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DE10135775B4 - Methods and devices for checking and reading out the programming of a cavity fuse - Google Patents

Methods and devices for checking and reading out the programming of a cavity fuse Download PDF

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DE10135775B4
DE10135775B4 DE2001135775 DE10135775A DE10135775B4 DE 10135775 B4 DE10135775 B4 DE 10135775B4 DE 2001135775 DE2001135775 DE 2001135775 DE 10135775 A DE10135775 A DE 10135775A DE 10135775 B4 DE10135775 B4 DE 10135775B4
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Abstract

Verfahren zum Prüfen der Programmierung einer Hohlraumfuse (10), die eine programmierbare Brücke (12) aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode (A) und einer Kathode (K) und eine Abdeckung (14) aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke (12) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand zwischen Abdeckung (14) einerseits und Anode (A) und/oder Kathode (K) andererseits ermittelt wird.Method for checking the programming of a cavity fuse (10), which comprises a programmable bridge (12) made of a first conductive material with an anode (A) and a cathode (K) and a cover (14) made of a second conductive material the bridge (12) is arranged, characterized in that the resistance between cover (14) on the one hand and anode (A) and / or cathode (K) on the other hand is determined.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Programmierung einer Hohlraumfuse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Testschaltung nach dem Oberbegriff von Anspruch 5, ein Verfahren zum Auslesen der Programmierung einer Hohlraumfuse nach dem Oberbegriff von Anspruch 10, eine Leseschaltung für eine Hohlraumfuse nach dem Oberbegriff von Anspruch 15, eine Fusezelle nach dem Oberbegriff von Anspruch 18 und eine Fusematrix gemäß Anspruch 20.The invention relates to a method for testing the programming of a cavity fuse according to the preamble of claim 1, a test circuit according to the preamble of claim 5, a method for Reading out the programming of a cavity fuse according to the generic term of claim 10, a read circuit for a cavity fuse after Preamble of claim 15, a fuse cell according to the preamble of claim 18 and a fuse matrix according to claim 20.

Zur einmaligen Programmierung einer integrierten Schaltung bzw. eines ICs (Integrated Circuit) werden in Fällen, die hohe Zuverlässigkeit erfordern, wie insbesondere im automotiven Anwendungsbereich, oftmals sogenannte Hohlraumfuses verwendet. Derartige Hohlraumfuses werden auch als Fusible Links bezeichnet.For one-time programming of a integrated circuit or an IC (Integrated Circuit) in cases the high reliability often require, especially in the automotive field so-called cavity fuses are used. Such cavity fuses are also known as fusible links.

Allgemein wird unter einer Fuse in der Halbleitertechnologie und -schaltungstechnik eine Schmelzsicherung verstanden, die dauerhaft auf einen binären Wert programmiert werden kann. Bei einer Hohlraumfuse wird beispielsweise eine Polysiliziumbrücke durch einen starken Programmierimpuls zum Schmelzen gebracht. Die hohe Zuverlässigkeit dieser Programmiermethode rührt daher, dass das Abschmelzen der Brücke anlässlich der Programmierung irreversibel ist.Generally, under a fuse in a semiconductor fuse and circuit technology understood that are permanently programmed to a binary value can. In the case of a cavity fuse, for example, a polysilicon bridge is passed through caused a strong programming impulse to melt. The height Reliability of this Programming method stirs hence that the melting of the bridge on the occasion of programming is irreversible is.

Im Unterschied zu EPROMs (Electrical Programmable Read Only Memories) oder EEPROMs (Electrical Erasable and Programmable Read Only Memories), deren Programmier-Ladung sich u.U. während der Lebensdauer des Bausteins verflüchtigen kann, wird somit eine dauerhafte Programmierung erzielt.In contrast to EPROMs (Electrical Programmable Read Only Memories) or EEPROMs (Electrical Erasable and Programmable Read Only Memories), whose programming load is different u.U. while can volatilize the lifespan of the block, is therefore a permanent programming achieved.

Die Patentschrift DE 199 26 107 C1 beschreibt eine Hohlraumfuse, die vertikal zwischen einem Kontakt und einer buried layer angeordnet ist. Die Hohlraumfuse weist dabei eine programmierbare Brücke aus leitfähigem Material aufThe patent DE 199 26 107 C1 describes a cavity fuse that is arranged vertically between a contact and a buried layer. The cavity fuse has a programmable bridge made of conductive material

Die Patentschrift US 5,668,818 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Programmierung einer Hohlraumfuse durch Auslesen und Vergleichen mit vorgegebenen Sollwerten geprüft wird.The patent US 5,668,818 describes a method in which the programming of a cavity fuse is checked by reading out and comparing it with predetermined target values.

1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Hohlraumfuse 10 mit angeschlossener Ausleseschaltung. Die Hohlraumfuse 10 besteht aus einer (Polysilizium-)Brücke 12, die zwischen einer Anode A und einer Kathode K angeordnet ist. Die Kathode K liegt auf einem Bezugspotential. In die Anode A wird über einen Stromspiegel ein Strom eingeprägt. Der Stromspiegel besteht aus der Stromquelle IL1 und zwei p-MOS-Transistoren Q1 und Q2. Die Source des p-MOS-Transistors Q2 ist an ein Versorgungspotential VDD angeschlossen; Drain ist mit der Anode A verbunden. Brücke 12, Anode A und Kathode K sind mit einer Abdeckung 14 überdeckt, die als gestrichelt umrandete etwa rechteckförmige Fläche angedeutet ist. Die Brücke 12 der dargestellten Hohlraumfuse 10 ist durchgeschmolzen, d.h. die Fuse ist programmiert. 1 shows a cavity fuse known from the prior art 10 with connected readout circuit. The cavity fuse 10 consists of a (polysilicon) bridge 12 , which is arranged between an anode A and a cathode K. The cathode K is at a reference potential. A current is impressed into the anode A via a current mirror. The current mirror consists of the current source IL1 and two p-MOS transistors Q1 and Q2. The source of the p-MOS transistor Q2 is connected to a supply potential VDD; Drain is connected to anode A. bridge 12 , Anode A and cathode K are covered 14 covered, which is indicated as a dashed bordered approximately rectangular area. The bridge 12 the cavity fuse shown 10 has melted, ie the fuse is programmed.

Die Oberfläche bzw. Abdeckung 14 des Hohlraums, unter der sich die Brücke 12, Anode A und Kathode K befindet, ist gänzlich oder zum Teil entweder nichtleitend oder leitend; in letzterem Fall aber zumindest elektrisch floatend. D.h. diese leitfähige Struktur ist elektrisch vom Rest der Schaltung isoliert, sodass von ihr weder Ladungen zu noch abfliegen können.The surface or cover 14 of the cavity under which the bridge is located 12 , Anode A and cathode K is entirely or partially either non-conductive or conductive; in the latter case, however, at least electrically floating. This means that this conductive structure is electrically isolated from the rest of the circuit, so that neither charges can nor can it fly off.

Wenn die Fuse einwandfrei programmiert ist und sich kein parasitärer leitfähiger Pfad zwischen Anode A und Kathode K der Hohlraumfuse gebildet hat, so ist das Potential U1 an der Anode A identisch mit dem Versorgungspotential VDD, da der Transistor Q2 in Sättigung geht (er kann den Lesestrom nicht in die extrem hochohmige Fuse einprägen).If the fuse is programmed correctly and is not a parasitic conductive Path between anode A and cathode K of the cavity fuse, the potential U1 at the anode A is identical to the supply potential VDD because transistor Q2 is in saturation goes (he can not read current in the extremely high-resistance fuse memorize).

Aus dem Stand der Technik sind auch Aluminium-Fuses bekannt. Diese funktionieren ähnlich den Hohlraumfuses. Durch einen starken Programmierpuls wird anstelle einer Polysiliziumbrücke eine dünne Aluminimumleitung zum Schmelzen gebracht. Dafür sind im Vergleich zum Schmelzen einer Polysiliziumbrücke außerordentlich hohe Stromstärken im Bereich von etwa 0.5A erforderlich. Dies liegt daran, dass die Aluminium-Bahn nur durch ein dünnes Dielektrikum vom Substrat getrennt ist und somit in einem sehr innigen thermischen Kontakt zum gut wärmeleitenden Silizium steht. Um dennoch die nötigen Temperaturen in der Fusestrecke zu erzeugen, muss daher ein hoher Strom fließen.Also from the state of the art Aluminum fuses known. These work similarly to the cavity fuses. By a strong programming pulse becomes a instead of a polysilicon bridge thin aluminum pipe melted. Therefore are exceptional compared to melting a polysilicon bridge high currents required in the range of about 0.5A. This is because the Aluminum web only through a thin Dielectric is separated from the substrate and thus in a very intimate way thermal contact to the good heat-conducting Silicon stands. To keep the necessary temperatures To generate in the fuselage, a high current must flow.

Neben der Programmierung durch Hohlraumfuses wird häufig auch das sogenannte Zener-Zapping anwendet. Dabei wird während der Programmierung an eine Zenerdiode eine hohe Spannung angelegt, so dass die Diode kurzgeschlossen wird und danach niederohmig bleibt. Dieses weitverbreitete Verfahren hat den Nachteil, dass im Vergleich zu Hohlraumfuses ebenfalls große Ströme im Bereich von etwa 200 mA notwendig sind. In Schaltungen, in denen aus Schutzgründen ein Serienwiderstand in der Versorgungsleitung liegt, ist es daher nicht möglich, eine bereits implementierte, d.h. verbaute integrierte Schaltung zu programmieren (sogenanntes In-Circuit Programming).In addition to programming through cavity fuses becomes common also uses the so-called zener zapping. It is during the Programming a high voltage applied to a zener diode, so that the diode is short-circuited and then remains low-resistance. This widespread process has the disadvantage of being compared to cavity fuses also great streams in the range of approximately 200 mA are necessary. In circuits in which for protection reasons there is therefore no series resistance in the supply line possible, an already implemented, i.e. built-in integrated circuit to be programmed (so-called in-circuit programming).

Zur Programmierung eines ICs auf Scheibenebene, noch vor der Montage in einem Gehäuse, verwendet man ebenfalls Polysiliziumbrücken, die allerdings durch Beschuss mit einem Laser programmiert werden. Solche Fuses werden daher als Laser-Fuses bezeichnet. Sie können jedoch nach Montage des ICs nicht mehr programmiert werden. Somit können keine durch die Montage des ICs verursachten Ungenauigkeiten herauskalibriert werden. Insbesondere bei Analog-ICs ist es aber oftmals unerlässlich, dass man Offsets und Temperaturgänge, die durch mechanische Verspannungen des ICs bzw. Chips im Gehäuse stark beeinflusst werden, nach der Gehäusemontage trimmt.Polysilicon bridges are also used to program an IC at the wafer level, even before assembly in a housing, although these are programmed by bombardment with a laser. Such fuses are therefore referred to as laser fuses. However, they cannot be programmed after the IC has been installed. This means that inaccuracies caused by the assembly of the IC can not be calibrated out. In the case of analog ICs in particular, however, it is often essential that offsets and temperature responses caused by mechanical tensioning of the IC or Chips in the chassis are greatly affected after the chassis assembly trims.

