具有熔丝阵列的半导体器件及其操作方法
【专利说明】具有熔丝阵列的半导体器件及其操作方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年6月16日提交的韩国专利申请N0.10-2014-0072889的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本发明的各种实施例涉及半导体设计技术，具体而言涉及具有熔丝阵列的半导体器件。
【背景技术】
[0004]—般来说，半导体存储器件、诸如双数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM)包括用于储存修复目标地址或预定设置值的电路，且所述电路可包括熔丝。熔丝可经由编程操作来储存数据，且编程操作可分成物理方案和电气方案。
[0005]在物理方案中，根据要编程的数据，利用熔断熔丝的激光来切断熔丝。用在物理方案中的熔丝称为物理型熔丝或激光熔断型熔丝。物理型熔丝仅可在其被封装前的晶圆阶段被编程。
[0006]在电气方案中，根据要编程的数据，通过对恪丝施加过电流(over-current)来改变熔丝的连接状态。用在电气方案中的熔丝称为电气型熔丝。电气型熔丝包括:反型熔丝，其用于将开路状态改变为短路状态；以及熔断型熔丝，其用于将短路状态改变为开路状态。不同于物理型熔丝，在电气型熔丝中，即使在封装阶段中也可执行编程操作。因此，一般在半导体器件中使用电气型熔丝。
[0007]由于半导体器件需要执行更多样化的操作，因此半导体器件被设计成执行许多功能。随着半导体器件的功能的数量增加，用于各种功能的熔丝的数量也增加。近来，已引入熔丝阵列结构以更有效管理大量熔丝。
【发明内容】
[0008]本发明的各种实施例针对一种可支持有效的启动(boot-up)操作并稳定读取熔丝数据的半导体器件。
[0009]根据本发明的一个实施例，一种半导体器件包括:熔丝阵列，其包括验证熔丝和正常熔丝；判断块，其适于:基于读取参考电压来读取被编程在所述验证熔丝中的数据，且在启动准备区段期间，判断读取值是否与预定值相同；以及电平控制块，其适于:在所述启动准备区段期间，基于判断结果来调整所述读取参考电压的电平。
[0010]所述预定值可以是被编程在所述验证熔丝中的值。
[0011]所述判断块可包括:读取单元，其适于:在所述启动准备区段期间，基于所述读取参考电压来选择和读取被编程在所述验证熔丝中的数据；以及比较单元，其适于:在所述启动准备区段期间，将所述读取单元的读取值与所述预定值相比较以产生比较信号，所述比较信号在所述读取单元的读取值与所述预定值相同时被激活，以及在所述读取单元的所述读取值不同于所述预定值时被去激活。
[0012]所述半导体器件还可包括:操作控制块，其适于:在所述启动准备区段期间，控制所述判断块和所述电平控制块基于第一重复次数来交替地重复操作，所述第一重复次数根据所述比较信号是可变的。
[0013]所述操作控制块可响应于进入所述启动准备区段而开始控制所述判断块和所述电平控制块交替地重复操作，以及当在所述判断块和所述电平控制块重复操作了等于或小于所述第一重复次数的第二重复次数时所述比较信号处于激活状态时，停止控制所述判断块和所述电平控制块交替地重复操作。
[0014]所述操作控制块可包括:计数单元，其适于:在所述启动准备区段期间，每当所述激活状态的比较信号产生时基于所述判断块的操作结果来改变计数次数、当所述比较信号被去激活时初始化所述计数次数、以及当所述计数次数到达所述第二重复次数时产生操作完成信号；以及操作单元，其适于:响应于进入所述启动准备区段而开始控制所述判断块和所述电平控制块重复操作，以及响应于所述操作完成信号而停止控制所述判断块和所述电平控制块重复操作。
[0015]在启动区段期间，所述读取单元可基于具有由所述电平控制块判断出的电平的读取参考电压，来读取被编程在所述正常熔丝中的数据。
[0016]所述半导体器件还可包括:操作控制块，其适于:在所述启动准备区段期间，控制所述判断块和所述电平控制块基于固定的第三重复次数来重复操作，以储存每次重复操作所产生的所述比较信号。
[0017]所述操作控制块可包括:计数单元，其适于:在所述启动准备区段期间，每当所述判断块和所述电平控制块重复操作时改变计数次数，以在所述计数次数到达所述第三重复次数时产生操作完成信号；操作单元，其适于:响应于进入所述启动准备区段而开始控制所述判断块和所述电平控制块重复操作，以及基于所述操作完成信号而停止控制所述判断块和所述电平控制块重复操作；以及储存单元，其适于:在所述启动准备区段期间，储存每当所述判断块和所述电平控制块重复操作时从所述判断块产生的所述比较信号。
[0018]所述半导体器件还可包括:电平判断块，其适于:在所述启动准备区段期间，在由所述操作控制块停止所述判断块和所述电平控制块的重复操作之后，响应于储存在所述储存单元中的与所述第三重复次数相对应的所述比较信号的电平改变状态，来调整所述读取参考电压的电平。
[0019]在启动区段期间，所述读取单元可基于由所述电平判断块调整的所述读取参考电压，来读取被编程在所述正常熔丝中的数据。
[0020]根据本发明的一个实施例，一种操作具有熔丝阵列的半导体器件的方法，所述熔丝阵列包括第一熔丝和第二熔丝，所述方法可包括:在启动准备区段期间，通过基于读取参考电压来读取被编程在所述第一熔丝中的数据而执行第一读取操作，以产生读取数据；在所述启动准备区段期间，通过判断所述读取数据的值是否与要被编程的预定值相同而执行判断操作，以产生判断结果；以及在所述启动准备区段期间，通过基于所述判断结果来改变所述读取参考电压的电平而执行控制操作。
