JP2011060879A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
【課題】内部回路の再構成を行うためのヒューズ回路を有する半導体装置に関し、ヒューズ材の飛散よるヒューズ回路の誤動作を防止しうる半導体装置を提供する。
【解決手段】第1電源電圧線と第2電源電圧線との間に並列して接続され、ヒューズ10と、ヒューズ10の一方の端子に直列に接続され、ヒューズ10の導通状態に応じた電圧を出力するラッチ回路32とをそれぞれ有する複数のヒューズ回路を有し、複数のヒューズ回路は、ヒューズ10が千鳥状に配列されるように配置されており、隣り合うヒューズ10の第2電源電圧線側の端子と第1電源電圧線側の端子とが反対向きになるように配置されている。
【選択図】図2The present invention relates to a semiconductor device having a fuse circuit for reconfiguring an internal circuit, and a semiconductor device capable of preventing malfunction of the fuse circuit due to scattering of a fuse material.
A voltage connected in parallel between a first power supply voltage line and a second power supply voltage line, connected in series to one terminal of a fuse, and a fuse according to a conduction state of the fuse. And a plurality of fuse circuits each having a plurality of fuse circuits, and the plurality of fuse circuits are arranged such that the fuses 10 are arranged in a staggered manner, and the second power supply voltage lines of the adjacent fuses 10 are arranged. The terminal on the side and the terminal on the first power supply voltage line side are arranged in opposite directions.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、半導体装置に係り、特に、ヒューズ回路を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a fuse circuit.
DRAMやSRAMなどのメモリデバイスやロジックデバイスなどの半導体装置は極めて多数の素子によって形成されるが、製造工程上の様々な要因によって一部の回路やメモリセルが正常動作しないことがある。この場合、一部の回路やメモリセルの不良により装置全体を不良として扱うとすれば製造歩留りを低下させ、ひいては製造コストの増加にも繋がる。このため、近年の半導体装置においては、不良回路や不良メモリセルを、予め準備しておいた冗長回路や冗長メモリセルに切り換えて良品とすることにより不良品を救済することが行われている。 A semiconductor device such as a memory device such as a DRAM or an SRAM or a logic device is formed by an extremely large number of elements, but some circuits and memory cells may not operate normally due to various factors in the manufacturing process. In this case, if the entire device is treated as defective due to defects in some circuits and memory cells, the manufacturing yield is lowered, which leads to an increase in manufacturing cost. For this reason, in recent semiconductor devices, defective products are remedied by switching defective circuits and defective memory cells to redundant circuits and redundant memory cells prepared in advance to make them non-defective.
また、異なる機能を有する複数の回路を一体として構成した後に装置機能を切り換える半導体装置や、所定の回路を構成した後に装置特性を調整する半導体装置も存在する。 There are also semiconductor devices that switch device functions after a plurality of circuits having different functions are integrated, and semiconductor devices that adjust device characteristics after a predetermined circuit is configured.
このような半導体装置の再構築は、通常、半導体装置に予め複数のヒューズを備えたヒューズ回路を実装しておき、動作試験等の後、その結果切断することが必要となったヒューズをレーザ照射によって切断することにより行われている。 Such a semiconductor device is normally reconstructed by mounting a fuse circuit having a plurality of fuses in advance on the semiconductor device and irradiating the fuse that has become necessary to be cut after the operation test or the like with laser irradiation. Is done by cutting by.
近年、半導体装置の微細化に伴い、ヒューズのサイズやピッチの縮小も余儀なくされている。レーザ照射によりヒューズを切断する場合、ヒューズピッチが狭くなると、隣接するヒューズ間での干渉により、不具合が発生する可能性がある。また、正常な切断を行うために、より高性能のレーザ装置が必要になる。 In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, the size and pitch of fuses have been reduced. When cutting a fuse by laser irradiation, if the fuse pitch is narrowed, there is a possibility that a problem may occur due to interference between adjacent fuses. Further, in order to perform normal cutting, a higher performance laser device is required.
