KR100773691B1 - Delay Synchronous Loop Circuit of Semiconductor Memory Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로에 관한 것으로, 테스트 신호 및 퓨즈의 컷팅 상태에 따라 지연 시간을 가변적으로 변화시킬 수 있는 미세 지연 조정부를 포함함으로써, 온도, 공정 조건 등으로 변화하는 데이터 엑섹스 타임의 스펙을 웨이퍼 레벨에서도 조절가능한 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로를 개시하는 데 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a delayed synchronous loop circuit of a semiconductor memory device, and includes a fine delay adjusting unit that can vary a delay time in accordance with a cutting state of a test signal and a fuse. Disclosed is a delayed synchronous loop circuit of a semiconductor memory device whose sex time specification can be adjusted even at the wafer level.
DLL, 퓨즈, 미세지연, 웨이퍼 레벨 DLL, Fuse, Fine Delay, Wafer Level
Description
도 1은 일반적인 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로의 블록도이다.1 is a block diagram of a delay lock loop circuit of a general semiconductor memory device.
도 2는 반도체 메모리 소자의 외부 클럭과 데이터 스트로브 신호와 출력 데이터 간의 관계를 나타내는 타이밍도이다.2 is a timing diagram illustrating a relationship between an external clock, a data strobe signal, and output data of a semiconductor memory device.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로의 블록도이다.3 is a block diagram of a delay lock loop circuit of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 지연 보상부의 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of the delay compensator of FIG. 3.
도 5는 도 3의 퓨즈부의 상세 회로도이다.5 is a detailed circuit diagram of the fuse of FIG. 3.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 소자의 외부 클럭과 데이터 스트로브 신호와 출력 데이터 간의 관계를 나타내는 타이밍도이다.6 is a timing diagram illustrating a relationship between an external clock, a data strobe signal, and output data of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
100, 200 : 지연 동기 루프 회로 110, 210 : 클럭 버퍼부100, 200: delay
120, 220 : 지연 라인부 130, 230 : 지연 제어 신호 발생부120, 220:
140, 240 : 리플리카 지연부 250 : 미세 지연 조정부140, 240: replica delay unit 250: fine delay adjustment unit
150, 260 : 위상 비교기 251 : 지연 보상부150, 260: phase comparator 251: delay compensation unit
252 : 퓨즈부252: fuse
본 발명은 반도체 메모리 소자에 관한 것으로, 특히 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 메모리 장치와 메모리 콘트롤러 간의 전송과 같이 클럭신호에 동기시켜 데이터를 전송하는 입출력 방식에서는 버스의 부하가 커지고 전송 주파수가 빨라짐에 따라 클럭신호와 데이터간의 시간적 동기를 이루는 것이 매우 중요하다. In general, in the input / output method of transmitting data in synchronization with a clock signal such as a transfer between a memory device and a memory controller, it is very important to achieve time synchronization between the clock signal and data as the bus load increases and the transmission frequency increases.
즉 클럭신호에 응답하여 데이터가 버스에 실리는 데 걸리는 시간을 역보상하여 데이터를 클럭신호의 에지(Edge)에 정확히 위치시켜야 한다. 이러한 목적으로 사용될 수 있는 회로로는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop; PLL) 및 지연 동기 루프(Delay Looked Loop; 이하, DLL)가 있으며 일반적으로 메모리 장치에는 DLL이 사용된다. 그런데 클럭신호로 부터 데이터간의 시간을 tAC(DQ output access time from CK/CKB)라고 하며, 이 시간은 스펙으로 정해져 있다. In other words, the time required for the data to be loaded on the bus in response to the clock signal must be compensated for and the data must be accurately positioned at the edge of the clock signal. Circuits that can be used for this purpose include a Phase Locked Loop (PLL) and a Delay Looked Loop (DLL), and generally a DLL is used for a memory device. However, the time between the data from the clock signal is called tAC (DQ output access time from CK / CKB), and this time is specified in the specification.
도 1은 일반적인 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a delay lock loop circuit of a general semiconductor memory device.
