JP2000021192A - プログラム回路 - Google Patents

プログラム回路

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JP2000021192A
JP2000021192A JP10185939A JP18593998A JP2000021192A JP 2000021192 A JP2000021192 A JP 2000021192A JP 10185939 A JP10185939 A JP 10185939A JP 18593998 A JP18593998 A JP 18593998A JP 2000021192 A JP2000021192 A JP 2000021192A
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JP10185939A
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Hiroaki Tanizaki
弘晃 谷崎
Hideto Hidaka
秀人 日高
Shigeki Tomishima
茂樹 冨嶋
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタンバイ状態でのサブスレッショルド電流
を低減することができるプログラム回路を提供する。 【解決手段】 各々が対応するヒューズF0a−Fn
a,F0b−Fnbと接地ノードVssとの間に接続さ
れるNチャネルMOSトランジスタQN0a−QNn
a,QN0b−QNnbと、判定ノードNと接地ノード
Vssとの間に接続されスタンバイ状態でオンになるN
チャネルMOSトランジスタQNLと、電源ノードVd
dと判定ノードNとの間に接続されスタンバイ状態でオ
フになるPチャネルMOSトランジスタQPH1,QP
H2とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はプログラム回路に
関し、さらに詳しくは、ヒューズを切断することにより
不良アドレス情報をプログラムするプログラム回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】DRAM(ダイナミック・ランダム・ア
クセス・メモリ)と呼ばれる半導体記憶装置では、メモ
リセルアレイの一部に欠陥が生じた場合、その欠陥部分
をチップ上に予め設けられた冗長回路で置き換えて救済
する。
【0003】救済方式としては、メモリセルアレイに予
備(スペア)の行と列を予め設けておいて、欠陥により
正常に動作しないメモリセルを行または列単位でスペア
のメモリセルと置き換える方式が主流である。この方式
では、正常に動作しないメモリセルを選択しようとする
アドレス(以下、不良アドレスという。)が入力された
ときにスペアのメモリセルのアドレスへ切換をするた
め、不良アドレス情報をDRAMの内部のプログラム回
路にプログラムする必要がある。このプログラム方式と
しては、レーザビームでヒューズをブローする方式が近
年の大容量メモリでは広く採用されている。
【0004】図15は、上記のようなプログラム回路の
構成の一例を示すブロック図である。図15を参照し
て、このプログラム回路は、判定ノードNと、ヒューズ
F0a−Fna,F0b−Fnbと、NチャネルMOS
トランジスタQN0a−QNna,QN0b−QNnb
と、PチャネルMOSトランジスタQP1,QP2と、
インバータINVとを備える。
【0005】上記プログラム回路においては、あらかじ
め、不良アドレスの各ビット信号およびその信号と相補
的な信号のうちH(論理ハイ)レベルにある信号に対応
するヒューズをレーザビームで切断する。
【0006】図16に示されるように、行アドレススト
ローブ信号RASがL(倫理ロー)レベルのとき、この
プログラム回路はスタンバイ状態になる。このとき、N
チャネルMOSトランジスタQN0a−QNna,QN
0b−QNnbの各々のゲートにはLレベルの信号が入
