监测电熔丝电阻的系统技术方案

本发明专利技术提供一种监测电熔丝电阻的系统。该监测电熔丝电阻的系统包括至少一非刷新型感测放大器。该监测电熔丝电阻的系统亦包括至少一熔丝模块，其包括至少一熔丝单元，而该熔丝单元耦接至该感测放大器的第一端点。该监测电熔丝电阻的系统尚包括参考电阻，耦接至该感测放大器的第二端点。其中系统对于介于该熔丝模块与该感测放大器间的电压源节点进行监测以得到该熔丝单元的电阻值。本发明专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，不需额外的测试电路。感测放大器可比较选取的电熔丝与参考电阻的电阻值。借着选取特定的选择元件，可于大型熔丝矩阵找出特定的电熔丝，因而可以运用单一感测放大器监测大量的电熔丝。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于集成电路的设计，特别是关于在晶片上监测电熔丝(electrical fuse)的电阻的方法。
技术介绍
半导体存储器元件中广泛地运用熔丝(fuse)元件。诸如动态随机存取存储器(DRAM)的半导体存储器元件中一般运用了多个的熔丝元件。一般而言，每个熔丝元件皆包括可选择性地切断的熔丝，以便选择性地将熔丝元件自其余的电路分离。有时将切断熔丝的过程称为将熔丝“烧断”。目前运用来烧断熔丝的技术基本上有两种。其中的一方法运用激光照射熔丝，直到熔丝烧断为止；另一方法则借传送够大的“过电流”(overcurrent)通过熔丝以烧断该熔丝。于熔丝元件(元件中通常至少包括一MOS晶体管)中烧断熔丝的过程，通常称之为“编程”(programming)该熔丝元件。不似使用激光的方式，于元件封装后仍可运用“过电流”的技术，以编程一熔丝元件。运用过电流烧断熔丝以编程熔丝元件的技术因而被称为“电编程”(electrical programming)，而可接受此编程方式的熔丝元件被称为“电可编程熔丝”元件(electrically programmable fuseelement)，或“电熔丝”(e-fuse)。半导体元件中的电熔丝可为多晶硅熔丝(poly fuse)、MOS电容反熔丝(MOS capacitor anti-fuse)、扩散熔丝(diffusionfuse)、触发反熔丝(contact anti-fuse)，并可受编程为高电阻值状态。举例来说，此类熔丝可运用于集成电路的晶片辨识码(chipID)或晶片序号(serial number)中。大部分的熔丝均仅可受编程为“0”或“1”的状态一次，其分别对应于高电阻值或低电阻值状态。然而，于编程前与编程后都必须读取电熔丝的电阻值，因为由电熔丝的电阻值可得知是否该电熔丝已受编程完毕。精确地撷取电熔丝的电阻值亦可减少编程错误发生的机率。由于电熔丝于编程时需要高电流以烧断熔丝，依据由某一特定熔丝所撷取的电阻值，便可产生烧断熔丝所需的精确电压，以确保电熔丝于编程时一定会被烧断。传统监测电熔丝的电阻值的方法仅能辨别其逻辑状态为“0”或“1”而非输出精确的电阻值。当欲侦测电熔丝的电阻值时，由于单一电熔丝隐藏于大群电熔丝的宏之中，此时要辨别其电阻值有其困难，因此仅能检查其逻辑状态。编程过程与除错因此而变得困难。因此需要其它的方法以精确监测电熔丝的电阻值，以便增进电编程的精确度。图1所示为监测电熔丝电阻值的传统电路100。熔丝单元102用来储存电熔丝104中所包含的数据。熔丝单元102中更包括选择元件106、感测放大器110。感测放大器110是用来比较参考电阻114与电熔丝104于节点112的电阻值，并输出“0”或“1”的逻辑状态。输出的逻辑状态可确定是否电熔丝104的电阻值位于参考电阻值的范围内。借此输出信息可确定编程电压的大小，并施加电压源VDDQ以确保电熔丝104的编程正确无误。若欲编程电熔丝104以储存数据，编程进行时读取字符线RWL上必须施加逻辑高电压以关闭输出选择元件108，以便使电流不流经感测放大器110。于选择线Sel上必须施加逻辑高电压以导通选择元件106，以便让源极电压VDDQ烧断电熔丝104。欲读取电熔丝104的数据状态，必须于读取字符线RWL上施加逻辑低电压，因而导通输出选择元件108与输出致能元件116。这使感测放大器110可将电熔丝104与参考电阻114的电阻值进行比较。在电阻值比较完毕后，感测放大器110将依据比较结果输出逻辑高/低状态的电压。必须注意的是选择元件106、输出元件108与输出致能元件116可为PMOS、NMOS或零低限电压MOS(zero-Vt MOS)。
技术实现思路
