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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine Halbleiterspeichervorrichtung und insbesondere
eine Halbleiterspeichervorrichtung mit einer Shiftredundanzfunktion.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Wenn
eine defekte Leitung in einer hergestellten Halbleiterspeichervorrichtung
vorhanden ist, kann sie auf normal zurückgesetzt werden, indem andere
Leitungen einschließlich
eine redundanten Leitung für
die defekte Leitung durch die Verwendung einer Technik substituiert
werden, die Shiftredundanz genannt wird.
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9 ist
eine Ansicht, um einen Überblick über Shiftredundanz
zu geben. In 9 umfasst ein Speicherarray 2 eine
normale Leitung 2a und eine redundante Leitung 2b.
Wie diese zu verbinden sind, wird durch einen Decodierer 1 geregelt.
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Wie
in 10 gezeigt wird angenommen, dass eine defekte
Leitung im Mittelbereich dieser Halbleiterspeichervorrichtung erkannt
wird. Dann kann der Decodierer 1 andere Leitungen einschließlich der
redundanten Leitung für
die defekte Leitung substituieren, indem alle Leitungen nach rechts
geschiftet werden, die auf der rechten Seite der defekten Leitung
sind.
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11 ist
ein Schaltungsdiagramm zum Realisieren dieser Shiftredundanz. In 11 hält eine
Adresshalteschaltung 20 eine Adresssignaleingabe von außen und
stellt sie einer Decodierschaltung 21 zur Verfügung.
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Die
Decodierschaltung 21 decodiert ein Adresssignal, das durch
die Adresshalteschaltung 20 gehalten wird, erzeugt ein
Auswahlsignal zum Auswählen
einer vorbestimmten Leitung in einem Speicherarray und stellt es
einer Worttreiberschaltung 22 zur Verfügung.
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Die
Worttreiberschaltung 22 steuert das Speicherarray gemäß einem
Auswahlsignal, das von der Decodierschaltung 21 zugeführt wird.
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Eine
Sicherungsschaltung 23 umfasst Sicherungen, deren Anzahl
der der Wortleitungen (engl. word line) im Speicherarray entspricht.
Wenn Tests, die nach der Herstellung laufen, zeigen, dass eine vorbestimmte
Wortleitung im Speicherarray defekt ist, wird Information, welche
die defekte Leitung zeigt, gespeichert werden, indem Sicherungen
durchgebrannt werden, welche der Position (Adresse) der defekten
Leitung entsprechen, durch die Verwendung einer externen Einheit.
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Eine
Decodierschaltung 24 decodiert in der Sicherungsschaltung 23 gehaltene
Information, die eine defekte Leitung zeigt, erzeugt ein Anzeigesignal,
das die defekte Leitung zwischen den Wortleitungen anzeigt, und
stellt es einer Redundanzschaltung 25 zur Verfügung.
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Die
Redundanzschaltung 25 steuert die Worttreiberschaltung 22 gemäß einem
Anzeigesignal und substituiert andere Leitungen einschließlich einer
redundanten Leitung für
eine defekte Leitung.
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Nun
wird eine Operation in der obigen bekannten Halbleiterspeichervorrichtung
beschrieben werden.
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Wenn
Tests, die nach der Herstellung laufen, zeigen, dass eine vorbestimmte
Wortleitung im Speicherarray defekt ist, wird eine Sicherung in
der Sicherungsschaltung 23, die dieser defekten Leitung
entspricht, durchgebrannt werden.
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Es
wird angenommen, dass eine Halbleiterspeichervorrichtung, in der
Sicherungen, die einer defekten Leitung entsprechen, auf diese Art
und Weise durchgebrannt wurden, in einer vorbestimmten Schaltung
montiert ist und dass Spannung daran angelegt wird. Zuerst erzeugt
die Sicherungsschaltung 23 ein entsprechendes Signal, wie
Sicherungen durchgebrannt werden (Adresssignal, welches die defekte Leitung
zeigt), und stellt es der Decodierschaltung 24 zur Verfügung.
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Die
Decodierschaltung 24 decodiert das Signal, das von der
Sicherungsschaltung 23 zugeführt wird, erzeugt ein Anzeigesignal
und stellt es der Redundanzschaltung 25 zur Verfügung.
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Die
Redundanzschaltung 25 bezieht sich auf das Anzeigesignal,
das von der Decodierschaltung 24 zugeführt wird, shiftet Wortleitungen,
indem die Worttreiberschaltung 22 gesteuert wird, und substituiert
andere Leitungen einschließlich
einer redundanten Leitung für
die defekte Leitung (siehe 10).
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Wenn
die Shiftredundanz abgeschlossen ist, beginnt die Halbleiterspeichervorrichtung,
ein Adresssignal entgegenzunehmen, und die Adresshalteschaltung 20 hält eine
Adresssignaleingabe.
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Die
Decodierschaltung 21 decodiert das Adresssignal, das durch
die Adresshalteschaltung 20 gehalten wird, erzeugt ein
Auswahlsignal und stellt es der Worttreiberschaltung 22 zur
Verfügung.
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Die
Worttreiberschaltung 22 führt eine Shiftredundanz basierend
auf Anweisungen von der Redundanzschaltung 25 durch, so
dass die Worttreiberschaltung 22 das Auswahlsignal, das
von der Decodierschaltung 21 zugeführt wird, richtig shiftet,
und stellt es dem Speicherarray zur Verfügung. Dieses kann die defekte
Leitung von Leitungen ausschließen,
auf die zugegriffen wird, und die redundante Leitung für die defekte
Leitung substituieren.
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12 ist
eine Ansicht, um einen Überblick eines
Schaltungsmusters zu geben, das im Falle der in 11 gezeigten
Schaltung geformt wird, die auf ein Halbleitersubstrat montiert
wird. In diesem Beispiel sind die Decodierschaltung und die Sicherungsschaltung
entlang einer Seite des Speicherarrays angeordnet. Schraffierte
Bereiche in der Decodierschaltung sind die Redundanzschaltungen.
Jede der rechten und linken Hälften
des Speicherarrays ist eine Redundanzeinheit. Wenn eine defekte
Leitung in jeder Einheit vorhanden ist, wird die Operation zum Substituieren
einer redundanten Leitung für
eine defekte Leitung in jeder Einheit unabhängig durchgeführt werden.