力され、NチャネルMOSトランジスタQN0a−QN
na,QN0b−QNnbはオフになる。また、行アド
レスストローブ信号RASをゲートに受けるPチャネル
MOSトランジスタQP1はオンになる。したがって、
判定ノードNは電源電位Vddにプリチャージされる。
【0007】行アドレスストローブ信号RASがHレベ
ルになると、このプログラム回路はアクティブ状態とな
る。このとき、PチャネルMOSトランジスタQP1は
オフになるが、インバータ回路INVとPチャネルMO
SトランジスタQP2により判定ノードNは電源電圧V
ddに維持される。
【0008】この状態でアドレス信号ADD0−ADD
nおよびその相補信号/ADD0−/ADDnがNチャ
ネルMOSトランジスタQN0a−QNna,QN0b
−QNnbに入力される。
【0009】入力されたアドレス信号が予めプログラム
された不良アドレスと一致しない場合は、切断されてい
ないヒューズに対応するNチャネルMOSトランジスタ
のうち少なくとも1つがオンになるため、判定ノードN
は接地電圧Vssに引き抜かれて冗長活性化信号HIT
はHレベルになり、冗長回路が不活性化される。
【0010】入力されたアドレス信号が予めプログラム
された不良アドレスと一致する場合は、切断されたヒュ
ーズに対応するNチャネルMOSトランジスタだけがオ
ンになるため、判定ノードNは電源電圧Vddに維持さ
れる。このとき、冗長活性化信号HITはLレベルとな
り冗長回路が活性化され、メモリセルアレイの欠陥部分
が救済される。
【0011】このようにアドレス信号が入力される期
間、すなわちアドレス判定期間において、入力アドレス
信号ADD0−ADDnと予めプログラムされた不良ア
ドレスとが一致するか否かが判定され、一致する場合に
冗長活性化信号HITがLレベルとなり冗長回路が活性
化される。
【0012】上記プログラム回路では、スタンバイ状態
でNチャネルMOSトランジスタQN0a−QNna,
QN0b−QNnbはオフになる。このため、Nチャネ
ルMOSトランジスタQN0a−QNna,QN0b−
QNnbの各々を通じて判定ノードNと接地ノードVs
sとの間にサブスレッショルド電流が流れる。
【0013】ここで、サブスレッショルド電流について
簡単に説明する。図17に示されるインバータ回路にお
いて、入力INが0VのときNチャネルMOSトランジ
スタQNはオフになるが完全にはカットオフされておら
ず、NチャネルMOSトランジスタQNにサブスレッシ
ョルド電流ILが流れる。また、入力INがVddのと
きPチャネルMOSトランジスタQPはオフになるが完
全にはカットオフされておらず、PチャネルMOSトラ
ンジスタQPにサブスレッショルド電流ILが流れる。
このサブスレッショルド電流はトランジスタの大きさ
(W/L)に比例する。また、図18に示されるよう
に、しきい値がVth1のトランジスタに流れるサブス
レッショルド電流IL1としきい値がVth2のトラン
ジスタに流れるサブスレッショルド電流IL2とを比べ
ると、しきい値がVth2のトランジスタに流れるサブ
スレッショルド電流IL2のほうが大きい。このよう
に、トランジスタのしきい値が小さいほどサブスレッシ
ョルド電流は大きくなる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】メモリセルの大規模化
によりアドレス信号のビット幅およびメモリセルアレイ
に予め設けられる予備(スペア)の行,列の数が増加し
ている。これに伴ってプログラム回路も増大している。
また、近年のトランジスタの微細化に伴ってそのしきい
値は低下し、これによりスタンバイ状態でトランジスタ
に流れるサブスレッショルド電流が増大している。これ
らの要因によってスタンバイ状態でプログラム回路に流
れるサブスレッショルド電流が増大している。
【0015】この発明は、以上のような問題を解決する
ためになされたもので、その目的は、スタンバイ状態で
のサブスレッショルド電流を低減することができるプロ
