupture_CMD來編程，并且產(chǎn)生與單e-fuse電路SREO至SREn是否被編程相對應的相應第一熔絲信號SRE〈0>至SRE〈n>。第一感測放大單元SRE_S/A響應于加電信號PWRUP和第一熔絲信號SRE〈0>至SRE<n>來產(chǎn)生內(nèi)部電壓設置信號SRE_FUSE〈0:n>。
[0013]單e-fuse電路SREO至SREn中的每個包括:輸入單元INT，用于接收破裂命令Rupture_CMD ;驅動單元P，用于響應于經(jīng)由輸入單元INT輸入的破裂命令來將外部電壓VEXT供應至感測放大節(jié)點ND ；以及e-fuse，其耦接在感測放大節(jié)點ND和低壓端VBBF之間。
[0014]盡管未在附圖中圖示，但是第一感測放大單元SRE_S/A也包括用于響應于加電信號PWRUP來鎖存熔絲信號SRE〈0>至SRE〈n>的多個鎖存單元。
[0015]圖3是在圖1中所示的第二熔絲電路130的詳細框圖。圖4A和圖4B是描述包括在圖3中所示的熔絲陣列中的熔絲單元的操作的詳細圖示。
[0016]參見圖3，第二熔絲電路130包括熔絲陣列131、行驅動單元133、冗余熔絲陣列135、冗余行驅動單元137和第二感測放大單元139。熔絲陣列131與多個行選擇線WL〈0>至WL〈120>和多個列選擇線BL〈0>至BL〈39>耦接。行驅動單元133激活行選擇線WL〈0>至WL〈120>之中的一個。冗余熔絲陣列135與多個冗余行選擇線RWL〈0>至RWL〈120>和列選擇線BL〈0>至BL〈39>耦接。冗余行驅動單元137激活冗余行選擇線RWL〈0>至RWL〈120>之中的一個。第二感測放大單元139通過感測和放大列選擇線BL〈0>至BL〈39>的多個第二熔絲信號來產(chǎn)生修復信號ARE_FUSE〈0:m>。
[0017]熔絲陣列131包括熔絲單元，熔絲單元形成在行選擇線WL〈0>至WL〈120>和列選擇線BL〈0>至BL〈39>的每個交叉點處。如在圖4A中所示，恪絲單元中的每個包括:與行熔絲線WLPG〈#>耦接的熔絲F ;以及切換單元N，用于基于行選擇線WL〈#>是否激活來選擇性地將熔絲F與列選擇線BL〈#>耦接。在編程模式下，在編程電壓VPG被供應至行熔絲線WLPG<#>且選擇電壓VWL被供應至行選擇線WL〈#>，以及接地電壓VSS被供應至列選擇線BL〈#>時，在熔絲F的兩端之間出現(xiàn)高電壓差，且熔絲F從高電阻狀態(tài)改變至低電阻狀態(tài)。例如，在編程模式下，編程電壓VPG是5V，而選擇電壓VWL是2V。圖4B示出了熔絲F被編程且被改變至低電阻狀態(tài)。當熔絲F被編程時，由于在啟動模式下讀出電壓VPG被供應至行熔絲線WLPG〈#>，以及選擇電壓VWL被供應至行選擇線WL〈#>，所以與讀出電壓VPG相對應的電流Isa流經(jīng)列選擇線BL〈#>。例如，在啟動模式下，讀出電壓VPG是2V，以及選擇電壓VWL是IV。
[0018]圖3圖示了行驅動單元133和熔絲陣列131之間的行選擇線WL〈0>至WL〈120>，以及圖4圖示了行驅動單元133和熔絲陣列131之間的多個行熔絲線WLPG〈0>至WLPG〈120>。
[0019]在圖3中所示的冗余熔絲陣列135和冗余行驅動單元137被形成以改善熔絲陣列131和行驅動單元133的操作可靠性，并且與熔絲陣列131和行驅動單元133執(zhí)行相同的操作，因而省略詳細描述。
[0020]接下來描述具有上述結構的傳統(tǒng)半導體器件100的操作。
[0021]基于在測試模式下設置的系統(tǒng)要求對第一熔絲電路110和第二熔絲電路130執(zhí)行熔絲編程操作。例如，包括在對應的單e-fuse電路SRE#中的e-fuse E-FUSE基于破裂命令Rupture_CMD在第一熔絲電路110中被編程，并且在對應的行選擇線WL〈#>和對應的列選擇線BL〈#>被選中，且經(jīng)由對應的行熔絲線WLPG〈#>供應了編程電壓VPG時，在第二熔絲電路130中對對應的熔絲F進行編程。