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Wie
oben erwähnt,
wenn es eine eins-zu-eins Beziehung zwischen einem Speicherarray,
in welchem Shiftredundanz durchgeführt wird, und einer Sicherungsschaltung
gibt, ist die einzige Sache, die getan werden muss, das erneute
Hinzufügen
eines Blocks, welcher der redundanten Leitung entspricht. Daher
kann eine Shiftredundanz leicht realisiert werden.
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Wie
in 11 gezeigt, um Shiftredundanz zu realisieren,
müssen
Auswahlverdrahtungen für
Shiftredundanz separat von normalen Auswahlverdrahtungen ausgebildet
werden. Es sind viele Verdrahtungen vorhanden, insbesondere nach
der Decodierschaltung 21 und der Redundanzschaltung 25,
so dass Verdrahtungsnachteile und Probleme beim Anordnen der Drähte abhängig von
einem Schaltungslayout auftreten können.
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Des
Weiteren, wie in 13 gezeigt, mit einer Halbleiterspeichervorrichtung,
wie z.B. einem Fast-Cycle Random Access Memory (FCRAM), der aus
einer Mehrzahl von Teilblöcken
besteht, gibt es eine Technik, bei welcher die Mehrzahl von Teilblöcken eine
Sicherung teilen. In diesem Fall ist ein „Teilblock" eine Speicherarrayeinheit, welche eine
redundante Leitung umfasst. In diesem Beispiel sind schraffierte
Bereiche Redundanzschaltungen, so dass jeweils zwei Teilblöcke in horizontaler
und vertikaler Richtung vorgesehen sind. Das heißt, diese Halbleiterspeichervorrichtung
besteht aus insgesamt 4 (= 2 × 2)
Teilblöcken.
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In
diesem Beispiel teilen sich zwei Teilblöcke, die in vertikaler Richtung
angeordnet sind, eine Sicherungsschal tung. Daher, wie in 14 gezeigt, wenn
eine defekte Leitung in einem der zwei Teilblöcke vorhanden ist, die in vertikaler
Richtung angeordnet sind, wird Shiftredundanz an beiden durchgeführt. In
diesem Beispiel sind die vierte Leitung von links und die Leitung
ganz rechts defekte Leitungen. Die redundanten Leitungen ganz links
im linken und im rechten Teilblock werden für diese defekten Leitungen
substituiert.
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Wenn
sich eine Mehrzahl von Teilblöcken, die
in vertikaler Richtung angeordnet sind, auf diese Art und Weise
die gleiche Sicherungsschaltung teilen, müssen eine Decodierschaltung
in jedem Teilblock und die Sicherungsschaltung mit einer Verdrahtung
verbunden werden. Daher, wie in den 13 und 14 gezeigt,
müssen
einige dieser Verdrahtungen über
einen Teilblock verlaufen, was zu einer höheren Wahrscheinlichkeit der
Nachteile von Verdrahtungen führt,
welche auftreten, und zu einer Schwierigkeit bei einem Decodiererlayout
führt.
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Mit
einem Speicherlayout vom Ausbreitungstyp können sich Speicherarrays, die
in vertikaler Richtung angeordnet sind, eine Sicherungsschaltung
teilen. In diesem Fall gibt es keinen Bedarf, Leitungen über einem
Speicherarray anzuordnen. Jedoch ist diese Technik nicht auf Fälle anwendbar,
in denen mehr als zwei Speicherarrays existieren.
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Die
Zusammenfassung des japanischen Patents Vol. 2000 Nr. 19 (2001-06-05)
und
JP 2001 052 496
A offenbart einen Halbleiterspeicher. Diese Vorrichtung
ist mit einem Speicherzellenarray versehen, das mit Wortleitungen
mit n+1 (n: positive Ganzzahl) Leitungen, einem Registerabschnitt,
der eine codierte defekte Adresse hält, die eine defekte Wortleitung spezifiziert,
einem Decodierer für
eine defekte Adresse, der die defekte Adresse aus dem Registerabschnitt
decodiert und die defekte Wortleitung spezifiziert, Auswahlmitteln
S1–Sn,
die entweder die (i)-te Wortleitung oder die (i+1)-te Wortleitung
für eine
(i)-te (1 ≤ i ≤ n) Ausgabesignalleitung
eines Zeilendecodierers auswählen
und sie verbinden, und Steuermitteln C1–Cn, welche jedes Auswahlmittel
S1–Sn
steuern, so dass die Wortleitungen außer den defekten Wortleitungen
ausgewählt
werden, in Übereinstimmung mit
der Anordnungsreihenfolge für
eine Ausgabe des Zeilendecodierers basierend auf der Ausgabe des Decodierers
für eine
defekte Adresse, versehen ist.
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Die
Zusammenfassung des japanischen Patents Vol. 2000, Nr. 10, 17 (2000-11-17)
und
JP 2000 187 620
A beschreibt eine Halbleiterspeichervorrichtung. Die defekte
Adresse (die Adresse der defekten Speicherzelle) eines Hauptspeichers
wird in ein Register abgerufen, und eine Adresse, die in einem Adressbus
erscheint, wird durch einen Vergleicher mit einer Adresse verglichen,
die im Register gespeichert ist, und wenn sie übereinstimmen, werden Schaltbauteile
gemäß der Ausgabe
des Vergleichers geschaltet, und die Adresse eines vorausgehenden Speicheradressenausgabebauteils
wird dem Treiber des Hauptspeichers und dem Treiber eines vorausgehenden
Speichers zugeführt.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Treiber des Hauptspeichers in einen
Operationsunterdrückungszustand
umgewandelt, und der Treiber des vorausgehenden Speichers wird in
einen Operationsfreigabezustand (freigeben) umgewandelt durch eine
gemeinsame Steuerleitung. Demnach wird das Ziel des Zugriffs vom
Hauptspeicher auf den vorausgehenden Speicher geschaltet gemäß der Ausgabe
der defekten Adresse.
