[发明专利]可编程存储器修复方案

说明书

背景技术

本发明涉及半导体器件，具体地，涉及测试和修复半导体存储器器件。

半导体器件包括一个或多个集成电路(IC)器件，每个IC器件包括实现在单个半导体衬底中的多个微型电路，通常称为“芯片”。IC器件通常在投入使用前需要进行测试，以确保其正确操作。可以使用实现在IC器件自身中的内置自测试(BIST)电路以受限方式来测试IC器件。传统上，对IC器件更为全面的测试系用复杂的外部测试设备完成，其允许输入各种测试模式、代码和数据以及对IC器件的电路进行压力测试。

IC器件的常见示例是实现在单个芯片上的存储器器件。存储器器件包括多个数据存储元件，每个配置用于存储二进制信息。存储器器件的示例包括随机存取存储器(RAM)器件，诸如不同的DRAM和SRAM器件、只读存储器(ROM)以及诸如FLASH存储器等其他非易失性存储器。在一些存储器器件中，数据存储元件是单独可寻址的。例如，它们可以被布置成行和列的阵列，并且存储的信息可以基于阵列中特定元件的行和列地址而在该元件中被访问。

通常，存储器器件包括旨在常规操作期间使用的主数据存储元件，以及用于替代故障主数据存储元件的冗余数据存储元件。当存储器测试发现出错的主数据存储元件，则在存储器器件中配置修复电路以避开有故障的存储元件，并代之以使用冗余数据存储元件。例如，如果在主存储元件阵列中的一个或多个数据存储元件没有正确操作，则每当故障行被寻址时，修复电路就切换到存储元件的冗余行。

在传统的存储器器件中，修复电路包括“熔丝匹配”块，故障主存储元件的地址永久被“烧”入熔丝匹配块。例如，熔丝匹配块可以包括可由激光永久“熔断的”熔丝。或者熔丝匹配块可包括“反熔丝”，其中选定的电容器可被高电压电脉冲永久短路以匹配出错的地址。

在芯片制造过程中，制造工艺的变化可能引起器件参数(如阈值电压变化和次阈值渗漏)的变化，从而导致容易受到应力或其他外部冲击影响的“弱”数据存储元件。封装芯片可能加剧这些变化，并引起弱存储元件发生故障。存储器器件被封装后，通过在其修复电路中使用激光熔断熔丝来匹配新故障地址可能是困难的，甚至是不可能的。虽然反熔丝的使用允许在封装器件中的透明修复过程，但这涉及反熔丝技术的昂贵开发。由于昂贵的反熔丝技术，或者由于为了简单的存储器失效而丢弃整个封装器件，这些困难可导致生产成本增加，这可能严重影响整个制造过程的收益率。

例如，系统级封装(SiP)器件在单个封装中包括存储器IC器件和专用IC(ASIC)器件。在组装SiP器件之前，存储器芯片和ASIC被单独测试。在这个阶段，可以通过利用激光在修复电路中永久地熔断一个或多个熔丝来修复存储器芯片中的错误。但是，当存储器芯片与ASIC封装在一起时，即使存储器芯片发生单个位错误，该错误也无法通过使用激光熔断熔丝而被修复。因此，可能需要丢弃整个SiP器件，即使ASIC操作良好。

发明内容

一种存储器器件，可被编程用于在加电时或响应于检测到主数据存储元件失效，对主数据存储元件进行修复。在这种可编程存储器修复方案的一种实现中，存储器器件包括具有地址匹配寄存器的修复电路，其中每个寄存器可以被编程用于确定故障存储元件。例如，可以通过使用附加的程序信号连同还用于修复电路的地址匹配功能的现有地址线，对每个地址匹配寄存器进行编程。

总体上，在一个方面，本发明提供一种半导体存储器器件，包括多个数据存储元件和修复电路。数据存储元件包括主数据存储元件以及一个或多个冗余数据存储元件，所述主数据存储元件具有相应的地址以用于存储器访问操作。修复电路是与该存储器器件分离的另一半导体器件可编程的，用以识别主数据存储元件的故障地址，其中修复电路配置用于将存储器访问从具有已识别故障地址的主数据存储元件重新路由到相应的冗余数据存储元件。