JPH0785686A - ヒューズ回路および冗長記憶回路 - Google Patents

ヒューズ回路および冗長記憶回路

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JPH0785686A
JPH0785686A JP23051693A JP23051693A JPH0785686A JP H0785686 A JPH0785686 A JP H0785686A JP 23051693 A JP23051693 A JP 23051693A JP 23051693 A JP23051693 A JP 23051693A JP H0785686 A JPH0785686 A JP H0785686A
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JP
Japan
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fuse element
circuit
fuse
resistance
side power
Prior art date
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Withdrawn
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JP23051693A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Ukai
裕明 鵜飼
Teruo Seki
照夫 関
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ヒューズ素子の非切断時における貫通電流を増
大させることなく、確実な冗長制御信号を生成すること
が可能なヒューズ回路を提供する。 【構成】高電位側電源VCCと低電位側電源VSSの間に
は、抵抗R1とヒューズ素子fと抵抗R2とが直列に接
続されている。ヒューズ素子fの両端のノードC,Dは
Ex-OR 12の入力側に接続されている。そして、Ex-OR
12の出力側から冗長制御信号Sが出力される。ヒュー
ズ素子fの非切断時には、その抵抗RF が各抵抗R1,
R2より十分に小さくなるように、また、抵抗R1は抵
抗R2より十分に大きくなるように定められている(R
F <<R2<<R1)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はヒューズ回路および冗長
記憶回路に関するものである。近年、半導体メモリの大
容量化に伴い、冗長回路技術の重要性がいよいよ増して
きている。冗長回路技術ではスペアデコーダが備えられ
ているが、そのスペアデコーダには一般にヒューズ回路
が用いられる。そのヒューズ回路には、ヒューズ素子の
切断時に確実な信号を生成すること、並びに、ヒューズ
素子の非切断時の貫通電流を減らすことが求められてい
る。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリの大容量化に伴い、不良ビ
ットが全く存在しないメモリセルアレイを製造すること
は急速に困難になってくる。特に、新しい回路技術を用
いて開発されたメモリの量産時には、初期ロットの欠陥
レベルがどうしても高くなるため、歩留りは大きく低下
してしまう。
【0003】そこで、正規のメモリセルアレイに冗長な
行や列を適宜な本数だけ予め加えておき、その冗長な行
や列と不良な行や列とを入れ替えることによって不良ア
ドレスを救済するという冗長回路技術が採られている。
【0004】一般的な冗長回路技術では、冗長な行や列
のほかに、その冗長な行や列の選択動作を行うスペアデ
コーダが備えられている。すなわち、行アドレス用の冗
長回路は、適宜な数の冗長行と、その冗長な行を選択す
るためのスペアデコーダとで構成されている。また、列
アドレス用の冗長回路は、適宜な数の冗長列と、その冗
長な列を選択するためのスペアデコーダとで構成されて
いる。
【0005】スペアデコーダは、正規のメモリセルアレ
イに不良なビットがあった場合、その行(または列)に
対応するアドレス信号に対して選択動作を行うようにプ
ログラミングされている。そのため、不良なビットを含
むアドレス(不良アドレス)が入力されると、スペアデ
コーダから正規の行(または列)デコーダに対して選択
禁止信号(冗長制御信号)が出力される。すると、その
選択禁止信号に基づいて、行(または列)デコーダは正
規な行(または列)の代わりに冗長な行(または列)を
選択するため、不良アドレスが救済されることになる。
【0006】このようなスペアデコーダのプログラミン
グは、一般にヒューズ回路を用いて行われる。図8に、
従来のヒューズ回路を示す。
【0007】ヒューズ回路51は、ヒューズ素子fと抵
抗rとCMOSインバータ52によるバッファとから構
成されている。ヒューズ素子fの一端は高電位側電源V
CCに接続され、他端は抵抗rを介して低電位側電源VSS
に接続されている。ヒューズ素子fと抵抗rの間のノー