도 1을 참조하면, 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로(100)는 클럭 버퍼부(110), 지연 라인부(120), 지연 제어 신호 발생부(130), 리플리카 지연 부(140), 위상 비교기(150), 및 DLL 드라이버부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a delay
클럭 버퍼부(110)는 외부 클럭(CLK)과 외부 반전 클럭(CLKB)를 입력받아 외부 클럭(CLK)의 폴링 엣지 및 라이징 엣지에 동기시켜 제1 내부 클럭(FCLK) 및 제2 내부 클럭(RCLK)을 생성한다.The
지연 라인부(120)는 제1 내부 클럭(FCLK) 및 제2 내부 클럭(RCLK)을 입력받아 설정된 지연 제어 신호 발생부(130)에 의해 조절된 지연 시간만큼 지연시켜 제1 출력 클럭(iFCLK)과 제2 출력 클럭(iRCLK)을 생성한다. 지연 라인부(120)는 초기 동작시 단위 지연 소자 하나만을 통과한 제2 출력 클럭(iRCLK)을 리플리카 지연부(140)로 출력한다.The
지연 제어 신호 발생부(130)는 제어 신호(CTRL)에 응답하여 지연 라인부(120)의 지연 시간을 조절한다.The delay
리플리카 지연부(140)는 실제 클럭의 경로에서 발생하는 지연 시간과 동일한 지연 시간을 갖도록 하기 위하여 더미 클럭 버퍼, 더미 출력 버퍼 및 더미 로드를 포함하며, 단위 지연 소자 하나만을 통과한 제2 출력 클럭(iRCLK)을 인가받아 실제의 지연 시간을 보상한 피드백 클럭(FBCLK)을 출력한다.The
위상 비교기(150)는 피드백 클럭(FBCLK)과 제2 내부 클럭(RCLK)를 인가받아 피드백 클럭(FBCLK)의 라이징 엣지와 제2 내부 클럭(RCLK)의 라이징 엣지의 위상을 비교하여 제어 신호(CTRL)를 출력한다.The
DLL 드라이버부(160)는 제1 출력 클럭(iFCLK)과 제2 출력 클럭(iRCLK)을 입력 받아 제1 DLL 클럭(FCLKDLL)과 제2 DLL 클럭(RCLKDLL)을 생성한다. 출력되는 제 1 DLL 클럭(FCLKDLL)과 제2 DLL 클럭(RCLKDLL)은 외부 클럭 신호(CLK)보다 일정양의 시간 만큼 앞선 클럭이다.The
도 2는 반도체 메모리 소자의 외부 클럭과 데이터 스트로브 신호와 출력 데이터 간의 관계를 나타내는 타이밍도이다.2 is a timing diagram illustrating a relationship between an external clock, a data strobe signal, and output data of a semiconductor memory device.
도 2를 참조하면, 데이터 스트로브 신호(DQS)는 내부 회로에 의한 시간 지연에 의해 클럭 스큐 현상이 발생하게 되어 외부 클럭(CLK, CLKB)의 타이밍보다 보다 빠르거나 늦게 된다. 이로 인하여 입력되는 외부 클럭(CLK, CLKB)과 출력 데이터(DQ)의 타이밍이 tAC 만큼 차이를 갖게 된다. 이를 보상하기 위하여 도 1에 참조된 DLL 회로가 사용된다. Referring to FIG. 2, a clock skew phenomenon occurs due to a time delay caused by an internal circuit, and thus the data strobe signal DQS is earlier or later than the timing of the external clocks CLK and CLKB. As a result, the timings of the input external clocks CLK and CLKB and the output data DQ differ by tAC. To compensate for this, the DLL circuit referenced in FIG. 1 is used.