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Die
US-A-5446692, auf welcher der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert,
beschreibt einen SRAM, umfassend eine Mehrzahl von Speicherblöcken, wobei
jeder eine zu teilende Redundanzspeicherzelle besitzt. In Redundanzzeilendecodierern, die
in jedem Speicherblock vorgesehen sind, ist ein Speicherblock, der
beseitigt werden soll, programmiert. Dementsprechend kann eine Redundanzspeicherzellenzeile,
die jedem Redundanzzeilendecodierer entspricht, verwendet werden,
um eine defekte Speicherzelle in einem anderen Speicherblock zu
beseitigen.
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Die
vorliegende Erfindung ist im beigefügten unabhängigen Anspruch definiert,
auf welchen nun Bezug genommen werden soll. Weitere bevorzugte Merkmale
können
den Unteransprüchen
entnommen werden, die davon abhängig
sind.
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Um
solche Probleme anzugehen, wurde die vorliegende Erfindung gemacht.
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung zielen darauf ab, die Wahrscheinlichkeit
der Nachteile von Verdrahtungen die entstehen zu reduzieren und
die Anordnungen von Decodierern einfach zu machen, insbesondere
in einer Halbleiterspeichervorrichtung, die eine Mehrzahl von Teilblöcken besitzt.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft mit
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
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1 eine
Ansicht zum Beschreiben der Operationsprinzipien der vorliegenden
Erfindung ist.
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2 ist
eine Ansicht, welche die Struktur eines ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
eine Ansicht zum Beschreiben einer Operation im ersten Ausführungsbeispiel,
das in 2 gezeigt ist.
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4 ist
eine Ansicht zum Beschreiben einer Operation im ersten Ausführungsbeispiel,
das in 2 gezeigt ist.
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5 ist
eine Ansicht, welche die Struktur eines zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
eine Ansicht zum Beschreiben einer Operation im zweiten Ausführungsbeispiel,
das in 5 gezeigt ist.
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7 ist
eine Ansicht, welche die Struktur eines dritten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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8 ist
eine Ansicht, welche die detaillierte Struktur eines Bereichs zeigt,
der in 7 mit einer gestrichelten Linie umgeben ist.
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9 ist
eine Ansicht, um einen Überblick
einer bekannten Shiftredundanz zu geben.
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10 ist
eine Ansicht, um einen Überblick einer
bekannten Shiftredundanz zu geben.
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11 ist
eine Ansicht, welche die Struktur einer bekannten Halbleiterspeichervorrichtung
zeigt.
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12 ist
eine Ansicht, um einen Überblick eines
Schaltungsmusters zu geben, das in dem Fall der Schaltung geformt
wird, die in 11 gezeigt ist und die auf ein
Halbleitersubstrat montiert wird.
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13 ist
eine Ansicht zum Beschreiben eines Beispiels von Shiftredundanz
in einer Halbleiterspeichervorrichtung, die aus einer Mehrzahl von
Teilblöcken
besteht.
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14 ist
eine Ansicht zum Beschreiben eines Beispiels von Shiftredundanz
in einer Halbleiterspeichervorrichtung, die aus einer Mehrzahl von
Teilblöcken
besteht.
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1 ist
eine Ansicht zum Beschreiben der Operationsprinzipien der vorliegenden
Erfindung. Wie in 1 gezeigt umfasst eine Halbleiterspeichervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Adresseingabeschaltung 30, eine Treiberschaltung 31,
eine Signalleitung 32, eine Redundanzschaltung 33,
eine Speicherschaltung 34 für Information über defekte
Leitungen, eine Zuführschaltung 35 und
ein Speicherarray 36.
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Die
Adresseingabeschaltung 30 empfängt eine Adresssignaleingabe
von außen
und stellt sie der Treiberschaltung 31 über die Signalleitung 32 zur Verfügung.
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Die
Treiberschaltung 31 steuert das Speicherarray 36 gemäß einem
Adresssignal, das über die
Signalleitung 32 zugeführt
wird.
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Die
Signalleitung 32 verbindet die Adresseingabeschaltung 30 und
die Treiberschaltung 31 elektrisch, um ein Adresssignal
zu übertragen.
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Die
Redundanzschaltung 33 ist nahe der Treiberschaltung 31 angeordnet
und führt
den Prozess des Substituierens anderer Leitungen einschließlich einer
redundanten Leitung für
eine defekte Leitung im Speicherarray 36 durch.
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Die
Speicherschaltung 34 für
Information über
defekte Leitungen speichert Information, die eine defekte Leitung
im Speicherarray 36 zeigt.
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Die
Zuführschaltung 35 führt Information
zu, die eine defekte Leitung zeigt, welche in der Speicherschaltung 32 für Information über defekte
Leitungen gespeichert wird, an die Redundanzschaltung 33 über die
Signalleitung 32.
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Nun
wird eine Operation in 1 beschrieben werden. Wenn Tests
zeigen, das eine defekte Leitung im Speicherarray 36 vorhanden
ist, wird Information zum Spezifizieren der defekten Leitung in der
Speicherschaltung 34 für
Information über
defekte Leitungen durch eine weitere Vorrichtung gespeichert. Die
Speicherschaltung 34 für
Information über defekte
Leitungen besitzt eine Mehrzahl von Sicherungen. Information in
Bezug auf die defekte Leitung wird gespeichert, indem eine Sicherung
durchgebrannt wird, die der Position der defekten Leitung entspricht.
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Es
wird angenommen, dass Information, die eine defekte Leitung zeigt,
in der Speicherschaltung 34 für Information über defekte
Leitungen auf diese Weise gespeichert ist und dass die Halbleiterspeichervorrichtung
in einer vorbestimmten Schaltung montiert ist.
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Bei
diesem Zustand der Dinge wird angenommen, dass Spannung an diese
Schaltung angelegt wird. Dann liest die Zuführschaltung 35 in
der Halbleiterspeichervorrichtung Information in Bezug auf die defekte
Leitung aus der Speicherschaltung 34 für Information über defekte
Leitungen und stellt sie der Redundanzschaltung 33 über die
Signalleitung 32 zur Verfügung. Zu diesem Zeitpunkt wird
die Operation der Adresseingabeschaltung 30 gestoppt werden
und das Eingeben eines Adresssignals wird gestoppt werden.