ドAは、インバータ52の入力側に接続されている。イ
ンバータ52はPMOSトランジスタ53とNMOSト
ランジスタ54とから構成され、高電位側電源VCCおよ
び低電位側電源VSSに接続されている。そして、インバ
ータ52の出力側のノードBから上記の冗長制御信号S
が出力される。
【0008】ここで、ヒューズ素子fの非切断時には、
その抵抗RF が抵抗rより十分に小さくなるように定め
られている(RF <<r)。そのため、ヒューズ素子f
の非切断時には、図9に示すように、ノードAは高電位
側電源VCCにひかれてHレベルになり、ノードBすなわ
ち冗長制御信号SはLレベルになる。
【0009】一方、ヒューズ素子fの切断時には、ヒュ
ーズ素子fの抵抗RF がほぼ無限大になるため(r<<
RF ≒∞)、図9に示すように、ノードAは低電位側電
源VSSにひかれてLレベルになり、ノードBすなわち冗
長制御信号SはHレベルになる。
【0010】例えば、RF ≒∞,r=1MΩ,インバー
タ52の各MOSトランジスタ53,54のしきい値電
圧Vth=1Vの場合、各ノードA,Bと各電源電圧VC
C, VSSの関係は、図10に示すようになる。
【0011】このように、ヒューズ素子fの切断時に生
成されるHレベルの冗長制御信号Sに基づき、上記のよ
うに、行(または列)デコーダによって正規な行(また
は列)の代わりに冗長な行(または列)が選択されて不
良アドレスが救済される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ヒューズ素
子fの切断方法には、大電流を流す方法(電気的なヒュ
ーズ)とレーザによる方法(レーザヒューズ)とがある
が、いずれの方法でも、ヒューズ素子fが完全に切断で
きない場合がある。この場合、ヒューズ素子fの切断時
の抵抗RF が抵抗rに近くなると(RF ≒r)、図9に
示すように、ノードAのレベルは、各抵抗RF ,rによ
る抵抗分割によって定まるレベルになる。
【0013】すると、図11に示すように、ノードAの
電圧が高電位側電源電圧VCCの上昇に伴って上昇し、高
電位側電源電圧VCCが所定の値VP 以下ではノードBが
Lレベル(=VSS)になる。そして、高電位側電源電圧
VCCが所定の値VP 以上では、両MOSトランジスタ5
3,54が共にオンして、ノードBのレベルが不定にな
ってしまう(尚、RF =r=1MΩ,Vth=1V)。
【0014】ノードBのレベルすなわち冗長制御信号S
が不定になると、行(または列)デコーダにおける選択
動作ができなくなるため、不良アドレスの救済ができな
くなる。
【0015】この問題を解決するためには、ヒューズ素
子fの切断時の抵抗RF に比べて抵抗rを十分に小さく
すればよい。しかし、抵抗rを小さくすると、ヒューズ
素子fの非切断時に、高電位側電源VCCからヒューズ素
子fおよび抵抗rを介して低電位側電源VSSに流れる貫
通電流が増大するという問題がある。
【0016】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、ヒューズ素子の非切断
時における貫通電流を増大させることなく、確実な冗長
制御信号を生成することができるヒューズ回路を提供す
ることにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、高電位側電源と低電位側電源の間に直列に接続され
た、第1の抵抗と、ヒューズ素子と、第1の抵抗より低
抵抗の第2の抵抗と、ヒューズ素子の両端のノードが入
力側に接続され出力側からヒューズ切断の有無を出力す
る排他的論理和回路とを備えたことをその要旨とする。
【0018】
【作用】従って、ヒューズ素子の非切断時に、高電位側
電源から第1の抵抗,ヒューズ素子,第2の抵抗を介し
て低電位側電源に流れる貫通電流を小さく抑えることが
できる。
【0019】また、ヒューズ素子の非切断時には、ヒュ
ーズ素子の両端のノードが低電位側電源にひかれてLレ
ベルになり、排他的論理和回路の出力はLレベルにな
る。一方、ヒューズ素子の切断時に、ヒューズ素子が完
全に切断されると、その抵抗がほぼ無限大になるため、
ヒューズ素子の両端の各ノードは、それぞれ高電位側電
源,低電位側電源にひかれてH.Lレベルになり、排他
的論理和回路の出力はHレベルになる。また、ヒューズ
素子の切断時に、ヒューズ素子が完全に切断されず、そ
の抵抗が第1の抵抗に近くなっても、ヒューズ素子fが
完全に切断された場合と同様に、排他的論理和回路の出
力はHレベルになる。また、ヒューズ素子の切断時に、
ヒューズ素子が完全に切断されず、その抵抗が第2の抵
抗に近くなると、ヒューズ素子の非切断時と同様に、排
他的論理和回路の出力はLレベルになる。
【0020】従って、ヒューズ素子が完全に切断されな
くても、排他的論理和回路の出力(すなわちヒューズ切
断の有無)が不定になることはない。
【0021】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例のヒュー
ズ回路を図1に従って説明する。尚、本実施例におい
て、図8〜図11に示した従来例のヒューズ回路51と