tAC는 주로 DLL(10)의 리플리카(replica) 특성에 따라 결정된다. 따라서, 리프리카 지연부(140)는 실제 패스 상의 로직 게이트를 그대로 집적화하여 온도, 공정, 전압 변화에 동일한 변화치를 갖도록 구성한다. 그러나 온도, 공정, 레이 아웃(layout) 배선등의 조건의 변동으로 정확한 tAC를 조절하기가 매우 어렵다. 또한, 반도체 메모리 소자는 점점 짧은 주기의 클럭 신호를 사용함으로써, tAC 스펙(spec)은 점점 줄어 들고 있어(예를 들어, DDR266의 경우 ±750ps 였으나, DDR667의 경우 ±450ps) 정밀한 회로 구성이 요구된다.tAC is mainly determined by the replica characteristics of the DLL 10. Accordingly, the
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 테스트 신호 및 퓨즈의 컷팅 상태에 따라 지연 시간을 가변적으로 변화시킬 수 있는 미세 지연 조정부를 포함함으로써, 온도, 공정 조건 등으로 변화하는 데이터 엑섹스 타임의 스펙을 웨이퍼 레벨에서도 조절가능한 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로를 제공하는 데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention includes a fine delay adjustment unit that can vary the delay time according to the cutting state of the test signal and fuse, thereby changing the specification of the data extrusion time that changes with temperature, process conditions, etc., wafer level The present invention also provides an adjustable delay loop circuit of a semiconductor memory device.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로는 클럭 버퍼부, 지연 라인부, 리플리카 지연부, 미세 지연 조정부, 위상 비교기, 및 지연 제어 신호 발생부를 포함한다. 클럭 버퍼부는 외부 클럭과 외부 반전 클럭에 응답하여 외부 클럭의 폴링 엣지 및 라이징 엣지에 동기시켜 제1 내부 클럭 및 제2 내부 클럭을 생성한다. 지연 라인부는 제1 내부 클럭 및 제2 내부 클럭을 입력받아 설정 지연시간 만큼 지연시켜 제1 출력 클럭과 제2 출력 클럭을 생성한다. 리플리카 지연부는 제2 출력 클럭을 입력받아 실제 클럭 경로의 지연 조건을 반영하여 제1 피드백 클럭을 생성한다. 미세 지연 조정부는 다수의 테스트 신호들에 응답하여 제1 피드백 클럭의 지연량을 조정하여 제2 피드백 클럭을 생성한다. 위상 비교기는 제2 피드백 클럭의 라이징 엣지와 제2 내부 클럭의 라이징 엣지의 위상을 비교하여 제어 신호를 생성한다. 지연 제어 신호 발생부는 제어 신호에 응답하여 지연 라인부의 지연 시간을 조절한다.A delay lock loop circuit of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a clock buffer unit, a delay line unit, a replica delay unit, a fine delay adjuster, a phase comparator, and a delay control signal generator. The clock buffer unit generates a first internal clock and a second internal clock in synchronization with the falling edge and the rising edge of the external clock in response to the external clock and the external inversion clock. The delay line unit receives the first internal clock and the second internal clock to delay the set delay time to generate a first output clock and a second output clock. The replica delay unit receives the second output clock to generate a first feedback clock by reflecting a delay condition of an actual clock path. The fine delay adjuster generates a second feedback clock by adjusting a delay amount of the first feedback clock in response to the plurality of test signals. The phase comparator generates a control signal by comparing a phase of the rising edge of the second feedback clock and the rising edge of the second internal clock. The delay control signal generator adjusts the delay time of the delay line unit in response to the control signal.