專利名稱：使用預(yù)分配冗余(par)體系結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器陣列的自修復(fù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及存儲(chǔ)器的自測(cè)試及修復(fù)。更特別地，本發(fā)明涉及使用預(yù)分配冗余(PAR)體系結(jié)構(gòu)的非易失性存儲(chǔ)器(NVM)的測(cè)試及修復(fù)。
背景技術(shù)：
隨著存儲(chǔ)器容量增加，測(cè)試存儲(chǔ)器所花費(fèi)的時(shí)間也增加。這種增加又代表存儲(chǔ)器制造商的額外成本。另外，有效地測(cè)試存儲(chǔ)器的能力不僅對(duì)保證存儲(chǔ)器正確地運(yùn)行而且對(duì)節(jié)省成本是重要的。
存儲(chǔ)器陣列的一般內(nèi)置自測(cè)試(BIST)已在本領(lǐng)域中用來測(cè)試存儲(chǔ)器陣列。在一般BIST體系結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)器由提供一系列圖形(例如分列測(cè)試或棋盤圖形)給存儲(chǔ)器的BIST塊來測(cè)試。BIST塊然后將輸出與一組期望響應(yīng)相比較。因?yàn)閳D形是高度規(guī)則的，存儲(chǔ)器的輸出可以使用比較器與參考數(shù)據(jù)直接比較，保證存儲(chǔ)器的不正確響應(yīng)將被標(biāo)記為測(cè)試失敗。
BIST塊的數(shù)據(jù)典型地被輸出并處理，以確定存儲(chǔ)器故障的精確位置。通過已知的故障位置，使用激光器的外部修復(fù)裝置可以用來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器的實(shí)際修復(fù)。這些處理及修復(fù)步驟經(jīng)常代表復(fù)雜的、費(fèi)時(shí)的過程。特別地，這些步驟典型地要求高智能(例如專用內(nèi)置冗余分析(BIRA)邏輯單元)并使用各種復(fù)雜的外部設(shè)備。
內(nèi)置自修復(fù)(BISR)指的是設(shè)計(jì)來克服與BIST及基于激光器的外部修復(fù)相關(guān)的某些缺點(diǎn)的一般技術(shù)。BISR利用芯片級(jí)處理器及冗余分析邏輯來“布線繞過”壞的存儲(chǔ)位而不是使用昂貴且緩慢的激光器來燒掉壞的存儲(chǔ)行或列。修復(fù)典型地包括根據(jù)所使用的冗余邏輯方案用存儲(chǔ)器的冗余行、存儲(chǔ)器的冗余列或者存儲(chǔ)器的冗余單個(gè)位來繞過有故障的存儲(chǔ)位置。
雖然常規(guī)的BIST及BISR技術(shù)已顯示出在測(cè)試及修復(fù)存儲(chǔ)器方面的效用，但仍然有重大改進(jìn)的余地。例如，更好的測(cè)試及修復(fù)方法學(xué)是需要的，以便BIST及BISR能夠更有效地修復(fù)“即時(shí)”故障而不利用過分復(fù)雜的冗余分析單元。另外，更靈活的測(cè)試技術(shù)是需要的，使得不同的測(cè)試變量能夠容易地調(diào)整和調(diào)節(jié)，以更有效地識(shí)別(并消除)有故障的數(shù)據(jù)位。
此外，更好的測(cè)試及修復(fù)方法學(xué)是需要的，以便BIST及BISR能夠靈活并有效地應(yīng)用于非易失性存儲(chǔ)器(NVM)的測(cè)試及修復(fù)，由于至少三個(gè)主要原因，非易失性存儲(chǔ)器常規(guī)上還不能利用與BISR相結(jié)合的BIST。第一，非易失性存儲(chǔ)器典型地用各種存儲(chǔ)單元電路設(shè)計(jì)來實(shí)施并使用不同的處理技術(shù)，使得應(yīng)用常規(guī)測(cè)試技術(shù)是困難的或不可能的。第二，常規(guī)測(cè)試技術(shù)不允許用戶有效地調(diào)整和控制測(cè)試變量；因此，有故障的數(shù)據(jù)位并不總是被有效地定位和識(shí)別以供最后修復(fù)。第三，非易失性存儲(chǔ)器可能有許多不同類型，例如閃速(塊擦除)或電可擦除(字節(jié)/字可擦除)，每種類型涉及不同的擦除、編程、讀取及加壓算法。這些不同類型的存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)器算法進(jìn)一步使測(cè)試參數(shù)變復(fù)雜。
