DE10135775A1 - Fuse programming testing method determines resistance between fuse cover and anode or cathode of programmable fuse bridge - Google Patents
Fuse programming testing method determines resistance between fuse cover and anode or cathode of programmable fuse bridgeInfo
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Abstract
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 checking the Programming a cavity fuse according to the generic term of Claim 1, a test circuit according to the preamble of Claim 5, a method for reading out the programming a cavity fuse according to the preamble of claim 10, a Reading circuit for a cavity fuse according to the generic term 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 an integrated Circuit or an IC (Integrated Circuit) are in Cases that require high reliability, such as in particular in the automotive field of application, often so-called Cavity fuses used. Such cavity fuses are also referred to 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 the Semiconductor technology and circuit technology one Fuse understood that permanent on a binary Value can be programmed. With a cavity fuse for example a polysilicon bridge through a strong one Programming impulse melted. The height The reliability of this programming method stems from the fact that the melting of the bridge on the occasion of programming is irreversible.
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), their programming charge yourself u. U volatilize during the life of the device permanent programming is achieved.
Fig. 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. Fig. 1 shows a known prior art Hohlraumfuse 10 with a connected read-out 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 with a cover 14 , which is indicated as an approximately rectangular area with dashed lines. The bridge 12 of the cavity fuse 10 shown 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 abfließen können. The surface or cover 14 of the cavity, under which the bridge 12 , anode A and cathode K is located, is wholly or partly either non-conductive or conductive; in the latter case, however, at least electrically floating. I.e. this conductive structure is electrically isolated from the rest of the circuit so that charges cannot flow to or from it.
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 there is no parasitic conductive path between anode A and cathode K the cavity fuse has formed, the potential is U1 at Anode A identical to the supply potential VDD, since the Transistor Q2 goes into saturation (it cannot read current into the extremely high-resistance fuse).
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 Aluminiumleitung zum Schmelzen gebracht. Dafür sind im Vergleich zum Schmelzen einer Polysiliziumbrücke außerordentlich hohe Stromstärken im Bereich von etwa 0.5 A 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. Aluminum fuses are also state of the art known. These work similarly to the cavity fuses. By a strong programming pulse instead of one Polysilicon bridge a thin aluminum line for melting brought. There is one in comparison to melting Polysilicon bridge extremely high currents in the Range of about 0.5 A is required. This is because the aluminum sheet only through a thin dielectric from Substrate is separated and thus in a very intimate thermal contact to the good heat-conducting silicon. Around nevertheless the necessary temperatures in the foot section too generate 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 is common also uses the so-called zener zapping. Doing so high during programming to a zener diode Voltage is applied so that the diode is short-circuited and then remains low-resistance. This widespread process has the disadvantage that compared to cavity fuses large currents in the range of approximately 200 mA are also necessary are. In circuits in which for protection reasons There is series resistance in the supply line therefore not possible to implement an already implemented, i.e. H. to program built-in integrated circuit (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. For programming an IC at the slice level, still before mounting in a housing is also used Polysilicon bridges, which are however bombarded with a Lasers can be programmed. Such fuses are therefore considered Denoted laser fuses. However, after installing the ICs can no longer be programmed. So no one can the assembly of the IC caused inaccuracies be calibrated out. It is particularly so with analog ICs but often essential that you have offsets and Temperature responses caused by mechanical tension in the IC or chips in the housing are strongly influenced, after which Trimmed housing assembly.