そこで最近では、ヒューズアレイ内のヒューズを千鳥状に配列して隣接するヒューズ間における切断箇所の距離を確保することにより、ヒューズの狭ピッチ化が図られている。 Therefore, recently, the fuses in the fuse array are arranged in a staggered manner to ensure the distance between the cut points between adjacent fuses, thereby reducing the pitch of the fuses.
しかしながら、レーザ装置の精度ばらつきや半導体装置のプロセスばらつき等により、切断したヒューズのヒューズ材が周辺に飛散することがあった。特に、隣接するヒューズが切断された場合、ヒューズ材の飛散量が多いと、飛散したヒューズ材同士が接触することがあった。 However, the fuse material of the blown fuse may be scattered around due to variations in accuracy of the laser device and process variations of the semiconductor device. In particular, when adjacent fuses are cut, the scattered fuse materials may come into contact with each other if the amount of scattered fuse material is large.
ヒューズ材の飛散による影響は、千鳥状に配列したヒューズの場合も同様である。特に、千鳥状に配列したヒューズでは、千鳥状の配列に起因してヒューズ回路の誤動作が生じることがあった。 The effect of the scattering of the fuse material is the same for the fuses arranged in a staggered manner. In particular, the fuses arranged in a staggered pattern may cause malfunction of the fuse circuit due to the staggered arrangement.
本発明の目的は、ヒューズ材の飛散よるヒューズ回路の誤動作を防止しうる半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of preventing a malfunction of a fuse circuit due to scattering of a fuse material.
実施形態の一観点によれば、第1電源電圧線と第2電源電圧線との間に並列して接続され、ヒューズと、前記ヒューズの一方の端子に直列に接続され、前記ヒューズの導通状態に応じた電圧を出力するラッチ回路とをそれぞれ有する複数のヒューズ回路を有し、複数の前記ヒューズ回路は、前記ヒューズが千鳥状に配列されるように配置されており、隣り合う前記ヒューズの前記第2電源電圧線側の端子と前記第1電源電圧線側の端子とが反対向きになるように配置されている半導体装置が提供される。 According to one aspect of the embodiment, the fuse is connected in parallel between the first power supply voltage line and the second power supply voltage line, is connected in series to one terminal of the fuse, and the conduction state of the fuse A plurality of fuse circuits each having a latch circuit that outputs a voltage in accordance with the plurality of fuse circuits, wherein the plurality of fuse circuits are arranged such that the fuses are arranged in a staggered manner, and the fuses adjacent to each other A semiconductor device is provided in which a terminal on the second power supply voltage line side and a terminal on the first power supply voltage line side are arranged in opposite directions.
開示の半導体装置によれば、ヒューズを千鳥状に配置してピッチを狭めた場合にも、ヒューズ材の飛散物によって異常な電流経路が形成されること防止することができる。これにより、ヒューズ回路の誤動作を防止することができる。 According to the disclosed semiconductor device, even when the fuses are arranged in a staggered manner and the pitch is narrowed, it is possible to prevent an abnormal current path from being formed by the scattered material of the fuse material. Thereby, malfunction of the fuse circuit can be prevented.
[第1実施形態]
第1実施形態による半導体装置について図1乃至図8を用いて説明する。
[First Embodiment]
The semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施形態による半導体装置の構造を示すブロック図である。図2は、本実施形態による半導体装置の構造を示す平面図である。図3は、本実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図である。図4は、本実施形態による半導体装置の構造を示す回路図である。図5は、本実施形態の参考例による半導体装置の構造を示す平面図である。図6及び図7は、図5の半導体装置の課題を説明する平面図である。図8は、本実施形態による半導体装置のヒューズ切断後の構造の一例を示す平面図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 4 is a circuit diagram showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 5 is a plan view showing the structure of a semiconductor device according to a reference example of this embodiment. 6 and 7 are plan views for explaining the problems of the semiconductor device of FIG. FIG. 8 is a plan view showing an example of the structure after cutting the fuse of the semiconductor device according to the present embodiment.
はじめに、本実施形態による半導体装置の構造について図1乃至図4を用いて説明する。 First, the structure of the semiconductor device according to the present embodiment will be explained with reference to FIGS.