Die Hohlraumfuses zeichnen sich im Unterschied zum Zener-Zapping durch einen wesentlich geringeren Programmierstrom aus: sie benötigen einen Strom von nur ca. 50 mA, also ca. 25% des Zener-Programmierstroms. Dieser niedrige Programmierstrom wird dadurch erreicht, dass die Polysilizium-Brücke nicht in einem unmittelbaren thermischen Kontakt mit dem Chip steht: Sie ist nicht, wie alle übrigen Bauelemente in den IC, genauer gesagt dessen Substrat eindiffundiert bzw. auf der Oberfläche des ICs aufgewachsen, sondern sie befindet sich in einem Hohlraum. Dadurch ist jene Stelle, die beim Programmieren aufschmilzt, nur von relativ schlecht wärmeleitender Luft umgeben und der thermische Kontakt zum restlichen IC gering. Erreicht wird das, indem die Polysilizium-Fuse auf eine Opferschicht (dem sogenannten Sacrificial Layer) aufgewachsen wird. Darüber kommt eine weitere Opferschicht, die mit einer Art Deckel bzw. einer Abdeckung abgedeckt wird. Dieser Deckel enthält Löcher, durch die eine Säure die Opferschichten auflösen kann. Sobald die Opferschichten vollständig aufgelöst sind, schwebt die Poly-Fuse wie eine Brücke in der Luft.The cavity fuses stand out in the Difference to zener zapping by a much lower one Programming power off: you need a current of only approx. 50 mA, i.e. approx. 25% of the Zener programming current. This low programming current is achieved because the polysilicon bridge does not is in direct thermal contact with the chip: you is not like everyone else Components diffused into the IC, more precisely its substrate or on the surface of the IC grew up, but it is located in a cavity. This means that the point that melts when programming is only of relatively poor thermal conductivity Air surrounds and the thermal contact to the rest of the IC is low. This is achieved by placing the polysilicon fuse on a sacrificial layer (the so-called sacrificial layer) is grown. Comes over it another sacrificial layer, with a kind of cover or cover is covered. This lid contains holes through which an acid passes Dissolve sacrificial layers can. As soon as the sacrificial layers are completely dissolved, the poly fuse floats like a bridge in the Air.

Der Deckel bzw. die Abdeckung besteht im wesentlichen aus einer elektrisch isolierenden Oxidschicht und einer elektrisch leitfähigen Polysiliziumschicht. Wird die eigentliche Fusestrecke aus einer ersten Polysiliziumschicht Poly1 hergestellt, so besteht der leitende Teil des Deckels aus einer zweiten Polysiliziumschicht Poly2.The lid or cover is there essentially of an electrically insulating oxide layer and an electrically conductive Polysilicon layer. The actual fuselage will be a first Polysilicon layer Poly1 produced, so there is the conductive part the cover from a second polysilicon layer Poly2.

Während des Betriebs wird der logische Zustand einer Hohlraumfuse („programmiert" oder „nicht programmiert") dadurch bestimmt, dass ein Lesestrom in der Größe einiger Mikro-Ampere in die Fuse eingeprägt wird. Im programmierten Zustand ist in der Regel die Brücke geschmolzen, d.h. die leitende Strecke zwischen Anode A und Kathode K ist unterbrochen.While operation, the logical state of a cavity fuse ("programmed" or not programmed ") determined by the fact that a reading current the size of some Micro-amps stamped into the fuse becomes. In the programmed state, the bridge is usually melted, i.e. the conductive path between anode A and cathode K is interrupted.

Ist die Fuse programmiert, so ist ihr Widerstand somit sehr groß. Im theoretischen Idealfall ist er unendlich groß, in der Praxis zumindest größer als einige Mega-Ohm. In diesem Fall ist der Spannungsabfall über die Fuse praktisch gleich der Versorgungsspannung. Die Stromquelle geht dann in Sättigung, weil ihr zur Verfügung stehender Spannungshub nicht ausreicht, um den Lesestrom durch die hochohmige Fuse zu treiben. Dies kann von einer Logik als logisch „HIGH" erkannt werden.If the fuse is programmed, it is their resistance is therefore very great. In the theoretical ideal case it is infinitely large, in practice at least larger than some mega-ohms. In this case the voltage drop is over the Fuse practically equal to the supply voltage. The power source goes then in saturation because available to her standing voltage swing is not sufficient to the reading current through the to drive high-resistance fuse. This can be called logic "HIGH" by a logic be recognized.

Ist die Fuse nicht programmiert, so beträgt ihr Widerstand nur ca. 100 Ohm. Dann entsteht durch den Lesestrom lediglich eine sehr kleine Spannung von ca. 100 mV an der Fuse, was bei herkömmlicher Logik in CMOS-Technologie als „LOW" erkannt wird.If the fuse is not programmed, that's her Resistance only about 100 ohms. Then the reading current only creates a very low voltage of approx. 100 mV at the fuse, which is the case with conventional logic in CMOS technology as "LOW" is recognized.

Für einen zuverlässigen Programmierspeicher muss also der Lesestrom so gewählt werden, dass die Spannung an einer nicht-programmierten Fuse klein genug ist, um als logisch „LOW" erkannt zu werden. Andererseits muss der Lesestrom so gewählt sein, dass die Spannung an der Fuse zufolge des Lesestroms selbst dann noch logisch „HIGH" entspricht, wenn die programmierte Fuse „nur" wenige Mega-Ohm Widerstand hat.For a reliable one In programming memory, the reading current must be selected so that the voltage on a non-programmed fuse is small enough to be logically "LOW" to be recognized. On the other hand, the reading current must be selected that the voltage across the fuse according to the reading current even then still logically corresponds to "HIGH", if the programmed fuse "only" has a few megohms of resistance.

Unter gewissen Voraussetzungen kann es bei Hohlraumfuses allerdings zu folgendem Zuverlässigkeitsproblem kommen: Wird die Hohlraumfuse programmiert, so schmilzt und verdampft die Polysilizium-Brücke aufgrund des starken Energieeintrags in der Regel innerhalb weniger Mikrosekunden. Da der Hohlraum nahezu hermetisch dicht ist, können die Restgase schlecht entweichen und setzen sich daher an den Wänden des Hohlraums nieder.Under certain conditions However, the following reliability problem arises with cavity fuses come: If the cavity fuse is programmed, it melts and evaporates the polysilicon bridge due to the strong energy input usually within a few Microseconds. Since the cavity is almost hermetically sealed, the residual gases can escape badly and therefore sit on the walls of the Cavity.

Im Laufe der Lebensdauer des Bausteins kann es nun insbesondere bei hohen Temperaturen und hohen Spannungen an der Hohlraumfuse dazu kommen, dass sich zwischen den beiden Anschlüssen der Hohlraumfuse ein leitfähiger Pfad ausbildet. Dadurch kann der Widerstand dieses Pfades relativ gering werden (beispielsweise 100 kOhm), so dass sich beim Auslesen der Hohlraumfuse mit dem oben dargelegten Verfahren des Lesestroms unter Umständen eine so kleine Spannung über der Fuse einstellt, dass ein „LOW" anstelle eines „HIGH" erkannt wird. Dieser Fall muss unbedingt vermieden werden, da der Baustein somit seine Programmierung während der Lebensdauer verlieren kann (d.h. ein „HIGH" kann zu „LOW" werden, nicht aber umgekehrt).Over the course of the life of the device it now especially at high temperatures and high voltages on the cavity fuse that between the two connections Cavity fuse a conductive Path educates. As a result, the resistance of this path can be relatively low be (for example 100 kOhm), so that when reading the Cavity fuse using the reading current method below circumstances such a small tension over the fuse sets that a "LOW" instead of a "HIGH" is recognized. This case must be avoided because the block thus its programming during may lose its lifespan (i.e. a "HIGH" can become "LOW", but not vice versa).

Bisher konnte dieses durch weitere Prozessschritte eliminiert werden, was allerdings den Herstellungsprozess verteuert und den Prozessdurchlauf verlängert, da zusätzliche Maskenebenen oder aber zumindest zusätzliche Arbeitsschritte in der Prozessierung erforderlich wurden.So far, this has been possible through further Process steps are eliminated, but this affects the manufacturing process expensive and the process run lengthened because additional Mask levels or at least additional work steps in processing became necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Verfahren und Vorrichtungen zum Prüfen und Auslesen der Programmierung einer Hohlraumfuse anzugeben, die das erwähnte Zuverlässigkeitsproblem während des Betriebs des Bausteins erkennen und gegebenenfalls ein Fehlersignal generieren, wobei insbesondere eine Verteuerung des Herstellungsprozesses aufgrund zusätzlicher Maskenebenen oder aber zumindest zusätzlicher Arbeitsschritte in der Prozessierung vermieden werden soll.The object of the invention is therefore Methods and devices for checking and reading out the programming a cavity fuse to indicate that the reliability problem mentioned during the Detect operation of the block and, if necessary, an error signal generate, in particular making the manufacturing process more expensive due to additional Mask levels or at least additional work steps in processing should be avoided.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Prüfen der Programmierung einer Hohlraumfuse mit den Merkmalen nach Anspruch 1, eine Testschaltung für eine Hohlraumfuse mit den Merkmalen nach Anspruch 5, ein Verfahren zum Auslesen der Programmierung einer Hohlraumfuse mit den Merkmalen nach Anspruch 10, eine Leseschaltung für eine Hohlraumfuse mit den Merkmalen nach Anspruch 15, eine Fusezelle mit den Merkmalen nach Anspruch 18 und eine Fusematrix mit den Merkmalen nach Anspruch 20 gelöst. weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.This object is achieved by a method for checking the programming of a cavity fuse with the features of claim 1, a test circuit for a cavity fuse with the features of claim 5, a method for reading out the programming of a cavity fuse with the features of claim 10, a reading circuit for a Cavity fuse with the features of claim 15, a fuse cell with the features of claim 18 and a fuse matrix with the features of claim 20 solved. further advantageous embodiments, configurations and aspects of the present Er Invention result from the dependent claims, the description and the accompanying drawings.