同じ構成部材については符号を等しくしてその詳細な説
明を省略する。
【0022】本実施例のヒューズ回路11は、ヒューズ
素子fと抵抗R1,R2とEx-OR 12とから構成されて
いる。高電位側電源VCCと低電位側電源VSSの間には、
抵抗R1とヒューズ素子fと抵抗R2とが直列に接続さ
れている。ヒューズ素子fの両端のノードC,DはEx-O
R 12の入力側に接続されている。そして、Ex-OR 12
の出力側から冗長制御信号Sが出力される。
【0023】ここで、ヒューズ素子fの非切断時には、
その抵抗RF が各抵抗R1,R2より十分に小さくなる
ように、また、抵抗R1は抵抗R2より十分に大きくな
るように定められている(RF <<R2<<R1)。従
って、ヒューズ素子fの非切断時に、高電位側電源VCC
から抵抗R1,ヒューズ素子f,抵抗R2を介して低電
位側電源VSSに流れる貫通電流を小さく抑えることがで
きる。
【0024】このヒューズ回路11において、ヒューズ
素子fの非切断時には、両ノードC,Dが低電位側電源
VSSにひかれてLレベルになり、Ex-OR 12の出力すな
わち冗長制御信号SはLレベルになる。
【0025】一方、ヒューズ素子fの切断時に、ヒュー
ズ素子fが完全に切断されると、その抵抗RF がほぼ無
限大になるため(R2<<R1<<RF ≒∞)、ノード
Cは高電位側電源VCCにひかれてHレベルになり、ノー
ドDは低電位側電源VSSにひかれてLレベルになる。そ
の結果、Ex-OR 12の出力すなわち冗長制御信号SはH
レベルになる。
【0026】また、ヒューズ素子fの切断時に、ヒュー
ズ素子fが完全に切断されず、その抵抗RF が抵抗R1
に近くなっても(RF ≒R1)、ヒューズ素子fが完全
に切断された場合と同様に、ノードCは高電位側電源V
CCにひかれてHレベルになり、ノードDは低電位側電源
VSSにひかれてLレベルになる。その結果、Ex-OR 12
の出力すなわち冗長制御信号SはHレベルになる。
【0027】また、ヒューズ素子fの切断時に、ヒュー
ズ素子fが完全に切断されず、その抵抗RF が抵抗R2
に近くなると(RF ≒R2)、ヒューズ素子fの非切断
時と同様に、両ノードC,Dが低電位側電源VSSにひか
れてLレベルになり冗長制御信号SはLレベルになる。
【0028】従って、ヒューズ素子fが完全に切断され
なくても、冗長制御信号Sが不定になることはない。こ
のように、本実施例のヒューズ回路11においては、ヒ
ューズ素子の非切断時における貫通電流が増大すること
はなく、不定な冗長制御信号Sが生成されることはな
い。
【0029】図2に、図1に示すヒューズ回路11をM
OSトランジスタによって具体化した回路を示す。尚、
図2において、図1と同じ構成部材については符号を等
しくしてその詳細な説明を省略する。
【0030】ノードDはNMOSトランジスタ21のゲ
ートに接続され、ノードCはNMOSトランジスタ22
のゲートに接続されている。また、各ノードC,Dは各
MOSトランジスタ21,22を介してノードEに接続
されている。ノードEは、抵抗R3を介して低電位側電
源VSSに接続されると共に、ラッチ回路23を介してノ
ードFに接続されている。ラッチ回路23は、入出力が
接続された各CMOSインバータ23a,23bによっ
て構成されている。そして、ノードFから冗長制御信号
Sが出力される。
【0031】ここで、抵抗R3は抵抗R2より十分に小
さくなるように定められている(R3<<R2<<R
1)。そのため、ヒューズ素子fの切断時に、ヒューズ
素子fが完全に切断され、その抵抗RF がほぼ無限大に
なると(R3<<R2<<R1<<RF ≒∞)、各ノー
ドC,Dと各電源電圧VCC, VSSの関係は、図3および
図4に示すようになる(尚、RF ≒∞,R1=1MΩ,
R2=500kΩ,各MOSトランジスタ21,22お
よび各インバータ23a,23bを構成する各MOSト
ランジスタのしきい値電圧Vth=1V)。
【0032】また、ヒューズ素子fの切断時に、ヒュー
ズ素子fが完全に切断されず、その抵抗RF が抵抗R1
に近くなると(RF ≒R1)、図3に示すように、各ノ
ードC,Dのレベルは、抵抗R1,RF ,R2による抵
抗分割によって定まるレベルになる。
【0033】このとき、図5に示すように、各ノード
C,D間のレベル差が、各MOSトランジスタ21,2
2のしきい値電圧Vth(=1V)以下であれば、ノード
Eは抵抗R3によって高電位側電源VCCにひかれてHレ
ベルになり、ノードFすなわち冗長制御信号SはLレベ
ルになる(尚、RF ≒∞,R1=1MΩ,R2=500
kΩ,各MOSトランジスタ21,22および各インバ
ータ23a,23bを構成する各MOSトランジスタの
しきい値電圧Vth=1V)。
【0034】また、図5に示すように、各ノードC,D
間のレベル差が、各MOSトランジスタ21,22のし
きい値電圧Vth(=1V)以上になると、NMOSトラ
ンジスタ22がオンして各ノードD,Eは同じレベルに
なり、ノードFすなわち冗長制御信号SはHレベルにな
る。
【0035】従って、ヒューズ素子fが完全に切断され