上面提及的缺點(diǎn)不意味著全部，而是容易損害關(guān)于自測(cè)試及修復(fù)的先前已知技術(shù)的有效性的許多缺點(diǎn)之一；但是，這里所提到的那些缺點(diǎn)足以說明本領(lǐng)域中出現(xiàn)的方法學(xué)還不是完全令人滿意的并且存在對(duì)本公開內(nèi)容中所描述并要求權(quán)利的技術(shù)的顯著需要。特別地，存在對(duì)新的內(nèi)置測(cè)試及修復(fù)技術(shù)的需要，這些技術(shù)不依靠過分復(fù)雜的邏輯單元并利用適合于在甚至非易失性存儲(chǔ)器中使用的體系結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及非易失性存儲(chǔ)器。非易失性存儲(chǔ)器包括塊、存儲(chǔ)子塊、具有與存儲(chǔ)子塊的容量相等容量的冗余子塊、連接到塊的比較器、連接到塊的故障鎖存電路，以及連接到塊的熔絲。比較器被配置以通過將期望數(shù)據(jù)與讀出數(shù)據(jù)比較來識(shí)別特定存儲(chǔ)子塊中的故障。故障鎖存電路被配置以確定該特定存儲(chǔ)字塊的地址。熔絲被配置以使得該特定存儲(chǔ)子塊用冗余子塊來替換，從而修復(fù)非易失性存儲(chǔ)器。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種非易失性存儲(chǔ)器的自測(cè)試及修復(fù)的方法。期望的閾電壓性質(zhì)使用比較器來與讀出的閾電壓性質(zhì)相比較，以識(shí)別特定存儲(chǔ)子塊中的故障。該特定存儲(chǔ)子塊的地址使用故障鎖存電路來確定，并且該特定存儲(chǔ)子塊通過使用熔絲用冗余子塊替換，從而修復(fù)非易失性存儲(chǔ)器。
其他特性和相關(guān)優(yōu)點(diǎn)將通過結(jié)合附圖參考下面具體實(shí)施方案的詳細(xì)描述而變得明白。


本公開內(nèi)容的技術(shù)可以通過結(jié)合這里所提供的示范實(shí)施方案的詳細(xì)描述參考這些附圖的一個(gè)或多個(gè)來更好地理解。
圖1是說明用于自測(cè)試NVM的技術(shù)的曲線圖。
圖2是說明根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方案的自測(cè)試及修復(fù)技術(shù)的流程圖。
圖3是說明根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方案的用于實(shí)施自測(cè)試及修復(fù)的硬件的框圖。
具體實(shí)施方案本公開內(nèi)容的實(shí)施方案利用稱為預(yù)分配冗余(PAR)體系結(jié)構(gòu)的測(cè)試/修復(fù)體系結(jié)構(gòu)。如下面所說明的，該體系結(jié)構(gòu)特別適合于提供靈活且有效的自測(cè)試/修復(fù)技術(shù)，即使當(dāng)應(yīng)用于NVM時(shí)。本公開內(nèi)容的實(shí)施方案聚焦于NVM的自測(cè)試及修復(fù)(例如閃速EEPROM的自修復(fù))的PAR體系結(jié)構(gòu)的使用，雖然應(yīng)當(dāng)明白本公開內(nèi)容的單獨(dú)或組合技術(shù)可以容易地應(yīng)用于其他類型的存儲(chǔ)器。
