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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein reparierbares Halbleiterspeicherarray
und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Halbleiterspeicherarrays.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere verbesserte Techniken
zum Erhöhen
der Schaltungsdichte in einer Speicherschaltung.
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2. Beschreibung des verwandten
Stands der Technik
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Ein
reparierbares Halbleiterspeicherarray und ein Verfahren zur Herstellung
eines derartigen Arrays gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 und Anspruch 8 ist aus
US
4,949,375 bekannt. Ein weiteres Halbleiterspeicherarray
ist aus
US 5,495,447 bekannt.
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In
einer Speicherschaltung, z. B. einem dynamischen Direktzugriffsspeicher
oder einem anwenderprogrammierbaren Logikbauelement sind die Speicherzellen
in der Regel zu Adressierzwecken in Zeilen und Spalten angeordnet.
Ein typischer dynamischer Direktzugriffsspeicherchip (DRAM) kann
beispielsweise bis zu 64 Millionen Zellen aufweisen, die in Zeilen
und Spalten angeordnet sein können,
um von Wortleitungen und Bitleitungen adressiert zu werden. Dynamische
Direktzugriffsspeicherschaltungen und Designs dafür sind in
der Technik wohlbekannt und werden hier nicht ausführlich erörtert.
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Während der
Herstellung eines typischen DRAM-Chips kann sich herausstellen,
daß eine
oder mehrere der Millionen von Zellen im Hauptarray fehlerhaft ist.
Statt den ganzen Chip wegzuwerfen, haben in der Vergangenheit Designer
auf dem Chip redundante Zellen bereitgestellt, die für die fehlerhaften Zellen
einspringen können, wodurch
die fehlerhaften Zellen umgangen werden und die Speicherschaltung verwendet
werden kann, als wenn keine Defekte vorliegen würden.
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Wenn
sich während
der Herstellung eine Zelle im Hauptspeicherarray als fehlerhaft
herausstellt, wird genauer gesagt die ganze Zeile oder Spalte, die die
fehlerhafte Zelle enthält, üblicherweise
durch eine redundante Zeile oder Spalte ersetzt. Zur leichteren Bezugnahme
wird die ganze Zeile oder Spalte von Zellen hier als ein „Element" bezeichnet. Außerdem erfolgt
die Erörterung
hier zu Hintergrundzwecken unter Bezugnahme auf Zeilen und ihren
Ersatz, wobei man sich im klaren sein sollte, daß die hier erörterten
Fragen gleichermaßen
auf Spalten und ihren Ersatz zutreffen.
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Wenn
ein redundantes Element verwendet wird, um in dem Hauptarray 30 ein
fehlerhaftes Element zu ersetzen, wird bei dem Ersetzungsverfahren nach
dem Stand der Technik üblicherweise
während der
Herstellung eine Freigabesicherung der redundanten Schaltung gesetzt,
um anzuzeigen, daß das redundante
Element anstelle eines der Hauptarrayelemente verwendet werden soll.
Auch die Adresse des fehlerhaften Hauptarrayelements, das durch
das redundante Element ersetzt wird, wird während der Herstellung durch
Setzen von Adreßsicherungen
dieser redundanten Schaltung spezifiziert.
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Während der
Laufzeit werden die Werte der Freigabesicherung und Adreßsicherungen
in einen Freigabezwischenspeicher beziehungsweise Adreßzwischenspeicher
geladen. Wenn der Freigabezwischenspeicher den Wert enthält, der
bedeutet, daß das
redundante Element verwendet werden sollte, wird dieses redundante
Element anstelle des fehlerhaften Hauptarrayelements verwendet,
dessen Adresse durch die Adreßzwischenspeicher
spezifiziert ist. Beispielhaft zeigt 1A eine
stark vereinfachte DRAM-Zelle 10 mit einem Hauptarray 14.
Das Hauptarray 14 ist zur Erleichterung der Erörterung mit
nur 4 Zeilen oder Elementen (0–3)
gezeigt, wenngleich ein Hauptarray in Wirklichkeit viel mehr Elemente
aufweist. Es wird außerdem
ein redundantes Element 16 gezeigt, das dazu verwendet
werden kann, eines der Elemente 0–3 zu ersetzen.