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. It is provided to inform you.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 소자의 지연 동기 루프 회로도의 블럭도이다.3 is a block diagram of a delay lock loop circuit diagram of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 지연 동기 루프 회로(200)는 클럭 버퍼부(210), 지연 라인부(220), 지연 제어 신호 발생부(230), 리플리카 지연부(240), 미세 지연 조정부(250), 위상 비교기(260), 및 DLL 드라이버부(270)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the delay
클럭 버퍼부(210)는 제1 클럭 버퍼(211)와 제2 클럭 버퍼(212)를 포함한다. 제1 클럭 버퍼(211)는 외부 클럭(CLK)와 외부 반전 클럭(CLKB)을 입력으로 하여 외부 클럭(CLK)의 폴링 엣지에 동기된 제1 내부 클럭(FCLK)을 생성한다. 제2 클럭 버퍼(212)는 외부 클럭(CLK)와 외부 반전 클럭(CLKB)을 입력으로 하여 외부 클럭(CLK)의 라이징 엣지에 동기된 제2 내부 클럭(RCLK)을 생성한다.The
지연 라인부(220)는 제1 지연 라인(221) 및 제2 지연 라인(22)을 포함한다. 제1 지연 라인(221)은 제1 내부 클럭(FCLK)을 입력받아 제1 지연 클럭(iFCLK)을 생성한다. 제2 지연 라인(222)은 제2 내부 클럭(RCLK)을 입력받아 제2 지연 클럭(iRCLK)을 생성한다.The
지연 제어 신호 발생부(230)는 쉬프트 레지스터(231)와 쉬프트 제어기(232)를 포함한다. 쉬프트 제어기(232)는 위상 비교기(260)의 제어 신호(CTRL)에 응답하여 쉬프트 레지스터(231)를 제어하는 제어 신호(SR, SL)를 생성한다. 쉬프트 레지스터(231)는 쉬프트 레지스터(231)의 제어 신호(SR, SL)에 응답하여 제1 지연 라인(221) 및 제2 지연 라인(222)의 지연 시간을 제어한다.The delay
리플리카 지연부(240)는 제2 지연 클럭(iRCLK)에 응답하여 실제 클럭 경로와 동일한 지연 조건을 거치도록 하여 제1 피드백 클럭(FBCLK1)을 생성한다.The
미세 지연 조정부(250)는 지연 보상부(251)와 퓨즈부(252)를 포함한다. 퓨즈부(251)는 다수의 테스트 신호(TM<0:3>)에 응답하여 다수의 퓨즈 신호(FUSE<0:3>)를 출력한다. 지연 보상부(251)는 다수의 퓨즈 신호(FUSE<0:3>)에 응답하여 피드백 클럭(FBCLK)의 실제 지연 시간을 미세 조정하여 제2 피트백 클럭(FBCLK2)을 생성한다.The
위상 비교기(260)는 제2 피드백 클럭(FBCLK2)과 제2 내부 클럭(RCLK)를 인가받아 피드백 클럭(FBCLK)의 라이징 엣지와 제2 내부 클럭(RCLK)의 라이징 엣지의 위상을 비교하여 제어 신호(CTRL)를 출력한다.The
DLL 드라이버부(270)는 제1 DLL 드라이버(271)와 제2 DLL 드라이버(272)를 포함한다. 제1 DLL 드라이버(271)는 제1 지연 클럭(iFCLK)을 입력받아 외부 클럭(CLK)보다 일정양의 시간만큼 앞선 제1 DLL 클럭(FCLKDLL)을 출력한다. 제2 DLL 드라이버(272)는 제2 지연 클럭(iRCLK)을 입력받아 외부 클럭(CLK)보다 일정양의 시간 만큼 앞선 제2 DLL 클럭(RCLKDLL)을 출력한다. The
도 4는 도 3의 지연 보상부(251)의 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of the
도 4를 참조하면, 지연 보상부(251)는 저항 조절부(251A), 제1 딜레이 조절부(251B), 퓨즈 신호 입력단(251C), 제2 딜레이 조절부(251D), 및 인버터(I1 및 I10)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the
인버터(I1)는 제1 피드백 클럭(FBCLK1)를 반전시켜 반전 클럭(CK1)을 노 드(NA)에 출력한다.The inverter I1 inverts the first feedback clock FBCLK1 and outputs the inverted clock CK1 to the node NA.
저항 조절부(251A)는 다수의 스위치(SW1 내지 SW5)와 저항(R1 및 R2)를 포함한다. 스위치(SW1), 저항(R1), 스위치(SW2)는 노드(NA)와 노드(NB) 사이에 직렬 연결하며, 스위치(SW1 및 SW2)의 오픈 또는 클로즈 상태에 따라 노드(NA)와 노드(NB) 사이에 저항(R1)이 연결되거나 분리된다. 스위치(SW3), 저항(R2), 스위치(SW4)는 노드(NA)와 노드(NB) 사이에 직렬 연결하며, 스위치(SW3 및 SW4)의 오픈 또는 클로즈 상태에 따라 노드(NA)와 노드(NB) 사이에 저항(R2)이 연결되거나 분리된다. 스위치(SW5)는 노드(NA)와 노드(NB) 사이에 연결되며, 스위치(SW5)의 오픈 또는 클로즈 상태에 따라 노드(NA)와 노드(NB) 사이가 연결되거나 분리된다. 따라서, 스위치(SW1 내지 SW5)의 오픈 또는 클로즈 상태에 따라 반전 클럭(CK1)은 저항(R1) 또는 저항(R2)에 의한 지연 시간을 갖거나 지연 시간 없이 클럭 신호(CK2)로 출력된다.The