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 differ from the Zener zapping through a much lower one Programming current 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 in that the Polysilicon bridge is not in an immediate thermal Contact with the chip is: It is not like all the others Components in the IC, more precisely its substrate diffused or grown on the surface of the IC, but it is in a cavity. This is that Point that melts when programming, only from relative poorly heat-conducting air and the thermal Little contact with the rest of the IC. This is achieved by the polysilicon fuse on a sacrificial layer (the so-called Sacrificial Layer) is grown. One comes over it another sacrificial layer, which with a kind of cover or Cover is covered. This lid contains holes through it which an acid can dissolve the sacrificial layers. As soon as the Sacrificial layers are completely dissolved, the poly- Fuse 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 essentially from an electrically insulating oxide layer and one electrically conductive polysilicon layer. Will the actual fuse link from a first polysilicon layer Made of Poly1, there is the conductive part of 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. During operation, the logical state becomes a Cavity fuse ("programmed" or "not programmed") determined by a reading current the size of some Micro-ampere is stamped into the fuse. In the programmed Condition is usually the bridge melted, i. H. the conductive path between anode A and cathode K. 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, then its resistance is very large. In the theoretical ideal case, it is infinitely large, in practice at least larger than a few megohms. In this In this case, the voltage drop across the fuse is practically the same the supply voltage. The power source then goes in Saturation because of its available voltage swing is not sufficient to the reading current through the high-resistance fuse to drive. 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, it is Resistance only about 100 ohms. Then arises from the reading current only a very low voltage of approx. 100 mV at the Fuse what as 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. So for a reliable programming memory the reading current should be chosen so that the voltage at a non-programmed fuse is small enough to be logical "LOW" to be recognized. On the other hand, the reading current must be like this be chosen so that the tension on the fuse according to the Reading current still logically corresponds to "HIGH" if the programmed fuse has "only" 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 it can occur with cavity fuses However, the following reliability problem arises: Will the cavity fuse is programmed, so it melts and evaporates Polysilicon bridge due to the strong energy input in usually within a few microseconds. Because the cavity is almost hermetically sealed, the residual gases can be bad therefore escape and settle on the walls of the cavity low.
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). In the course of the lifespan of the module, it can especially at high temperatures and high voltages The cavity fuse will come between the two Connections of the cavity fuse forms a conductive path. 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 method of Reading current may be such a small voltage across the Fuse sets a "LOW" instead of a "HIGH" becomes. This case must be avoided because the Building block thus its programming during the lifetime can lose (i.e. a "HIGH" can become "LOW", not but 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 be eliminated, but this affects the manufacturing process expensive and the process run lengthened because additional Mask levels or at least additional work steps in the 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, method and Devices for checking and reading out the programming to specify a cavity fuse that mentioned Reliability problem during the operation of the device recognize and if necessary generate an error signal, in particular, making the manufacturing process more expensive due to additional mask levels or at least additional processing steps avoided shall be.
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 task is accomplished through a procedure for checking the Programming a cavity fuse with the features according to Claim 1, a test circuit for a cavity fuse with the Features according to claim 5, a method for reading the Programming a cavity fuse with the features according to Claim 10, a read circuit for a cavity fuse with the Features according to claim 15, a fuse cell with the features according to claim 18 and a fuse matrix with the features according to Claim 20 solved. Further advantageous embodiments, Refinements and aspects of the present 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. An essential on the basis of the invention The idea is that to check and read the Programming 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 arranged to cover the bridge is, the resistance between the cover and anode and / or cathode is determined. As already mentioned mentioned, can undesirably become parasitic conductive Form paths in the cavity fuse. By the invention can now such parasitic paths between anode and Cavity fuse cathode 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 Parasitic path usually always over the cover is closed. So if one is already programmed Cavity fuse with low resistance over the course of its lifetime there is usually also a low-impedance one Contact between cover and anode and / or cathode. Of It is particularly important here that the contact resistance between cover and cathode or anode less than that Resistance between anode and cathode of the cavity fuse is. Theoretically, this can be explained by the fact that there are residues of vaporized polysilicon between the anode and Cover as well as two between cover and cathode Form conductive paths. The series connection of both As a result, paths have a higher resistance than anyone of the two individual paths. This can also be an option existing cover oxide that will damage the Cover insulated from anode and cathode.