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1B zeigt
einen unabhängig
reparierbaren Block 100 mit einer Menge redundanter Zeilen- und
Spaltenelemente. In der Praxis sind DRAM-Chips in der Regel in mehrere
unabhängig
reparierbare Blocks segmentiert, die jeweils eine Menge redundanter
Zeilenelemente 112 und eine Menge redundanter Spaltenelemente 114 aufweisen
können,
die dazu verwendet werden können,
eine oder mehrere der Zeilen oder Spalten des Hauptspeicherarrayblocks 110 zu
ersetzen. Es sei beispielsweise angenommen, daß der Hauptspeicherarrayblock 110 256
Zeilenelemente und 64 Spaltenelemente enthält. Entsprechend dieser Annahme
werden zum Adressieren der Zeilen mindestens 8 Sicherungsbits (d.
h. 28 = 256) und zum Adressieren der Spalten
mindestens 6 Sicherungsbits (d. h. 26 =
64) benötigt.
Aus diesem Grund muß eine
Sicherungsbankgruppe 116 für jede redundante Spalte 114' spaltenspezifische
Sicherungen 118b sowie für jede redundante Zeile 112' zeilenspezifische
Sicherungen 118a aufweisen. Die Sicherungsbankgruppe 116 wird
deshalb insgesamt 12 Sicherungsbänke
(4 Sicherungsbänke 118b für die Spalten
und 8 Sicherungsbänke 118a für die Zeilen)
aufweisen, die implementiert werden können, um Elementausfälle im Hauptspeicherarrayblock 110 zu
ersetzen.
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Wenngleich
das in Verbindung mit den 1A und 1B beschriebene
Verfahren nach dem Stand der Technik ausreichend gut funktioniert, wenn
fehlerhafte Hauptarrayelemente ersetzt werden, gibt es Nachteile.
Bei zunehmender Kapazität der
DRAM-Zellen beispielsweise existiert ein Bedarf, eine größere Anzahl
von Hauptarrayspeicherelementen in einen Chip gegebener Größe zu integrieren. Wenngleich
Sicherungsbänke
für die effiziente
Reparierbarkeit von Speicherbauelementen wie etwa DRAMs wesentlich
sind, trägt
schon die Anzahl zeilen-/spaltenspezifischer Sicherungsbänke, die
zum Reparieren möglicher
Ausfälle
im Hauptspeicherarrayblock 110 benötigt werden, ebenfalls zu größeren Chipgrößen bei.
Designer haben in der Praxis jedoch festgestellt, daß etwa 50%
der verfügbaren
redundanten Zeilen- und Spaltenelemente weiterhin unbenutzt sind,
nachdem Herstellungsreparaturen abgeschlossen worden sind. Folglich
belegt eine große Menge
unbenutzter Sicherungsbänke 118a und 118b,
die der Sicherungsbankgruppe 116 zugeordnet sind, lediglich
sehr wertvollen Chipraum. Auf dem DRAM-Markt, auf dem ein hoher
Wettbewerb vorliegt, kann bekannterweise jeder Prozent vergeudeten
Chipraums die herstellenden Firmen Millionen von Dollar an verlorenen
Profiten kosten, da aus jedem Halbleiterwafer weniger Chips hergestellt
werden können.
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Angesichts
des oben Gesagten besteht ein Bedarf nach programmierbaren Sicherungsbänken, die
die Anzahl unbenutzter zeilen-/spaltenspezifischer Sicherungsbänke in einem
reparierbaren Speicherblock reduzieren. Es ist dementsprechend außerdem wünschenswert,
die Anzahl der Sicherungsbänke
zu reduzieren und gleichzeitig für
eine flexible und zuverlässige
Reparierbarkeit fehlerhafter Speicherarrayelemente mit existierenden
redundanten Elementen zu sorgen.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Allgemein
gesprochen kommt die vorliegende Erfindung diesen Bedürfnissen
durch die Bereitstellung von weniger programmierbaren Sicherungsbänken entgegen,
die implementiert werden können, um
entweder ein redundantes Zeilenelement oder ein redundantes Spaltenelement
zu adressieren, während
gleichzeitig Chipraum reduziert wird. Es versteht sich, daß die vorliegende
Erfindung auf vielerlei Weise implementiert werden kann, einschließlich als ein
Prozeß,
eine Vorrichtung, ein System, eine Einrichtung oder ein Verfahren.
Verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unten beschrieben.
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Bei
einer Ausführungsform
wird ein reparierbares Halbleiterspeicherarray gemäß der Erfindung wie
in Anspruch 1 definiert offenbart. Das reparierbare Halbleiterspeicherarray
enthält
ein Hauptspeicherarray, eine Menge redundanter Zeilen und eine Menge
redundanter Spalten zum Reparieren eines Zeilenelements oder eines
Spaltenelements des Hauptspeicherarrays und eine Sicherungsbankgruppe,
die elektrisch mit der Menge redundanter Zeilen und der Menge redundanter
Spalten verdrahtet ist. Das reparierbare Halbleiterspeicherarray
enthält
weiterhin mehrere in der Sicherungsbankgruppe enthaltene Sicherungsbänke. Jede
der mehreren Sicherungsbänke
kann programmiert werden, das Spaltenelement oder das Zeilenelement
des Hauptspeicherarrays zu adressieren, und das adressierte Spaltenelement oder
Zeilenelement kann durch eine Zeile der Menge redundanter Zeilen
oder eine Spalte der Menge redundanter Spalten ersetzt werden. Jede
Sicherungsbank weist gemäß der Erfindung
eine Dimensionssicherung auf, die programmiert ist, die Adresse
des einen Spaltenelements oder des Zeilenelements für den Ersatz
auszuwählen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist der Speicher in Teilspeicherarrays partitioniert, die jeweils
mit zugeordneten redundanten Spaltenelementen und redundanten Zeilenelementen
ausgestattet sind. Die Sicherungsbänke sind in einem Rückgratgebiet
eines Halbleiterbauelements angeordnet, und das Programmieren einer
der Sicherungsbänke
zum Reparieren eines ausgefallenen Spaltenelements in einem der
Teilspeicherarrays führt
zum gleichzeitigen Ersetzen eines jeweiligen Spaltenelements mit
einem redundanten Spaltenelement in jedem der Teilspeicherarrays.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird ein Verfahren zum Herstellen eines reparierbaren Halbleiterspeicherarrays
offenbart. Das Verfahren ist in Anspruch 8 beansprucht. Dieses Verfahren
ist gekennzeichnet durch das Partitionieren des Speichers in Teilspeicherarrays,
die jeweils mit zugeordneten redundanten Spaltenelementen und redundanten Zeilenelementen
ausgestattet sind, das Anordnen der Sicherungsbänke in einem Rückgratgebiet
eines Halbleiterbauelements und das Programmieren einer der Sicherungsbänke zum
Reparieren eines ausgefallenen Spaltenelements in einem der Teilspeicherarrays,
so daß dies
zum gleichzeitigen Ersetzen eines jeweiligen Spaltenelements durch
ein redundantes Spaltenelement in jedem der Teilspeicherarrays führt.
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Weitere
Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die
die Prinzipien der Erfindung beispielhaft veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung läßt sich
anhand der folgenden ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in
denen gleiche Bezugszahlen gleiche Strukturelemente bezeichnen,
ohne weiteres verstehen. Es zeigen:
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1A die
Verwendung eines redundanten Elements, das zum Ersetzen eines Hauptarrayelements
verwendet werden kann,
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1B einen
unabhängig
reparierbaren Speicherblock mit einer Reihe redundanter Zeilen- und
Spaltenelemente,
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2A ein
Blockschaltbild eines unabhängig
reparierbaren Speicherblocks gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2B eine
beispielhafte programmierbare Sicherungsbank mit mehreren Sicherungen,
die gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung so codiert werden können, daß sie zeilen- oder spaltenspezifisch
sind,
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3 ein
Halbleiterbauelement mit einem Hauptspeicherarrayblock, der über eine
Reihe von physischen Teilspeicherarrays verteilt ist, gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es
wird eine Erfindung für
programmierbare Sicherungsbänke
offenbart, die implementiert werden kann, um entweder ein redundantes
Zeilenelement oder ein redundantes Spaltenelement zu adressieren,
während
gleichzeitig Chipraum reduziert wird. In der folgenden Beschreibung
sind zahlreiche spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein eingehendes Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Der Fachmann versteht jedoch,
daß die
vorliegende Erfindung ohne einige oder alle dieser spezifischen
Einzelheiten ausgeübt
werden kann. In anderen Fällen
sind wohlbekannte Prozeßvorgänge nicht beschrieben
worden, damit die vorliegende Erfindung nicht unnötigerweise
verschleiert wird.