なくても、冗長制御信号Sは必ずHまたはLのいずれか
のレベルになり不定になることはない。尚、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、以下のように実施
してもよい。
【0036】1)図6に示すように、各抵抗R1,R2
をNMOSトランジスタ31,32によって構成する。
つまり、ゲートとドレインとを接続した各NMOSトラ
ンジスタ31,32のオン抵抗を各抵抗R1,R2とし
て利用する。
【0037】2)図7に示すように、各抵抗R1,R2
をPMOSトランジスタ41,42によって構成する。
つまり、ゲートとドレインとを接続した各PMOSトラ
ンジスタ41,42のオン抵抗を各抵抗R1,R2とし
て利用する。
【0038】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ヒ
ューズ素子の非切断時における貫通電流を増大させるこ
となく、確実な冗長制御信号を生成することが可能なヒ
ューズ回路を提供することができるという優れた効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を具体化した一実施例の回路図である。
【図2】図1に示す一実施例をMOSトランジスタによ
って具体化した回路図である。
【図3】図2に示す一実施例の動作を説明するための説
明図である。
【図4】図2に示す一実施例の特性を示す特性図であ
る。
【図5】図2に示す一実施例の特性を示す特性図であ
る。
【図6】図1に示す一実施例の抵抗R1,R2をNMO
Sトランジスタに置き代えた回路図である。
【図7】図1に示す一実施例の抵抗R1,R2をPMO
Sトランジスタに置き代えた回路図である。
【図8】従来例の回路図である。
【図9】従来例の動作を説明するための説明図である。
【図10】従来例の特性を示す特性図である。
【図11】従来例の特性を示す特性図である。
【符号の説明】
VCC 高電位側電源 VSS 低電位側電源 R1 第1の抵抗 R2 第2の抵抗 12 排他的論理和回路(Ex-OR ) f ヒューズ素子 S 冗長選択信号 C,D ノード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高電位側電源(VCC)と低電位側電源
    (VSS)の間に直列に接続された、第1の抵抗(R1)
    と、ヒューズ素子(f)と、第1の抵抗(R1)より低
    抵抗の第2の抵抗(R2)と、ヒューズ素子(f)の両
    端のノード(C,D)が入力側に接続され出力側からヒ
    ューズ切断の有無を出力する排他的論理和回路(12)
    とを備えたことを特徴とするヒューズ回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のヒューズ回路がアドレ
    スのビット数分用意され、各ヒューズ回路の前記ヒュー
    ズ素子(f)の切断の有無によって不良アドレスを記録
    し、各ヒューズ回路の前記排他的論理和回路(12)の
    出力を用いて不良アドレスを出力することを特徴とする
    冗長記憶回路。
JP23051693A 1993-09-16 1993-09-16 ヒューズ回路および冗長記憶回路 Withdrawn JPH0785686A (ja)

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JP23051693A JPH0785686A (ja) 1993-09-16 1993-09-16 ヒューズ回路および冗長記憶回路

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JP23051693A JPH0785686A (ja) 1993-09-16 1993-09-16 ヒューズ回路および冗長記憶回路

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JPH0785686A true JPH0785686A (ja) 1995-03-31

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JP23051693A Withdrawn JPH0785686A (ja) 1993-09-16 1993-09-16 ヒューズ回路および冗長記憶回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003158047A (ja) * 2001-11-26 2003-05-30 Ricoh Co Ltd 半導体集積回路装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003158047A (ja) * 2001-11-26 2003-05-30 Ricoh Co Ltd 半導体集積回路装置

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Effective date: 20001128