本実施形態による半導体装置は、例えば図1に示すような複数の機能ブロックを含む半導体記憶装置である。 The semiconductor device according to the present embodiment is a semiconductor memory device including a plurality of functional blocks as shown in FIG.
半導体装置の外部端子であるアドレス端子102、コントロール端子104及びI/O端子106には、アドレスバッファ108、コマンドデコーダ110及びI/Oバッファ112が、それぞれ接続されている。アドレスバッファ108には、アドレスコントローラ114が接続されている。アドレスコントローラ114には、モードレジスタ116が接続されている。モードレジスタ116には、メモリコアコントローラ118が接続されている。コマンドデコーダ110には、アドレスコントローラ114、モードレジスタ116及びメモリコアコントローラ118が接続されている。I/Oバッファ112には、バスコントローラ120が接続されている。
An
アドレスコントローラ114には、また、Xコントローラ122及びYコントローラ124が接続されている。Xコントローラ122及びYコントローラ124のそれぞれには、ヒューズ回路126が設けられている。Xコントローラ122及びYコントローラ124には、メモリセルアレイ及び冗長セルアレイを含むメモリセルブロック128が接続されている。
An
メモリコアコントローラ118には、また、コントローラ122、Yコントローラ124、リードアンプ130及びライトアンプ132が接続されている。リードアンプ130及びライトアンプ132には、バスコントローラ120が接続されている。
A
半導体装置には、コントロール端子104からコントロール信号が入力され、アドレス端子102からアドレス信号が入力される。I/O端子106からは、データの入出力が行われる。
The semiconductor device receives a control signal from the
コントロール信号は、コントロール端子104からコマンドデコーダ110を介して、アドレスコントローラ114、モードレジスタ116及びメモリコアコントローラ118に入力される。このコントロール信号に基づき、半導体装置の動作状態が定められる。
The control signal is input from the
アドレス信号は、アドレス端子102からアドレスバッファ108に入力され、アドレスコントローラ114を介して、Xコントローラ122及びYコントローラ124に入力される。Xコントローラ122及びYコントローラ124は、アドレス信号に対応するメモリセルのメモリセルアレイ128内における物理位置を決定する。
The address signal is input from the
Xコントローラ122及びYコントローラ124により指定されたメモリセルには、コントロール信号に応じて、書き込み動作或いは読み出し動作が行われる。書き込み動作では、I/O端子106からI/Oバッファ112を介してバスコントローラ120に入力されたデータを、ライトアンプ132を介して指定されたメモリセルに書き込む。読み出し動作では、リードアンプ130により読み出されたメモリセルのデータを、バスコントローラ120及びI/Oバッファ112を介して、I/O端子106へ出力する。
A write operation or a read operation is performed on the memory cell designated by the
メモリセルアレイ128内に欠陥メモリセルが発生したときには、この欠陥メモリセルの存在により半導体装置が不良になることを防止すべく、欠陥メモリセルを冗長メモリセルに置き換える処理が行われる。冗長メモリセルは、欠陥メモリセルが発生したときのためにメモリセルアレイ128内に予め余分に設けておいたメモリセルである。欠陥メモリセルの冗長メモリセルへの置き換えは、Xコントローラ122及びYコントローラ124に設けられたヒューズ回路126を用いた回路の再構成により行われる。
When a defective memory cell occurs in the
ヒューズ回路126は、例えば図2に示すように、複数のヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2を有している。なお、ここでは4本のヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2を含むヒューズアレイを用いて説明するが、ヒューズの数は、これに限定されるものではない。ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2は、隣接するヒューズ同士が、ヒューズの延在方向に対してずれるように配置されている。全体的に見ると、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2は、千鳥状にジグザグに配置されている。ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2を千鳥状に配置しているのは、隣接するヒューズの切断部分の距離を確保しつつ、ヒューズの配置間隔を狭めるためである。
For example, as shown in FIG. 2, the
ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2が形成された領域の周囲には、ガードリング12が形成されている。ガードリング(耐湿リングとも呼ぶ)は、ヒューズアレイ領域から湿気等が半導体素子内部に侵入するのを防止したり、層間絶縁膜のクラックの伝搬を防止したりするためのものである。ガードリング12は、一般的には、例えば図2に示すように、接地電圧(GND)に接続されている。
A
ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2のそれぞれの一方の端部は、ガードリング12に電気的に接続されている。図2の例では、ヒューズ10A1,10A2は、図面下側の端部においてガードリング12に接続されており、ヒューズ10B1,10B2は、図面上側の端部においてガードリング12に接続されている。すなわち、隣接するヒューズ10は、異なる側の端部がガードリング12に接続されている。これにより、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2が切断されていない初期状態では、図2に示すように、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2の他方の端部の電位も、接地電圧(GND)にクランプされる。