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2A ist
ein Blockschaltbild eines unabhängig
reparierbaren Speicherblocks 200 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt ist ein Hauptspeicherarrayblock 210,
der beispielsweise ein Direktzugriffsspeicher (RAM) einschließlich dynamischem
RAM (DRAM), synchronem DRAM (SDRAM) oder ein beliebiges anderes
Speicherarray ist, mit einer Menge redundanter Spaltenelemente 214 und
einer Menge redundanter Zeilenelemente 212 versehen. Wie
wohlbekannt ist, werden die redundanten Elemente allgemein verwendet,
um ein Element des Hauptspeicherarrayblocks 210 zu ersetzen,
wenn ein Fehler in einer ausgewählten Speicherzelle
detektiert wird. Zur Veranschaulichung ist eine kompakte Sicherungsbankgruppe 216 mit sechs
programmierbaren Sicherungsbänken 218 vorgesehen,
die an einen Auswahlknoten 230 gekoppelt sind. Der Auswahlknoten 230 ist
dann sowohl mit der Menge redundanter Spaltenelemente 214 als auch
der Menge redundanter Zeilenelemente 212 verbunden.
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Weil
die in der kompakten Sicherungsbankgruppe 216 enthaltenen
programmierbaren Sicherungsbänke 218 sowohl
zu der Menge redundanter Spaltenelemente 214 als auch der
Menge redundanter Zeilenelemente 212 gekoppelt sind, kann
jede der programmierbaren Sicherungsbänke 218 codiert werden,
um entweder eine Zeile oder eine Spalte des Hauptspeicherarrayblocks 210 durch
eines der Menge redundanter Spaltenelemente 214 oder eines
der Menge redundanter Zeilenelemente 212 zu ersetzen. Um
die Auswahl des zu ersetzenden Elements in dem Hauptspeicherarrayblock 210 zu
bewirken, weisen die programmierbaren Sicherungsbänke 218 bevorzugt
eine Dimensionssicherung auf, die die programmierbare Sicherungsbank 218 in
eine zeilen- oder spaltenspezifische Sicherungsbank transformiert.
Als solches sind alle die programmierbaren Sicherungsbänke 218 generische
Sicherungsbänke, die
vorteilhafterweise die optimale Nutzung verfügbarer Sicherungsbänke ermöglichen.
Es ist diese optimale Verwendung, die Designern die Fähigkeit
gibt, weniger Chipraum verbrauchende Sicherungen bereitzustellen
und gleichzeitig dem Hauptspeicherarrayblock 210 im wesentlichen
die gleiche Reparierbarkeit wie Designs nach dem Stand der Technik
zu geben.
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2B veranschaulicht
eine beispielhafte programmierbare Sicherungsbank 218 mit
mehreren Sicherungen, die mit einem programmierenden Laser gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung programmiert werden können. Die programmierbare Sicherungsbank 218 enthält wie gezeigt
acht adressierende Sicherungen (FOF7), mit denen eine Zeilen- oder
Spaltenadresse innerhalb des Hauptspeicherarrayblocks 210 ausgewählt wird, die
durch ein redundantes Zeilen- oder Spaltenelement ersetzt wird.