本公開內(nèi)容的實(shí)施方案可以在具有嵌入式非易失性存儲(chǔ)器的處理器和獨(dú)立存儲(chǔ)器中使用。隨著存儲(chǔ)器例如閃速陣列變得更快并包含更高的密度，本公開內(nèi)容的技術(shù)可能變得特別有利，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯然的。
在解釋PAR體系結(jié)構(gòu)及其對(duì)NVM的自修復(fù)的適用性之前，解釋NVM如何可以根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方案靈活地測(cè)試(與修復(fù)相比)是首要有用的。圖1幫助該解釋。
NVM的自測(cè)試NVM的存儲(chǔ)位典型地通過改變它們的閾電壓(VT)來設(shè)置。對(duì)NVM的寫入通過加壓位或移動(dòng)VT而不是對(duì)位寫入硬一或零來實(shí)施。
NVM中的錯(cuò)誤或故障可以通過自測(cè)試找到。一種合適的測(cè)試技術(shù)通過試圖將NVM位初始化成預(yù)先確定的閾電壓而開始。然后每個(gè)位的隨后VT值被讀出，并且有故障的數(shù)據(jù)位通過識(shí)別測(cè)量VT與初始化值不匹配的那些位來定位。
另一種合適的測(cè)試技術(shù)通過移動(dòng)初始化位的VT，其結(jié)果是可預(yù)知的，寫入數(shù)據(jù)或加壓NVM而開始。當(dāng)一個(gè)位其VT沒有移動(dòng)充分或移動(dòng)太多時(shí)，“與眾不同的”位或故障位可以被識(shí)別。
一般地，其他合適的測(cè)試技術(shù)可以利用不同的偏置條件(例如加壓、編程、擦除)、施加到測(cè)試中存儲(chǔ)器的不同脈沖寬度、施加到測(cè)試中存儲(chǔ)器的不同個(gè)數(shù)脈沖，不同的VT初始化值，和/或不同的可接受VT移位的識(shí)別。
圖1說明由上述合適的測(cè)試技術(shù)的一種或多種識(shí)別的與眾不同位。曲線100顯示初始化的VT曲線。其前沿如103所示。曲線105是NVM已被加壓后的期望VT曲線。其前沿如108所示。曲線110代表顯示出不可接受的移位的與眾不同位。其前沿如110所示。該與眾不同位代表需要替換的一種NVM位故障。
在本公開內(nèi)容的實(shí)施方案中，用戶可以通過輸入從而控制供測(cè)試順序或流程使用的變量來增加這些測(cè)試步驟的靈活性。例如，在一種實(shí)施方案中，用戶可以規(guī)定偏置條件、測(cè)試脈沖寬度、所使用測(cè)試脈沖的個(gè)數(shù)、初始VT電平，和/或可允許的VT電平移位。通過規(guī)定這些變量，NVM的自測(cè)試可以變得顯著地更靈活。例如，變量可以調(diào)整，以試圖更有效地定位特定類型的與眾不同位。如果已知某個(gè)與眾不同位沒能使用第一組變量有效地定位，那些變量可以被調(diào)整以提高測(cè)試效率。
在一種實(shí)施方案中，靈活的測(cè)試變量的使用通過使用包括用戶輸入變量和狀態(tài)機(jī)的測(cè)試寄存器來部分地實(shí)現(xiàn)，如關(guān)于下面討論的圖2所說明的。
自測(cè)試及自修復(fù)的PAR體系結(jié)構(gòu)的概觀PAR體系結(jié)構(gòu)將存儲(chǔ)器陣列分成多個(gè)不同的塊或者再細(xì)分。每個(gè)塊又進(jìn)一步分成多個(gè)存儲(chǔ)子塊或者進(jìn)一步再細(xì)分(例如一個(gè)或多個(gè)列、一個(gè)或多個(gè)行，或者一個(gè)或多個(gè)行/列組合)。除了該多個(gè)存儲(chǔ)子塊之外，一個(gè)或多個(gè)冗余子塊(共同構(gòu)成冗余塊)被提供。存儲(chǔ)子塊的容量與冗余子塊的容量相匹配。冗余和存儲(chǔ)子塊可以基于行和/或列配置(導(dǎo)致行和/或列“冗余”)。