제1 딜레이 조절부(251B)는 다수의 스위치(SW6 내지 SW9) 및 캐패시터(C1 및 C2)를 포함한다. 스위치(SW7), 게이트 캐패시터(C1), 및 스위치(SW6)는 전원 전압(VDD)과 노드(D1) 사이에 직렬 연결된다. 스위치(SW6)의 오픈 및 클로즈 상태에 따라 캐패시터(C1)를 노드(D1)에 연결하거나 차단하고, 스위치(SW7)의 오픈 및 클로즈 상태에 따라 전원 전압(VDD)를 캐패시터(C1)의 정션에 연결하거나 차단한다. 따라서, 스위치(SW6 및 SW7)의 오픈 및 클로즈 상태를 조절하여 노드(D1)에 인가되는 클럭 신호(CK2)를 캐패시터(C1)의 용량에 해당하는 지연 시간만큼 지연시킨다.The
스위치(SW9), 게이트 캐패시터(C2), 및 스위치(SW8)는 접지 전압(VSS)과 노 드(D1) 사이에 직렬 연결된다. 스위치(SW8)의 오픈 및 클로즈 상태에 따라 캐패시터(C2)를 노드(D1)에 연결하거나 차단하고, 스위치(SW9)의 오픈 및 클로즈 상태에 따라 접지 전압(VSS)를 캐패시터(C2)의 정션에 연결하거나 차단한다. 따라서, 스위치(SW8 및 SW9)의 오픈 및 클로즈 상태를 조절하여 노드(D1)에 인가되는 클럭 신호(CK2)를 캐패시터(C2)의 용량에 해당하는 지연 시간만큼 지연시킨다.The switch SW9, the gate capacitor C2, and the switch SW8 are connected in series between the ground voltage VSS and the node D1. The capacitor C2 is connected to or disconnected from the node D1 according to the open and closed states of the switch SW8, and the ground voltage VSS is connected to the junction of the capacitor C2 according to the open and closed states of the switch SW9. Connect or disconnect Accordingly, the open and close states of the switches SW8 and SW9 are adjusted to delay the clock signal CK2 applied to the node D1 by a delay time corresponding to the capacity of the capacitor C2.
퓨즈 신호 입력단(251C)은 다수의 인버터(I2 내지 I9)를 포함한다. 인버터(I2)는 퓨즈 신호(FUSE<0>)를 반전시켜 제1 입력 신호(FS1)를 출력한다. 인버터(I3)는 제1 입력 신호(FS1)를 반전시켜 제2 입력 신호(FS2)를 출력한다. 인버터(I4)는 퓨즈 신호(FUSE<1>)를 반전시켜 제1 입력 신호(FS3)를 출력한다. 인버터(I5)는 제1 입력 신호(FS3)를 반전시켜 제2 입력 신호(FS4)를 출력한다. 인버터(I6)는 퓨즈 신호(FUSE<2>)를 반전시켜 제1 입력 신호(FS5)를 출력한다. 인버터(I7)는 제1 입력 신호(FS5)를 반전시켜 제2 입력 신호(FS6)를 출력한다. 인버터(I8)는 퓨즈 신호(FUSE<3>)를 반전시켜 제1 입력 신호(FS7)를 출력한다. 인버터(I9)는 제1 입력 신호(FS7)를 반전시켜 제2 입력 신호(FS8)를 출력한다.The fuse
제2 딜레이 조절부(251D)는 다수의 정션 캐패시터(C3 내지 C10)와 다수의 스위치(SW11 내지 SW25)를 포함한다. 하나의 캐패시터(예를 들어 C3)는 게이트에 제1 입력 신호(예를 들어 FS1) 또는 제2 입력 신호를 인가하거나 차단하는 스위치(예를 들어 SW10)와, 노드(예를 들어 D2)에 연결하거나 분리하는 스위치(예를 들어 SW11)가 연결된다. 이를 좀더 상세하게 설명하면, 스위치(SW10), 정션 캐패시터(C3), 스위치(SW11)는 노드(D2)에 직렬 연결되며, 스위치(SW11)의 오픈 또는 클로즈 상태에 따라 정션 캐패시터(C3)가 노드(D2)에 연결되거나 분리된다. 또한, 스위치(SW10)의 오픈 또는 클로즈 상태에 따라 제2 입력 신호(FS2)가 정션 캐패시터(C3)의 게이트에 인가되거나 차단된다. 스위치(SW12), 정션 캐패시터(C4), 스위치(SW13)는 노드(D2)에 직렬 연결되며, 스위치(SW13)의 오픈 또는 클로즈 상태에 따라 정션 캐패시터(C4)가 노드(D2)에 연결되거나 분리된다. 또한, 스위치(SW12)의 오픈 또는 클로즈 상태에 따라 제1 입력 신호(FS1)가 정션 캐패시터(C4)의 게이트에 인가되거나 차단된다. 상술한 구조와 유사하게 다수의 스위치(SW14 내지 SW25)와 다수의 캐패시터(C5 내지 C10)는 노드(D3, D4, D5)에 연결된다. 따라서, 스위치(SW10 내지 SW25)의 오픈 또는 클로즈 상태를 조절하여 노드(D2, D3, D4, 및 D5)를 지나는 클럭 신호(CK2)의 지연 시간을 조절할 수 있다. 또한, 설계시 다수의 정션 캐패시터(C3 내지 C10)의 캐패시턴스 용량을 서로 다르게 하여 다양한 지연시간을 설정할 수 있다.The
인버터(I10)는 노드(D5)에 연결되어 클럭 신호(CK2)를 반전시켜 제2 피드백 신호(FBCLK2)로 출력한다.The inverter I10 is connected to the node D5 and inverts the clock signal CK2 to output the second feedback signal FBCLK2.