Ein der Erfindung zugrunde liegender wesentlicher Gedanke besteht darin, dass zum Prüfen und zum Auslesen der Programmierung einer Hohlraumfuse, die eine programmierbare Brücke aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode und einer Kathode und eine Abdeckung aus einem zweiten leitfähigen Material, die zur Abdeckung der Brücke angeordnet ist, aufweist, der Widerstand zwischen Abdeckung und Anode und/oder Kathode ermittelt wird. Wie bereits eingangs erwähnt, können sich unerwünschterweise parasitäre leitfähige Pfade in der Hohlraumfuse ausbilden. Durch die Erfindung können nunmehr derartige parasitäre Pfade zwischen Anode und Kathode der Hohlraumfuse zuverlässig festgestellt und deren Auswirkungen gegebenenfalls korrigiert werden.One based on the invention essential idea is that to check and read the programming a cavity fuse, which is a programmable bridge made of a first conductive material with an anode and a cathode and a cover from a second conductive Material that is arranged to cover the bridge, the resistance between cover and anode and / or cathode is determined becomes. As already mentioned at the beginning, can undesirably parasitic conductive Form paths in the cavity fuse. By the invention can now such parasitic Paths between anode and cathode of the cavity fuse reliably determined and their effects are corrected if necessary.

Um einen parasitären Pfad zu erkennen, ist folgender Umstand hilfreich: Es zeigt sich, dass ein solcher parasitärer Pfad in der Regel immer über die Abdeckung geschlossen wird. wenn also eine bereits programmierte Hohlraumfuse im Laufe ihrer Lebensdauerbelastung niederohmig wird, so existiert in der Regel auch ein niederohmiger Kontakt zwischen Abdeckung und Anode und/oder Kathode. Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass der Kontaktwiderstand zwischen Abdeckung und Kathode bzw. Anode geringer als der Widerstand zwischen Anode und Kathode der Hohlraumfuse ist. Theoretisch lässt sich das dadurch erklären, dass sich Reste von verdampften Polysilizium jeweils zwischen Anode und Abdeckung sowie zwischen Abdeckung und Kathode zu zwei leitfähigen Pfaden ausbilden. Die Serienschaltung beider Pfade weist demzufolge einen höheren Widerstand auf als jeder der beiden Einzelpfade. Hierbei kann auch ein gegebenenfalls vorhandenes Abdeckungsoxid beschädigt werden, das die Abdeckung gegenüber Anode und Kathode isoliert.To identify a parasitic path, the following is Circumstance helpful: It turns out that such a parasitic path usually always about the cover is closed. so if an already programmed one Cavity fuse becomes low-resistance in the course of its service life, usually there is also a low-resistance contact between Cover and anode and / or cathode. Is of particular importance here that the contact resistance between the cover and cathode or anode less than the resistance between the anode and cathode the cavity fuse is. Theoretically, this can be explained by the fact that remains of vaporized polysilicon between the anode and Cover and between the cover and the cathode to two conductive paths form. The series connection of both paths accordingly has one higher resistance on than either of the two individual paths. This can also be an option existing cover oxide damaged be facing the cover Anode and cathode insulated.

Mit der Erfindung lässt sich verhältnismäßig einfach erkennen, ob eine Hohlraumfuse von „HIGH" auf „LOW" gekippt ist. Nur bei einer einwandfrei funktionsfähigen Hohlraumfuse ist die Abdeckung hochohmig gegenüber Anode und Kathode. Ist die Hohlraumfuse teilweise geschädigt, so gibt es einen Kontakt zwischen Abdeckung und nur einer der beiden Elektroden (Anode oder Kathode): in diesem Fall funktioniert die Hohlraumfuse aber noch, d.h. beim Auslesen erhält man noch ein „HIGH", weil sich noch kein Pfad von Anode über Abdeckung nach Kathode gebildet hat. Ist die Fuse vollständig geschädigt, so gibt es einen Kontakt von Abdeckung zu beiden Elektroden und das Auslesen ergibt ein „LOW" anstelle der ursprünglich programmierten „HIGH".With the invention relatively easy detect whether a cavity fuse has tilted from "HIGH" to "LOW" is. This is only possible if the cavity fuse is in perfect working order Coverage with high resistance Anode and cathode. If the cavity fuse is partially damaged, do so there is contact between the cover and only one of the two electrodes (Anode or cathode): in this case the cavity fuse works but still, i.e. when reading out you get a "HIGH", because no path from anode to cover to cathode has yet formed Has. Is the fuse complete? damaged, so there is contact from cover to both electrodes and the reading results in a "LOW" instead of the original programmed "HIGH".

Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Prüfen der Programmierung einer Hohlraumfuse, die eine programmierbare Brücke aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode und einer Kathode und eine Abdeckung aus einem zweiten leitfähigen Material aufweist, die zum Abdecken der Brücke angeordnet ist. Verfahrensgemäß wird nun der Widerstand zwischen Abdeckung einerseits und Anode und/oder Kathode andererseits ermittelt, um einen Defekt der Hohlraumfuse zu erkennen.The invention relates to a first aspect is a method for checking the programming of a Cavity fuse, which is a programmable bridge made of a first conductive material with an anode and a cathode and a cover from a second conductive Has material that is arranged to cover the bridge. The procedure is now the resistance between the cover on the one hand and the anode and / or On the other hand, the cathode was found to cause a defect in the cavity fuse detect.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Lesestrom in die Anode eingeprägt, ein erstes und danach ein zweites, vom ersten verschiedenes Potential an die Abdeckung angelegt und die Spannung zwischen Anode und Kathode gemessen. Ändert sich die gemessene Spannung mit der Potentialänderung an der Abdeckung, so liegt ein leitfähiger Pfad zwischen einer der oder beiden Elektroden – Anode und/oder Kathode – und Abdeckung vor. Dies setzt voraus, dass die Hohlraumfuse programmiert, d.h. die Brücke unterbrochen ist. Andernfalls, also wenn sich die gemessene Spannung nicht ändert, ist die Hohlraumfuse in Ordnung, d.h. es existiert kein leitender Pfad zwischen den Elektroden und der Abdeckung. Mit dieser Phase kann somit bei einer programmierten Hohlraumfuse ein Kontakt mindestens einer der Elektroden und der Abdeckung sicher detektiert werden.In a preferred embodiment a reading current is impressed into the anode first and then a second potential different from the first applied to the cover and the voltage between the anode and cathode measured. change the measured voltage with the potential change on the cover, so lies a conductive Path between one or both electrodes - anode and / or cathode - and cover in front. This assumes that the cavity fuse is programmed, i.e. the bridge is interrupted. Otherwise, i.e. if the measured voltage does not change is the cavity fuse OK, i.e. there is no leader Path between the electrodes and the cover. With this phase can therefore at least one contact with a programmed cavity fuse one of the electrodes and the cover can be reliably detected.

In einer weiteren Phase kann an die Kathode ein Bezugspotential vor dem Einprägen des Lesestroms in die Anode gelegt werden. Besteht nun ein leitender (parasitärer) Pfad zwischen Anode und Abdeckung, so ergibt sich bei der gemessenen Spannung eine Änderung. Es besteht in diesem Fall bei einer korrekt programmierten Hohlraumfuse zwischen Anode und Abdeckung ein leitender Pfad, d.h. die Hohlraumfuse ist defekt. Mit dieser Phase kann somit bei einer programmierten Hohlraumfuse ein Kontakt zwischen Anode und Abdeckung sicher detektiert werden.In a further phase, the Cathode has a reference potential before the reading current is impressed into the anode be placed. Now there is a conductive (parasitic) path between the anode and the cover, this results in the measured Tension a change. In this case there is a correctly programmed cavity fuse a conductive path between anode and cover, i.e. the cavity fuse is defective. This phase can be used for a programmed Cavity fuse a contact between anode and cover can be detected safely.

Um einen Kontakt bzw. parasitären Pfade zwischen Abdeckung und Kathode bei einer programmierten Hohlraumfuse zu detektieren, kann an die Kathode ein Bezugspotential gelegt, ein Lesestrom in die Abdeckung eingeprägt, die Anode potentialfrei geschaltet und die Spannung zwischen Abdeckung und Kathode gemessen werden. Ist das Potential an der Abdeckung der Hohlraumfuse wesentlich kleiner als die Betriebsspannung des Mittels, das den Lesestrom in die Abdeckung einprägt, so liegt ein Kontakt zwischen Abdeckung und Kathode vor.To establish contact or parasitic paths between Detect cover and cathode in a programmed cavity fuse a reference potential can be applied to the cathode, a read current in embossed the cover, the anode is isolated and the voltage between the cover and cathode can be measured. Is the potential on the cover the cavity fuse is significantly smaller than the operating voltage of the By means that impresses the reading current in the cover, so lies contact between cover and cathode.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Testschaltung für eine Hohlraumfuse, die eine programmierbare Brücke aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode und einer Kathode und eine Abdeckung aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke angeordnet ist, aufweist. Die Testschaltung zeichnet sich dadurch aus, dass sie zur Durchführung des oben erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.Another aspect of the invention concerns a test circuit for a cavity fuse that is a programmable bridge made of a first conductive material with an anode and a cathode and a cover from a second conductive Material that is arranged to cover the bridge has. The test circuit is characterized in that it is used to carry out the The inventive method explained above is trained.

Vorzugsweise weist sie Mittel zum Einprägen eines Lesestroms, Mittel zum Anlegen von Potentialen und Spannungsmessmittel auf.It preferably has means for Memorize one Reading currents, means for applying potentials and voltage measuring means on.

Die Mittel zum Einprägen eines Lesestroms und die Mittel zum Anlegen von Potentialen können Transistoren, insbesondere vom MOS-Typ sein.The means for impressing a reading current and the means for applying potentials can be transistors, in particular of the MOS type.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zum Einprägen eines Lesestroms einen Stromspiegel, wodurch ein genauer und vor allem konstanter, im wesentlichen lastunabhängiger Lesestrom erhalten wird.In a particularly preferred embodiment include the means of imprinting a reading current a current mirror, which makes a more accurate and ahead all constant, essentially load-independent reading current is obtained.

Die Testschaltung kann ferner Steuermittel aufweisen, die insbesondere zur Durchführung der oben erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform übernehmen die Steuermittel die Steuerung der verfahrensschritte, die zum Prüfen der Programmierung der Hohlraumfuse erforderlich sind. Wird die Testschaltung beispielsweise in einer komplexen elektronischen Schaltung, insbesondere auf einer integrierten Schaltung eingesetzt, können dadurch andere Schaltungsmodule von der Durchführung des Verfahrens entlastet werden. Zudem kann eine Prüfung unabhängig von zusätzlichen externen Schaltungsteilen oder - modulen von der integrierten Schaltung selbst durchgeführt werden.The test circuit can furthermore have control means which in particular to carry out the one explained above trained method according to the invention are. Take over in this embodiment the control means control the process steps required to check the Programming the cavity fuse are required. Will the test circuit for example in a complex electronic circuit, in particular used on an integrated circuit, other circuit modules can from implementation be relieved of the procedure. In addition, an examination can be carried out independently of additional external circuit parts or modules be performed by the integrated circuit itself.

Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Auslesen der Programmierung einer Hohlraumfuse, die eine programmierbare Brücke aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode und einer Kathode und eine Abdeckung aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke angeordnet ist, aufweist. Verfahrensgemäß werden ein erster Lesestrom in die Anode und ein zweiter Lesestrom in die Abdeckung eingeprägt und die Potentiale an Anode und Abdeckung zum Bestimmen des in der Hohlraumfuse programmierten Wertes logisch zu einem Ausgangssignal verknüpft.The invention further includes a Method for reading out the programming of a cavity fuse, the a programmable bridge from a first conductive Material with an anode and a cathode and a cover a second conductive Material that is arranged to cover the bridge has. Be procedural a first read current in the anode and a second read current in the Cover stamped and the potentials at the anode and cover for determining that in the cavity fuse programmed value logically linked to an output signal.

In einer konkreten Ausführungsform umfasst die logische Verknüpfung die Invertierung des Potentials an der Abdeckung und eine Oder-Verknüpfung mit dem Potential an der Anode. Mit dieser, durch wenige logische Schaltungselemente realisierbaren Logikfunktion kann beim Auslesen gleichzeitig ein Test der Hohlraumfuse durchgeführt und innerhalb gewisser Grenzen eine Verifikation der Programmierung vorgenommen werden.In a concrete embodiment includes the logical link the inversion of the potential on the cover and an OR link with the potential at the anode. With this, through a few logical circuit elements feasible logic function can be read out at the same time Cavity fuse test performed and verification of the programming is carried out within certain limits become.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Leseschaltung für eine Hohlraumfuse, die eine programmierbare Brücke aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode und einer Kathode und eine Abdeckung aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke angeordnet ist, aufweist. Um einen programmierten Werte sicher aus der Hohlraumfuse auslesen zu können, sind Mittel zum Einprägen eines ersten Lesestroms in die Anode und eines zweiten Lesestroms in die Abdeckung und Mittel zum Auswerten der Potentiale an Anode und Abdeckung und zum logischen Verknüpfen der ausgewerteten Potentiale vorgesehen sind, um einen in der Hohlraumfuse programmierten Wert als Ausgangssignal zu erhalten.According to another aspect the invention is a read circuit for a cavity fuse, the one programmable bridge from a first conductive Material with an anode and a cathode and a cover a second conductive Material that is arranged to cover the bridge has. To safely read out a programmed value from the cavity fuse to be able are means of memorization a first read current into the anode and a second read current in the cover and means for evaluating the potentials on the anode and covering and logically linking the evaluated potentials are provided to be a value programmed in the cavity fuse as Get output signal.

Vorzugsweise sind Mittel zum Einprägen eines ersten Lesestroms in die Anode und eines zweiten Lesestroms in die Abdeckung Transistoren, insbesondere vom MOS-Typ.Means for embossing are preferred first read current in the anode and a second read current in the Covering transistors, especially of the MOS type.

Die Mittel zum Auswerten der Potentiale an Anode und Abdeckung und zum logischen Verknüpfen der ausgewerteten Potentiale sind in einer besonders bevorzugten Ausführungsform Logik-Gatter.The means for evaluating the potential on the anode and cover and for logically linking the evaluated potentials are logic gates in a particularly preferred embodiment.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der zweite Lesestrom sozusagen gepulst angelegt: hierbei wird er in vorgegebenen ersten Zeiträumen, in denen die Hohlraumfuse ausgelesen wird, derart klein gewählt, dass das Potential an der Abdeckung im Fehlerfall kleiner als das Potential an der Anode ist.In a particularly preferred embodiment the second reading current is applied in a pulsed manner, so to speak: he in predetermined first periods, in which the cavity fuse is read, chosen so small that the potential at the cover is smaller than the potential in the event of a fault the anode is.

Schließlich kann der zweite Lesestrom in vorgegebenen zweiten Zeiträumen, in denen die Hohlraumfuse nicht ausgelesen wird, derart groß gewählt werden, dass er eine Elektromigration bewirkt, durch die das Wachstum eines sich ausbildenden parasitären Strompfades zwischen Abdeckung und Kathode gehemmt wird.Finally, the second read stream in predetermined second periods, in which the cavity fuse is not read out, are selected to be of such a size that that it causes electromigration through which the growth of a developing parasitic Current path between the cover and cathode is inhibited.

Um die Testbarkeit der gesamten, durch Hohlraumfuse und die zum Auslesen vorgesehenen Mittel gebildete elektronische Schaltung zu erhöhen, wird vorzugsweise vor einem Auslesen der Hohlraumfuse mittels eines Transistors, insbesondere MOS-Transistors, ein Potential an die Abdeckung gelegt und das Ausgangssignal ein erstes Mal gemessen; danach wird das Potential mittels des Transistors abgeschaltet und das Ausgangssignal ein zweites Mal gemessen; die beiden gemessenen Ausgangssignalwerte können dann ausgewertet werden.To ensure the testability of the whole, formed by cavity fuse and the means provided for reading out electronic circuit will increase preferably before reading out the cavity fuse by means of a transistor, especially MOS transistor, put a potential on the cover and the output signal measured the first time; then the potential is generated by means of the transistor switched off and the output signal measured a second time; the The two measured output signal values can then be evaluated.

Hierbei sind beispielsweise bei gemessenen Ausgangssignalwerten von logisch „HIGH" und dann logisch „LOW" sowohl die zum Auslesen vorgesehenen Mittel als auch die Hohlraumfuse in Ordnung. Dagegen sind die zum Auslesen vorgesehenen Mittel funktional nicht in Ordnung, wenn sich zweimal hintereinander als Ausgangssignalwert ein logisches „LOW" ergibt, da beispielsweise der Kontaktwiderstand zur Abdeckung zu groß ist; in diesem Fall ist jedoch die Hohlraumfuse in Ordnung. Wird zweimal hintereinander ein logisches „HIGH" gemessen, ist die Hohlraumfuse fehlerhaft. Das Messergebnis logisch „LOW" und danach logisch „HIGH" ist prinzipiell nicht möglich.This includes, for example, measured output signal values from logical "HIGH" and then logically "LOW" both the means intended for reading and the cavity fuse okay. In contrast, the means provided for reading out are functional out of order if there are two consecutive output signal values a logical "LOW" results because, for example, the contact resistance to the cover increases is large; in this case, however, the cavity fuse is OK. Will be twice in a row a logical "HIGH" measured, the cavity fuse is faulty. The measurement result logically "LOW" and then logically "HIGH" is in principle not possible.

Eine erfindungsgemäße Fusezelle umfasst eine Hohlraumfuse, die eine programmierbare Brücke aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode und einer Kathode und eine Abdeckung aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke angeordnet ist, aufweist, die oben erläuterte Leseschaltung, und eine Programmierschaltung zum Programmieren der Hohlraumfuse. Hierbei ist die Anode mit einer Versorgungsleitung der Fusezelle und die Kathode mit einem Transistor verbunden. Hierdurch wird eine sehr platzsparende Variante einer Fusezelle geschaffen, die einen Leistungstransistor zum Ein- und Ausschalten des Programmierstromes aufweist (dies ist der mit der Kathode der Hohlraumfuse verbundene Transistor).A fuse cell according to the invention includes a cavity fuse that makes up a programmable bridge a first conductive Material with an anode and a cathode and a cover made of one second conductive Material which is arranged to cover the bridge, the one explained above Read circuit, and a programming circuit for programming the Hohlraumfuse. Here, the anode with a supply line is the Fuse cell and the cathode connected to a transistor. hereby a very space-saving variant of a fuse cell is created, the one power transistor for switching the programming current on and off (this is the one connected to the cathode of the cavity fuse Transistor).

Vorzugsweise weisen die Mittel zum Programmieren und die Mittel zum Auslesen im wesentlichen MOS-Transistoren auf.Preferably, the means for Programming and the means for reading out essentially MOS transistors on.

Die Fusezellen werden vorzugsweise in einer Fusematrix angeordnet bzw. eingesetzt. Eine derartige Fusematrix kann beispielsweise in einem CAD-System als Bibliothekselement vorhanden sein, so dass es beim Entwurf einer integrierten Schaltung in diese eingebaut werden kann.The fused cells are preferred arranged or used in a fuse matrix. Such a fuse matrix can exist as a library element in a CAD system, for example be so when designing an integrated circuit in this can be installed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:The invention is described below of figures closer to the drawing shown. Show it:

1 eine Hohlraumfuse mit Leseschaltung nach dem Stand der Technik, 1 a cavity fuse with reading circuit according to the prior art,

2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseschaltung für eine Hohlraumfuse in einem ersten Betriebszustand, 2 1 shows a first exemplary embodiment of the reading circuit according to the invention for a cavity fuse in a first operating state,

3 das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseschaltung für eine Hohlraumfuse in einem zweiten Betriebszustand, 3 this in 1 illustrated embodiment of the reading circuit according to the invention for a cavity fuse in a second operating state,

4 das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseschaltung für eine Hohlraumfuse in einem dritten Betriebszustand, 4 this in 1 illustrated embodiment of the reading circuit according to the invention for a cavity fuse in a third operating state,

5 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseschaltung für eine Hohlraumfuse in einem ersten Betriebszustand, 5 2 shows a second exemplary embodiment of the reading circuit according to the invention for a cavity fuse in a first operating state,

6 eine Programmierschaltung für eine Hohlraumfuse nach dem Stand der Technik, und 6 a programming circuit for a cavity fuse according to the prior art, and

7 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Programmierschaltung. 7 an embodiment of a programming circuit according to the invention.

Im folgenden können gleiche oder zumindest funktional gleiche Elemente mit den selben Bezugsziffern versehen sein.The following can be the same or at least functional the same elements with the same reference numerals.

In 1 ist die normale Leseschaltung für eine Hohlraumfuse gezeigt, in der der Lesestrom in die Anode A eingeprägt und die Spannung an Anode A (gegenüber Masse = Kathodenpotential) digital bewertet wird. Dabei ist die Abdeckung floatend. Zur genaueren Beschreibung von 1 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.In 1 the normal reading circuit for a cavity fuse is shown in which the reading current is impressed into anode A and the voltage at anode A (compared to ground = cathode potential) is digitally evaluated. The cover is floating. For a more detailed description of 1 reference is made to the introduction to the description.