除了該一個(gè)或多個(gè)冗余子塊和該多個(gè)存儲(chǔ)子塊之外，每個(gè)獨(dú)立塊還連接到比較器、故障鎖存電路及熔絲。這些元件的每個(gè)的操作將在下面詳述。但是，一般地，比較器通過將期望數(shù)據(jù)與測(cè)量數(shù)據(jù)比較以識(shí)別存儲(chǔ)器故障而使自測(cè)試容易。通過產(chǎn)生(a)包含存儲(chǔ)器故障的存儲(chǔ)子塊的地址(列和/或行)和(b)熔絲啟動(dòng)位數(shù)據(jù)，故障鎖存電路允許測(cè)試信息用于修復(fù)過程。熔絲通過用冗余子塊的地址替換含有存儲(chǔ)器故障的存儲(chǔ)子塊的地址而使修復(fù)容易。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，利用本公開內(nèi)容的好處，元件例如比較器和/或故障鎖存電路可以全部或部分包括邏輯電路。
為了在PAR體系結(jié)構(gòu)下實(shí)施修復(fù)，僅需要塊級(jí)別的比較器的輸出以及由故障鎖存電路保存的包含一個(gè)或多個(gè)有故障存儲(chǔ)位的存儲(chǔ)子塊的地址。該故障數(shù)據(jù)然后可以在自修復(fù)流程中在BIST的控制下用于編程適當(dāng)?shù)娜劢z，使得熔絲有效地促使故障存儲(chǔ)子塊布線到冗余子塊?；蛘?，在另一種實(shí)施方案中，故障數(shù)據(jù)可以通過外部熔絲任務(wù)的串行或并行操作發(fā)送到外部存儲(chǔ)器(芯片外存儲(chǔ)器例如寄存器或其他NVM)。
PAR體系結(jié)構(gòu)保證一個(gè)塊中的故障不會(huì)影響另一個(gè)塊的修復(fù)，因?yàn)樾迯?fù)局部地在每個(gè)塊中維護(hù)。但是，PAR體系結(jié)構(gòu)也意味著在多于一個(gè)存儲(chǔ)子塊中的故障可能不被修復(fù)。特別地，在每個(gè)塊中僅使用一個(gè)冗余子塊的實(shí)施方案中，僅一個(gè)故障存儲(chǔ)子塊可以被修復(fù)。如果另外的存儲(chǔ)子塊被發(fā)現(xiàn)有故障，將沒有可行的替換，因?yàn)槿哂嘧訅K已被使用。
此外，PAR體系結(jié)構(gòu)的子塊可以基于列和/或行，并且PAR體系結(jié)構(gòu)可以被建立，以允許其冗余子塊僅替換存儲(chǔ)子塊行、存儲(chǔ)子塊列，或接連上的存儲(chǔ)子塊行及列。如果列和行冗余都使用，修復(fù)可以通過導(dǎo)通優(yōu)選的冗余之一(例如行)來開始。在熔絲編程和激活發(fā)生以布線繞過故障存儲(chǔ)子塊之后，其他冗余(例如列)可以繼續(xù)。這種實(shí)施方案可以提供更好的修復(fù)覆蓋。
自測(cè)試及自修復(fù)的PAR體系結(jié)構(gòu)的示范操作在示范實(shí)施方案中，PAR體系結(jié)構(gòu)如圖2中所示工作，以實(shí)現(xiàn)NVM例如但不局限于閃速EEPROM的自測(cè)試及自修復(fù)。
在步驟150中，存儲(chǔ)器陣列分成多個(gè)塊。在步驟152中，每個(gè)塊進(jìn)一步分成多個(gè)存儲(chǔ)子塊，并在示范實(shí)施方案中包括一個(gè)冗余子塊(步驟153)?？蛇x地，冗余子塊可以與塊分開，但在操作上與塊相關(guān)。在其他實(shí)施方案中，可以提供多于一個(gè)冗余子塊。在代表性實(shí)施方案中，存儲(chǔ)子塊的容量與冗余子塊的容量相匹配。
在步驟154中，比較器包含于每個(gè)塊中，或者可選地連接到每個(gè)塊。在步驟156中，故障鎖存電路包含于每個(gè)塊中，或者可選地連接到每個(gè)塊。在步驟158中，熔絲包含于每個(gè)塊中，或者可選地連接到一個(gè)或多個(gè)塊。
在步驟160中，存儲(chǔ)器陣列被測(cè)試，以識(shí)別不同子塊中的一個(gè)或多個(gè)故障。一般地，該測(cè)試步驟可以包括關(guān)于存儲(chǔ)位的期望數(shù)據(jù)與實(shí)際出現(xiàn)的測(cè)量或讀出數(shù)據(jù)的比較。對(duì)于每個(gè)塊，比較器可以進(jìn)行這種比較。如果期望數(shù)據(jù)與測(cè)量或讀出數(shù)據(jù)不匹配，那么故障被識(shí)別。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，期望數(shù)據(jù)與測(cè)量或讀出數(shù)據(jù)的“匹配”可以要求某個(gè)范圍的可接受值，而未必總是要求嚴(yán)格相等。