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Die
Redundanzschaltung 33 führt
den Prozess des Substituierens anderer Leitungen einschließlich einer
redundanten Leitung für
die defekte Leitung im Speicherarray 36 basierend auf der
Information durch, welche über
die Signalleitung 32 zugeführt wird.
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Außerdem besitzt
die Redundanzschaltung 33 eine Speicherschaltung darin
und kann Information in Bezug auf eine defekte Leitung speichern.
Daher, nachdem die Information von der Zuführschaltung 35 zugeführt wird,
kann die Redundanzschaltung 33 den Redundanzprozess fortlaufend
basierend auf der Information durchführen, welche sie gespeichert
hatte.
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Wenn
der Redundanzprozess abgeschlossen ist, wird die Adresseingabeschaltung 30 damit beginnen,
eine Adresssignaleingabe von außen
zu empfangen. Eine Adresssignaleingabe von der Adressseingabeschaltung 30 wird
der Treiberschaltung 31 über die Signalleitung 32 zur
Verfügung
gestellt.
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Die
Treiberschaltung 31 steuert das Speicherarray 36 basierend
auf dem Adresssignal, das über
die Signalleitung 32 zugeführt wird. Shiftredundanz wurde
dann durch die Redundanzschaltung 33 abgeschlossen, so
dass die defekte Lei tung von Leitungen ausgeschlossen werden wird,
auf die zugegriffen werden soll.
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Wie
oben beschrieben wird, wird in der vorliegenden Erfindung Information
in Bezug auf eine defekte Leitung von der Speicherschaltung 34 für Information über defekte
Leitungen an die Redundanzschaltung 33 zu dem Zeitpunkt
zugeführt,
zu dem eine Halbleiterspeichervorrichtung durch die Verwendung der
Signalleitung 32 zum Zuführen eines Adresssignals an
die Treiberschaltung 31 gestartet wird. Dies ermöglicht eine
Reduzierung der Anzahl von Verdrahtungen und der Wahrscheinlichkeit,
dass die Nachteile von Verdrahtungen auftreten, im Vergleich zu
bekannten Halbleiterspeichervorrichtungen.
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Des
Weiteren wird zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Halbleiterspeichervorrichtung
gestartet wird, Information von der Speicherschaltung 34 für Information über defekte
Leitungen an die Redundanzschaltung 33 zugeführt und
wird dort gespeichert. Daher ist es ausreichend, der Redundanzschaltung 33 nur einmal
nachdem eine Halbleiterspeichervorrichtung gestartet wurde Information
zur Verfügung
zu stellen. Dies wird zu einer einfachen Operation einer Halbleiterspeichervorrichtung
führen.
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2 ist
eine Ansicht, welche die Struktur eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung zeigt. Wie in 2 gezeigt umfasst eine Halbleiterspeichervorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung
eine Adresshalteschaltung 50, eine Sicherungsschaltung 51,
eine Umschaltschaltung 52, eine Auswahlschaltung 53,
eine Decodierschaltung 54, eine Umschaltschaltung 55,
eine Redundanzschaltung 56, eine Worttreiberschaltung 57 und
ein Speicherarray (nicht gezeigt).
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Die
Adresshalteschaltung 50 hält ein Adresssignal, das von
außen
zugeführt
wird und stellt es der Umschaltschaltung 52 zur Verfügung.
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Die
Sicherungsschaltung 51 besteht aus einer Mehrzahl von Sicherungen.
Information, welche zeigt ob eine defekte Leitung existiert und
Information zum Spezifizieren einer defekten Leitung wird durch diese
Sicherungen gehalten.
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Die
Umschaltschaltung 52 wählt
eine Ausgabe von der Adresshalteschaltung 50 oder eine
Ausgabe von der Sicherungsschaltung 51 unter der Kontrolle
der Auswahlschaltung 53 aus und stellt sie der Decodierschaltung 54 zur
Verfügung.
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Zu
dem Zeitpunkt, zu dem die Halbleiterspeichervorrichtung gestartet
wird, stellt die Auswahlschaltung 53 ein Signal zur Verfügung, das
anweist, eine Ausgabe von der Sicherungsschaltung 51 an
die Umschaltschaltung 52 und die Umschaltschaltung 55 auszuwählen. Nachdem
ein Redundanzprozess abgeschlossen ist, stellt die Auswahlschaltung 53 ein Signal
zur Verfügung,
das anweist, eine Ausgabe von der Adresshalteschaltung 50 an
die Umschaltschaltung 52 und die Umschaltschaltung 55 auszuwählen.
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Die
Decodierschaltung 54 decodiert ein Adresssignal, das von
der Adresshalteschaltung 50 oder Sicherungsschaltung 51 zugeführt wird,
erzeugt ein Auswahlsignal zum Auswählen einer Wortleitung und
gibt es aus.
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Die
Umschaltschaltung 55 stellt eine Ausgabe von der Decodierschaltung 54 an
die Worttreiberschaltung 57 oder die Redundanzschaltung 56 zur Verfügung gemäß Anweisungen,
welche durch die Auswahlschaltung 53 gegeben werden.
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Die
Redundanzschaltung 56 besitzt eine Halteschaltung darin
und speichert Information, welche durch die Decodierschaltung 54 erhalten
wird, die eine Signalausgabe von der Sicherungsschaltung 51 decodiert.
Außerdem
steuert die Redundanzschaltung 56 die Worttreiberschaltung 57 basierend auf
dieser Information und führt
den Redundanzprozess des Substituierens anderer Leitungen einschließlich einer
redundanten Leitung für
eine defekte Leitung durch.
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Die
Worttreiberschaltung 57 führt eine Redundanzprozess unter
der Kontrolle der Redundanzschaltung 56 durch und steuert
das Speicherarray gemäß einem
Auswahlsignal, das durch die Decodierschaltung 54 erhalten
wird, die eine Signalausgabe von der Adresshalteschaltung 50 decodiert.
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Nun
wird eine Operation in dem obigen Ausführungsbeispiel beschrieben
werden.