[0022]當進入加電模式時，第一熔絲電路110讀出編程在多個單e-fuse電路SREO至SREn中的多個第一熔絲信號SRE〈0>至SRE〈n>，并且產(chǎn)生與讀出第一熔絲信號SRE〈0>至SRE〈n>相對應的內(nèi)部電壓設置信號SRE_FUSE〈0>至SRE_FUSE〈n>。第一熔絲信號SRE〈0>至SRE〈n>被同時讀出，并且鎖存以作為內(nèi)部電壓設置信號SRE_FUSE〈0>至SRE_FUSE〈n>。
[0023]內(nèi)部電壓發(fā)生電路120響應于內(nèi)部電壓設置信號SRE_FUSE〈0>至SRE_FUSE〈n>來產(chǎn)生預定內(nèi)部電壓VIN。
[0024]隨后，當進入啟動模式時，第二熔絲電路130讀出編程在熔絲陣列131中的多個第二熔絲信號，然后產(chǎn)生與讀出第二熔絲信號相對應的修復信號ARE_FUSE〈0>至ARE_FUSE<m>o第二熔絲信號通過行驅動單元133和第二感測放大單元139順序讀出，并且順序鎖存以作為修復信號ARE_FUSE〈0>至ARE_FUSE〈m>。
[0025]綜上所述，傳統(tǒng)半導體器件100控制在啟動模式之前必須被執(zhí)行的內(nèi)部電壓發(fā)生操作。傳統(tǒng)半導體器件100在加電模式下通過第一熔絲電路110控制內(nèi)部電壓發(fā)生操作，并且當內(nèi)部電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)時，在進入啟動模式時正常讀出在第二熔絲電路130中編程的熔絲信號。
[0026]由于具有上述結構的傳統(tǒng)半導體器件100在加電模式下立即讀出與內(nèi)部電壓設置信號SRE_FUSE〈0>至SRE_FUSE〈n>相對應的第一熔絲信號SRE〈0>至SRE〈n>，所以傳統(tǒng)半導體器件100不需要時間來啟動，并且具有在啟動模式下讀出大量第二熔絲信號的優(yōu)點。
[0027]然而，由于第一熔絲電路110和第二熔絲電路130彼此不同地形成，所以傳統(tǒng)半導體器件100具有它可能不受控制且其過程復雜的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0028]本發(fā)明的示例性實施例針對一種在不同操作模式下使用的熔絲電路具有相同的部件和配置的半導體器件以及一種用于驅動所述半導體器件的方法。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種半導體器件可以包括:至少一個第一行選擇線；與所述第一行選擇線交叉的至少一個列選擇線；以及具有第一熔絲陣列的第一熔絲電路，其適于在加電模式下通過將外部電壓用作源電壓來輸出編程在所述第一熔絲陣列中的第一熔絲信號，其中，所述第一熔絲陣列包括與所述第一行選擇線和所述列選擇線耦接的至少一個第一恪絲單元。
[0030]當可以形成了多個第一行選擇線時，多個第一熔絲單元可以與列選擇線耦接，以及在編程模式下，所述第一熔絲單元可以以列選擇線為單位被編程在所述第一熔絲電路中。在所述加電模式下，在所述第一熔絲電路中所述第一行選擇線可以基本上同時激活。半導體器件還可以包括內(nèi)部電壓發(fā)生電路，其適于響應于所述第一熔絲信號在進入所述啟動模式之前產(chǎn)生用于所述啟動模式的內(nèi)部電壓。
[0031 ] 根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種半導體器件可以包括:第一熔絲陣列，所述第一熔絲陣列與多個第一行選擇線和多個列選擇線耦接，且適于在啟動模式下響應于經(jīng)由所述第一行選擇線供應的第一選擇電壓來將多個第一熔絲信號輸出至所述列選擇線；第一感測放大單元，適于通過感測且放大所述第一熔絲信號來產(chǎn)生信息信號；第一行驅動單元，適于在所述啟動模式下利用對應于內(nèi)部電壓的所述第一選擇電壓驅動所述第一行選擇線；第二熔絲陣列，所述第二熔絲陣列與多個第二行選擇線和部分或全部的列選擇線耦接，且適于在所述啟動模式之前的加電模式下，響應于經(jīng)由所述第二行選擇線供應的第二選擇電壓來將多個第二熔絲信號輸出至部分的或全部的列選擇線；第二感測放大單元，適于通過感測且放大所述第二熔絲信號來產(chǎn)生內(nèi)部電壓設置信號；