在其中存儲(chǔ)器陣列對(duì)應(yīng)于NVM的實(shí)施方案中，測(cè)試步驟可以包括將存儲(chǔ)位初始化為特定的閾電壓隨后是讀出位以確保初始化值存在。在這種測(cè)試中，期望數(shù)據(jù)當(dāng)然指的是初始化值。在其他實(shí)施方案中，可以使用不同的寫/讀測(cè)試。在其他實(shí)施方案中，期望數(shù)據(jù)可以對(duì)應(yīng)于特定的閾電壓移位，并且比較器可以將該移位與所讀出或測(cè)量的實(shí)際移位相比較。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，如本領(lǐng)域眾所周知的，可以考慮許多不同的其他期望/讀出數(shù)據(jù)設(shè)置以識(shí)別存儲(chǔ)位是否已出故障。
在步驟162中，故障存儲(chǔ)子塊(即包含故障存儲(chǔ)位的子塊)的地址被確定。故障鎖存電路可以產(chǎn)生該地址。該地址又可以存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)模塊中，例如將在下面討論的熔絲寫控制邏輯模塊。使用所識(shí)別的故障連同相應(yīng)的地址，自修復(fù)可以開始。
在步驟164中，自修復(fù)被實(shí)施。故障存儲(chǔ)子塊用塊中的冗余子塊來替換。冗余子塊的容量與故障子塊的容量相匹配。該替換可以使用熔絲通過地址替換來執(zhí)行。特別地，故障子塊的地址可以用冗余子塊的地址來替換。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，步驟160，162及164可以在制造過程中或者在希望測(cè)試/修復(fù)裝置的存儲(chǔ)器操作的任何階段過程中執(zhí)行。
自測(cè)試及自修復(fù)的PAR體系結(jié)構(gòu)的示范實(shí)施在圖3中，顯示本發(fā)明的具體硬件實(shí)施方案，其適合于實(shí)施這里所描述的自測(cè)試及修復(fù)功能性。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，許多不同的硬件布局可以用來實(shí)施本公開內(nèi)容中所描述的功能性。因此，圖3的實(shí)施方案僅是示范的。雖然圖3說明元件之間的直接連接，應(yīng)當(dāng)明白中間元件也可以存在。還應(yīng)當(dāng)明白，一個(gè)或多個(gè)元件可以合并或另外修改而仍然獲得相同的功能性。
雖然通過觀察圖3特定元件的關(guān)系是自明的，本段用文字描述那些關(guān)系。測(cè)試寄存器200連接到狀態(tài)機(jī)215。狀態(tài)機(jī)215連接到比較器265、熔絲寫控制邏輯模塊225和讀/寫控制邏輯模塊220。比較器265連接到2至1多路復(fù)用器(MUX)245和故障鎖存電路270。熔絲寫控制邏輯模塊225連接到熔絲260和故障鎖存電路270。讀/寫控制邏輯模塊220連接到2至1 MUX 230，后者連接到熔絲邏輯塊255。熔絲邏輯塊255連接到熔絲260和2至1 MUX 245。2至1 MUX 230連接到主陣列240和冗余陣列235，后兩者連接到2至1 MUX 245。2至1 MUX245連接到比較器265。
在操作中，狀態(tài)機(jī)215接收來自測(cè)試寄存器200的輸入，在一種實(shí)施方案中測(cè)試寄存器200可以包括BISR脈沖/信號(hào)的變量，例如脈沖寬度、偏置條件、脈沖個(gè)數(shù)、閾電壓電平、可允許的閾電壓電平移位，和/或控制BISR信號(hào)的任何通用算法。這些變量可以有利地由用戶輸入，在自測(cè)試中提供很大的靈活性。特別地，變量可以調(diào)整以更有效地識(shí)別特定類型的故障。類似地，變量可以有目的地調(diào)整以充當(dāng)一種識(shí)別某些類型故障但不識(shí)別其他故障的自測(cè)試過濾器。