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Wenn
Tests etc. vor dem Versand zeigen, dass eine defekte Leitung in
einem Speicherarray vorhanden ist, wird eine vorbestimmte Sicherung
in der Sicherungsschaltung 51, die der Position der defekten
Leitung entspricht, durchgebrannt werden. Die Sicherungsschaltung 51 umfasst
eine Sicherung, die zeigt, ob eine defekte Leitung vorhanden ist,
und eine Gruppe von Sicherungen zum Spezifizieren der Adresse einer
defekten Leitung. Wenn eine defekte Leitung erkannt wird, dann wird
die obige Wortleitung, die zeigt, ob eine defekte Leitung vorhanden
ist, durchgebrannt, und die obige Gruppe von Sicherungen wird gemäß einem
vorbestimmten Muster durchgebrannt, das der Position der defekten
Leitung entspricht (ein Muster, das einer binären Zahl entspricht, die beispielsweise
einen Adresswert repräsentiert).
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In
diesem Zustand der Dinge wird angenommen, dass die Halbleiterspeichervorrichtung
in einer vorbestimmten Schaltung montiert ist und dass Spannung
an diese Schaltung angelegt wird. Dann weist die Auswahlschaltung 53 die
Umschaltschaltung 52 und die Umschaltschaltung 55 an,
eine Ausgabe von der Sicherungsschaltung 51 auszuwählen.
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Demzufolge
wird eine Ausgabe von der Sicherungsschaltung 51 durch
die Umschaltschaltung 52 ausgewählt, wird der Decodierschaltung 54 zur Verfügung gestellt,
wird dort decodiert, um sie in ein Auswahlsignal umzuwandeln, und
wird der Redundanzschaltung 56 durch die Umschaltschaltung 55 zur
Verfügung
gestellt. Dies ist in 3 durch dicke Linien gezeigt.
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Die
Redundanzschaltung 56 hält
das Auswahlsignal für
Redundanz, das von der Umschaltschaltung 55 in der internen
Halteschaltung zugeführt
wird. Das Auswahlsignal, das auf diese Weise in der Halteschaltung
gehalten wird, wird solange gehalten werden, bis die Spannung abgeschaltet
wird.
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Nachdem
das Auswahlsignal der Redundanzschaltung 56 zur Verfügung gestellt
wird, weist die Auswahlschaltung 53 die Umschaltschaltung 52 und
die Umschaltschaltung 55 an, eine Ausgabe von der Adresshalteschaltung 50 auszuwählen. Demzufolge
hält die
Adresshalteschaltung 50 ein Adresssignal, das von außen zugeführt wird,
und stellt es der Decodierschaltung 54 über die Umschaltschaltung 52 zur
Verfügung.
Dies ist in 4 durch die dicken Linien gezeigt.
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Die
Decodierschaltung 54 decodiert das Adresssignal, um ein
Auswahlsignal zu erzeugen und gibt es an die Umschaltschaltung 55 aus.
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Die
Umschaltschaltung 55 stellt die Ausgabe von der Decodierschaltung 54 an
die Worttreiberschaltung 57 zur Verfügung gemäß Anweisungen von der Auswahlschaltung 53.
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Nebenbei
hat die Worttreiberschaltung 57 einen Redundanzprozess
unter der Kontrolle der Redundanzschaltung 56 durchgeführt, so
dass andere Leitungen einschließlich
der redundanten Leitung für die
defekte Leitung substituiert wurden. Demzufolge, wenn ein Auswahlsignal,
das die defekte Leitung auswählt,
eingegeben wird, wird auf eine Ersatzleitung anstelle auf die defekte
zugegriffen werden.
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Wie
oben beschrieben wird, wenn eine Halbleiterspeichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
gestartet wird, wird Information in Bezug auf eine defekte Leitung,
die in der Sicherungsschaltung 51 gespeichert ist, an die
Redundanzschaltung 56 zur Verfügung gestellt durch die Ver wendung
eines Wegs entlang welchem eine normale Adresse übertragen wird. Dies ermöglicht die
Anzahl von Verdrahtungen zu reduzieren, was zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit
führt,
dass Nachteile der Verdrahtungen auftreten.
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Des
Weiteren umfasst im obigen Ausführungsbeispiel
die Redundanzschaltung 56 eine Halteschaltung, und Information
in Bezug auf eine defekte Leitung wird in ihr gehalten. Daher ermöglicht das nur
einmalige Lesen von Daten von der Sicherungsschaltung 51 nachdem
die Halbleiterspeichervorrichtung gestartet wurde, einen Redundanzprozess
fortlaufend ohne ein erneutes Lesen der Daten durchzuführen.
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben werden.
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5 ist
eine Ansicht, um eine Übersicht
eines zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zu geben. Wie in 5 gezeigt
umfasst eine Halbleiterspeichervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
Speicherarrays 60a und 61a, Decodierschaltungen 60b und 61b,
Sicherungsschaltungen 60c und 61c und Verdrahtungen 60d und 61d.
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Die
erste bis einschließlich
fünfte
Spalte von links des Speicherarrays 60a, der Decodierschaltung 60b,
der Sicherungsschaltung 60c und der Verdrahtung 60d bilden
einen Teilblock, und die sechste bis einschließlich zehnte Spalte von links
davon bilden einen weiteren.
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Außerdem bilden
die erste bis einschließlich fünfte Spalte
von links des Speicherarrays 61a, der Decodierschaltung 61b,
der Sicherungsschaltung 61c und der Verdrahtung 61d einen
Teilblock, und die sechste bis einschließlich zehnte Spalte von links
davon bilden einen weiteren.
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In
diesem Beispiel sind nur vier Teilblöcke gezeigt, um die Beschreibung
zu vereinfachen, jedoch können
in der Praxis mehr als vier Teilblöcke vorhanden sein.
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Die
Speicherarrays 60a und 61a umfassen eine Mehrzahl
von Speicherzellen, die ähnlich
einer Matrix angeordnet sind.
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Die
Decodierschaltungen 60b und 61b umfassen eine
Decodierschaltung und eine Redundanzdecodierschaltung (schraffierter
Bereich). Diese Decodierschaltungen erzeugen ein Auswahlsignal durch
Eingeben und Decodieren eines Adresssignals und aktivieren eine
Wortleitung entsprechend dieses Auswahlsignals. Jede dieser Redundanzdecodierschaltungen
liest Information in Bezug auf eine defekte Leitung, die in der
Sicherungsschaltung 60c oder 61c gespeichert ist,
decodiert sie und führt
einen Shiftredundanzprozess durch.