グラム回路を提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明の1つの局面に
従ったプログラム回路は、不良アドレスがプログラム可
能であって、アクティブ状態およびスタンバイ状態を有
し、アクティブ状態で入力アドレスがそのプログラムさ
れた不良アドレスと一致するとき冗長回路を活性化する
プログラム回路であって、判定ノードと、プリチャージ
手段と、複数のヒューズと、複数の第1のトランジスタ
と、第2のトランジスタとを備える。判定ノードには、
冗長回路を活性化するか否かを判定するための信号が生
成される。プリチャージ手段は、アクティブ状態であっ
て入力アドレスが与えられる前に判定ノードを電源電圧
にプリチャージする。複数のヒューズは、各々が判定ノ
ードに接続される。複数の第1のトランジスタは、複数
のヒューズに対応して設けられ、各々が対応するヒュー
ズと接地ノードとの間に接続されかつ入力アドレスの対
応するビットの信号またはその相補的な信号を受けるゲ
ートを有する。第2のトランジスタは、判定ノードと接
地ノードとの間に接続され、スタンバイ状態でオンにな
りアクティブ状態でオフになる。
【0017】上記プログラム回路においては、スタンバ
イ状態で第2のトランジスタがオンになり、判定ノード
の電圧が接地電圧となる。これにより、複数の第1のト
ランジスタのソース電圧とドレイン電圧とが等しくな
る。この結果、複数の第1のトランジスタを通じて判定
ノードと接地ノードとの間にサブスレッショルド電流は
流れない。
【0018】好ましくは、上記プリチャージ手段は、電
源ノードと判定ノードとの間に接続され、行アドレスス
トローブ信号に応答してオン/オフするMOSトランジ
スタである。
【0019】上記プログラム回路においては、スタンバ
イ状態でMOSトランジスタはオフになる。また、アク
ティブ状態であって入力アドレスが与えられる前にMO
Sトランジスタはオンになり、判定ノードが電源電圧に
プリチャージされる。
【0020】好ましくは、上記MOSトランジスタは、
複数の第1のトランジスタのしきい値よりも大きいしき
い値を有する。
【0021】上記プログラム回路においては、MOSト
ランジスタは、複数の第1のトランジスタのしきい値よ
りも大きいしきい値を有するため、スタンバイ状態でM
OSトランジスタを通じて電源ノードと判定ノードとの
間に流れるサブスレッショルド電流がより有効に低減さ
れる。
【0022】好ましくは、上記プログラム回路はさら
に、ラッチ回路を備える。ラッチ回路は、入力アドレス
が与えられた後スタンバイ状態になる前に判定ノードの
値をラッチする。
【0023】上記プログラム回路においては、入力アド
レスが与えられた後判定ノードの値がラッチされる。し
たがって、判定ノードの値がラッチされた後すぐにプロ
グラム回路をスタンバイ状態にすることができる。この
結果、消費電流の多いアクティブ状態の期間が短くな
り、プログラム回路での消費電流が低減される。
【0024】この発明のもう1つの局面に従ったプログ
ラム回路は、不良アドレスがプログラム可能であって、
アクティブ状態およびスタンバイ状態を有し、アクティ
ブ状態で入力アドレスがそのプログラムされた不良アド
レスと一致するとき冗長回路を活性化するプログラム回
路であって、判定ノードと、プリチャージ手段と、複数
のヒューズと、複数の第1のトランジスタと、第2のト
ランジスタとを備える。判定ノードは、冗長回路を活性
化するか否かを判定するための信号が生成される。プリ
チャージ手段は、スタンバイ状態で判定ノードを電源電
圧にプリチャージする。複数のヒューズは、各々が判定
ノードに接続される。複数の第1のトランジスタは、複
数のヒューズに対応して設けられ、各々が対応するヒュ
ーズと第1のノードとの間に接続されかつ入力アドレス
の対応するビットの信号またはその相補的な信号を受け
るゲートを有する。第2のトランジスタは、第1のノー
ドと接地ノードとの間に接続され、スタンバイ状態でオ