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". The invention is relatively simple detect whether a cavity fuse tipped from "HIGH" to "LOW" is. Only with a perfectly functioning cavity fuse the cover has a high resistance to the anode and cathode. is the cavity fuse partially damaged, so there is one Contact between cover and only one of the two Electrodes (anode or cathode): works in this case but the cavity fuse, d. H. when reading you get another "HIGH" because there is still no path from the anode Cover after cathode has formed. Is the fuse complete? damaged, so there is contact from cover to both Electrodes and the reading result in a "LOW" instead of the originally 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. According to a first aspect, the invention relates to a Procedure for checking the programming of a cavity fuse, which is a programmable bridge made from a first conductive Material with an anode and a cathode and a cover made of a second conductive material which for Covering the bridge is arranged. The procedure is now the resistance between the cover on the one hand and the anode and / or cathode, on the other hand, to detect a defect in the Cavity fuse can be seen.
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 of the method a reading current is stamped into the anode, a first and then a second potential different from the first Cover applied and the voltage between the anode and Measured cathode. The measured voltage changes with the Potential change on the cover, so there is a conductive Path between one or both electrodes - anode and / or cathode and cover. This requires, that the cavity fuse is programming, d. H. the bridge is interrupted. Otherwise, i.e. if the measured If the voltage does not change, the cavity fuse is OK, i. H. there is no conductive path between the electrodes and the cover. With this phase one can programmed cavity fuse a contact at least one of the Electrodes and the cover can be safely 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, a cathode can be applied Reference potential before the reading current is impressed into the anode be placed. Now there is a conductive (parasitic) path between anode and cover, so the measured voltage a change. In this case there is with a correctly programmed cavity fuse between the anode and cover a conductive path, d. H. is the cavity fuse malfunction. This phase can be used for a programmed Cavity fuse ensures contact between anode and cover can be detected.
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 Cover and cathode in a programmed cavity fuse To detect a reference potential to the cathode placed, a reading current stamped into the cover, the anode isolated and the voltage between cover and cathode can be measured. Is the potential at the Cavity fuse cover much smaller than that Operating voltage of the agent that reads the current into the Impresses cover, so there is contact between cover and cathode in front.
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 relates to a Test circuit for 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 arranged to cover the bridge is. The test circuit is characterized by that they have to perform the above the inventive method is formed.
Vorzugsweise weist sie Mittel zum Einprägen eines Lesestroms, Mittel zum Anlegen von Potentialen und Spannungsmessmittel auf. It preferably has means for impressing one Reading currents, means for applying potentials and Voltage measuring device.
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 transistors, in particular, can be used to apply potentials be 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 for impressing a reading current with a current mirror, making a more precise and, above all, constant, essentially load-independent reading current is obtained.
Die Testschaltung kann ferner Steuermittel aufweist, 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 especially to carry out the above are designed according to the inventive method. In this Embodiment, the control means take control of the Steps to check the programming of the Cavity fuse are required. Will the test circuit for example in a complex electronic circuit, used in particular on an integrated circuit, can thereby carry out other circuit modules be relieved of the procedure. You can also take an exam independent of additional external circuit parts or -modules performed by the integrated circuit itself become.
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 comprises a method for reading out programming a cavity fuse, the one programmable bridge made of a first conductive material with an anode and a cathode and a cover a second conductive material used to cover the Bridge is arranged. According to the procedure first read current in the anode and a second read current in the cover is embossed and the potentials at the anode and Cover for determining the in the cavity fuse programmed value logically to an output signal connected.
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 specific embodiment, the logical one Linking the inversion of the potential on the cover and an OR operation with the potential at the anode. With this, by a few logical circuit elements feasible logic function can be read out simultaneously a test of the cavity fuse performed and within certain Limits a verification of the programming made 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 a further aspect, the invention relates to a Reading circuit for 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 arranged to cover the bridge is. To get a programmed value safely from the Being able to read out cavity fuses is a means of imprinting a first read current into the anode and a second Read currents in the cover and means for evaluating the Potentials on anode and cover and for logical Linking the evaluated potentials are provided to 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 impressing a first are preferred 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 potentials at the anode and Coverage and for logical linking of the evaluated Potentials are particularly preferred Embodiment logic gate.