One end of each of the
ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2は、特に限定されるものではないが、例えば図3に示すように、最上層の金属配線層によって形成されている。ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2は、その両端部に設けられたコンタクトプラグ14を介して下層の配線層16に接続されている。ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2の前記一端は、コンタクトプラグ18を介してヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2と同一レベルの導電層により形成されたガードリング12に接続されている。最上層には、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2の形成領域を露出するヒューズ窓22が形成された保護膜20が形成されている。
The
ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2のそれぞれの他方の端部には、例えば図4に示すようなラッチ回路(Latch−A)32が接続されている。図4(a)は、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2を含むヒューズ回路の回路図である。図4(b)は、図4(a)の「Latch−A」部分を具体的に示した回路図である。
For example, a latch circuit (Latch-A) 32 as shown in FIG. 4 is connected to the other end of each of the
図4(b)に示すように、ヒューズ10とラッチ回路32との直列接続体(ヒューズ回路)は、電源電圧線(VDD線)と接地電圧線(GND)との間に接続されている。このようなヒューズ回路が、電源電圧線(VDD線)と接地電圧線(GND)との間に複数並列に接続されている。なお、本願明細書では、接地電圧線を「電源電圧線」と表現することもある。
As shown in FIG. 4B, the series connection body (fuse circuit) of the
図4(b)に示すように、ヒューズ10が切断されていないときは、ヒューズ10とラッチ回路32との間の端子の電位は接地電圧(GND)となり、ラッチ回路32の出力はGNDとなる。一方、ヒューズ10を切断すると、ラッチ回路32は接地電圧(GND)から切り離され、ラッチ回路32の出力は電圧VDDとなる。これにより、切断したヒューズに対応した冗長回路を有効にし、欠陥メモリセルを冗長メモリセルに置き換える。
As shown in FIG. 4B, when the
このように、本実施形態による半導体装置では、千鳥状に配置された複数のヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2を有するヒューズ回路126において、隣接するヒューズ10が、異なる側の端部においてガードリング12に接続されている。ヒューズ10の極性の観点から見ると、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2は、隣接するヒューズ10の極性が互いに逆向きになるように、配置されている。
As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, in the
次に、本実施形態による半導体装置においてヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2をこのように配置している理由について、図5乃至図8を用いて説明する。
Next, the reason why the
図5は、本実施形態の参考例による半導体装置のヒューズ回路の一例を示す平面図である。図5に示す半導体装置は、千鳥状に配置された複数のヒューズ101,102,103,104を有している点で、本実施形態による半導体装置と共通している。しかしながら、図5に示す参考例の半導体装置は、ヒューズ101,102,103,104の同じ側(図面において上側)の端部においてガードリング12に接続されている点で、本実施形態による半導体装置とは異なっている。
FIG. 5 is a plan view showing an example of the fuse circuit of the semiconductor device according to the reference example of the present embodiment. The semiconductor device shown in FIG. 5 is common to the semiconductor device according to the present embodiment in that it has a plurality of
ここで、図5に示す半導体装置において、隣接する2つのヒューズ10を切断する場合を考える。
Here, consider a case where two
ヒューズ10の一般的な切断方法は、切断対象のヒューズ10にレーザ光を照射し、溶融爆発によってヒューズ10を切断する方法である。ヒューズ10を切断する際のレーザ光の照射条件に、切断したヒューズ材が周辺に飛散するなどの不具合が生じない条件が選択される。
A general method for cutting the
しかしながら、レーザ装置の精度ばらつきや半導体装置のプロセスばらつき等により、切断したヒューズ10のヒューズ材が周辺に飛散することがある。特に、隣接するヒューズ10が切断された場合は、ヒューズ材の飛散量が多いと、飛散したヒューズ材同士が接触することがある。
However, the fuse material of the
図5に示す半導体装置において、隣接する2つのヒューズ10、例えばヒューズ102,103を切断した場合、例えば図6に示すように、切断ポイント(レーザ光照射領域)24の周辺に、ヒューズ10の飛散物26が堆積されることがある。このとき、飛散したヒューズ材の量が多いと、ヒューズ102,103の切断ポイント24間の領域28において、ヒューズ10の飛散物26同士が接触する可能性がある。