フになりかつ複数の第1のトランジスタに入力アドレス
が与えられるときオンになる。
【0025】上記プログラム回路においては、スタンバ
イ状態で複数の第1のトランジスタのゲートにL(論理
ロー)レベルの信号が入力され、複数の第1のトランジ
スタはオフになる。またこのとき、第2のトランジスタ
はオフになるため、第1のノードの電圧は(接地電圧+
第2のトランジスタのしきい値)となる。このため、複
数の第1のトランジスタのゲート・ソース間に逆バイア
スがかかる。この結果、複数の第1のトランジスタに流
れるサブスレッショルド電流が低減される。
【0026】好ましくは、上記プリチャージ手段は、電
源ノードと判定ノードとの間に接続され、行アドレスス
トローブ信号に応答してオン/オフするMOSトランジ
スタである。
【0027】上記プログラム回路においては、スタンバ
イ状態でMOSトランジスタはオンになり、判定ノード
は電源電圧にプリチャージされる。
【0028】好ましくは、上記第2のトランジスタは、
複数の第1のトランジスタのしきい値よりも大きいしき
い値を有する。
【0029】上記プログラム回路においては、スタンバ
イ状態で複数の第1のトランジスタのゲート・ソース間
にかかる逆バイアスが強くなる。この結果、スタンバイ
状態で複数の第1のトランジスタに流れるサブスレッシ
ョルド電流がより有効に低減される。
【0030】好ましくは、上記プログラム回路はさら
に、ラッチ回路を備える。ラッチ回路は、入力アドレス
が与えられた後スタンバイ状態になる前に判定ノードの
値をラッチする。
【0031】上記プログラム回路においては、入力アド
レスが与えられた後の判定ノードの値がラッチされる。
したがって、判定ノードの値がラッチされた後すぐにプ
ログラム回路をスタンバイ状態にすることができる。こ
の結果、消費電流の多いアクティブ状態の期間が短くな
り、プログラム回路での消費電流が低減される。
【0032】好ましくは、上記第2のトランジスタは、
複数の第1のトランジスタに入力アドレスが与えられる
期間のうち所定期間オンになる。
【0033】上記プログラム回路においては、上記所定
期間以外は第2のトランジスタがオフになり、スタンバ
イ状態同様の消費電流が少ない状態となる。この結果、
プログラム回路での消費電流が低減される。
【0034】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相
当部分には同一符号を付してその説明を繰返さない。
【0035】[実施の形態1]図1は、この発明の実施
の形態1によるプログラム回路を含んだDRAMの全体
構成を示すブロック図である。図1を参照して、このD
RAMは、アドレスバッファ10と、バンクデコーダ1
1と、m個のメモリバンクBK1−BKmと、m個のプ
ログラム回路12とを備える。アドレスバッファ10
は、外部アドレス信号EADを行アドレス信号RADま
たは列アドレス信号CADに変換する。バンクデコーダ
11は、バンクアドレス信号BAを受けてバンク活性化
信号RAS1−RASmを生成する。m個のメモリバン
クBK1−BKmの各々は、メモリセルアレイ20と、
行デコーダ21と、列デコーダ22と、冗長回路23と
を含み、バンク活性化信号RAS0−RASmによって
選択的に活性化される。メモリセルアレイ20は、行お
よび列に配置された複数のメモリセル(図示せず)と、
行に配置された複数のワード線(図示せず)と、列に配
置された複数のビット線対(図示せず)とを含む。行デ
コーダ21は、アドレスバッファ10からの行アドレス
信号RADに応答してワード線を選択的に活性化する。
列デコーダ22は、アドレスバッファ10からの列アド
レス信号CADに応答してビット線を選択する。冗長回
路23は、スペア行デコーダ30と、行に配置された複
数のスペアワード線(図示せず)とを含む。スペア行デ
コーダ30は、冗長活性化信号HITに応答してスペア
ワード線を選択的に活性化する。m個のプログラム回路
12の各々は、不良のワード線のアドレスがプログラム