In 2 ist eine Erweiterung der konventionellen Leseschaltung durch den pMOS-Transistor Q3 und den nMOS-Transistor Q4 gezeigt, die aber noch inaktiv geschaltet ist, 3 zeigt, Wie man mit Hilfe dieser Erweiterungsschaltung einen Kontakt zwischen Anode A und der gestrichelt dargestellten, etwa rechteckförmigen Abdeckung 14 detektiert: Ein derartiger Kontakt liegt vor, wenn die Anodenspannung von „HIGH" nach „LOW" toggelt, sobald die Abdeckung 14 an Masse gelegt wird.In 2 an extension of the conventional read circuit by the pMOS transistor Q3 and the nMOS transistor Q4 is shown, but is still switched to inactive, 3 shows how to use this expansion circuit to make a contact between anode A and the dashed, approximately rectangular cover 14 Detected: Such a contact exists when the anode voltage toggles from "HIGH" to "LOW" as soon as the cover 14 is grounded.

In 4 ist gezeigt, wie man mit dieser Erweiterungsschaltung einen Kontakt zwischen Kathode K und Abdeckung 14 detektiert: Hier wird der Lesestrom nicht mehr in die Anode A eingeprägt, sondern in die Abdeckung 14 (die Anode ist dabei floatend). Zugleich wird das Potential der Abdeckung 14 digital bewertet: ist es „LOW", so liegt ein niederohmiger Kontakt zwischen Abdeckung und Kathode vor.In 4 is shown how to make a contact between cathode K and cover with this expansion circuit 14 detected: Here the reading current is no longer impressed into the anode A, but into the cover 14 (the anode is floating). At the same time, the potential of the cover 14 digitally rated: if it is "LOW", there is a low-resistance contact between the cover and the cathode.

In einem produktiven Baustein bietet es sich an, die Funktionsweisen der Schaltung aus den 2,3 und 4 im Multiplexbetrieb in aufeinanderfolgenden Taktzyklen auszuführen (indem beispielsweise die betreffenden Transistoren wechselweise ein- bzw. ausgeschaltet werden), die drei Spannungen bzw. logischen Variablen U1, U2, U3 in Flip-Flops zu speichern und anschließend mit dem gesammelten wissen folgende Auswertung vorzunehmen:
(U1 =„HIGH") und (U2=„LOW") bedeutet: Kontakt zwischen Abdeckung und Anode A;
(U3 =„LOW") bedeutet Kontakt zwischen Abdeckung und Kathode K;
(U1 =„LOW") und (U3=„LOW") bedeutet: Kontakt zwischen Abdeckung und beiden Elektroden, also Anode A und Kathode K.
In a productive module, it is advisable to use the circuit functions from the 2 . 3 and 4 Execute in multiplex operation in successive clock cycles (for example, by switching the relevant transistors alternately on and off), save the three voltages or logical variables U1, U2, U3 in flip-flops and then carry out the following evaluation with the collected knowledge:
(U1 = "HIGH") and (U2 = "LOW") means: contact between cover and anode A;
(U3 = "LOW") means contact between cover and cathode K;
(U1 = "LOW") and (U3 = "LOW") means: contact between the cover and both electrodes, i.e. anode A and cathode K.

Dabei ist insbesondere im letzten Fall angenommen, dass es ausschließlich bei programmierten Hohlraumfuses zu einem Kontakt zwischen Abdeckung und einer der beiden Elektroden kommen kann. Dies muss gegebenenfalls nach Prozessierung und vor Programmierung des Bausteins (also beim Wafer-Test oder ev. auch zu Beginn des Baustein-Tests) verifiziert werden.It is particularly in the last Case assumed that it was only used for programmed cavity fuses to a contact between the cover and one of the two electrodes can come. This may have to be done after processing and before Programming the module (i.e. during the wafer test or possibly also at the beginning of the module test).

Die soeben beschriebene Vorgehensweise verlangt einen gewissen Aufwand für die Multiplexerschaltung und liefert sodann mehr Information, als der Baustein in der Praxis zur einwandfreien Funktion benötigt.The procedure just described requires some effort for the multiplexer circuit and then provides more information than that Module needed in practice for proper functioning.

5 zeigt eine sehr einfache Modifikation der üblichen Ausleseschaltung, die nicht nur den kritischen Fehler „Fuse ist programmiert, wird aber zufolge Kontakten zur Abdeckung als „LOW" ausgelesen" erkennt, sondern ihn sogar noch berichtigt. Dazu wird zusätzlich zum Lesestrom IL1, der in die Anode A der Hohlraumfuse 10 eingeprägt wird, ein weiterer Lesestrom IL2 in die Abdeckung 14 eingeprägt. Sowohl Anoden- als auch Abdeckungspotential werden digital bewertet. Ist das Anodenpotential „HIGH", so gibt es keinen weiteren Zweifel daran. Ist das Anodenpotential jedoch „LOW", so ist die Fuse nur dann „nicht-programmiert", wenn kein Kontakt zur Abdeckung vorliegt, wenn also das Abdeckungspotential „HIGH" ist. Ist jedoch das Abdeckungspotential „LOW", so gibt es zumindest einen Kontakt 16, 18 von Abdeckung 14 nach Kathode K. Dieser Kontakt 16, 18 kann aber nur so zustande gekommen sein, dass die Hohlraumfuse 10 programmiert wurde und sich danach ein parasitärer leitfähiger Pfad gebildet hat. Also sollte die Fuse „HIGH" sein; die Schaltung in 5 nimmt die Korrektur vor und liefert an ihrem Ausgang „HIGH". 5 shows a very simple modification of the usual read-out circuit, which not only recognizes the critical error “fuse is programmed, but is, according to contacts to the cover, read out as“ LOW ”, but even corrects it. For this purpose, in addition to the reading current IL1, which is in the anode A of the cavity fuse 10 another reading current IL2 is impressed into the cover 14 imprinted. Both anode and coverage potential are assessed digitally. If the anode potential is "HIGH", there is no further doubt about it. However, if the anode potential is "LOW", the fuse is only "not programmed" when there is no contact with the cover, that is to say when the cover potential is "HIGH" , However, if the coverage potential is "LOW", there is at least one contact 16 . 18 of cover 14 nach Kathode K. This contact 16 . 18 but can only have come about that the cavity fuse 10 has been programmed and a parasitic conductive path has subsequently formed. So the fuse should be "HIGH"; the circuit in 5 makes the correction and delivers "HIGH" at its output.

Der schaltungstechnische Zusatzaufwand für diese Maßnahmen hält sich in Grenzen: es werden nur ein ODER-Gatter OR und ein Inverter INV sowie ein pMOS-Transistor Q3 (als Stromquelle) benötigt. Die zusätzliche Verlustleistung ist im statischen Betrieb und solange sich kein parasitärer Pfad von Abdeckung gegen Kathode gebildet hat etwa Null.The additional circuitry for these measures is limited: only an OR gate OR and an inverter INV as well as a pMOS transistor Q3 (as a current source) are required. The additional power loss is in static operation and as long as there is no parasitic path formed by cover against cathode has about zero.

Bei einwandfreien Hohlraumfuses ohne Kontakt zur Abdeckung fließt kein Lesestrom IL2 – somit trägt er nicht zum Stromverbrauch des Bausteins bei. Wenn die Hohlraumfuse jedoch einen parasitären Pfad zwischen Abdeckung 14 und Kathode K aufweist, so ist man bestrebt, diesen mit hoher Sicherheit zu detektieren. Deshalb sollte IL2 nicht zu groß sein, so dass das Potential S2 sicher „LOW" wird, noch bevor das Potential S1 „LOW" wird.If the cavity fuses are correct and there is no contact with the cover, no read current IL2 flows - so it does not contribute to the power consumption of the device. However, if the cavity fuse has a parasitic path between cover 14 and has cathode K, efforts are made to detect it with a high degree of certainty. Therefore, IL2 should not be too large, so that potential S2 will surely become "LOW" before potential S1 becomes "LOW".

Es ist jedoch möglich, das Potential S2 nur zu gewissen Zeitpunkten auszulesen. Zu den anderen Zeiten empfiehlt es sich, den Strom IL2 möglichst groß zu wählen: zufolge Elektromigration kann sich dann der parasitäre Pfad unter Umständen wieder zurückbauen. Ein oberes Limit ergibt sich aufgrund der maximal erlaubten Stromaufnahme des Bausteins.However, it is possible to only turn the potential S2 on read out at certain times. Recommended at other times it is appropriate to choose the current IL2 as large as possible: Electromigration can then possibly reverse the parasitic path. There is an upper limit due to the maximum allowed power consumption of the building block.

Ein besonderer Aspekt der Zuverlässigkeit dieser Schaltung ist ihre Testbarkeit: Es könnte beispielsweise sein, dass aufgrund von Prozessierungsfehlern (z.B. Staubkorn auf Chip-Oberfläche bei Belichtung) der Kontakt vom Knoten mit dem Potential S2 zur Abdeckung 14 der Hohlraumfuse 10 in 5 nicht ordentlich ausgeführt ist. Er kann dann u.U. einen Kontaktwiderstand von vielen Mega-Ohm aufweisen. In diesem Fall kann es passieren, dass bei der Revitalisierung der Fuse 10 zwar ein niederohmiger Kontakt von der Anode A zur Abdeckung 14 und von der Abdeckung 14 zur Kathode K entsteht, jedoch das Potential S2 dennoch „HIGH" bleibt, weil der Spannungsabfall am Kontaktwiderstand derart groß ist. Dann erkennt die Schaltung den Abdeckungskontakt nicht und liefert ein „LOW" am Ausgang OUT.A special aspect of the reliability of this circuit is its testability: It could be, for example, that due to processing errors (eg dust on the chip surface during exposure) the contact from the node with the potential S2 to the cover 14 the cavity fuse 10 in 5 is not properly executed. It may then have a contact resistance of many megohms. In this case it can happen when revitalizing the fuse 10 a low-resistance contact from the anode A to the cover 14 and from the cover 14 to the cathode K, but the potential S2 remains "HIGH" because the voltage drop across the contact resistance is so great. Then the circuit does not recognize the cover contact and supplies a "LOW" at the output OUT.