基于來自測(cè)試寄存器200的輸入，狀態(tài)機(jī)215確定或檢查存儲(chǔ)器的自測(cè)試的相應(yīng)期望數(shù)據(jù)。“期望”數(shù)據(jù)僅僅指的是預(yù)期從正常(與故障相反)存儲(chǔ)器中讀出或測(cè)量的數(shù)據(jù)(或數(shù)據(jù)范圍)。在一種實(shí)施方案中，來自測(cè)試寄存器200的輸入可以定義特定的期望閾電壓性質(zhì)，例如正常存儲(chǔ)器的所期望的特定閾電壓移位。在另一種實(shí)施方案中，來自自測(cè)試寄存器200的輸入可以定義不同的期望閾電壓性質(zhì)，例如特定的閾電壓幅度。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，許多性質(zhì)可以構(gòu)成期望數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。
狀態(tài)機(jī)215將期望數(shù)據(jù)傳送到比較器265，用于與實(shí)際的讀出或測(cè)量數(shù)據(jù)的最后比較。狀態(tài)機(jī)215也發(fā)送控制信號(hào)到熔絲寫控制邏輯模塊225，并且發(fā)送到讀/寫控制邏輯模塊220以調(diào)節(jié)NVM位的讀出。
讀/寫控制邏輯模塊220發(fā)送信號(hào)到指示待測(cè)試位的地址的2至1MUX 230?；趤碜宰x/寫控制邏輯模塊220的信號(hào)和來自熔絲邏輯塊255的關(guān)于熔絲260的信息，2至1 MUX 230確定主陣列240和冗余陣列235中哪些陣列位置將被寫入并將數(shù)據(jù)寫入選定的陣列位置。主陣列240和冗余陣列235中的選定位置可以用預(yù)先定義的或用戶選擇的測(cè)試圖形來填充。基于來自熔絲邏輯塊255的關(guān)于熔絲260的信息而工作的2至1 MUX 245確定主陣列240和冗余陣列235中的哪些陣列位置將被讀出并從選定位置中讀出數(shù)據(jù)。
從主陣列240和冗余陣列235中讀出的數(shù)據(jù)發(fā)送到比較器265，比較器265將該數(shù)據(jù)與從狀態(tài)機(jī)215傳送來的期望數(shù)據(jù)相比較。如果這兩組數(shù)據(jù)是相同的(或者在可接受的差異范圍內(nèi))，那么讀出和比較過程重復(fù)直到NVM的最后地址已被讀出并比較，這由狀態(tài)機(jī)215決定。
如果這兩組數(shù)據(jù)相差不可接受的程度，那么故障被識(shí)別。詳細(xì)描述差異的數(shù)據(jù)(故障數(shù)據(jù))發(fā)送到故障鎖存電路270，故障鎖存電路270確定特定子塊中哪些位出錯(cuò)。故障位的地址在故障鎖存電路270中產(chǎn)生并傳送到熔絲寫控制塊225，熔絲寫控制塊225編程所需的熔絲260以反映自修復(fù)，這由狀態(tài)機(jī)215指導(dǎo)。狀態(tài)機(jī)215確定塊中待使用的冗余子塊的位置，并確定該冗余子塊是否空閑。如果冗余子塊可用，熔絲寫控制塊225發(fā)送寫信號(hào)給熔絲260，以用冗余子塊的地址替換故障存儲(chǔ)子塊的地址，從而實(shí)現(xiàn)自修復(fù)。
換句話說，當(dāng)故障存儲(chǔ)子塊用冗余子塊替換時(shí)，熔絲260被編程以用冗余子塊的地址替換故障存儲(chǔ)子塊的地址。下一次讀出或?qū)懭牒瘮?shù)被調(diào)用時(shí)，冗余子塊的地址將被訪問，而不再訪問故障存儲(chǔ)子塊的地址，從而有效地用冗余子塊替換故障存儲(chǔ)子塊。