도 5는 도 3의 퓨즈부(252)의 상세 회로도이다.5 is a detailed circuit diagram of the
도 5를 참조하면, 퓨즈부(252)는 다수의 퓨즈 신호 발생부(252A 내지 252D)를 포함한다. 다수의 퓨즈 신호 발생부(252A 내지 252D)는 구성 및 동작이 유사하므로 하나의 퓨즈 신호 발생부(252A)를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 5, the
퓨즈 신호 발생부(252A)는 퓨즈(FU)와 PMOS 트랜지스터(PM)와 저항(R3)을 포함한다. 퓨즈(FU)와 PMOS 트랜지스터(PM)는 전원 전압(VDD)와 노드(QA) 사이에 직 렬 연결되며, PMOS 트랜지스터(PM)는 테스트 신호(TM<0>)에 응답하여 턴온 또는 턴오프된다. 저항(R3)는 노드(QA)와 접지 전압(VSS) 사이에 연결된다. 따라서, 로우 레벨의 테스트 신호(TM<0>)가 인가되면, 퓨즈(FU)의 커팅 상태에 따라 노드(QA)의 전위가 변화하여 퓨즈 신호(FUSE<0>)를 출력한다. 예를 들어, 퓨즈(FU)가 노컷팅 상태이면 로우 레벨의 테스트 신호(TM<0>)에 응답하여 PMOS 트랜지스터(PM)가 턴온되어 노드(QA)는 하이 레벨이 된다. 따라서 하이 레벨의 퓨즈 신호(FUSE<0>)가 출력된다. 반면, 퓨즈(FU)가 컷팅 상태이면 로우 레벨의 테스트 신호(TM<0>)에 응답하여 PMOS 트랜지스터(PM)가 턴온되어도 노드(QA)는 로우 레벨로 디스차지된다. 따라서 로우 레벨의 퓨즈 신호(FUSE<0>)가 출력된다.The
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 메모리 소자의 외부 클럭과 데이터 스트로브 신호와 출력 데이터 간의 관계를 나타내는 타이밍도이다.6 is a timing diagram illustrating a relationship between an external clock, a data strobe signal, and output data of a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 DLL 회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 3 to 6 the operation of the DLL circuit according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 일실시 예에서는 정션 캐패시터(C9, C10), 정션 캐패시터(C7, C8), 정션 캐패시터(C5, C6), 정션 캐패시터(C3, C4) 순으로 캐패시턴스 용량이 크다고 가정한다. 또한, 정션 캐패시터(C7, C8), 정션 캐패시터(C5, C6), 및 정션 캐패시터(C3, C4)의 캐패시턴스 합은 정션 캐패시터(C3, C4)의 합보다 작다고 가정한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, it is assumed that the capacitance of the junction capacitors C9 and C10, the junction capacitors C7 and C8, the junction capacitors C5 and C6, and the junction capacitors C3 and C4 are large. In addition, it is assumed that the sum of capacitances of the junction capacitors C7 and C8, the junction capacitors C5 and C6, and the junction capacitors C3 and C4 is smaller than the sum of the junction capacitors C3 and C4.