可能であって、対応するバンク活性化信号RAS1−R
ASmに応答して活性化され、行デコーダ21に与えら
れる行アドレス信号RADがそのプログラムされた不良
アドレスと一致するとき、スペア行デコーダ30を活性
化する。
【0036】図2は、図1に示されるプログラム回路1
2の全体構成を示すブロック図である。図2を参照し
て、このプログラム回路12は、判定ノードNと、ヒュ
ーズF0a−Fna,F0b−Fnbと、NチャネルM
OSトランジスタQN0a−QNna,QN0b−QN
nb,QNLと、PチャネルMOSトランジスタQPH
1,QPH2と、インバータINVとを備える。判定ノ
ードNの電圧は、インバータINVで反転されて冗長回
路23を活性化するか否かを判定するための冗長活性化
信号HITとなる。ヒューズF0a−Fna,F0b−
Fnbの各々は、判定ノードNに接続される。Nチャネ
ルMOSトランジスタQN0a−QNna,QN0b−
QNnbは、それぞれ対応するヒューズF0a−Fn
a,F0b−Fnbと接地ノードVssとの間に接続さ
れる。NチャネルMOSトランジスタQN0a−QNn
aのゲートには、アクティブ状態でそれぞれ行アドレス
信号RADの各ビット信号ADD0−ADDnが入力さ
れる。NチャネルMOSトランジスタQN0b−QNn
bのゲートには、アクティブ状態でそれぞれ行アドレス
信号RADの各ビット信号ADD0−ADDnの相補信
号/ADD0−/ADDnが入力される。NチャネルM
OSトランジスタQNLは、判定ノードNと接地ノード
Vssとの間に接続され、バンク活性化信号RASXに
応答してオン/オフする。PチャネルMOSトランジス
タQPH1は、NチャネルMOSトランジスタQN0a
−QNna,QN0b−QNnbのしきい値よりも大き
いしきい値を有し、電源ノードVddと判定ノードNと
の間に接続され、行アドレスストローブ信号RASに応
答してオン/オフする。PチャネルMOSトランジスタ
QPH2は、NチャネルMOSトランジスタQN0a−
QNna,QN0b−QNnbのしきい値よりも大きい
しきい値を有し、電源ノードVddと判定ノードNとの
間に接続され、インバータINVからの出力信号に応答
してオン/オフする。インバータINVは、判定ノード
Nの電圧を反転する。
【0037】次に、以上のように構成されたプログラム
回路12の動作について図3を参照しつつ説明する。
【0038】予め、正常に動作しないメモリセルのアド
レスの各ビット信号およびその相補的な信号のうちHレ
ベルにある信号に対応するヒューズF0a−Fna,F
0b−Fnbを切断する。このようにして、不良アドレ
ス情報がプログラム回路12にプログラムされる。
【0039】バンクデコーダ11からのバンク活性化信
号RASXがHレベルのとき、プログラム回路12はス
タンバイ状態となる。このとき、NチャネルMOSトラ
ンジスタQN0a−QNna,QN0b−QNnbのゲ
ートにはLレベルの信号が入力され、NチャネルMOS
トランジスタQN0a−QNna,QN0b−QNnb
はオフになる。また、Hレベルの行アドレスストローブ
信号RASを受けるPチャネルMOSトランジスタQP
H1はオフになり、バンク活性化信号RASXを受ける
NチャネルMOSトランジスタQNLはオンになる。こ
れにより、判定ノードNの電圧は接地電圧Vssとな
り、判定ノードNの反転電圧を受けるPチャネルMOS
トランジスタQPH2はオフになる。
【0040】この結果、NチャネルMOSトランジスタ
QN0a−QNna,QN0b−QNnbのソース電圧
とドレイン電圧とが等しくなる。したがって、Nチャネ
ルMOSトランジスタQN0a−QNna,QN0b−
QNnbを通じて判定ノードNと接地ノードVssとの
間にサブスレッショルド電流は流れない。
【0041】また、PチャネルMOSトランジスタQP
H1およびQPH2は大きいしきい値を有するため、P
チャネルMOSトランジスタQPH1およびQPH2を
通じて電源ノードVddと判定ノードNとの間に流れる
サブスレッショルド電流が低減される。