In the semiconductor device shown in FIG. 5, when two
理想的な場合、ヒューズ102,103を切断すると、それまでヒューズ102,103を介してガードリング12に接続されていた配線層16の電位は、配線層16が接続されているラッチ回路32の端子の電圧VDDとなる。
In an ideal case, when the
しかしながら、領域28においてヒューズ102,103の飛散物26同士が接触し、ヒューズ102,103の残配線同士が電気的に接続されると、ヒューズ102に接続されていた配線層16とガードリング12とを接続する電流経路30が形成される(図7参照)。そして、ヒューズ102を介してガードリング12に接続されていた配線層16の電位は接地電圧(GND)にクランプされ、ヒューズ102を切断していない状態と等価になる。この結果、欠陥メモリセルの適正な救済ができなくなってしまう。
However, when the
この点、本実施形態による半導体装置では、隣接するヒューズ10が異なる側の端部においてガードリング12に接続されている。したがって、例えば図8に示すようにヒューズ10B1,10A2を切断した際に、仮に、領域28においてヒューズ10B1の飛散物26とヒューズ10A2の飛散物26とが接触しても、配線層16とガードリング12とを接続する電流経路が形成されることはない。これにより、ヒューズ10B1を切断後に、それまでヒューズ10B1を介してガードリング12に接続されていた配線層16の電位が接地電圧(GND)になることを防止することができ、欠陥メモリセルの適正な救済を行うことができる。
In this regard, in the semiconductor device according to the present embodiment,
また、本実施形態による半導体装置では、ヒューズ間ショートによる危険性が少なくなるため、ヒューズ材の飛散の許容範囲が広がり、ヒューズの更なる狭ピッチ化が可能となる。 Further, in the semiconductor device according to the present embodiment, since the danger due to the short circuit between fuses is reduced, the allowable range of scattering of the fuse material is widened, and the fuse pitch can be further reduced.
また、本実施形態による半導体装置は、ヒューズ回路の大幅な変更を伴うものではなく、チップサイズ拡大などの新たな課題をもたらすこともない。 Further, the semiconductor device according to the present embodiment does not involve a significant change of the fuse circuit, and does not bring about new problems such as an increase in chip size.
このように、本実施形態によれば、千鳥状に配置された複数のヒューズを有するヒューズアレイにおいて、隣接するヒューズに接続される電源の極性(接地電圧線側の端子と電源電圧線側の端子)が逆向きになるように配置するので、ヒューズ材の飛散物によって異常な電流経路が形成されること防止することができる。これにより、欠陥メモリセルの適正な救済を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, in the fuse array having a plurality of fuses arranged in a staggered manner, the polarity of the power source connected to the adjacent fuse (the terminal on the ground voltage line side and the terminal on the power source voltage line side) ) In the opposite direction, it is possible to prevent an abnormal current path from being formed by the scattered material of the fuse material. Thereby, it is possible to appropriately repair the defective memory cell.
[第2実施形態]
第2実施形態による半導体装置について図9乃至図11を用いて説明する。図1乃至図8に示す第1実施形態による半導体装置と同一の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し又は簡潔にする。
[Second Embodiment]
The semiconductor device according to the second embodiment will be explained with reference to FIGS. The same components as those of the semiconductor device according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
図9は、本実施形態による半導体装置の構造を示す平面図である。図10は、本実施形態による半導体装置の構造を示す回路図である。図11は、本実施形態による半導体装置のヒューズ切断後の構造の一例を示す平面図である。 FIG. 9 is a plan view showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 10 is a circuit diagram showing the structure of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 11 is a plan view showing an example of the structure after cutting the fuse of the semiconductor device according to the present embodiment.