[0021]所述判断操作的执行可包括:在所述启动准备区段期间，当所述读取数据的值与所述预定值相同时，激活比较信号；以及在所述启动准备区段期间，当所述读取数据的值与所述预定值不同时，去激活所述比较信号。
[0022]操作所述半导体器件的方法还可包括:在所述启动准备区段期间，根据第一重复次数来交替地重复所述判断操作的执行和所述控制操作的执行，所述第一重复次数基于所述比较信号是可变的。
[0023]所述操作的重复可包括:响应于进入所述启动准备区段，开始交替地重复所述判断操作的执行和所述控制操作的执行；以及当在所述操作的重复被连续地执行了等于或小于所述第一重复次数的第二重复次数时所述比较信号处于激活状态时，停止交替地重复所述判断操作的执行和所述控制操作的执行。
[0024]操作所述半导体器件的方法还可包括:在启动区段期间，通过基于电压电平是在最后的控制操作中判断出的读取参考电压而读取被编程在所述第二熔丝中的数据，来执行第二读取操作。
[0025]操作所述半导体器件的方法还可包括:在所述启动准备区段期间，以固定的第三重复次数来交替地重复所述判断操作的执行和所述控制操作的执行，以储存每次重复执行所产生的所述比较信号。
[0026]所述操作的重复可包括:响应于进入所述启动准备区段，开始交替地重复所述判断操作的执行和所述控制操作的执行；在所述启动准备区段期间，每当交替地重复所述判断操作和所述控制操作的执行时，储存所述判断操作的执行中所产生的所述比较信号；以及当所述重复次数等于所述第三重复次数时，停止交替地重复所述判断操作的执行和所述控制操作的执行。
[0027]所述操作半导体器件的方法还可包括:在所述启动准备区段期间，在所述操作的重复停止之后，通过响应于与储存的第三重复次数相对应的所述比较信号的电平改变状态而调整所述读取参考电压的电平，来执行附加控制操作；以及在启动区段期间，通过基于在执行所述附加控制操作中判断出的所述读取参考电压的电平而读取被编程在所述第二熔丝中的数据，来执行第二读取操作。
[0028]根据本发明的一个实施例，一种操作具有熔丝阵列的半导体器件的方法，所述熔丝阵列包括第一熔丝和第二熔丝，所述方法可包括:在启动准备区段期间，基于读取参考电压来读取被编程在所述第一熔丝中的数据；在所述启动准备区段期间，基于所述读取数据来调整所述读取参考电压的电平；以及在启动区段期间，基于调整的所述读取参考电压来读取被编程在所述第二熔丝中的数据。
【附图说明】
[0029]图1是示出具有熔丝阵列的半导体器件的框图。
[0030]图2是示出根据本发明的一个实施例的具有熔丝阵列的半导体器件的框图。
[0031]图3是说明图2所示的半导体器件的启动操作的时序图。
[0032]图4是示出根据本发明的一个实施例的具有熔丝阵列的半导体器件的框图。
[0033]图5是说明图4所示的半导体器件的启动操作的时序图。
【具体实施方式】
[0034]以下将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同形式实施，且不应当被解释为局限于本文所列的实施例。更确切地，提供这些实施例使得本公开将充分且完整，且向本领域的技术人员全面地传达本发明的范围。在本公开中，附图标记直接对应于本发明的各附图和实施例中的相似部分。
[0035]附图不一定按比例，且在一些情况下，为了清楚地说明实施例的特征，比例可以被夸大。在本说明书中，使用了特定术语。术语用于描述本发明且不用于限定理解或限制本发明的范围。
[0036]在本说明书中还应注意的是，“和/或”表示包括置于“和/或”之前和之后的一个或更多个组成部分。此外，“连接/耦接”不仅表示一个部件与另一个部件直接耦接，还表示一个部件经由中间部件与另一个部件间接耦接。另外，只要未在句中特意提及，单数形式可以包括多个形式。此外，在说明书中使用的“包括/包括”或“包括有/包括有”表示存在或添加一个或更多个部件、步骤、操作和元件。
[0037]图1是示出具有熔丝阵列的半导体器件的框图。
[0038]参见图1，半导体器件包括熔丝阵列100、读取块120、读取参考电压发生块140、码储存块150和寄存器单元190。
[0039]熔丝阵列100包括布置成阵列的多个熔丝(未示出)，并且具有预定值的熔丝数据FDATA经由编程操作被储存在熔丝中。
[0040]读取块120在启动区段期间基于读取参考电压VREFSA的电平来读取储存在熔丝阵列100中的熔丝数据FDATA。启动信号B00TJJP在启动区段期间被激活。
[0041]寄存器单元190包括多个寄存器或锁存器，并在启动区段期间储存经由读取块120读取的数据RDDATA {NORMAL}。当需要在半导体器件的内部电路(未示出)中使用熔丝数据FDATA时，不直接从熔丝阵列100传送熔丝数据FDATA至内部电路、例如存储体(memory bank)，而是从寄存器单元190传送储存为读取数据RDDATA {NORMAL}的熔丝数据FDATA至内部电路。因此，半导体器件的内部电路可快速接收并稳定使用熔丝数据FDATA。
[0042]读取参考电压发生块140根据控制码C0DE〈1:N>来产生读取参考电压VREFSA。
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