먼저, 외부 클럭(CLK)과 외부 반전 클럭(CLKB)이 제1 클럭 버퍼(211) 및 제2 클럭 버퍼(212)에 입력된다. 제1 클럭 버퍼(211)는 외부 클럭(CLK)와 외부 반전 클 럭(CLKB)을 입력으로 하여 외부 클럭(CLK)의 폴링 엣지에 동기된 제1 내부 클럭(FCLK)을 생성한다. 제2 클럭 버퍼(212)는 외부 클럭(CLK)와 외부 반전 클럭(CLKB)을 입력으로 하여 외부 클럭(CLK)의 라이징 엣지에 동기된 제2 내부 클럭(RCLK)을 생성한다.First, the external clock CLK and the external inverted clock CLKB are input to the
초기 동작시 제2 내부 클럭(RCLK)은 제2 지연 라인(222)에 인가되어 제2 지연 라인(222)의 단위 지연 소자 하나만을 통과한 제2 출력 클럭(iRCLK)으로 생성된다.In the initial operation, the second internal clock RCLK is applied to the
제2 출력 클럭(iRCLK)은 리플리카 지연부(240)로 입력되어 출력한다. 리플리카 지연부(240)는 제2 출력 클럭(iRCLK)을 실제 클럭 경로와 동일한 지연 조건을 거치도록 하여 제1 피드백 클럭(FBCLK1)으로 출력한다.The second output clock iRCLK is input to the
퓨즈부(252)는 테스트 신호(TM<0:3>)에 응답하여 다수의 퓨즈 신호(FUSE<0:3>)를 출력한다. 지연 보상부(251)는 다수의 퓨즈 신호(FUSE<0:3>)에 응답하여 제1 피드백 클럭(FBCLK1)을 미세 지연시켜 제2 피드백 클럭(FBCLK2)을 출력한다. 초기 테스트 동작시 리플리카 지연부(240)와 미세 지연 조정부(250)의 tAC 기본량을 측정하기 위하여 테스트 신호(TM<3>)는 로우 레벨로 인가하고 나머지 테스트 신호(TM<0:2>는 하이 레벨로 인가한다. 즉, tAC 기본량은 리플리카 지연부(240)의 지연량과 미세 지연 조정부(250)의 정션 캐패시터(C9, C10)에 의한 지연량의 합으로 정의한다.The
위상 비교기(260)는 지연 시간이 미세 조정된 제2 피드백 신호(FBCLK2)와 제2 내부 클럭(RCLK)을 인가받아 제2 피드백 클럭(FBCLK)의 라이징 엣지와 제2 내 부 클럭(RCLK)의 라이징 엣지의 위상을 비교하여 제어 신호(CTRL)를 출력한다. The
쉬프트 제어기(232)는 위상 비교기(260)의 제어 신호(CTRL)에 응답하여 쉬프트 레지스터(231)를 제어하는 제어 신호(SR, SL)를 생성한다. 쉬프트 레지스터(231)는 쉬프트 레지스터(231)의 제어 신호(SR, SL)에 응답하여 제1 지연 라인(221) 및 제2 지연 라인(222)의 지연 시간을 제어한다.The
제1 지연 라인(221) 및 제2 지연 라인(222)는 제1 내부 클럭(FCLK)과 제2 내부 클럭(RCLK)의 지연 시간을 조절하여 제1 지연 클럭(iFCLK) 및 제2 지연 클럭(iRCLK)을 출력한다.The
제1 DLL 드라이버(271) 및 제2 DLL 드라이버(272)는 제1 지연 클럭(iFCLK) 및 제2 지연 클럭(iRCLK)을 입력받아 외부 클럭(CLK)보다 tAC 만큼 앞선 제1 DLL 클럭(FCLKDLL) 및 제2 DLL 클럭(RCLKDLL)을 각각 출력한다.The
도 6의 A와 같이 외부 클럭 및 외부 반전 클럭(CLK 및 CLKB)의 타이밍 보다 데이터 스트로브 신호 및 데이터(DQS 및 DQ)의 타이밍이 빠를 경우 지연 보상부(251) 및 퓨즈부(252)의 조절 방법은 다음과 같다.When the timing of the data strobe signal and the data DQS and DQ is faster than the timing of the external clock and the external inverted clocks CLK and CLKB as shown in FIG. Is as follows.
