半导体器件及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体器件。半导体器件包括：第一驱动电压发生单元，其被配置成产生第一驱动电压；熔丝单元，其被耦接在接收第一驱动电压的输出节点与熔丝状态感测节点之间；驱动单元，其被配置成响应于控制信号用第二驱动电压来驱动熔丝状态感测节点；电压电平控制单元，其被配置成响应于与熔丝状态感测节点的电压电平相对应的熔丝状态感测信号产生电压电平控制信号；以及第二驱动电压发生单元，其被配置成响应于电压电平控制信号控制并输出第二驱动电压的电压电平。半导体器件通过监控熔丝状态感测信号来重复地执行断裂操作。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其驱动方法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。
本专利技术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。
技术介绍
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（laserblowing）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。这里，感测单元150感测反熔丝单元120的电阻状态，并输出与感测的电阻状态相对应的熔丝状态感测信号HIT。另言之，感测单元150在反熔丝单元120的电阻值变得比目标电阻值低时检测到反熔丝单元120断裂，且输出与检测结果相对应的熔丝状态感测信号HIT。这里，具有上述结构的反熔丝电路100具有以下特点。如上所述的，反熔丝单元120由于反熔丝单元120的端部之间的电压电平差而断裂。然而，由于工艺和电压电平的条件可能不能正确地执行断裂。在这种情况下，输出错误的熔丝状态感测信号HIT，并且反熔丝电路100的操作可靠性恶化。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及一种通过监控熔丝状态感测信号而重复执行断裂操作的半导体器件及其驱动方法。根据本专利技术的一个实施例，一种半导体器件包括：第一驱动电压发生单元，所述第一驱动电压发生单元被配置成产生第一驱动电压；熔丝单元，所述熔丝单元耦接在用于接收第一驱动电压的输出节点与熔丝状态感测节点之间；驱动单元，所述驱动单元被配置成响应于控制信号而用第二驱动电压来驱动熔丝状态感测节点；电压电平控制单元，所述电压电平控制单元被配置成响应于与所述熔丝状态感测节点的电压电平相对应的熔丝状态感测信号，而产生电压电平控制信号；以及第二驱动电压发生单元，所述第二驱动电压发生单元被配置成响应于所述电压电平控制信号而控制和输出所述第二驱动电压的电压电平。根据本专利技术的另一个实施例，一种半导体器件包括：第一电压发生单元，所述第一电压发生单元被配置成产生第一电压；熔丝单元，所述熔丝单元耦接在用于接收所述第一电压的输出节点与熔丝状态感测节点之间；驱动单元，所述驱动单元被配置成响应于断裂控制信号而用第二电压来驱动所述熔丝状态感测节点；电压电平控制单元，所述电压电平控制单元被配置成响应于检测使能信号和与所述熔丝状态节点相对应的熔丝状态感测信号而产生电压电平控制信号；以及第二电压发生单元，所述第二电压发生单元被配置成响应于所述电压电平控制信号而增加并输出所述第二电压的电压电平。根据本专利技术的另一个实施例，一种用于驱动半导体器件的方法包括以下步骤：将第一电压和第二电压分别施加到熔丝单元的两个端部；检测熔丝单元是否断裂；在熔丝单元未断裂时，增加第一电压与第二电压之间的电压电平差；以及按顺序重复施加第一电压和第二电压的步骤、用增加的电压电平差检测断裂的步骤、并增加电压电平差的步骤直到熔丝单元断裂。附图说明图1是现有的反熔丝电路的框图。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。图3是根据本专利技术的第一实施例的半导体器件的框图。图4是说明图3所示的电压电平控制器的内部结构的框图。图5是说明图3所示的参考电压电平发生单元的内部结构的框图。图6是描述用于驱动根据本专利技术的第一实施例的半导体器件的方法的时序图。