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Die
Sicherungsschaltungen 60c und 61c umfassen beispielsweise
eine Sicherung, die zeigt, ob eine defekte Leitung vorhanden ist,
und eine Mehrzahl von Sicherungen, welche die Position einer defekten
Leitung zeigen. Die Sicherungsschaltung 60c ist sehr nahe
an einer Seite des Speicherarrays 60a parallel zu den Wortleitungen
angeordnet. Die Sicherungsschaltung 61c ist sehr nahe an
einer Seite des Speicherarrays 61a parallel zu den Wortleitungen
angeordnet.
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Die
Verdrahtung 60d verbindet die Decodierschaltung 60b mit
der Sicherungsschaltung 60c und überträgt Information zwischen ihnen.
Die Verdrahtung 61d verbindet die Decodierschaltung 61b mit der
Sicherungsschaltung 61c und überträgt Information zwischen ihnen.
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6 ist
eine Ansicht zum Beschreiben einer Operation im zweiten Ausführungsbeispiel,
das in 5 gezeigt ist.
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Wie
in 6 gezeigt umfassen in diesem Ausführungsbeispiel
Teilblöcke,
die in vertikaler Richtung angeordnet sind, verschiedene Sicherungsschaltungen,
jedoch teilen sich Teilblöcke,
die in horizontaler Richtung angeordnet sind, eine Sicherungsschaltung.
Shiftredundanz kann daher in oberen und unteren Teilblöcken unabhängig durchgeführt werden.
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In 6 indizieren
Bereiche, die mit „X" markiert sind, den
fehlerhaften Punkt. In diesem Beispiel existieren die fehlerhaften
Punkte in der vierten Spalte von links im rechten Teilblock und
der dritten Spalte von links im linken Teilblock.
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Es
wird davon ausgegangen, dass die vierte Spalte von links im linken
Teilblock im oberen Speicherarray 60a eine defekte Leitung
ist. Dann wird im linken Teilblock die ganz linke redundante Leitung
für die
defekte Leitung substituiert. Außerdem wird die ganz linke
redundante Leitung in gleicher Weise im rechten Teilblock substituiert.
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Außerdem wird
davon ausgegangen, dass die dritte Spalte von links im linken Teilblock
im Speicherarray 60b eine defekte Leitung ist. Dann wird
im linken Teilblock die ganz linke redundante Leitung für die defekte
Leitung substituiert. Außerdem
wird die ganz linke redundante Leitung in gleicher Weise im rechten
Teilblock substituiert.
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Wie
oben erwähnt
wird umfassen Teilblöcke, die
in vertikaler Richtung angeordnet sind, verschieden Sicherungsschaltungen,
so dass kein Bedarf daran besteht, Signalleitungen über Speicherzellen
anzuordnen (siehe 13). Dies ermöglicht eine
Reduzierung der Wahrscheinlichkeit, dass die Nachteil von Verdrahtungen
auftreten.
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In
diesem Beispiel teilen sich Teilblöcke, die in horizontaler Richtung
angeordnet sind, eine Sicherungsschaltung. Jedoch können sie
verschiedene Sicherungsschaltungen umfassen.
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Außerdem ist
eine Sicherungsschaltung sehr nahe an einer Seite eines Teilblocks
parallel zu den Wortleitungen angeordnet. Daher besteht beispielsweise
selbst wenn sich eine Mehrzahl von Teilblöcken eine Sicherungsschaltung teilt
kein Bedarf daran, Verdrahtungen über einem Speicherarray anzuordnen.
Dies ermöglicht
eine Reduzierung der Wahrscheinlichkeit, dass die Nachteile von
Verdrahtungen auftreten.
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Ein
drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben werden.
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7 ist
eine Ansicht, welche die Struktur eines dritten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zeigt. Das dritte Ausführungsbeispiel
ist eine Synthese des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels. In diesem
Beispiel umfasst eine Halbleiterspeichervorrichtung gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
einen Teilblock 65 und einen Teilblock 66. Wie
in 5 gezeigt können
zwei oder mehr Teilblöcke
in horizontaler Richtung existieren.
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8 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereichs, der in 7 mit einer gestrichelten Linie
umgeben ist. In diesem Beispiel umfasst der Bereich eine Adresshalteschaltung 70,
eine Sicherungsschaltung 71, eine Auswahlschaltung 72,
eine Umschaltschaltung 73, Decodierschaltungen 74a und 75a, Umschaltschaltungen 74b und 75b,
Halteschaltungen 74c und 75c, Redundanzschaltungen 74d und 75d,
Worttreiberschaltungen 74e und 75e und Speicherzellen 74f und 75f.
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Die
Adresshalteschaltung 70, die Sicherungsschaltung 71,
die Auswahlschaltung 72, die Umschaltschaltung 73 die
Decodierschaltungen 74a und 75a, die Umschaltschaltungen 74b und 75b,
die Redundanzschaltungen 74d und 75d und die Worttreiberschaltungen 74e und 75e,
und Halteschaltungen 74c und 75c entsprechen der
Adresshalteschaltung 50, der Sicherungsschaltung 51,
der Auswahlschaltung 52, der Umschaltschaltung 52,
der Decodierschaltung 54, der Umschaltschaltung 55,
der Worttreiberschaltung 57 beziehungsweise der Redundanzschaltung 56.
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Die
Adresshalteshaltung 70 ist sehr nahe an einer Seite des
Teilblocks 65 parallel zu den Wortleitungen angeordnet.
Die Adresshalteschaltung 70 hält ein Adresssignal, das von
außen
zugeführt
wird und stellt es der Umschaltschaltung 73 zur Verfügung.
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Die
Sicherungsschaltung 71 ist sehr nahe an einer Seite des
Teilblocks 65 parallel zu den Wortleitungen angeordnet.
Dies ist das gleiche bei der Adresshalteschaltung 70. Die
Sicherungsschaltung 71 umfasst eine Mehrzahl von Sicherungen.