【0042】バンク活性化信号RASXがHレベルから
Lレベルになるとプログラム回路12はアクティブ状態
となる。
【0043】まず、行アドレスストローブ信号RASが
所定時間tだけLレベルとなる。これによりPチャネル
MOSトランジスタQPH1がオンになり、判定ノード
Nが電源電圧Vddにプリチャージされる。所定時間t
を経過すると行アドレスストローブ信号RASがHレベ
ルとなりPチャネルMOSトランジスタQPH1はオフ
になるが、PチャネルMOSトランジスタQPH2によ
って判定ノードNの電圧は電源電圧Vddに保たれる。
【0044】続いて、行アドレス信号RADの各ビット
信号ADD0−ADDnおよびその相補ビット信号/A
DD0−/ADDnが入力される。
【0045】行アドレス信号RADがプログラムされた
不良アドレスと一致するときは、判定ノードNの電圧は
電源電圧Vddに保たれる。これにより、Lレベルの冗
長活性化信号HITがメモリバンクBKX中の行デコー
ダ21およびスペア行デコーダ30に出力される。この
結果、行デコーダ21が不活性化、スペア行デコーダ3
0が活性化され不良のメモリセルがスペアのメモリセル
と置換えられる。
【0046】行アドレス信号RADがプログラムされた
不良アドレスと一致しないときは、一致しないビット信
号ADD0−ADDnまたはその相補ビット信号/AD
D0−/ADDnに対応するNチャネルMOSトランジ
スタQN0a−QNna,QN0b−QNnbを通じ
て、判定ノードNの電圧は接地電圧Vssに引き抜かれ
る。これにより、Lレベルの冗長活性化信号HITがメ
モリバンクBKX中の行デコーダ21およびスペア行デ
コーダ30に出力される。この結果、行デコーダ21が
活性化、スペア行デコーダ30が不活性化される。
【0047】このように、行アドレス信号RADが入力
される期間(アドレス入力期間)をアドレス判定期間と
し、このアドレス判定期間の冗長活性化信号HITによ
って不良のメモリセルを救済する。
【0048】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、NチャネルMOSトランジスタQNLを設けたた
め、スタンバイ状態でNチャネルMOSトランジスタQ
N0a−QNna,QN0b−QNnbのソース電圧と
ドレイン電圧とが等しくなる。したがって、Nチャネル
MOSトランジスタQN0a−QNna,QN0b−Q
Nnbを通じて判定ノードNと接地ノードVssとの間
にサブスレッショルド電流は流れない。また、Pチャネ
ルMOSトランジスタQPH1およびQPH2は大きい
しきい値を有するため、スタンバイ状態でPチャネルM
OSトランジスタQPH1およびQPH2を通じて電源
ノードVddと判定ノードNとの間に流れるサブスレッ
ショルド電流が低減される。
【0049】なお、ここでは、NチャネルMOSトラン
ジスタQNLのゲートにバンク活性化信号RASXを入
力したが、これをチップの待機信号としてもよい。
【0050】[実施の形態2]図4は、この発明の実施
の形態2によるプログラム回路の全体構成を示すブロッ
ク図である。この発明の実施の形態2におけるプログラ
ム回路は、図2に示される構成に加えて、さらにラッチ
回路40を備える。
【0051】ラッチ回路40は、ラッチ信号RASLを
受けるクロック端子CLKと、インバータINVからの
出力を受けるデータ端子Dataと、出力端子Qとを含
む。このラッチ回路40は、ラッチ信号RASLがLレ
ベルのときはインバータINVからの出力をそのまま出
力端子Qから出力し、ラッチ信号RASLがLレベルか
らHレベルに変わるとインバータINVからの出力をラ
ッチする。また、出力端子Qからの出力が冗長活性化信
号HITとなる。
【0052】以上のように構成されたプログラム回路の
動作について、図5を参照しつつ説明する。
【0053】スタンバイ状態では、実施の形態1に示さ
れるのと同様にして、NチャネルMOSトランジスタQ
N0a−QNna,QN0b−QNnbを通じて判定ノ