用于安排上述測(cè)試及修復(fù)過程的時(shí)間的所有時(shí)序可以由狀態(tài)機(jī)215通過同步和電壓轉(zhuǎn)換來內(nèi)部控制。測(cè)試時(shí)間吞吐量可以通過消除測(cè)試器/DUT和修復(fù)器/DUT的為了同步、電流測(cè)量及電壓的握手的系統(tǒng)開銷來達(dá)到最大。
本公開內(nèi)容的技術(shù)允許實(shí)時(shí)的編碼故障數(shù)據(jù)的收集而不用BIRA的幫助，因?yàn)镻AR體系結(jié)構(gòu)消除了對(duì)復(fù)雜冗余分析的需要，而仍然允許高修復(fù)覆蓋的多個(gè)故障位置的修復(fù)。此外，本公開內(nèi)容的技術(shù)可以包含于BIST中，因?yàn)椴恍枰鎯?chǔ)陣列之外的外部通信。
PAR體系結(jié)構(gòu)消除了與冗余分析相關(guān)的成本，例如與高通信帶寬要求、昂貴的外部存儲(chǔ)器測(cè)試、冗余分析程序生成以及相關(guān)工程努力相關(guān)的成本。
低成本測(cè)試系統(tǒng)可以使用這些技術(shù)來實(shí)施，并且內(nèi)置自修復(fù)方法學(xué)可以包含于DUT中。測(cè)試時(shí)間吞吐量可以通過消除測(cè)試器/DUT為了同步、電流測(cè)量及電壓的握手的系統(tǒng)開銷來達(dá)到最大。
術(shù)語“一”或“一個(gè)”指的是一個(gè)或多于一個(gè)，除非它們的上下文明確地否認(rèn)這種解釋。術(shù)語“多個(gè)”指的是兩個(gè)或多于兩個(gè)。術(shù)語“連接”指的是連接，雖然不一定是直接的，也不一定是機(jī)械的。
這里所公開的本發(fā)明的所有公開實(shí)施方案可以不在根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)下實(shí)施和使用。應(yīng)當(dāng)明白可以不背離基礎(chǔ)發(fā)明概念的本質(zhì)和/或范圍而進(jìn)行本發(fā)明特性的各種替換、修改、添加和/或重新配置?？梢哉J(rèn)為由附加權(quán)利要求及它們等價(jià)物定義的基礎(chǔ)發(fā)明概念的本質(zhì)和/范圍覆蓋所有這些替換、修改、添加和/或重新配置。
權(quán)利要求
1.一種非易失性存儲(chǔ)器，包括塊；塊中的存儲(chǔ)子塊；具有與存儲(chǔ)子塊的容量相等容量的冗余子塊；連接到塊的、被配置以通過比較期望數(shù)據(jù)與讀出數(shù)據(jù)識(shí)別特定存儲(chǔ)子塊中的故障的比較器；連接到塊的、被配置以確定該特定存儲(chǔ)子塊的地址的故障鎖存電路；以及連接到塊的、被配置以使該特定存儲(chǔ)子塊用冗余子塊替換從而修復(fù)非易失性存儲(chǔ)器的熔絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的非易失性存儲(chǔ)器，還包括連接到塊并連接到比較器的測(cè)試寄存器，測(cè)試寄存器被配置以存儲(chǔ)由用戶輸入的測(cè)試變量，測(cè)試變量用作期望數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的非易失性存儲(chǔ)器，測(cè)試寄存器被配置以存儲(chǔ)用戶輸入的偏置條件、測(cè)試脈沖寬度、測(cè)試脈沖個(gè)數(shù)、初始閾電壓電平或可允許的閾電壓電平移位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的非易失性存儲(chǔ)器，該非易失性存儲(chǔ)器包括閃速EEPROM。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的非易失性存儲(chǔ)器，還包括操作上與非易失性存儲(chǔ)器相關(guān)的處理器。