Dieser äußerst unwahrscheinliche Fall eines Doppelfehlers (1. Fehler: Fuse revitalisiert im Laufe der Lebensdauerbelastung, 2. Fehler: fehlerhafter Kontakt zwischen Knoten bzw. Leitung mit Potential S2 und Abdeckung 14) kann ausgeschaltet werden, wenn man im Wafer- oder Bausteintest den Kontaktwiderstand testet. Hierzu dient der nMOS-Transistor Q5 in 5. Sein Drain ist direkt an der Abdeckung 14 der Fuse 10 mit einem eigenen Kontakt kontaktiert. Beim Testen des Bausteins wird das Gate von Q5 an „HIGH" gelegt, so dass sein Kanal niederohmig wird. Wenn die Kontaktwiderstände vom Knoten bzw. von der Leitung dem Potential S2 auf die Abdeckung 14 sowie von der Abdeckung 14 auf das Drain von Q5 einwandfrei niederohmig sind, so wird S2 „LOW", S3 „HIGH" und das Ausgangssignal AUS „HIGH". Wird danach Q5 ausgeschaltet, so wird AUS „LOW" (weil ja zu diesem Zeitpunkt die Fuses noch nicht programmiert sind).This extremely unlikely case of a double fault ( 1 , Fault: Fuse revitalizes in the course of the service life load, 2nd fault: faulty contact between node or line with potential S2 and cover 14 ) can be switched off if you test the contact resistance in the wafer or block test. The nMOS transistor Q5 in serves for this purpose 5 , Its drain is right on the cover 14 the fuse 10 contacted with their own contact. When testing the device, the gate of Q5 is set to "HIGH" so that its channel becomes low-resistance. If the contact resistances from the node or from the line, the potential S2 is on the cover 14 as well as from the cover 14 on the drain of Q5 are properly low-resistance, then S2 becomes "LOW", S3 "HIGH" and the output signal OFF "HIGH". If Q5 is then switched off, OFF becomes "LOW" (because the fuses have not yet been programmed at this point in time) are).

Aus dieser Sequenz kann man schließen, dass

  • 1.) die Abdeckungskontaktierung samt Inverter und ODER-Gatter voll funktionsfähig ist und
  • 2.) die Fuse im Originalzustand niederohmig (also unprogrammiert) ist.
From this sequence it can be concluded that
  • 1.) the cover contact including inverter and OR gate is fully functional and
  • 2.) the fuse is in the original state with low resistance (i.e. unprogrammed).

Würde die Abdeckungskontaktierung zu hochohmig prozessiert worden sein, dann erhielte man im Test bei niederohmiger Fuse die Sequenz „LOW", „LOW" sowie bei hochohmiger Fuse die Sequenz „HIGH", „HIGH". Beide Male wird der Prozessierungsfehler entdeckt; der Baustein kann ausgemustert werden.Would the cover contact has been processed with high resistance, then you would get the sequence "LOW", "LOW" as well as in the test with low-resistance fuse with high-resistance fuse, the sequence "HIGH", "HIGH". Both times the Processing errors discovered; the module can be retired.

Bislang wurde noch nicht gezeigt, wie die Hohlraumfuse programmiert wird. 6 zeigt dazu zunächst den Stand der Technik. Wesentliches Merkmal ist, dass die Schalttransistoren, die den hohen Programmierstrom durch die Fuse leiten, an der Anoden-Seite der Fuse liegen und die Kathode der Fuse an Masse liegt.It has not yet been shown how the cavity fuse is programmed. 6 first shows the state of the art. An essential feature is that the switching transistors that conduct the high programming current through the fuse are on the anode side of the fuse and the cathode of the fuse is at ground.

Im Unterschied dazu zeigt 7 eine erfindungsgemäße platzsparende Variante, in der die Kathode K der Hohlraumfuse 10 an das Drain eines Leistungs-nMOS Q6 gelegt wird. Dieser nMOS Q6 wird zum Programmieren der betreffenden Fuse eingeschaltet und zieht den Programmierstrom gegen Masse. Der Lesestrom wird aus der Kathode K und aus der Abdeckung 14 gezogen und die resultierenden Potentiale werden mit einem Inverter und einem Nand-Gatter (ähnlich wie in 6) zu einem Ausgangssignal AUS verknüpft.In contrast, shows 7 a space-saving variant according to the invention, in which the cathode K of the cavity fuse 10 is placed on the drain of a power nMOS Q6. This nMOS Q6 is switched on for programming the relevant fuse and pulls the programming current towards ground. The reading current is from the cathode K and from the cover 14 The resulting potentials are drawn using an inverter and a nand gate (similar to that in 6 ) linked to an output signal AUS.

Diese Variante hat den Vorteil, besonders platzsparend zu sein, da sie für jede Fuse nur die minimal notwendige Anzahl an Leistungstransistoren – nämlich einen – verwendet. Zudem ist dies ein nMOS-Transistor, der aufgrund seines niedrigeren Kanalwiderstands im eingeschalteten Zustand nochmals kleiner ist als ein pMOS-Transistor. Der Vorteil des nMOS-Transistors ist ferner seine leistungslose Ansteuerung: Man kann sein Gate im normalen Betrieb mit einem starken Inverter an Masse legen, sodass der Transistor auch im Fall von ESD- und EMV-Ereignissen sicher ausgeschaltet bleibt. Dieser starke Inverter zieht im statischen Betrieb keinen Strom (außer einen vernachlässigbaren Leckstrom) und trägt somit nicht nennenswert zur Verlustleistung des Bausteins bei.This variant has the advantage of being particularly space-saving to be there for each fuse uses only the minimum necessary number of power transistors - namely one. In addition, this is an nMOS transistor due to its lower channel resistance when switched on is again smaller than a pMOS transistor. Another advantage of the nMOS transistor is its powerless control: You can get your gate in normal operation with a strong inverter ground to the transistor so that the transistor also in the event of ESD and EMC events stays safely off. This strong inverter pulls in the static Operation no electricity (except a negligible Leakage current) and thus contributes not significant for the power loss of the device.

Im folgenden werden die in den 2-7 dargestellten Schaltungen detailliert insbesondere hinsichtlich ihrer Funktionsweise erläutert.The following are those in the 2 - 7 illustrated circuits explained in particular in terms of their operation.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Erweiterung der konventionellen Leseschaltung nach 1 durch die Transistoren Q3, Q4: Wenn die Fuse 10 einwandfrei programmiert ist und sich kein parasitärer leitfähiger Pfad zwischen Anode A und Kathode K der Hohlraumfuse 10 gebildet hat, so ist das Potential U1 identisch mit VDD, da Transistor Q2 in Sättigung geht (er kann den Lesestrom nicht in die extrem hochohmige Fuse einprägen). Die Transistoren Q3 und Q4 stellen die Erweiterung der konventionellen Leseschaltung dar. Sie kontaktieren beide die leitfähige Abdeckung 14 der Hohlraumfuse 10, sind aber in dieser Phase des Lesevorgangs beide ausgeschaltet (d.h. von der Abdeckung 14 können weder Ladungen zu noch abfließen). 2 shows an extension of the conventional reading circuit according to the invention 1 through the transistors Q3, Q4: If the fuse 10 is correctly programmed and there is no parasitic conductive path between anode A and cathode K of the cavity fuse 10 has formed, the potential U1 is identical to VDD, since transistor Q2 saturates (it cannot impress the reading current in the extremely high-resistance fuse). Transistors Q3 and Q4 represent the extension of the conventional read circuit. They both contact the conductive cover 14 the cavity fuse 10 , but are both turned off at this stage of the reading process (ie from the cover 14 can neither Charges to still drain).

3: In der 2. Phase des Lesevorgangs wird nach wie vor der Lesestrom in die Anode A der Hohlraumfuse 14 eingeprägt. Jedoch wird das Gate von Q4 an VDD gelegt, so dass das Abdeckungspotential auf Masse gezogen wird. Falls es – wie in 3 angedeutet – zu einem Kontakt 16 zwischen Abdeckung 14 und Anode A der Hohlraumfuse 10 gekommen ist, so zieht Q4 das Potential U2 über diesen Kontakt 16 nach Masse. Ein derartiger Kontakt 16 wird also detektiert, wenn in Phase 1 U1 = „HIGH" (siehe 2) und in Phase 2 U2 = „LOW". Diese Schädigung der Hohlraumfuse 10 ist jedoch von untergeordneter Bedeutung, denn sie ändert noch nichts am programmierten logischen Zustand der Fuse 10 (dieser ist nach wie vor „HIGH") . 3 : In the 2nd phase of the reading process, the reading current is still in the anode A of the cavity fuse 14 imprinted. However, the gate of Q4 is connected to VDD, so that the cover potential is pulled to ground. If it is - as in 3 indicated - to a contact 16 between cover 14 and anode A of the cavity fuse 10 has come, Q4 pulls the potential U2 over this contact 16 by mass. Such a contact 16 is therefore detected if in phase 1 U1 = "HIGH" (see 2 ) and in phase 2 U2 = "LOW". This damage to the cavity fuse 10 is of minor importance, however, because it does not change the programmed logic state of the fuse 10 (this is still "HIGH").

4: In der 3. Phase des Lesevorgangs wird der Lesestrom in die Anode A der Hohlraumfuse 10 ausgeschaltet, sodass die Anode A floatet (d.h. es können keine Ladungen von der Anode A abgeleitet oder zugeleitet werden). Q4 wird ausgeschaltet, indem sein Gate auf Masse gelegt wird. Q3 wird eingeschaltet, so dass dieser Transistor versucht, Strom in die Abdeckung 14 der Hohlraumfuse 10 einzuprägen. Im Normalfall – wenn die Abdeckung 14 also keine leitende Verbindung zur Kathode K aufweist wird das Potential U3 = VDD. Falls sich jedoch – wie in 4 gezeigt – ein leitfähiger Pfad zwischen Abdeckung 14 und Kathode K der Fuse 10 ausgebildet hat (Kontakt 18), wird U3 über diesen Kontakt 18 gegen Masse gezogen. 4 : In the 3rd phase of the reading process, the reading current is fed into the anode A of the cavity fuse 10 switched off so that the anode A floats (ie no charges can be dissipated or supplied from the anode A). Q4 is turned off by grounding its gate. Q3 turns on so this transistor tries to put current into the cover 14 the cavity fuse 10 memorize. Usually - if the cover 14 So the potential U3 = VDD has no conductive connection to the cathode K. However, if - as in 4 shown - a conductive path between cover 14 and cathode K of the fuse 10 trained (contact 18 ), U3 will use this contact 18 pulled against mass.