ードNと接地ノードVssとの間にサブスレッショルド
電流は流れない。また、PチャネルMOSトランジスタ
QPH1およびQPH2を通じて電源ノードVddと判
定ノードNとの間に流れるサブスレッショルド電流が低
減される。
【0054】アクティブ状態になると、実施の形態1に
示されるのと同様にして、判定ノードNが電源電圧Vd
dにプリチャージされる。
【0055】続いて、実施の形態1に示されるのと同様
にして、行アドレス信号RADの各ビット信号ADD0
−ADDnおよびその相補信号/ADD0−/ADDn
が入力され、不良アドレスとの比較が行われる。その結
果、不良アドレスと一致するときは判定ノードNが電源
電圧Vddに維持され、一致しないときは接地電圧Vs
sに引き抜かれる。
【0056】このアドレス入力期間にラッチ信号RAS
Lが立上がり、ラッチ回路40によってインバータIN
Vの出力、すなわち不良アドレスとの比較の結果がラッ
チされる。
【0057】その後、アドレス入力期間が終了し、プロ
グラム回路12はスタンバイ状態になるが、不良アドレ
スとの比較結果はラッチ回路40によって保持される。
【0058】実施の形態1によるプログラム回路では、
入力される行アドレス信号RADと不良アドレスとの比
較が終了しても、その結果である冗長活性化信号HIT
による冗長回路23の活性化または不活性化が終了する
まではアドレス入力期間を終了することができない。な
ぜなら、行アドレス信号RADの入力を終了するとそれ
に応じて比較結果である冗長活性化信号HITの値が変
わってしまうからである。
【0059】しかし、この実施の形態2によれば、ラッ
チ回路40を設けたため、不良アドレスとの比較結果が
ラッチ回路40によって保持された後は、行アドレス信
号RADの入力を終了しプログラム回路12を消費電流
の少ないスタンバイ状態に移行させることができる。こ
の結果、消費電流の多いアクティブ状態の期間が短くな
り、プログラム回路の消費電流が低減される。
【0060】なお、ここでは、NチャネルMOSトラン
ジスタQNLのゲートにバンク活性化信号RASXを入
力したが、これをチップの待機信号としてもよい。
【0061】[実施の形態3]図6は、この発明の実施
の形態3によるプログラム回路の全体構成を示すブロッ
ク図である。図6を参照して、この発明の実施の形態3
によるプログラム回路は、図2に示されるPチャネルM
OSトランジスタQPH1およびQPH2に代えてPチ
ャネルMOSトランジスタQP1およびQP2、Nチャ
ネルMOSトランジスタQNLに代えてNチャネルMO
SトランジスタQNHを設け、さらにNチャネルMOS
トランジスタQN0a−QNna,QN0b−QNnb
が接続される接地ノードVssをノードN1に代えたも
のである。
【0062】PチャネルMOSトランジスタQP1は、
電源ノードVddと判定ノードNとの間に接続され、行
アドレスストローブ信号RASに応答してオン/オフす
る。PチャネルMOSトランジスタQP2は、電源ノー
ドVddと判定ノードNとの間に接続され、インバータ
INVからの出力に応答してオン/オフする。Nチャネ
ルMOSトランジスタQNHは、NチャネルMOSトラ
ンジスタQN0a−QNna,QN0b−QNnbのし
きい値よりも大きいしきい値を有し、ノードN1と接地
ノードVssとの間に接続され、行アドレスストローブ
信号RASに応答してオン/オフする。
【0063】次に、以上のように構成されたプログラム
回路の動作について図7を参照しつつ説明する。
【0064】バンク活性化信号RASXがHレベルのと
き、プログラム回路はスタンバイ状態となる。このと
き、NチャネルMOSトランジスタQN0a−QNn
a,QN0b−QNnbのゲートには、Lレベルの信号
が入力され、NチャネルMOSトランジスタQN0a−
QNna,QN0b−QNnbはオフになる。また、行
アドレスストローブ信号RASはLレベルとなり、これ
を受けるPチャネルMOSトランジスタQP1はオンに
なり、判定ノードNが電源電圧にプリチャージされる。