本专利技术提供于晶片上监测电熔丝电阻值的方法与电路。本专利技术于一实施型态中提供一种监测电熔丝电阻的系统。该监测电熔丝电阻的系统包括至少一非刷新型(non-regenerative)感测放大器。该监测电熔丝电阻的系统亦包括至少一熔丝模块，其包括至少一熔丝单元，而该熔丝单元耦接至该感测放大器的第一端点。该监测电熔丝电阻的系统尚包括参考电阻，耦接至该感测放大器的第二端点。其中系统对于介于该熔丝模块与该感测放大器间的电压源节点进行监测以得到该熔丝单元的电阻值。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该熔丝单元包括耦接至电熔丝的选择元件。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该熔丝模块更包括多个的熔丝单元以及用以由该等多个的熔丝单元中选取一特定熔丝单元的译码器。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该熔丝模块更包括多个的熔丝组，该等熔丝组中包含多个的熔丝单元。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该等多个的熔丝组共用该感测放大器。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该等多个的熔丝组中的每一熔丝阻耦接至不同的感测放大器。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该感测放大器更包括一分压电路，于该分压电路中该电压源节点为介于该参考电阻与该熔丝模块中间的点。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该感测放大器更包括一偏压电路，将至少一MOS晶体管与该参考电阻串联，并根据该熔丝模块与该参考电阻所相差的电阻值产生输出信号。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该电压源节点的电压于进行编程程序时约为2.5至3.0V，而于进行读取程序时被内部电路钳制至小于1V的范围。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，更包括一电压供应电路，耦接至该熔丝模块的一至数个周边电路，用以于进行编程程序时提供较高的工作电压范围，而于进行读取程序时提供较低的工作电压范围。本专利技术另提供一种监测电熔丝电阻的系统，所述监测电熔丝电阻的系统包括熔丝模块，包括多个的熔丝组，该等熔丝组中包含多个的熔丝单元；至少一非刷新型感测放大器，耦接至该熔丝模块；参考电阻，耦接至该感测放大器；以及熔丝组选择线路(bank select control)，用以选取经由电压源节点耦接至该感测放大器的熔丝组；其中系统对于该电压源节点进行监测以得到该熔丝单元的电阻值。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该熔丝模块更包括译码器，用以由该等多个的熔丝单元中选取一特定熔丝单元。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该等多个的熔丝组中的每一熔丝阻耦接至不同的感测放大器。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该感测放大器更包括一分压电路，于该分压电路中该电压源节点为介于该参考电阻与该熔丝模块中间的点。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，该感测放大器更包括一偏压电路，将至少一MOS晶体管与该参考电阻串联，并根据该熔丝模块与该参考电阻所相差的电阻值产生输出信号。本专利技术所述的监测电熔丝电阻的系统，更包括一电压供应电路，耦接至该熔丝模块的一至数个周边电路，用以于进行读取程序时提供工作电压。本专利技术还提供一种监测电熔丝电阻的系统，所述监测电熔丝电阻的系统包括熔丝模块，包括多个的熔丝组，该等熔丝组中包含多个的熔丝单元；至少一非刷新型感测放大器，耦接至该等多个的熔丝组中的每一熔丝组；参考电阻，耦接至该感测放大器；熔丝组选择线路(bank select control)，用以选取经由电压源节点耦接至该感测放大器的熔丝组，其中系统对于该电压源节点进行监测以得到该熔丝单元的电阻值；以及电压供应电路，耦接至一至数个该熔丝单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测电熔丝电阻的系统，所述监测电熔丝电阻的系统包括：至少一非刷新型感测放大器；至少一熔丝模块，包括至少一熔丝单元，该熔丝单元耦接至该感测放大器的第一端点；以及参考电阻，耦接至该感测放大器的第二端点；其中系 统对于介于该熔丝模块与该感测放大器间的电压源节点进行监测以得到该熔丝单元的电阻值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：庄建祥，陈云升，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]