本実施形態による半導体装置のヒューズ回路126は、例えば図9に示すように、複数のヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2を有している。なお、ここでは4本のヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2を含むヒューズアレイを用いて説明するが、ヒューズの数は、これに限定されるものではない。ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2は、隣接するヒューズ同士が、ヒューズの延在方向に対してずれるように配置されている。全体的に見ると、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2は、千鳥状にジグザグに配置されている。ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2が形成された領域の周囲には、ガードリング12が形成されている。
The
ヒューズ10A1,10A2の一方の端部は、VDD線34に電気的に接続されている。ヒューズ10B1,10B2の一方の端部は、第1実施形態による半導体装置の場合と同様、ガードリング12に電気的に接続されている。図9に示すように、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2は、同じ側の端部(図面上側の端部)において、VDD線34又はガードリング12に接続されている。これにより、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2が切断されていない初期状態では、図9に示すように、ヒューズ10A1,10A2の他方の端部の電位は電圧VDDにクランプされ、ヒューズ10B1,10B2の他方の端部の電位は基準電位(GND)にクランプされる。
One end of the
ヒューズ10A1,10A2のそれぞれの他方の端部には、例えば図10に示すようなラッチ回路(Latch−B)36が接続されている。図10(a)は、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2を含むヒューズ回路の回路図である。図10(b)は、図10(a)の「Latch−B」部分を具体的に示した回路図である。図10(a)の「Latch−A」部分は、図4(b)と同様である。
For example, a latch circuit (Latch-B) 36 as shown in FIG. 10 is connected to the other end of each of the
図10(b)に示すように、ヒューズ10とラッチ回路32との直列接続体及びヒューズ10とラッチ回路36との直列接続体は、電源電圧線(VDD線)と接地電圧線(GND)との間に接続されている。このようなヒューズ回路が、電源電圧線(VDD線)と接地電圧線(GND)との間に交互に複数並列に接続されている。
As shown in FIG. 10B, the series connection body of the
図10(b)に示すように、ヒューズ10が切断されていないときは、ヒューズ10とラッチ回路36との間の端子の電位は電圧VDDとなり、ラッチ回路36の出力も電圧VDDとなる。一方、ヒューズ10を切断すると、ラッチ回路32はVDD線34から切り離され、ラッチ回路32の出力はGNDとなる。これにより、切断したヒューズに対応した冗長回路を有効にし、欠陥メモリセルを冗長メモリセルに置き換える。
As shown in FIG. 10B, when the
ヒューズ10B1,10B2のそれぞれの他方の端部には、例えば図4(b)に示すようなラッチ回路(Latch−A)32が接続されている。
For example, a latch circuit (Latch-A) 32 as shown in FIG. 4B is connected to the other end of each of the
図4(b)に示すように、ヒューズ10が切断されていないときは、ヒューズ10とラッチ回路32との間の端子の電位はGNDとなり、ラッチ回路32の出力はGNDとなる。一方、ヒューズ10を切断すると、ラッチ回路32はGNDから切り離され、ラッチ回路32の出力は電圧VDDとなる。これにより、切断したヒューズに対応した冗長回路を有効にし、欠陥メモリセルを冗長メモリセルに置き換える。
As shown in FIG. 4B, when the
ラッチ回路32,36自体は、基本的に同じである。図4(b)に示す回路と図10(b)に示す回路とは、ヒューズ10が、ラッチ回路とGND線との間に接続されている(図4(b))のか、ラッチ回路とVDD線との間に接続されている(図10(b))のかが異なっている。
The
このように、本実施形態による半導体装置も、第1実施形態による半導体装置の場合と同様、千鳥状に配置された複数のヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2を有し、隣接するヒューズ10が、異なる側の端部においてガードリング12に接続されている。ヒューズ10の極性の観点から見ると、ヒューズ10は、隣接するヒューズ10の極性が互いに逆向きになるように、配置されている。
As described above, the semiconductor device according to the present embodiment also has a plurality of
図9に示す本実施形態の半導体装置において、隣接する2つのヒューズ10、例えばヒューズ10B1,10A2を切断すると、図11に示すように、切断ポイント(レーザ光照射領域)24の周辺に、ヒューズ10の飛散物26が堆積されることがある。このとき、飛散したヒューズ材の量が多いと、ヒューズ102,103の切断ポイント24間の領域28において、ヒューズ10の飛散物26同士が接触する可能性がある。
In the semiconductor device of the present embodiment shown in FIG. 9, when two