Wenngleich der Hauptspeicherarrayblock 210 je nach den
Speicheranforderungen einer integrierten Schaltung jede Größe oder
Form aufweisen kann, wird angenommen, daß innerhalb des Speicherarrayblocks 210 von 2A 256
Zeilen und 64 Spalten vorgesehen sind.
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Um
die 256 Zeilen in dem Hauptspeicherarrayblock 210 zu adressieren,
weisen die adressierenden Sicherungen der programmierbaren Sicherungsbank 218 deshalb
mindestens acht adressierende Sicherungen (d. h. 28 =
256) oder mindestens sechs Sicherungen (d. h. 26 =
64) auf, um die Spalten im Hauptspeicherarrayblock 210 zu
adressieren. Um sowohl die Zeilen- als auch Spaltenadressierung
in einer einzigen programmierbaren Sicherungsbank 218 zu
berücksichtigen,
ist es dementsprechend wünschenswert,
daß mindestens
ausreichend adressierende Sicherungen vorliegen, um die größte Anzahl
von Zeilen oder Spalten in einem ausgewählten Speicherarrayblock zu
programmieren. Wenn ein ausgewählter
Speicherarrayblock beispielsweise 512 Zeilen und 128 Spalten enthält, dann
sollten mindestens neun (d. h. 29 = 512)
adressierende Sicherungen vorliegen, um den ordnungsgemäßen Ersatz
eines Zeilenelements innerhalb des Speicherarrays zu ermöglichen.
Wenn neun adressierende Sicherungen bereitgestellt werden, um die
512 Zeilen zu berücksichtigen,
dann liegen dementsprechend genügend adressierende
Sicherungen vor, um die sieben Sicherungen (d. h. 27 =
128) zu berücksichtigen,
die zum Adressieren der 128 Spalten im Hauptarrayblock benötigt werden.
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Es
sollte deshalb berücksichtigt
werden, daß die
in 2B dargestellten acht adressierenden Sicherungen lediglich
beispielhaft sind und daß eine beliebige
Anzahl adressierende Sicherungen als Teil der programmierbaren Sicherungsbank 218 vorgesehen
werden kann, um die Größe des Hauptspeicherarrayblocks 210 zu
berücksichtigen.
Obwohl sich die vorliegende Erörterung
darauf konzentriert, ganze Elemente zu ersetzen, wenn ein Zellenfehler
detektiert wird, ist es weiterhin auch möglich, nur ausgewählte Teile
eines fehlerhaften Elements zu ersetzen, indem eine spezifischere
Adressierung vorgenommen wird.
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Die
programmierbare Sicherungsbank 218 enthält außerdem eine „Freigabesicherung", um erkennen zu
geben, daß der
Ersatz einer ausgewählten Adresse
im Hauptspeicherarrayblock 210 durch ein redundantes Element
richtig ist. Wegen weiterer Informationen über die Implementierung und
Verwendung von Freigabesicherungen in typischen dynamischen Direktzugriffsspeicherchips
(DRAM) wird auf die am 20. Juni 1997 eingereichte, gleichzeitig
anhängige
Anmeldung mit dem Titel „Improved
Redundant Circuits and Methods Therefor" mit der laufenden Nummer 08/879,726
(Anwaltsregisternr. 97P7495US/SMNJP005) verwiesen.
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Die
programmierbare Sicherungsbank 218 gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
außerdem
eine „Dimensionssicherung", die die flexible
Anwendung der programmierbaren Sicherungsbank 218 entweder
auf eine Zeile oder eine Spalte des Hauptspeicherarrayblocks 210 ermöglicht.
Es versteht sich, daß die
Bereitstellung einer programmierbaren Sicherungsbank 218,
die weder zeilen- oder spaltenspezifisch ist, eine Reduzierung der
Anzahl der Sicherungsbänke
gestattet, die notwendig sind, um Reparaturen im Hauptspeicherarrayblock 210 mit
der Menge redundanter Spaltenelemente 214 und der Menge
redundanter Zeilenelemente 212 zu implementieren. Indem
die Notwendigkeit für
zeilen- oder spaltenspezifische Sicherungsbänke entfällt, ist es mit anderen Worten möglich, nur
etwa halb so viele Sicherungsbänke
zu verwenden, um erwartete Reparaturen in einem typischen Hauptspeicherarrayblock
zu bewirken.