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 stream pulsed, so to speak: here it is in predetermined first periods in which the cavity fuse is selected, chosen so small that the potential at the cover in the event of a fault is smaller than the potential at the Is anode.
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 reading current can be predetermined second periods when the cavity fuse is not is selected, be chosen so large that it is a Electromigration causes the growth of oneself forming parasitic current path between 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 testability of the whole, through cavity fuse and the electronic means provided for reading Increasing circuitry is preferred before reading out the cavity fuse by means of a transistor, in particular MOS Transistor, a potential applied to the cover and that Output signal measured a first time; after that it will Potential switched off by means of the transistor and that Output signal measured a second time; the two measured output signal values can then be evaluated become.
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. Here are, for example, measured Output signal values from logic "HIGH" and then logic "LOW" means both the means intended for reading and the cavity fuse is fine. In contrast, they are for reading provided funds are functionally in order if not a logical one twice as output signal value "LOW" results because, for example, the contact resistance to Coverage is too large; in this case, however Cavity fuse okay. Will be one twice in a row Measured logically "HIGH", the cavity fuse is faulty. The measurement result is logically "LOW" and then logically "HIGH" 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 comprises a cavity fuse, which is a programmable bridge made from a first conductive Material with an anode and a cathode and a cover made of a second conductive material that is used to cover the Bridge is arranged, has that explained above Read circuit, and a programming circuit for Programming the cavity fuse. The anode is included with a supply line to the fuse cell and the cathode connected to a transistor. This will make a very space-saving variant of a fusel cell created that one Power transistor for switching the on and off Programming current (this is the one with the cathode Cavity fuse connected transistor).
Vorzugsweise weisen die Mittel zum Programmieren und die Mittel zum Auslesen im wesentlichen MOS-Transistoren auf. Preferably, the programming means and the Means for reading out essentially MOS transistors.
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 fuse cells are preferably in a fuse matrix arranged or used. Such a fuse matrix can for example in a CAD system as a library element be in place so that when designing an integrated Circuit can be built into this.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen: The invention is explained below with reference to figures of the Drawing shown in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Hohlraumfuse mit Leseschaltung nach dem Stand der Technik, Fig. 1 is a Hohlraumfuse with read circuit according to the prior art,
Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseschaltung für eine Hohlraumfuse in einem ersten Betriebszustand, Fig. 2 shows a first embodiment of the read circuit according to the invention for a Hohlraumfuse in a first operating state,
Fig. 3 das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseschaltung für eine Hohlraumfuse in einem zweiten Betriebszustand, Fig. 3 shows the embodiment of the read circuit according to the invention for a Hohlraumfuse in a second operational state illustrated in FIG. 1,
Fig. 4 das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseschaltung für eine Hohlraumfuse in einem dritten Betriebszustand, Fig. 4, the embodiment shown in Fig. 1 of the read circuit according to the invention for a Hohlraumfuse in a third operating state,
Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leseschaltung für eine Hohlraumfuse in einem ersten Betriebszustand, Fig. 5 shows a second embodiment of the read circuit according to the invention for a Hohlraumfuse in a first operating state,
Fig. 6 eine Programmierschaltung für eine Hohlraumfuse nach dem Stand der Technik, und Fig. 6 shows a programming circuit for a Hohlraumfuse according to the prior art, and
Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Programmierschaltung. Fig. 7 shows 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 Fig. 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 Fig. 1 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen. In Fig. 1, the normal read circuit for a Hohlraumfuse is shown in which the read current in the anode A stamped and the voltage at the anode A (with respect to earth = cathode potential) is digitally evaluated. The cover is floating. For a more detailed description of FIG. 1, reference is made to the introduction to the description.
In Fig. 2 ist eine Erweiterung der konventionellen Leseschaltung durch den pMOS-Transistor Q3 und den nMOS- Transistor Q4 gezeigt, die aber noch inaktiv geschaltet ist. Fig. 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 FIG. 2, an extension of the conventional read circuit through the pMOS transistor Q3 and the NMOS transistor Q4 is shown, but which is still switched inactive. Fig. 3 shows how one shown in dashed lines with the aid of this extension circuit contact between anode A and the, approximately rectangular cover 14 detected: Such contact occurs when the anode voltage of "HIGH" to "LOW" toggles once the cover 14 is grounded.