しかしながら、本実施形態による半導体装置の場合も、図8に示す第1実施形態による半導体装置の場合と同様、仮に、領域28においてヒューズ10B1の飛散物26とヒューズ10A2の飛散物26とが接触しても、配線層16とガードリング12とを接続する電流経路が形成されることはない。これにより、ヒューズ10B1の切断後に、それまでヒューズ10B1を介してガードリング12に接続されていた配線層16の電位が接地電圧になることを防止することができ、欠陥メモリセルの適正な救済を行うことができる。
However, in the case of the semiconductor device according to the present embodiment as well, as in the case of the semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. 8, the
また、本実施形態による半導体装置では、ヒューズ間ショートによる危険性が少なくなるため、ヒューズ材の飛散の許容範囲が広がり、ヒューズの更なる狭ピッチ化が可能となる。 Further, in the semiconductor device according to the present embodiment, since the danger due to the short circuit between fuses is reduced, the allowable range of scattering of the fuse material is widened, and the fuse pitch can be further reduced.
また、本実施形態による半導体装置は、ヒューズ回路の大幅な変更を伴うものではなく、チップサイズ拡大などの新たな課題をもたらすこともない。 Further, the semiconductor device according to the present embodiment does not involve a significant change of the fuse circuit, and does not bring about new problems such as an increase in chip size.
また、本実施形態による半導体装置は、VDD線34を設ける必要があるが、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2に接続される配線層16を、ヒューズ10A1,10B1,10A2,10B2の同じ側の端部(図面下側の端部)から引き出すことができる。これにより、ヒューズアレイの一方の側にラッチ回路32,36をまとめて配置することができ、ヒューズ回路内のレイアウトをシンプルにすることができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the
このように、本実施形態によれば、千鳥状に配置された複数のヒューズを有するヒューズアレイにおいて、隣接するヒューズに接続される電源の極性(接地電圧線側の端子と電源電圧線側の端子)が逆向きになるように配置するので、ヒューズ材の飛散物によって異常な電流経路が形成されること防止することができる。これにより、欠陥メモリセルの適正な救済を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, in the fuse array having a plurality of fuses arranged in a staggered manner, the polarity of the power source connected to the adjacent fuse (the terminal on the ground voltage line side and the terminal on the power source voltage line side) ) In the opposite direction, it is possible to prevent an abnormal current path from being formed by the scattered material of the fuse material. Thereby, it is possible to appropriately repair the defective memory cell.
[変形実施形態]
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
[Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
例えば、上記実施形態では、ヒューズ回路として、半導体記憶装置の欠陥メモリセルを冗長メモリセルに切り換えるためのヒューズ回路の例を説明したが、ヒューズ回路はこれに限定されるものではない。特に限定されるものではないが、例えば、異なる機能を有する複数の回路を一体として構成した後に装置機能を切り換えるためのヒューズ回路や、所定の回路を構成した後に装置特性を調整するためのヒューズ回路等に適用することができる。 For example, in the above embodiment, an example of a fuse circuit for switching a defective memory cell of a semiconductor memory device to a redundant memory cell has been described as the fuse circuit, but the fuse circuit is not limited to this. Although not particularly limited, for example, a fuse circuit for switching a device function after a plurality of circuits having different functions are integrally configured, or a fuse circuit for adjusting a device characteristic after a predetermined circuit is configured Etc. can be applied.