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Um
die effektive Reduzierung der Anzahl physischer Sicherungsbänke zu veranschaulichen, die
benötigt
wird, um entsprechende Reparaturen in einem Hauptspeicherarrayblock
zu bewirken, wurden bei dem in 1B gezeigten
Design nach dem Stand der Technik zwölf Sicherungsbänke benötigt. Genauer
gesagt wurden vier Sicherungsbänke 118b für die Spaltenadressierung
und acht Sicherungsbänke 118a für die Zeilenadressierung
benötigt.
Da jedoch innerhalb der kompakten Sicherungsbankgruppe 216 nur
sechs Sicherungsbänke
vorgesehen sind, kann die bisher von den anderen sechs Sicherungsbänken belegte
Chipfläche
nun dazu verwendet werden, die Chipgröße zu reduzieren oder diverse
integrierte Schaltungslogik zu verlegen. Bei einer Ausführungsform
können
die sechs programmierbaren Sicherungsbänke 218 nun dazu verwendet
werden, entweder eine Zeile oder Spalte im Hauptspeicherarrayblock 210 durch
die Menge redundanter Zeilenelemente 212 und die Menge
redundanter Spaltenelemente 214 zu ersetzen. Als solches
sind sechs redundante Elemente in jeder der Mengen redundanter Elemente 212 und 214 vorgesehen,
um einen Fall zu berücksichtigen,
bei dem alle sechs programmierbaren Sicherungsbänke 218 dazu verwendet
werden, nur Zeilen- oder nur Spaltenelemente zu ersetzen.
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Die
Reduzierung der Anzahl von Sicherungsbänken weist wie oben erwähnt erhebliche
vorteilhafte Auswirkungen auf die Reduzierung der Chipgröße auf,
die für
das Layout jedes der unabhängig
reparierbaren Blocks 200 benötigt wird. Der zusätzliche
Chipraum, den man durch die geringere Anzahl von Sicherungsbänken erhält, kann
zudem auch dafür
verwendet werden, eine Schaltungslogik zu implementieren, die in
der Regel für
eine Vergrößerung der
Chipgröße verantwortlich
ist.
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3 veranschaulicht
ein Halbleiterbauelement 300 mit einem Hauptspeicherarrayblock,
der über
einer Reihe physischer Teilspeicherarrays verteilt ist, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wurde der Hauptspeicherarrayblock 210 von 2A partitioniert
und über
diverse Logiken verteilt, die in dem Halbleiterbauelement verteilt,
die in dem gesamten Halbleiterbauelement 300 verwendet
werden können.
Wie oben erwähnt,
besteht oftmals ein Bedarf zur Reparatur ausgefallener Zellen innerhalb
der Teilspeicherarrays während
der Herstellung und während
des Testens von Speicherelementen. Wie im Fall eines konsolidierten
Speicherarrayblocks 210 ist jedes der Teilspeicherarrays 310a, 310b und 310n mit
zugeordneten redundanten Spaltenelementen 314a und redundanten
Zeilenelementen 312a ausgestattet, um Elemente in einem
zugeordneten Teilspeicherarray mit einer ausgefallenen Zelle zu
ersetzen.
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Das
Halbleiterbauelement 300 kann wie gezeigt ein Rückgratgebiet 350 aufweisen,
in dem eine ausgerichtete Sicherungsbankgruppe 316 in einer beliebigen
Anordnung angeordnet sein kann, um die beste erreichbare dichteverbessernde
Drahtverlegung für
ausgewählte
redundante Zeilenelemente und redundante Spaltenelemente zu bewirken.
Es versteht sich, daß sich
das „Rückgrat"-Gebiet 350 auf ein
Nicht-Speicherarraygebiet auf dem Chip bezieht, das für die Leitungsführung, das
Layout diverser Logiken und das Sicherungsbanklayout verwendet werden
kann. Zudem werden Speicherchips in der Regel auch durch nicht gezeigte
Nicht-Speicherarray-„Gürtel"-Gebiete unterteilt, die im allgemeinen
senkrecht zum Rückgratgebiet 350 verlaufen.