In Fig. 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. FIG. 4 shows how a contact between cathode K and cover 14 is detected with this expansion circuit: 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 is digitally evaluated: 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 Fig. 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 carry out the functions of the circuit from FIGS. 2, 3 and 4 in multiplex operation in successive clock cycles (for example by switching the relevant transistors on and off alternately), the three voltages or logic variables Store U1, U2, U3 in flip-flops and then carry out the following evaluation with the knowledge gathered:
(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 Elektrode 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. In the latter case in particular, it is assumed that it only for programmed cavity fuses 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 be verified 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 one certain effort for the multiplexer circuit and delivers then more information than the module in practice for flawless function required.
Fig. 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 Fig. 5 nimmt die Korrektur vor und liefert an ihrem Ausgang "HIGH". FIG. 5 shows a very simple modification of the conventional read-out circuit which not only recognizes the critical error "fuse is programmed, but is read as" LOW "read out" according to contacts for covering, but even corrects it. For this purpose, in addition to the reading current IL1, which is impressed into the anode A of the cavity fuse 10 , a further reading current IL2 is impressed into the cover 14 . 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 "not programmed" only if there is no contact with the cover, ie if the cover potential is "HIGH". However, if the cover potential is "LOW", there is at least one contact 16 , 18 from cover 14 to cathode K. However, this contact 16 , 18 can only have come about in such a way that the cavity fuse 10 has been programmed and then a parasitic conductive path has formed. So the fuse should be "HIGH"; the circuit in FIG. 5 makes the correction and supplies "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 this Measures are limited: there will only be one OR gate OR and an inverter INV and a pMOS transistor Q3 (as Power source) required. The additional power loss is in static operation and as long as there is no parasitic path from Cover against cathode has formed 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 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 determine the potential S2 Read out times. At other times it recommends to choose the current IL2 as large as possible: according to Electromigration can then take the parasitic path below Dismantle circumstances. There is an upper limit due to the maximum permitted current consumption of the module.
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 Fig. 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 the case, for example, that processing errors (e.g. dust on the chip surface during exposure) cause the contact from the node with the potential S2 to the cover 14 of the cavity fuse 10 in FIG. 5 is not properly executed. He can then U. have a contact resistance of many mega-ohms. In this case, it can happen that during the revitalization of the fuse 10, although there is a low-resistance contact from the anode A to the cover 14 and from the cover 14 to the cathode K, the potential S2 nevertheless remains "HIGH" because the voltage drop across the contact resistor is so big. Then the circuit does not recognize the cover contact and delivers 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 Fig. 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 (1st 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 eliminated if the contact resistance is tested in the wafer or block test , The nMOS transistor Q5 in FIG. 5 is used for this purpose . Its drain is contacted directly on the cover 14 of the fuse 10 with its 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 to the cover 14 and from the cover 14 to the drain of Q5 are properly low-resistance, then S2 "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).
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.
- 1. the cover contact including inverter and OR gate is fully functional and
- 2. The fuse is in the original state with low resistance (ie 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. If the cover contact would be too high would have been processed, then you would get in the test low impedance fuse the sequence "LOW", "LOW" and at high-resistance fuse the sequence "HIGH", "HIGH". Both times the processing error discovered; the block can to be retired.
Bislang wurde noch nicht gezeigt, wie die Hohlraumfuse programmiert wird. Fig. 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. Fig. 6 shows this, first the prior 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 Fig. 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 Fig. 6) zu einem Ausgangssignal AUS verknüpft. In contrast to this, FIG. 7 shows 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 read current is drawn from the cathode K and from the cover 14 and the resulting potentials are combined with an inverter and a Nand gate (similar to FIG. 6) to form an output signal OUT.
