[发明专利]半导体器件及其驱动方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年3月30日提交的申请号为10-2012-0033371的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种半导体设计技术，更具体而言，涉及一种半导体器件及其驱动方法。

背景技术

半导体器件，诸如动态随机存取存储器（DRAM）器件，通常包括熔丝电路。熔丝电路是一种用于经由熔丝编程工艺将先前的选项信号反相并来输出反相的信号的电路，且用于在电压控制电路或冗余电路中选择性地提供选项信号。

熔丝编程工艺包括激光吹气（laser blowing）工艺和电工艺。激光吹气工艺是一种用激光束来切断熔丝的方法。可以仅在封装制造的半导体器件之前，例如在晶圆阶段执行使用激光的熔丝编程工艺。另一方面，电工艺是一种在制造的半导体器件的封装状态下改变熔丝的连接状态并执行编程操作的方法。根据一个实例，可以使用反熔丝来代替熔丝。

反熔丝具有与熔丝相反的特性，其中在半导体器件的制造的初始阶段将反熔丝设定成切断状态，并且在封装之后，反熔丝的状态经由编程操作转变成连接状态。另言之，反熔丝在制造的初始阶段开始于电阻高达兆欧（Ω）的绝缘体状态，并随后经由编程操作变为电阻低达诸如几百欧姆（Ω）的导体。这里，通过将指定电平或更高的电压施加到作为两个导电层的电极之间的间隙并导致绝缘体破坏，来将反熔丝物理改变为导体。

图1是现有的反熔丝电路的框图，且图2是说明图1所示的高电压发生单元的内部结构的框图。

参见图1，现有的反熔丝电路100包括衬底电压发生单元110、反熔丝单元120、驱动单元130、高电压发生单元140以及感测单元150。衬底电压发生单元110产生衬底电压VBBF。反熔丝单元120耦接在衬底电压VBBF的输出节点与熔丝状态感测节点DN01之间。驱动单元130响应于断裂控制信号RUPEN而用高电压VPP来驱动熔丝状态感测节点DN01。高电压发生单元140产生高电压VPP。感测单元150感测反熔丝单元120的电阻状态并输出熔丝状态感测信号HIT。

衬底电压发生单元110可以被实现为以下结合高电压发生单元140详细描述的电荷泵衬底电压发生单元。

尽管在附图中未详细示出反熔丝单元120，但是反熔丝单元120可以由NMOS晶体管来形成，所述NMOS晶体管包括与熔丝状态感测节点DN01相耦接的栅极、以及与衬底电压VBBF的输出节点相耦接的源极和漏极。

此外，驱动单元130可由反相器和PMOS晶体管形成。反相器将断裂控制信号RUPEN反相，输出反相的断裂控制信号。PMOS晶体管包括用于接收反相器的输出信号的栅极、以及耦接在高电压VPP的输出节点与熔丝状态节点DN01之间的源极和漏接。

可以用电荷泵电压发生单元来实现高电压发生单元140，下面将参照图2更详细地描述高电压发生单元140。参见图2，高电压发生单元140包括参考电压发生器141、电压检测器143、振荡器145、以及泵147。参考电压发生器141产生具有指定电压电平的参考电压VREFP。电压检测器143检测与参考电压VREFP相比较的高电压VPP的电压电平。振荡器145输出与从电压检测器143中输出的电压检测信号DET相对应的振荡信号OSC。电荷泵147响应于振荡信号OSC而产生高电压VPP。

在下文中，描述具有上述结构的反熔丝电路100的操作。

首先，衬底电压发生单元110根据目标电平产生衬底电压VBBF，并且高电压发生单元140根据目标电平产生高电压VPP。由于衬底电压发生单元110和高电压发生单元140每个都可以被实现为电荷泵电压发生单元，本文以高电压发生单元140为例进行代表性地描述。首先，在参考电压发生器141产生与高电压VPP相对应的参考电压VREFP时，电压检测器143将参考电压VREFP与高电压VPP进行比较，以便产生比较结果并输出与比较结果相对应的电压检测信号DET。相应地，振荡器145输出振荡信号OSC，并且电荷泵147产生高电压VPP。

在这种状态下，在断裂控制信号RUPEN在期望的定时被使能时，驱动单元130用高电压VPP来驱动熔丝状态感测节点DN01。因而，高电压VPP和衬底电压VBBF被分别施加到反熔丝单元120的端部，并且反熔丝单元120由于端部之间的电压电平差而断裂。