5 zeigt eine Ausleseschaltung, die einen ersten Lesestrom in die Anode A und einen zweiten Lesestrom in die Abdeckung 14 der Hohlraumfuse 10 einprägt. Wenn die Fuse 10 einwandfrei programmiert ist (also kein parasitärer Pfad von A nach K über die Abdeckung 14) wird das Ausgangssignal AUS = „HIGH". Wenn sich ein parasitärer Pfad von A nach K gebildet hat, so dass das Signal S1 = „LOW" ist, dann ist auch S2 = „LOW". Hierbei wird angenommen, dass der Kontaktwiderstand zwischen Abdeckung 14 und K nie größer werden kann als jener zwischen A und K via Abdeckung 14. Ist S2 „LOW", wird S3 „HIGH" und das Ausgangssignal AUS = „HIGH". Als Ausgangssignal AUS erscheint also jener Wert, der einer programmierten Hohlraumfuse 10 entspricht: die Schaltung hat den zu niedrigen A-K Widerstand der Fuse 10 zufolge Abdeckungskontaktfehler erkannt und korrigiert. 5 shows a readout circuit that a first read current in the anode A and a second read current in the cover 14 the cavity fuse 10 impresses. If the fuse 10 is correctly programmed (i.e. no parasitic path from A to K via the cover 14 ) the output signal becomes AUS = "HIGH". If a parasitic path has formed from A to K, so that the signal S1 = "LOW", then S2 = "LOW". Here it is assumed that the contact resistance between cover 14 and K can never get larger than that between A and K via cover 14 , If S2 is "LOW", S3 becomes "HIGH" and the output signal OFF = "HIGH". The output signal OFF therefore appears as that of a programmed cavity fuse 10 corresponds to: the circuit has too low AK resistance of the fuse 10 detected and corrected due to cover contact error.

Die Schaltung versagt nur in folgenden zwei Fällen:

  • 1.) Wenn sich ein Kontakt zwischen Anode A und Kathode K unter Umgehung der Abdeckung 14 bildet, so wird dieser immer als „LOW" (= nicht programmiert) bewertet. Dieser Fehlermechanismus tritt jedoch in der Praxis nicht auf.
  • 2.) Wenn sich ein Kontakt zwischen Abdeckung 14 und Kathode K bildet, obwohl die Fuse nicht programmiert wurde, so wird ein „HIGH" erkannt. Es gibt keine bekannte Ursache, die zu diesem Fehlerbild im Laufe der Lebensdauer führen könnte. Lediglich ein Prozessierungsfehler und/oder Montagefehler könnte unter Umständen zu einem Kontakt zwischen Abdeckung 14 und Kathode K führen. Daher müssen die Bausteine nach Beendigung der Prozessierung und Montage, aber noch vor der Programmierung diesbezüglich getestet werden.
The circuit only fails in the following two cases:
  • 1.) If there is contact between anode A and cathode K bypassing the cover 14 , this is always rated as "LOW" (= not programmed). However, this error mechanism does not occur in practice.
  • 2.) If there is contact between the cover 14 and cathode K forms, even though the fuse has not been programmed, a "HIGH" is recognized. There is no known cause which could lead to this error pattern in the course of the service life. Only a processing error and / or assembly error could possibly lead to contact between cover 14 and lead cathode K. For this reason, the blocks must be tested after processing and assembly, but before programming.

Um sicherzustellen, dass die Abdeckung 14 einwandfrei kontaktiert wurde und das NOR-Gatter funktioniert, wird der nMOS-Transistor Q5 verwendet: dieser Transistor wird im Test (vor der Programmierung) eingeschaltet. Wenn daraufhin als Ausgangssignal AUS ein „HIGH" erscheint, so ist die Abdeckungskontaktierung in Ordnung. Im weiteren Betrieb ist dann Q5 immer ausgeschaltet.To make sure the cover 14 contact has been made correctly and the NOR gate is functioning, the nMOS transistor Q5 is used: this transistor is switched on in the test (before programming). If a "HIGH" then appears as the output signal OFF, the cover contact is OK. Q5 is then always switched off during further operation.

6 zeigt eine Programmierschaltung für Fuses nach dem Stand der Technik: Jede Fuse wird durch eine Programmierschaltung zu einer Fusezelle erweitert, die lediglich zum Zünden der Fuse dient. Alle Fusezellen sind zu ihrer Leistungsversorgung an einer gemeinsamen Versorgungsleitung zusammengeschaltet. Die dick gezeichneten Leitungen tragen den Programmierstrom im Falle einer Zündung der gezeigten Fuse F. Um die großen Ströme bei zumeist großen Spannungen zu schalten, werden npn-Bipolartransistoren verwendet. Die Ansteuerung des Transistors T1 kann unterschiedlich erfolgen. Hier ist eine Erweiterung zu einem Darlington-Transistor (Transistor T1 mit Transistor T2) mit einer Ansteuerung über einen pnp-Transistor T3 gezeigt. 6 shows a programming circuit for fuses according to the prior art: each fuse is expanded by a programming circuit to a fuse cell, which is only used to ignite the fuse. All fuse cells are interconnected for their power supply on a common supply line. The lines drawn in bold carry the programming current when the fuse F shown is fired. In order to switch the large currents at mostly high voltages, npn bipolar transistors are used. The transistor T1 can be actuated in different ways. An extension to a Darlington transistor (transistor T1 with transistor T2) with a control via a pnp transistor T3 is shown.

Wesentliches Merkmal dieser Schaltung (im Unterschied zu 7) ist, dass die Fuse einseitig an Masse liegt und der Schalttransistor T1 an der Anode der Fuse. Weiterhin wird die Leitung Lp nur zum Programmieren an eine genügend große Spannung gelegt. Im normalen Betriebsfall (wenn also die Fuses ausgelesen werden) wird die Leitung Lp auf O V gelegt.Essential feature of this circuit (in contrast to 7 ) is that the fuse is grounded on one side and the switching transistor T1 on the anode of the fuse. Furthermore, the line Lp is only connected to a sufficiently high voltage for programming. In normal operation (when the fuses are read out) the line Lp is connected to OV.

Aufgrund der zahlreichen Bipolartransistoren ist der Flächenbedarf dieser Fusezelle erheblich, da jede einzelne Fuse mit dieser Schaltung ausgestattet werden muss. Ein weiterer Nachteil ist, dass Spannungspulse an der Leitung Lp (aufgrund von ESD- und EMV-Ereignissen) dazu führen, dass T1 kurzzeitig (für wenige Nanosekunden bis zu Mikrosekunden) leitend wird, da seine Basis zufolge der großen Basis-Kollektor-Kapazität kurzzeitig „hochgerissen" wird. T1 kann also nicht perfekt ausgeschaltet werden (zumindest bei transienten Störimpulsen).Because of the numerous bipolar transistors the space requirement this fuse cell significantly since every single fuse with this circuit must be equipped. Another disadvantage is that voltage pulses on the Lp line (due to ESD and EMC events) cause T1 briefly (for a few nanoseconds to microseconds) because its Base according to the great Basic collector capacity is "pulled up" for a short time. T1 cannot therefore be switched off perfectly (at least in the case of transients Glitches).

7 zeigt eine platzsparende Variante einer Fusematrix gemäß der Erfindung. Alle Fuses hängen mit ihrer Anode A an einer gemeinsamen „Supply Line" SL. Beim Fusen, d.h. beim Programmieren von Fuses, wird diese „Supply Line" SL auf ein hohes Potential gelegt und die zu programmierende Fuse 10 mittels des Transistor Q6 selektiert. Beim Auslesen wird die „Supply Line" SL auf die Versorgungsspannung der Logikgatter gelegt, die auf einer integrierten Schaltung zusammen mit der Fusematrix integriert sind. Der Lesestrom IL wird über einen Transistor Q2 in die Kathode K, über einen Transistor Q3 in die Abdeckung 14 eingespeist. Die resultierenden Potentiale S4 und S5 werden mit einem Inverter und einem Nand-Gatter logisch verknüpft, und liefern als Ausgangssignal AUS ein „HIGH", wenn die Fusestrecke A-K hochohmig ist oder wenn die Abdeckung 14 einen niederohmigen Kontakt zur Anode A zeigt, beispielsweise über den Kontakt 16. Transistor Q5 hat eine ähnliche Funktion wie der in 5 gezeigte Transistor Q5. 7 shows a space-saving variant of a fuse matrix according to the invention. All fuses hang with their anode A on a common "Supply Line" SL. When fusing, ie when programming fuses, this "Supply Line" SL is placed on a high potential and the fuse to be programmed 10 selected by means of transistor Q6. When reading out, the "Supply Line" SL is connected to the supply voltage of the logic gates, which is based on a ner integrated circuit are integrated together with the fuse matrix. The read current IL is fed through a transistor Q2 into the cathode K, through a transistor Q3 into the cover 14 fed. The resulting potentials S4 and S5 are logically combined with an inverter and a nand gate, and deliver a "HIGH" as the output signal AUS if the fuse link AK is high-impedance or if the cover 14 shows a low-resistance contact to anode A, for example via the contact 16 , Transistor Q5 has a function similar to that in FIG 5 transistor Q5 shown.

Ein Vorteil dieser Schaltung ist, dass Transistor Q6 sehr effizient ausgeschaltet werden kann, so dass selbst bei Spannungspulsen an der Anode A kein Strom durch die Fuse 10 fließt und eine unprogrammierte Fuse möglichst wenig mit Strom belastet wird. Weiterhin ist diese Elementarzelle sehr klein im Vergleich zu der in 6 gezeigten, denn sie benötigt genau einen Leistungstransistor, der den Fusestrom ein/ausschaltet.An advantage of this circuit is that transistor Q6 can be switched off very efficiently, so that no current flows through the fuse even at voltage pulses at anode A. 10 flows and an unprogrammed fuse is loaded as little as possible with electricity. Furthermore, this unit cell is very small compared to that in 6 shown, because it needs exactly one power transistor that switches the fuse current on / off.