Information, die zeigt, ob eine defekte Leitung existiert, und Information
zum Spezifizieren einer defekten Leitung (wenn sie existiert), wird
durch diese Sicherungen gehalten.
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Die
Umschaltschaltung 73 ist so angeordnet, dass Verdrahtungen
von den Decodierschaltungen 74a und 75a gerade
sein werden. Die Umschaltschaltung 73 wählt eine Ausgabe von der Adresshalteschaltung 70 oder
eine Ausgabe von der Sicherungsschaltung 71 unter der Kontrolle
der Auswahlschaltung 72 aus und stellt sie den Decodierschaltungen 74a und 75a zur
Verfügung.
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Zu
dem Zeitpunkt, zu dem die Halbleiterspeichervorrichtung gestartet
wird, stellt die Auswahlschaltung 72 ein Signal zur Verfügung, das
anweist, eine Ausgabe von der Sicherungsschaltung 71 an
die Umschaltschaltung 73 und die Umschaltschaltungen 74b und 75b auszuwählen. Nachdem
ein Redundanzprozess abgeschlossen ist, stellt die Auswahlschaltung 72 ein
Signal zur Verfügung,
das anweist, eine Ausgabe von der Adresshalteschaltung 70 an die
Umschaltschaltungen 73 und die Umschaltschaltungen 74b und 75b auszuwählen.
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Die
Decodierschaltungen 74a und 75a sind ganz oben
am Teilblock 65 angeordnet. Die Decodierschaltungen 74a und 75a decodieren
ein Adresssignal, das von der Adresshalteschaltung 70 oder
der Sicherungsschaltung 71 zugeführt wird, erzeugen ein Auswahlsignal
zum Auswählen
einer Wortleitung und geben es aus.
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Die
Umschaltschaltungen 74b und 75b sind unter den
Decodierschaltungen 74a beziehungsweise 75a angeordnet.
Die Umschaltschaltung 74b stellt eine Ausgabe von der Decodierschaltung 74 der Worttreiberschaltung 74e oder
der Halteschaltung 74c zur Verfügung gemäß Anweisungen, welche durch
die Auswahlschaltung 72 gegeben werden. Die Umschaltschaltung 75b stellt
eine Ausgabe von der Decodierschaltung 75a der Worttreiberschaltung 75e oder
der Halteschaltung 75c zur Verfügung in Übereinstimmung mit Anweisungen,
die von der Auswahlschaltung 72 gegeben werden.
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Die
Halteschaltungen 74c und 75c sind unter den Umschaltschaltungen 74b beziehungsweise 75b angeordnet.
Die Halteschaltungen 74c und 75c halten und speichern
Information, die von der Sicherungsschaltung 71 zugeführt wird,
und stellen sie den Redundanzschaltungen 74d beziehungsweise 75d zur
Verfügung.
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Die
Worttreiberschaltungen 74e und 75 sind unter den
Redundanzschaltungen 74d beziehungsweise 75d angeordnet.
Die Worttreiberschaltungen 74e und 75e führen einen
Redundanzprozess basierend auf Information durch, die durch die
Halteschaltungen 74c beziehungsweise 75c gehalten
wird.
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Die
Speicherzellen 74f und 75f sind ausgebildet, indem
eine Mehrzahl von Speicherelementen in vertikaler Richtung angeordnet
wird.
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Nun
wird eine Operation im obigen Ausführungsbeispiel beschrieben
werden.
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Wenn
Tests etc. vor dem Versand zeigen, dass eine defekte Leitung in
einer der Speicherzellen 74f, 75f und so weiter
vorhanden ist, wird eine vorbestimmte Sicherung in der Sicherungsschaltung 71, die
der Position der defekten Leitung entspricht, durchgebrannt werden.
Die Arbeit des Durchbrennens einer Sicherung wird in Übereinstimmung
mit den Teilblöcken
durchgeführt
werden.
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Die
Sicherungsschaltung 71 umfasst eine Sicherung, die zeigt,
ob eine defekte Leitung existiert, und eine Gruppe von Sicherungen
zum Spezifizieren der Adresse einer defekten Leitung in einem Speicherarray.
Wenn eine defekte Leitung erkannt wird, dann wird die obige Wortleitung,
die zeigt, ob eine defekte Leitung existiert, durchgebrannt, und
die obige Gruppe von Sicherungen wird gemäß der Position der defekten
Leitung durchgebrannt. Dies ist das gleiche im obigen Fall.
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In
diesem Zustand der Dinge wird davon ausgegangen, dass die Halbleiterspeichervorrichtung
in einer vorbestimmten Schaltung montiert ist und dass Spannung
an dieser Schaltung angelegt wird. Dann gibt eine Auswahlschaltung
in jedem Teilblock Anweisungen, um eine Ausgabe von der Sicherungsschaltung
auszuwählen.
In dem in 8 gezeigt Beispiel weist die
Auswahlschaltung 72 beispielsweise die Umschaltschaltung 73 und
die Umschaltschaltungen 74b und 75b an, eine Ausgabe von
der Sicherungsschaltung 71 auszuwählen.
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Demzufolge
wird eine Ausgabe von der Sicherungsschaltung 71 durch
die Umschaltschaltung 73 ausgewählt und wird den Decodierschaltungen 74a und 75a zur
Verfügung
gestellt. Die Decodierschaltung 74a decodiert die Ausgabe
von der Sicherungsschaltung 71, um sie in ein Auswahlsignal
umzuwandeln, welches durch die Umschaltschaltung 74b der
Halteschaltung 74c zugeführt wird. Die Decodierschaltung 75a decodiert
die Ausgabe von der Sicherungsschaltung 71, um sie in ein
Auswahlsignal umzuwandeln, welches durch die Umschaltschaltung 75b der
Halteschaltung 75 zugeführt
wird.
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Die
Halteschaltung 74c hält
die Information, die von der Umschaltschaltung 74b zugeführt wird, und
stellt sie der Redundanzschaltung 74d zur Verfügung. Die
Halteschal tung 75c hält
die Information, die von der Umschaltschaltung 75b zugeführt wird und
stellt sie der Redundanzschaltung 75d zur Verfügung.