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, since they only have the minimum necessary for each fuse Number of power transistors - namely one - used. In addition, this is an nMOS transistor, which due to its lower channel resistance when switched on is even smaller than a pMOS transistor. The advantage of nMOS transistor is also its powerless control: You can use a strong gate in normal operation Connect the inverter to ground so that the transistor also in the case remains safely switched off from ESD and EMC events. This powerful inverter does not pull in static operation Current (other than a negligible leakage current) and carries therefore not noteworthy for the power loss of the device at.
Im folgenden werden die in den Fig. 2-7 dargestellten Schaltungen detailliert insbesondere hinsichtlich ihrer Funktionsweise erläutert. The circuits shown in FIGS. 2-7 are explained in detail below, in particular with regard to their mode of operation.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Erweiterung der konventionellen Leseschaltung nach Fig. 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). Fig. 2 is an extension of the present invention shows the conventional reading circuit of Figure 1 through the transistors Q3, Q4. If the fuse is programmed properly 10 and there is no parasitic conductive path between the anode A and cathode K of the Hohlraumfuse has formed 10, so is the potential U1 identical to VDD since transistor Q2 saturates (it cannot impress the read current in the extremely high-resistance fuse). Transistors Q3 and Q4 represent the extension of the conventional reading circuit. They both contact the conductive cover 14 of the cavity fuse 10 , but are both switched off in this phase of the reading process (ie, charges 14 cannot flow in or out of the cover 14 ).
Fig. 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 Fig. 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 Fig. 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"). Fig. 3 in the 2nd phase of the read operation is impressed to be the read current to the anode A of the Hohlraumfuse fourteenth However, the gate of Q4 is connected to VDD, so that the cover potential is pulled to ground. If - as indicated in FIG. 3 - a contact 16 has occurred between cover 14 and anode A of the cavity fuse 10 , Q4 pulls the potential U2 to ground via this contact 16 . Such a contact 16 is thus detected when in phase 1 U1 = "HIGH" (see FIG. 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").
Fig. 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 Fig. 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. Fig. 4 in the third phase of the read operation, the read current to the anode A of the Hohlraumfuse 10 is turned off so that the anode A is floating (ie, it can no charges from the anode A derived or supplied). Q4 is turned off by grounding its gate. Q3 is turned on so that this transistor tries to inject current into the cover 14 of the cavity fuse 10 . In the normal case - if the cover 14 has no conductive connection to the cathode K, the potential U3 = VDD. If, however, as shown in FIG. 4, a conductive path has formed between cover 14 and cathode K of fuse 10 (contact 18 ), U3 is drawn to ground via this contact 18 .
Fig. 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. FIG. 5 shows a readout circuit which impresses a first read current into the anode A and a second read current into the cover 14 of the cavity fuse 10 . If the fuse 10 is correctly programmed (ie no parasitic path from A to K via the cover 14 ), the output signal becomes OFF = "HIGH". If a parasitic path from A to K has formed, so that the signal S1 = "LOW", then S2 = "LOW". It is assumed here that the contact resistance between cover 14 and K can never be greater than that between A and K via cover 14 . If S2 is "LOW", S3 becomes "HIGH" and the output signal OFF = "HIGH". As an output signal OUT therefore the value that corresponds to a programmed Hohlraumfuse 10 shows: the circuit has detected at low AK resistance of the fuse 10, according cover contact error and corrected.
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.
- 1. If a contact is formed between anode A and cathode K bypassing cover 14 , this is always rated as "LOW" (= not programmed). However, this error mechanism does not occur in practice.
- 2. If a contact forms between cover 14 and cathode K, although the fuse has not been programmed, a "HIGH" is recognized. There is no known cause that could lead to this fault pattern over the course of its service life. Under certain circumstances, only a processing error and / or assembly error could lead to contact between cover 14 and 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 ensure that the cover 14 has been properly contacted 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.