1010
HohlraumfuseHohlraumfuse
1212
Brückebridge
1414
Abdeckungcover
1616
Kontakt zwischen Anode und AbdeckungContact between anode and cover
1818
Kontakt zwischen Kathode und AbdeckungContact between cathode and cover
Q1Q1
pMOS-TransistorpMOS transistor
Q2Q2
pMOS-TransistorpMOS transistor
Q3Q3
pMOS-TransistorpMOS transistor
Q4Q4
nMOS-TransistornMOS transistor
Q5Q5
nMOS-TransistornMOS transistor
IL1IL-1
Stromquellepower source
U1U1
Messspannungmeasuring voltage
U2U2
Messspannungmeasuring voltage
U3U3
Messspannungmeasuring voltage
INVINV
Inverterinverter
OROR
ODER-GatterOR gate
S1S1
Schaltungsknotencircuit node
S2S2
Schaltungsknotencircuit node
S3S3
Schaltungsknotencircuit node
AUSOUT
Auslesesignalreadout signal

Claims (20)

Verfahren zum Prüfen der Programmierung einer Hohlraumfuse (10), die eine programmierbare Brücke (12) aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode (A) und einer Kathode (K) und eine Abdeckung (14) aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke (12) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand zwischen Abdeckung (14) einerseits und Anode (A) und/oder Kathode (K) andererseits ermittelt wird.Procedure for checking the programming of a cavity fuse ( 10 ) which is a programmable bridge ( 12 ) made of a first conductive material with an anode (A) and a cathode (K) and a cover ( 14 ) made of a second conductive material that is used to cover the bridge ( 12 ) is arranged, characterized in that the resistance between the cover ( 14 ) on the one hand and anode (A) and / or cathode (K) on the other. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lesestrom in die Anode (A) eingeprägt, ein erstes und danach ein zweites, vom ersten verschiedenes Potential an die Abdeckung (14) angelegt und die Spannung (U2) zwischen Anode (A) und Kathode (K) gemessen wird.A method according to claim 1, characterized in that a reading current is impressed into the anode (A), a first and then a second potential different from the first to the cover ( 14 ) and the voltage (U2) between anode (A) and cathode (K) is measured. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kathode (K) ein Bezugspotential vor dem Einprägen des Lesestroms in die Anode (A) gelegt wird.A method according to claim 2, characterized in that to the Cathode (K) a reference potential before the reading current is impressed into the anode (A) is placed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Kathode (K) ein Bezugspotential gelegt wird, ein Lesestrom in die Abdeckung (14) eingeprägt, die Anode (A) potentialfrei geschaltet und die Spannung (U3) zwischen Abdeckung (14) und Kathode (K) gemessen wird.Method according to one of the preceding claims, in particular according to claim 1, characterized in that a reference potential is applied to the cathode (K), a read current in the cover ( 14 ), the anode (A) is isolated and the voltage (U3) between the cover ( 14 ) and cathode (K) is measured. Testschaltung für eine Hohlraumfuse, die eine programmierbare Brücke (12) aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode (A) und einer Kathode (K) und eine Abdeckung (14) aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke (12) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Testschaltung (Q3, Q4) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Test circuit for a cavity fuse that connects a programmable bridge ( 12 ) made of a first conductive material with an anode (A) and a cathode (K) and a cover ( 14 ) made of a second conductive material that is used to cover the bridge ( 12 ) is arranged, characterized in that the test circuit (Q3, Q4) is designed to carry out the method according to one of the preceding claims. Testschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (IL1, Q1, Q2; Q2, Q3) zum Einprägen eines Lesestroms, Mittel (Q3, Q4) zum Anlegen von Potentialen und Spannungsmessmittel (OR, INV) aufweist.Test circuit according to claim 5, characterized in that they means (IL1, Q1, Q2; Q2, Q3) for impressing a read current, means (Q3, Q4) for applying potentials and voltage measuring devices (OR, INV). Testschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (IL1, Q1, Q2; Q2, Q3) zum Einprägen eines Lesestroms und die Mittel (Q3, Q4) zum Anlegen von Potentialen Transistoren, insbesondere vom MOS-Typ sind.Test circuit according to claim 6, characterized in that the means (IL1, Q1, Q2; Q2, Q3) for impressing a read current and the Means (Q3, Q4) for applying potentials to transistors, in particular are of the MOS type. Testschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (IL1, Q1, Q2; Q2, Q3) zum Einprägen eines Lesestroms einen Stromspiegel umfassen.Test circuit according to claim 7, characterized in that the means (IL1, Q1, Q2; Q2, Q3) for impressing a read current one Include current mirror. Testschaltung nach einem der Ansprüche 5–8, dadurch gekennzeichnet, dass sie Steuermittel aufweist, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4 ausgebildet sind.Test circuit according to one of claims 5-8, characterized in that it has control means for carrying out a method according to a of claims 1-4 trained are. Verfahren zum Auslesen der Programmierung einer Hohlraumfuse (10), die eine programmierbare Brücke (12) aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode (A) und einer Kathode (K) und eine Abdeckung (14) aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke (12) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Lesestrom in die Anode (A) und ein zweiter Lesestrom in die Abdeckung (14) eingeprägt und die Potentiale (S1, S2) an Anode (A) und Abdeckung (14) zum Bestimmen des in der Hohlraumfuse (10) programmierten Wertes logisch zu einem Ausgangssignal (AUS) verknüpft werden (INV, OR).Method for reading out the programming of a cavity fuse ( 10 ) which is a programmable bridge ( 12 ) made of a first conductive material with an anode (A) and a cathode (K) and a cover ( 14 ) made of a second conductive material that is used to cover the bridge ( 12 ) is arranged, characterized in that a first read current into the anode (A) and a second Read current in the cover ( 14 ) and the potentials (S1, S2) on the anode (A) and cover ( 14 ) to determine the in the cavity fuse ( 10 ) programmed value can be logically linked to an output signal (AUS) (INV, OR). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Verknüpfung die Invertierung (INV) des Potentials (S2) an der Abdeckung (14) und eine Oder-Verknüpfung (OR) mit dem Potential (S1) an der Anode (A) umfasst.A method according to claim 10, characterized in that the logical combination of the inversion (INV) of the potential (S2) on the cover ( 14 ) and an OR link (OR) with the potential (S1) at the anode (A). Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lesestrom in vorgegebenen ersten Zeiträumen, in denen die Hohlraumfuse (10) ausgelesen wird, derart klein gewählt wird, dass das Potential (S2) an der Abdeckung (14) kleiner als das Potential (S1) an der Anode (A) ist.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the second read current in predetermined first periods in which the cavity fuse ( 10 ) is selected so small that the potential (S2) on the cover ( 14 ) is smaller than the potential (S1) at the anode (A). Verfahren nach einem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Lesestrom in vorgegebenen zweiten Zeiträumen, in denen die Hohlraumfuse (10) nicht ausgelesen wird, derart groß gewählt wird, dass er eine Elektromigration bewirkt, durch die das Wachstum eines sich ausbildenden parasitären Strompfades zwischen Abdeckung (14) und Kathode (K) gehemmt wird.Method according to one of claims 10-12, characterized in that the second read current in predetermined second periods in which the cavity fuse ( 10 ) is not read out, is chosen so large that it causes an electromigration through which the growth of a parasitic current path that forms between the cover ( 14 ) and cathode (K) is inhibited. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Auslesen der Hohlraumfuse (10) mittels eines Transistors, insbesondere MOS-Transistors (Q5), ein Potential an die Abdeckung (14) gelegt und das Ausgangssignal (AUS) ein erstes Mal gemessen wird, danach das Potential mittels des Transistors abgeschaltet und das Ausgangssignal (AUS) ein zweites Mal gemessen wird und die beiden gemessenen Ausgangssignalwerte ausgewertet werden.Method according to one of claims 10-13, characterized in that before reading out the cavity fuse ( 10 ) by means of a transistor, in particular MOS transistor (Q5), a potential to the cover ( 14 ) and the output signal (AUS) is measured a first time, then the potential is switched off by means of the transistor and the output signal (AUS) is measured a second time and the two measured output signal values are evaluated. Leseschaltung für eine Hohlraumfuse, die eine programmierbare Brücke (12) aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode (A) und einer Kathode (K) und eine Abdeckung (14) aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke (12) angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Einprägen eines ersten Lesestroms in die Anode (A) und eines zweiten Lesestroms in die Abdeckung (14) und Mittel zum Auswerten der Potentiale (S1) an Anode (A) und Abdeckung (S2, 14) und zum logischen Verknüpfen der ausgewerteten Potentiale vorgesehen sind, um einen in der Hohlraumfuse (10) programmierten Wert als Ausgangssignal (AUS) zu erhalten.Reading circuit for a cavity fuse that connects a programmable bridge ( 12 ) made of a first conductive material with an anode (A) and a cathode (K) and a cover ( 14 ) made of a second conductive material that is used to cover the bridge ( 12 ) is arranged, characterized in that means for impressing a first read current into the anode (A) and a second read current into the cover ( 14 ) and means for evaluating the potentials (S1) at the anode (A) and cover (S2, 14) and for logically combining the evaluated potentials are provided to one in the cavity fuse ( 10 ) to receive the programmed value as an output signal (OFF). Leseschaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Einprägen eines ersten Lesestroms in die Anode (A) und eines zweiten Lesestroms in die Abdeckung (14) Transistoren (Q2, Q3), insbesondere vom MOS-Typ sind.Reading circuit according to claim 15, characterized in that means for impressing a first reading current into the anode (A) and a second reading current into the cover ( 14 ) Transistors (Q2, Q3), in particular of the MOS type. Leseschaltung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Auswerten der Potentiale (S1) an Anode (A) und Abdeckung (S2, 14) und zum logischen Verknüpfen der ausgewerteten Potentiale Logik-Gatter (INV, OR) sind.Reading circuit according to claim 15 or 16, characterized in that means for evaluating the potentials (S1) at the anode (A) and cover (S2, 14) and for logical linking of the evaluated potentials are logic gates (INV, OR). Fusezelle mit einer Hohlraumfuse (10), die eine programmierbare Brücke (12) aus einem ersten leitfähigen Material mit einer Anode (A) und einer Kathode (K) und eine Abdeckung (14) aus einem zweiten leitfähigen Material, die zum Abdecken der Brücke (12) angeordnet ist, aufweist, einer Leseschaltung (Q5, Q3, Q2, NAND) nach einem der Ansprüche 1–17, und einer Programmierschaltung (Q6) zum Programmieren der Hohlraumfuse (10) dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (A) mit einer Versorgungsleitung (SL) der Fusezelle und die Kathode (K) mit einem Transistor (Q6) verbunden ist.Fuse cell with a cavity fuse ( 10 ) which is a programmable bridge ( 12 ) made of a first conductive material with an anode (A) and a cathode (K) and a cover ( 14 ) made of a second conductive material that is used to cover the bridge ( 12 ) is arranged, has a reading circuit (Q5, Q3, Q2, NAND) according to one of claims 1-17, and a programming circuit (Q6) for programming the cavity fuse ( 10 ) characterized in that the anode (A) is connected to a supply line (SL) of the fuse cell and the cathode (K) is connected to a transistor (Q6). Fusezelle nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Programmieren (Q6) und die Mittel zum Auslesen (Q5, Q3, Q2, NAND) MOS-Transistoren (Q2, Q3, Q5, Q6) aufweisen.Fuse cell according to claim 18, characterized in that the Means for programming (Q6) and the means for reading (Q5, Q3, Q2, NAND) MOS transistors (Q2, Q3, Q5, Q6). Fusematrix, dadurch gekennzeichnet, dass sie Fusezellen nach Anspruch 18 oder 19 aufweist.Fusematrix, characterized in that they follow Fusezellen Claim 18 or 19.
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