Diese Gürtelgebiete
stehen in der Regel auch für
die Leitungsführung,
das Layout diverser Logiken und das Sicherungsbanklayout zur Verfügung.
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Wie
bei der Ausführungsform
von 2B ist jede der programmierbaren Sicherungsbänke 218 mit
adressierenden Sicherungen, einer Freigabesicherung und einer Dimensionssicherung
zum Identifizieren, ob die programmierbare Sicherungsbank 218 dafür verwendet
werden sollte, innerhalb jedes der Teilspeicherarrays 310a, 310b und 310n ein
ausgefallenes Spaltenelement oder ein ausgefallenes Zeilenelement
zu adressieren, ausgestattet. Wenn beispielsweise angenommen wird,
daß eine
der programmierbaren Sicherungsbänke 218 programmiert worden
ist, um ein ausgefallenes Spaltenelement innerhalb eines der Teilspeicherarrays
zu reparieren, dann wird gleichzeitig ein redundantes Spaltenelement 314a, 314b und 314n in
jedem der Teilspeicherarrays ersetzt. Zu dem gleichzeitigen Ersatz
der ausgefallenen Spalte durch das redundante Spaltenelement 314a, 314b und 314n kommt
es, weil der konsolidierte Speicherarrayblock in die Teilspeicherarrays
partitioniert war.
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Wenn
jedoch die Dimensionssicherung der programmierbaren Sicherungsbank 218 dafür programmiert
ist, ein Zeilenelement eines der Teilspeicherarrays zu ersetzen,
dann wird nur ein redundantes Zeilenelement verwendet, um eine Zeile
innerhalb eines der Teilspeicherarrays 310a, 310b oder 310n zu
ersetzen. Es versteht sich außerdem,
daß die
Fähigkeit,
die programmierbaren Sicherungsbänke
auf eine Weise anzuordnen, die das Verbessern der Layoutdichte unterstützt, praktiziert
werden kann. Die dargestellte ausgerichtete Anordnung der programmierbaren
Sicherungsbänke 218 kann
auch über
jeden Teil des Halbleiterelements 300 angeordnet werden,
um die Verbesserung der Dichte zu unterstützen. Wenn Logikbauelemente
benötigt
werden, um in dem Halbleiterbauelement 300 eine integrierte
Schaltung fertigzustellen, kann auf diese Weise mehr von dem Rückgratgebiet 350 verwendet werden,
da weniger programmierbare Sicherungsbänke 218 diesen Raum
beanspruchen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
kann es möglich
sein, alle redundanten Zeilen, Spalten und Sicherungsbänke von
den Speicherarrays weg anzuordnen. Beispielsweise kann ein redundantes
Speicherarray, das redundante Spalten und redundante Zeilen enthält, in dem
oben erwähnten
Rückgratgebiet 350 oder
im Gürtelgebiet
angeordnet werden. Außerdem
können
Sicherungsbänke
auch in jedem Nicht-Speicherteil eines Bauelements angeordnet werden.
Es versteht sich deshalb, daß die
dimensionsprogrammierbaren Sicherungsbänke den Designern mehr Flexibilität geben,
wenn es darum geht, Speicherarrays und Sicherungsbänke räumlich am effizientesten
anzuordnen und dabei weniger Sicherungsbänke unverwendet zu lassen.
Wie bereits erwähnt
ist der Preiswettbewerb bei Speicherbauelementen wie etwa DRAM-Speicherbauelementen sehr
intensiv, und jeder Prozentsatz verschwendeten Chipraums kann Millionen
von Dollar an verlorenem Gewinn entsprechen, weil aus jedem Halbleiterwafer weniger
Chips hergestellt werden.
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Wenngleich
die obige Erfindung zum Zwecke des deutlicheren Verständnisses
in einiger Einzelheit beschrieben worden ist, versteht es sich,
daß innerhalb
des Schutzbereichs der beigefügten
Ansprüche verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können.