图7是描述用于驱动根据本专利技术的第二实施例的半导体器件的方法的时序图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。但是，本专利技术可以用不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：第一驱动电压发生单元，所述第一驱动电压发生单元被配置成产生第一驱动电压；熔丝单元，所述熔丝单元被耦接在用于接收第一驱动电压的输出节点与熔丝状态感测节点之间；驱动单元，所述驱动单元被配置成响应于控制信号而用第二驱动电压来驱动所述熔丝状态感测节点；电压电平控制单元，所述电压电平控制单元被配置成响应于与所述熔丝状态感测节点的电压电平相对应的熔丝状态感测信号而产生电压电平控制信号；以及第二驱动电压发生单元，所述第二驱动电压发生单元被配置成响应于所述电压电平控制信号而控制并输出所述第二驱动电压的电压电平。

【技术特征摘要】
2012.03.30 KR 10-2012-00333711.一种半导体器件，包括：第一驱动电压发生单元，所述第一驱动电压发生单元被配置成产生第一驱动电压；熔丝单元，所述熔丝单元被耦接在用于接收第一驱动电压的输出节点与熔丝状态感测节点之间；驱动单元，所述驱动单元被配置成响应于控制信号而用第二驱动电压来驱动所述熔丝状态感测节点；电压电平控制单元，所述电压电平控制单元被配置成响应于与所述熔丝状态感测节点的电压电平相对应的熔丝状态感测信号而产生电压电平控制信号；以及第二驱动电压发生单元，所述第二驱动电压发生单元被配置成响应于所述电压电平控制信号而控制并输出所述第二驱动电压的电压电平。2.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述控制信号是周期性的信号，且所述电压电平控制单元被配置成响应于所述周期性的信号的每个脉冲而逐步地增加所述第二驱动电压的大小，直到所述熔丝状态感测信号指示所述熔丝单元具有目标状态。3.如权利要求2所述的半导体器件，其中，所述控制信号包括源于自我刷新信号的信号或从半导体器件外部输入的外部命令。4.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一驱动电压发生单元被配置成响应于所述电压电平控制信号而控制并输出所述第一驱动电压的电压电平。5.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述电压电平控制单元被配置成响应于所述控制信号而使能所述电压电平控制信号的改变。6.如权利要求5所述的半导体器件，其中，所述电压电平控制单元被配置成在所述控制信号从使能状态转变成禁止状态之后，使能所述电压电平控制信号的改变。7.如权利要求1所述的半导体器件，其中，所述熔丝单元包括反熔丝。8.如权利要求7所述的半导体器件，还包括：感测单元，所述感测单元被配置成感测所述熔丝单元的电阻状态，并输出所述熔丝状态感测信号。9.一种半导体器件，包括：第一电压发生单元，所述第一电压发生单元被配置成产生第一电压；熔丝单元，所述熔丝单元被耦接在用于接收所述第一电压的输出节点与熔丝状态感测节点之间；驱动单元，所述驱动单元被配置成响应于断裂控制信号而用第二电压来驱动所述熔丝状态感测节点；电压电平控制单元，所述电压电平控制单元被配置成响应于检测使能信号和与所述熔丝状态感测节点的电压电平相对应的熔丝状态感测信号，而产生电压电平控制信号；第二电压发生单元，所述第二电压发生单元被配置成响应于所述电压电平控制信号而增加并输出所述第二电压的电压电平。10.如权利要求9所述的半导体器件，其中，所述断裂控制信号是周期性的信号，并且所述电压电平控制单元被配置成响应于所述周期性的信号的每个脉冲而逐步地增加所述第二电压的大小，直到所述熔丝状态感测信号指示所述熔丝单元具有目标状态。11.如权利要求10所述的半导体器件，其中，所述断裂控制信号包括源于自我刷新信号或从半导体器件外部输入的外部命令。12.如权利要求9所述的半导体器件，其中，所述第一电压发生单元被配置成响应于所述电压电平控制信号而减小并输出所述第一电压的电压电平。13.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴文必，李政桓，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：