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Die
Redundanzschaltung 74d hält das Auswahlsignal für Redundanz,
das von der Umschaltschaltung 74b zugeführt wird. Die Redundanzschaltung 75d hält das Auswahlsignal
für Redundanz,
das von der Umschaltschaltung 75b zugeführt wird. Die Information,
die auf diese Weise gehalten wird, wird solange gehalten werden,
bis die Spannung abgeschaltet wird.
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Nachdem
die Auswahlsignale den Redundanzschaltungen 74d und 75d zur
Verfügung
gestellt werden, weist die Auswahlschaltung 72 die Umschaltschaltung 73 und
die Umschaltschaltungen 74b und 75b an, eine Ausgabe
von der Adresshalteschaltung 70 auszuwählen.
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Demzufolge
hält die
Adresshalteschaltung 70 ein Adresssignal, das von außen zugeführt wird, und
stellt es den Decodierschaltungen 74a und 75a über die
Umschaltschaltung 73 zur Verfügung.
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Die
Decodierschaltungen 74a und 75a decodieren das
Adresssignal, um ein Auswahlsignal zu erzeugen, und geben es an
die Umschaltschaltungen 74b beziehungsweise 75b aus.
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Die
Umschaltschaltung 74b stellt die Ausgabe von der Decodierschaltung 74a der
Worttreiberschaltung 74e zur Verfügung gemäß Anweisungen von der Auswahlschaltung 72.
Die Umschaltschaltung 75b stellt die Ausgabe von der Decodierschaltung 75a der
Worttreiberschaltung 75e zur Verfügung gemäß Anweisungen von der Auswahlschaltung 72.
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Nebenbei
haben die Worttreiberschaltungen 74e und 75e einen
Redundanzprozess unter der Kontrolle der Redundanzschaltungen 74d beziehungsweise 75d durchgeführt. Daher
wurde eine andere Leitung für
die defekte Leitung substituiert. Demzufolge wird, wenn ein Auswahlsignal,
das die defekte Leitung auswählt,
eingegeben wird, auf die Ersatzlei tung anstatt auf die defekte zugegriffen
werden. Um konkret zu werden, wenn die Speicherzelle 74f eine
defekt Leitung ist und angefordert wird, auf die Speicherzelle 74f zuzugreifen,
wird auf eine andere Leitung, das heißt auf eine andere Speicherzelle (nicht
gezeigt) zugegriffen werden.
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Wie
oben beschrieben umfassen in der vorliegenden Erfindung Teilblöcke, die
in der Richtung parallel zu den Wortleitungen angeordnet sind (in vertikaler
Richtung), verschiedene Sicherungsschaltungen und werden unabhängig voneinander
gesteuert. Daher besteht kein Bedarf daran, Verdrahtungen über Speicherzellen
anzuordnen (siehe 13), und es kann verhindert
werden, dass Nachteile von Verdrahtungen auftreten.
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Außerdem übertragen
auch Verdrahtungen, die ein Adresssignal übertragen, Redundanzinformation.
Daher kann vermieden werden, dass die Nachteile von Verdrahtungen
auftreten, indem die Anzahl von Verdrahtungen reduziert wird. Dies
ist das gleiche im obigen Fall.
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Des
weiteren ist eine Halteschaltung enthalten und Information in Bezug
auf eine defekte Leitung wird darin gehalten. Daher ermöglich ein
nur einmaliges Lesen von Daten aus einer Sicherungsschaltung nachdem
eine Halbleiterspeichervorrichtung gestartet wurde, einen Redundanzprozess
fortlaufend ohne ein erneutes Lesen der Daten durchzuführen.
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In
dem obigen Ausführungsbeispiel
umfasst jeder Teilblock eine unabhängige Sicherungsschaltung.
Jedoch kann sich eine Mehrzahl von Teilblöcken, die in der Richtung senkrecht
zu Wortleitungen angeordnet sind, eine Sicherungsschaltung teilen.
In diesem Fall sollten Verdrahtungen außerhalb eines Speicherarrays
angeordnet sein. Das heißt,
im Gegensatz zu früheren
Halbleiterspeichervorrichtungen gibt es keinen Bedarf daran, Verdrahtungen über einem
Speicherarray anzuordnen. Selbst solch eine Struktur ermöglicht daher
zu verhindern, dass die Nachteile von Verdrahtungen auftreten.
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Wenn
Verdrahtungen vom Ausbreitungstyp (engl. spread type) beispielsweise
in Teilblöcken
ausgebildet sind, die in der Richtung parallel zu Wortleitungen
angeordnet sind, können
die Verdrahtungen, die nicht über
Speicherzellen verlaufen, ausgebildet werden. Dies kann Verhindern,
dass die Nachteil von Verdrahtungen auftreten. Wie oben beschrieben wird,
ist in diesem Fall die Anzahl von Teilblöcken, die in vertikaler Richtung
angeordnet sind, welche ohne Verdrahtungen gesteuert werden kann,
die über Wortleitungen
verlaufen, höchstens
zwei.
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Des
Weiteren wurde in den obigen Ausführungsbeispielen ein Redundanzprozess
auf einer Wortleitung als ein Beispiel beschrieben. Es ist jedoch
eine Selbstverständlichkeit,
dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf Wortleitungen sondern auch
auf Spaltenleitungen (engl. column lines) etc. anwendbar ist.
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Letztendlich
ist jede Schaltung, die oben beschrieben wird, ein einfaches Beispiel.
Es ist eine Selbstverständlichkeit,
dass die vorliegende Erfindung nicht auf solche Fälle beschränkt ist.
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Das
Vorhergehende wird lediglich als illustrativ für die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung betrachtet. Des Weiteren, da sich für einen Fachmann leicht viele
Modifikationen und Veränderungen
ergeben werden, ist es nicht gewünscht,
die Erfindung auf die exakte Konstruktion und Anwendungen zu beschränken, die
gezeigt und beschrieben sind, und dementsprechend sollen alle geeigneten
Modifikationen und Äquivalente
als in den Schutzbereich der Erfindung in den beigefügten Ansprüchen und
ihren Äquivalenten
fallend betrachtet werden.