[发明专利]半导体器件及其操作方法

说明书

一种半导体器件，包括：一个或更多个内部电路；非易失性存储器电路，包括适用于储存用于非易失性存储器电路的第一数据的第一区域和适用于储存用于内部电路的第二数据的第二区域；第一寄存器，适用于暂时储存第一数据；一个或更多个第二寄存器，适用于暂时储存第二数据；以及控制电路，适用于控制非易失性存储器电路当执行启动操作时分别将第一数据和第二数据传送至第一寄存器和第二寄存器。

相关申请的交叉引用

本申请主张在2014年7月22日向韩国知识产权局申请、韩国申请号为10-2014-0092614的韩国申请的优先权，在此通过引用将其整体并入此文。

技术领域

本发明的各种实施例涉及执行启动操作的半导体器件。

背景技术

各种半导体器件(如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、应用程序处理器(AP)、和存储器件)使用熔丝以储存其操作所需的信息。信息可以包括设置信息和修复信息。编程激光熔丝通过以激光切断激光熔丝来实现。这意味着熔丝只在晶圆状态中可能被编程且在封装晶圆之后就不能被编程。可以使用e-fuse(即，电熔丝)来克服激光熔丝的限制。电熔丝使用通过改变栅极与漏极/源极之间的电阻来储存数据的晶体管。

图1是显示用作为电阻器或电容器操作的晶体管实施的电熔丝的示意图。

参考图1，电熔丝包括晶体管T，具有接收电源电压的栅极G和接收接地电压的漏极/源极D/S。

当对栅极G施加正常电源电压(其对晶体管T是可承受的)时，电熔丝操作如同电容器C。因此，在栅极G与漏极/源极D/S之间没有电流流过。然而，当对栅极G施加高电源电压(其对晶体管T是不可承受的)时，晶体管T的栅极氧化物就被毁坏。因此，栅极G和漏极/源极D/S可能短路，使得电熔丝操作如同电阻器R。在此情况中，电流流过栅极G与漏极/源极D/S之间。

电熔丝的数据通过电熔丝的栅极G与漏极/源极D/S之间的电阻来确认。为了确认电熔丝的数据，使用两个方法。第一，电熔丝的数据可以列通过增大晶体管T的尺寸来直接被确认而无须执列额外感测操作。第二，电熔丝的数据可以通过使用放大器来感测流过晶体管T的电流来确认。然而，这两个方法对电路面积都有限制，因为晶体管T被设计成尺寸很大或需要对每个电熔丝提供额外放大器。

美国专利第7,269,047号已公开一种用于通过将电熔丝形成为阵列来减少电熔丝所占的电路面积的方法。

图2图示以电熔丝实施的传统单元阵列200的示意图。

参考图2，单元阵列200包括排列成N行和M列的存储器单元201至216。存储器单元201至216分别包括存储元件M1至M16和开关元件S1至S16。例如，存储器单元201包括存储元件M1和开关元件S1。存储元件M1至M16是具有电阻器或电容器的特性的电熔丝，这取决于熔丝是否熔断。亦即，电熔丝M1至M16可以被视为电阻式存储元件以根据电阻量来储存数据。开关元件S1至S16在行线WLR1至WLRN的控制下分别将存储元件M1至M16电性耦接至列线BL1至BLM。

以下，假设第二行且第M列被选中，亦即存储器单元208是选中存储器单元。将描述在编程和读取操作期间施加至选中存储器单元208和未选中存储器单元201至207和209至216的电压。

编程操作