6.一種非易失性存儲(chǔ)器，包括用于從存儲(chǔ)子塊中讀出數(shù)據(jù)的裝置；用于將該數(shù)據(jù)與期望數(shù)據(jù)相比較的裝置；用于當(dāng)該數(shù)據(jù)與期望數(shù)據(jù)不匹配時(shí)識(shí)別故障存儲(chǔ)子塊的裝置；以及用于用冗余子塊替換故障存儲(chǔ)子塊從而修復(fù)非易失性存儲(chǔ)器的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的非易失性存儲(chǔ)器，還包括用于使期望數(shù)據(jù)基于用戶所輸入的測(cè)試變量的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的非易失性存儲(chǔ)器，測(cè)試變量包括用戶輸入的偏置條件、測(cè)試脈沖寬度、測(cè)試脈沖個(gè)數(shù)、初始閾電壓電平，或可允許的閾電壓電平移位。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的非易失性存儲(chǔ)器，該非易失性存儲(chǔ)器包括閃速EEPROM。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的非易失性存儲(chǔ)器，還包括操作上與非易失性存儲(chǔ)器相關(guān)的處理器。
11.一種非易失性存儲(chǔ)器的自測(cè)試及修復(fù)方法，包括使用比較器將期望的閾電壓性質(zhì)與讀出的閾電壓性質(zhì)相比較以識(shí)別特定存儲(chǔ)子塊中的故障；使用故障鎖存電路確定特定存儲(chǔ)子塊的地址；以及使用熔絲用冗余子塊替換特定存儲(chǔ)子塊從而修復(fù)非易失性存儲(chǔ)器；非易失性存儲(chǔ)陣列包括包含多個(gè)存儲(chǔ)子塊的塊；非易失性存儲(chǔ)器還包括具有與存儲(chǔ)子塊的容量相等容量的冗余子塊；以及非易失性存儲(chǔ)陣列連接到比較器、故障鎖存電路及熔絲。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，期望的閾電壓性質(zhì)基于用戶所輸入的測(cè)試變量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，測(cè)試變量包括偏置條件、測(cè)試脈沖寬度、測(cè)試脈沖個(gè)數(shù)、初始閾電壓電平，或可允許的閾電壓電平移位。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，期望的閾電壓性質(zhì)包括閾電壓的移位。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，非易失性存儲(chǔ)器包括閃速EEPROM。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，非易失性存儲(chǔ)器在操作上與處理器相關(guān)。
全文摘要
使用預(yù)分配冗余(PAR)體系結(jié)構(gòu)自修復(fù)非易失性存儲(chǔ)器的方法及裝置。在代表性實(shí)施方案中，非易失性存儲(chǔ)器包括塊、存儲(chǔ)子塊、具有與存儲(chǔ)子塊的容量相等容量的冗余子塊、連接到塊的比較器(265)、連接到塊的故障鎖存電路(270)，以及連接到塊的熔絲(260)。比較器(265)被配置以通過比較期望數(shù)據(jù)與讀出數(shù)據(jù)識(shí)別特定存儲(chǔ)子塊中的故障。故障鎖存電路(270)被配置以確定特定存儲(chǔ)子塊的地址。熔絲并配置以使特定存儲(chǔ)子塊用冗余子塊替換從而修復(fù)非易失性存儲(chǔ)器。
文檔編號(hào)H04L1/22GK1717749SQ03825688
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者內(nèi)森·I·默恩, 理查德·K·埃谷奇, 林松巍 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司