다수의 퓨즈 신호 발생부(252A 내지 252D)의 퓨즈(FU)의 컷팅 상태에 따른 tAC 변동량을 나타내면 다음 표와 같다.The tAC variation according to the cutting state of the fuses FU of the plurality of
테스트 신호(TM<0:3>)를 로우 레벨로 퓨즈부(252)에 인가한 상태에서 퓨즈의 커팅 상태에 따라 지연 보상부(251)의 제2 딜레이 조절부(251D)의 지연량을 조절한다. 더욱 상세하게는 테스트 신호(TM<0:3>)를 조절하여 최적의 지연량을 설정하고, 이에 해당하는 퓨즈들을 커팅하여 퓨즈부(252)를 프로그램한다. 프로그램된 퓨즈부(252)는 로우 레벨의 테스트 신호(TM<0:3>)에 퓨즈 신호(FUSE<0:3>)를 출력한다. 제2 딜레이 조절부(251D)는 퓨즈 신호(FUSE<0:3>)에 응답하여 지연 시간이 조절된 제2 피드백 클럭(FBCLK2)을 출력한다.The delay amount of the
도 6의 B와 같이 외부 클럭 및 외부 반전 클럭(CLK 및 CLKB)의 타이밍 보다 데이터 스트로브 신호 및 데이터(DQS 및 DQ)의 타이밍이 느릴 경우 지연 보상부(251) 및 퓨즈부(252)의 조절 방법은 다음과 같다.When the timing of the data strobe signal and the data DQS and DQ is slower than the timing of the external clock and the external inverted clocks CLK and CLKB as shown in FIG. 6B, the
다수의 퓨즈 신호 발생부(252A 내지 252D)의 퓨즈(FU)의 컷팅 상태에 따른 tAC 변동량을 나타내면 다음 표와 같다.The tAC variation according to the cutting state of the fuses FU of the plurality of
지연 시간을 줄이기 위한 지연 보상부(251)와 퓨즈부(252)의 동작 방법은 지연 시간을 늘리기 위한 방법과 유사하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.Operation methods of the
지연 보상부(251)의 지연 시간은 추가적으로 저항 조절부(251A)와 제1 딜레이 조절부(251B)를 이용하여 조절가능하다.The delay time of the
예를 들어, 저항 조절부(251A)는 스위치(SW1 내지SW5)의 오픈 클로즈 상태를 조절하여 노드(NA)와 노드(NB)를 연결하는 패스를 선택적으로 변경하여 패스에 의한 저항값을 변경시킨다. 즉, 지연량을 증가시킬 경우 저항(R1 또는 R2)가 연결된 패스를 형성하여 반전 클럭(CK1)을 지연 시켜 클럭 신호(CK2)를 생성한다.For example, the
제1 딜레이 조절부(251B)는 스위치(SW6 내지SW9)의 오픈 클로즈 상태를 조절하여 캐패시터(C1 및 C2)와 노드(D1)의 연결 상태를 조절하여 지연량을 변경시킬 수 있다.The
지연 보상부(251)의 스위치와 퓨즈부(252)의 퓨즈는 반도체 메모리 소자의 웨이퍼 단계에서 레이져(laser)를 이용하여 커팅함으로써 조절가능하다. 따라서 본원 발명의 DLL 회로는 회로 설계 후 테스트를 걸쳐 외부 클럭과 데이터 간의 데이터 엑세스 타임이 스펙을 오버하였을 경우 웨이퍼 레벨에서 조절가능하다.The switch of the
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention described above has been described in detail in a preferred embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, the present invention will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따르면, 테스트 신호 및 퓨즈의 컷팅 상태에 따라 지연 시간을 가변적으로 변화시킬 수 있는 미세 지연 조정부를 포함함으로써, 외부 클럭과 데이터 간의 데이터 엑세스 타임을 테스트하고 데이터 엑세스 타임이 허용치를 넘을 경우 미세 지연 조정부를 이용하여 메탈 마스크의 리비젼(금속배선 수정) 없이 웨이퍼 레벨에서 허용치 내로 조절가능하다.According to one embodiment of the present invention, by including a fine delay adjustment unit that can vary the delay time in accordance with the cutting state of the test signal and fuse, thereby testing the data access time between the external clock and the data and the data access time is allowed If over, the micro-delay adjuster can be adjusted to allowance at the wafer level without revision of the metal mask.
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| KR20040015617A (en) * | 2002-08-13 | 2004-02-19 | 삼성전자주식회사 | Delay Locked Loop including phase interpolator having good linearity |
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