Fig. 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. Fig. 6 shows a programming circuit for fuses according to the prior art: Each fuse is extended by a programming circuit to a Fusezelle which merely serves 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 Fig. 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. An essential feature of this circuit (in contrast to FIG. 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 Tl kurzzeitig (für wenige Nanosekunden bis zu Mikrosekunden) leitend wird, da seine Basis zufolge der großen Basis- Kollektor-Kapazität kurzzeitig "hochgerissen" wird. Tl kann also nicht perfekt ausgeschaltet werden (zumindest bei transienten Störimpulsen). Due to the numerous bipolar transistors, the Space requirement of this fusel cell is considerable, as each one Fuse must be equipped with this circuit. On Another disadvantage is that voltage pulses on the line Lp (due to ESD and EMC events) lead to Tl briefly (for a few nanoseconds up to microseconds) becomes a leader because, according to its base, the large base Collector capacity is "pulled up" for a short time. Tl can not be switched off perfectly (at least with transient interference pulses).
Fig. 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 Fig. 5 gezeigte Transistor Q5. Fig. 7 shows a space-saving variant of an Fusematrix according to the invention. All fuses hang with their anode A on a common "Supply Line" SL. When fuses, ie when programming fuses, this "supply line" SL is set to a high potential and the fuse 10 to be programmed is selected by means of the transistor Q6. When reading out, the "Supply Line" SL is connected to the supply voltage of the logic gates, which are integrated on an integrated circuit together with the fuse matrix. The read current IL is fed into the cathode K via a transistor Q2 and into the cover 14 via a transistor Q3. 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-resistance or if the cover 14 shows a low-resistance contact to the anode A, for example via the Contact 16 . Transistor Q5 has a similar function to transistor Q5 shown in FIG. 5.
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 Fig. 6 gezeigten, denn sie
benötigt genau einen Leistungstransistor, der den Fusestrom
ein/ausschaltet.
Bezugszeichenliste
10 Hohlraumfuse
12 Brücke
14 Abdeckung
16 Kontakt zwischen Anode und Abdeckung
18 Kontakt zwischen Kathode und Abdeckung
Q1 pMOS-Transistor
Q2 pMOS-Transistor
Q3 pMOS-Transistor
Q4 nMOS-Transistor
Q5 nMOS-Transistor
IL1 Stromquelle
U1 Messspannung
U2 Messspannung
U3 Messspannung
INV Inverter
OR ODER-Gatter
S1 Schaltungsknoten
S2 Schaltungsknoten
S3 Schaltungsknoten
AUS Auslesesignal
An advantage of this circuit is that transistor Q6 can be switched off very efficiently, so that no current flows through fuse 10 even at voltage pulses at anode A and an unprogrammed fuse is loaded with current as little as possible. Furthermore, this unit cell is very small compared to that shown in FIG. 6, because it requires exactly one power transistor that switches the fuse current on / off. Legend: 10 Hohlraumfuse
12 bridge
14 cover
16 Contact between anode and cover
18 Contact between cathode and cover
Q1 pMOS transistor
Q2 pMOS transistor
Q3 pMOS transistor
Q4 nMOS transistor
Q5 nMOS transistor
IL1 power source
U1 measuring voltage
U2 measuring voltage
U3 measurement voltage
INV inverter
OR OR gate
S1 circuit node
S2 circuit node
S3 circuit node
OFF readout signal
Claims (20)
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 15-17, 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. 18. Fuse cell with
a cavity fuse ( 10 ) comprising 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 used to cover the bridge ( 12 ) is arranged,
a read circuit (Q5, Q3, Q2, NAND) according to any one of claims 15-17, 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).
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5668818A (en) * | 1996-08-06 | 1997-09-16 | Hewlett-Packard Co. | System and method for scan control of a programmable fuse circuit in an integrated circuit |
DE19926107C1 (en) * | 1999-06-08 | 2000-11-16 | Siemens Ag | Semiconductor structure, especially a memory including redundant memory cells or word lines, has a vertical fuse embedded in a cavity of a semiconductor body |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10319273B4 (en) * | 2003-04-29 | 2008-11-06 | Infineon Technologies Ag | Method and device for evaluating and reprogramming of once programmable cells |
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