また、ヒューズ10、ガードリング12、保護膜20等の構造は、上記実施形態に記載のものに限定されるものではない。例えば、ヒューズ10を形成する配線層は、必ずしも最上層の金属配線層である必要はない。また、ヒューズ10に接続される配線層16を、ヒューズ10を形成する配線層よりも上層の配線層により形成するようにしてもよい。また、保護膜20を、ヒューズ10上に延在するようにしてもよい。その他、既存の様々なヒューズ構造において、隣接するヒューズの極性が逆向きになるように配置することにより、上記実施形態に記載下と同様の効果を期待することができる。
Further, the structures of the
10…ヒューズ
12…ガードリング
14,18…コンタクトプラグ
16…配線層
20…保護膜
22…ヒューズ窓
24…切断ポイント
26…飛散物
28…領域
30…電流経路
32,36…ラッチ回路
34…VDD線
102…アドレス端子
104…コントロール端子
106…I/O端子
108…アドレスバッファ
110…コマンドデコーダ
112…I/Oバッファ
114…アドレスコントローラ
116…モードレジスタ
118…メモリコアコントローラ
120…バスコントローラ
122…Xコントローラ
124…Yコントローラ
126…ヒューズ回路
128…メモリセルアレイ
130…リードアンプ
132…ライトアンプ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
複数の前記ヒューズ回路は、前記ヒューズが千鳥状に配列されるように配置されており、隣り合う前記ヒューズの前記第2電源電圧線側の端子と前記第1電源電圧線側の端子とが反対向きになるように配置されている
ことを特徴とする半導体装置。 A latch circuit connected in parallel between the first power supply voltage line and the second power supply voltage line, connected in series to one terminal of the fuse, and outputs a voltage corresponding to the conduction state of the fuse A plurality of fuse circuits each having
The plurality of fuse circuits are arranged such that the fuses are arranged in a staggered manner, and the terminals on the second power supply voltage line side and the terminals on the first power supply voltage line side of the adjacent fuses are opposite to each other. A semiconductor device characterized by being arranged to face.
前記ヒューズの他方の端子は、前記第2電源電圧線に接続されており、
前記ヒューズの前記一方の端子は、前記ラッチ回路を介して前記第1電源電圧線に接続されている
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The other terminal of the fuse is connected to the second power supply voltage line,
The one terminal of the fuse is connected to the first power supply voltage line through the latch circuit. A semiconductor device, wherein:
前記ラッチ回路は、前記ヒューズが接続状態のときに第2電源電圧を出力し、前記ヒューズが切断状態のときに第1電源電圧を出力する
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2,
The semiconductor device, wherein the latch circuit outputs a second power supply voltage when the fuse is in a connected state, and outputs a first power supply voltage when the fuse is in a disconnected state.
複数の前記ヒューズ回路は、前記ヒューズの他方の端子が前記第2電源電圧線に接続された第1のヒューズ回路と、前記ヒューズの他方の端子が前記第1電源電圧線に接続された第2の前記ヒューズ回路とを有し、前記第1のヒューズ回路と前記第2のヒューズ回路とが交互に配置されている
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The plurality of fuse circuits include: a first fuse circuit in which the other terminal of the fuse is connected to the second power supply voltage line; and a second fuse circuit in which the other terminal of the fuse is connected to the first power supply voltage line. The semiconductor device, wherein the first fuse circuit and the second fuse circuit are alternately arranged.
前記第1のヒューズ回路の前記ラッチ回路は、前記ヒューズが接続状態のときに第2電源電圧を出力し、前記ヒューズが切断状態のときに第1電源電圧を出力し、
前記第2のヒューズ回路の前記ラッチ回路は、前記ヒューズが接続状態のときに前記第1電源電圧を出力し、前記ヒューズが切断状態のときに前記第2電源電圧を出力する
ことを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 4.
The latch circuit of the first fuse circuit outputs a second power supply voltage when the fuse is in a connected state, and outputs a first power supply voltage when the fuse is in a disconnected state,
The latch circuit of the second fuse circuit outputs the first power supply voltage when the fuse is connected, and outputs the second power supply voltage when the fuse is disconnected. Semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110890343A (en) * | 2018-09-07 | 2020-03-17 | 长鑫存储技术有限公司 | Integrated circuit chip and fuse detection method |
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- 2009-09-08 JP JP2009206799A patent/JP2011060879A/en active Pending
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