また、NチャネルMOSトランジスタQNHはオフにな
る。この結果、ノードN1の電圧は(接地電圧Vss)
+(NチャネルMOSトランジスタQNHのしきい値V
th)となる。このときNチャネルMOSトランジスタ
QN0a−QNna,QN0b−QNnbにサブスレッ
ショルド電流が流れるが、この値はNチャネルMOSト
ランジスタQN0a−QNna,QN0b−QNnbの
ソースが接地ノードVssに接続された場合と比べて小
さくなる。以下、この理由について説明する。
【0065】図8に示されるように、PチャネルMOS
トランジスタQLPとNチャネルMOSトランジスタQ
LNとで構成されるインバータ回路において、Nチャネ
ルMOSトランジスタQLNのソースと接地ノードVs
sとの間に、NチャネルMOSトランジスタQLNのし
きい値よりも大きいしきい値を有するNチャネルMOS
トランジスタQHNを設けた回路について考える。
【0066】図9に示されるように、アクティブ状態で
NチャネルMOSトランジスタQHNのゲートにHレベ
ルの信号SCが入力されるため、NチャネルMOSトラ
ンジスタQHNはオンになる。これにより、インバータ
回路は通常の動作を行う。
【0067】スタンバイ状態のとき、インバータ回路へ
の入力INはLレベル(0V)となる。このとき、Nチ
ャネルMOSトランジスタQHNのゲートにはLレベル
の信号SCが入力され、NチャネルMOSトランジスタ
QHNはオフになる。この結果、NチャネルMOSトラ
ンジスタQLNとNチャネルMOSトランジスタQHN
との相互接続ノードVNの電圧は、(接地電圧)+(N
チャネルMOSトランジスタQHNのしきい値)、すな
わち(0V+Vvn)となる。これにより、Nチャネル
MOSトランジスタQLNのゲート・ソース間電圧Vg
sの値は−Vvnとなり、NチャネルMOSトランジス
タQLNには逆バイアスがかかる。図10に示されるよ
うに、このときにNチャネルMOSトランジスタQLN
に流れるサブスレッショルド電流値はIL2であり、こ
れはNチャネルMOSトランジスタQHNを設けないと
き、すなわちNチャネルMOSトランジスタQLNのゲ
ート・ソース間電圧Vgsの値が0Vのときのサブスレ
ッショルド電流値IL1よりも小さい。
【0068】以上のように、NチャネルMOSトランジ
スタQHNを設け、スタンバイ状態でNチャネルMOS
トランジスタQLNに逆バイアスをかけることによって
サブスレッショルド電流が低減される。なお、スタンバ
イ状態でのインバータ回路への入力INがHレベル(V
dd)の場合は、PチャネルMOSトランジスタを電源
ノードVdd側に設けることにより同じ効果が得られ
る。
【0069】以上の説明と同じ理由によって、この実施
の形態3によるプログラム回路においても、スタンバイ
状態でNチャネルMOSトランジスタQN0a−QNn
a,QN0b−QNnbに逆バイアスがかかるためサブ
スレッショルド電流が低減される。
【0070】バンク活性化信号RASXがHレベルから
Lレベルになるとプログラム回路はアクティブ状態とな
る。
【0071】このとき、行アドレスストローブ信号RA
SがHレベルとなる。これによりNチャネルMOSトラ
ンジスタQNHはオンになり、ノードN1の電圧は接地
電圧Vssとなる。また、PチャネルMOSトランジス
タQP1がオフになるが、PチャネルMOSトランジス
タQP2によって判定ノードNの電圧は電源電圧Vdd
に保たれる。
【0072】続いて、行アドレス信号RADの各ビット
信号ADD0−ADDnおよびその相補ビット信号/A
DD0−/ADDnが入力され、実施の形態1と同様に
して予めプログラムされた不良アドレスとの比較が行わ
れ、行アドレス信号RADがプログラムされた不良アド
レスと一致するときは、不良のメモリセルがスペアのメ
モリセルと置換えられる。
【0073】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、スタンバイ状態でオフになるNチャネルMOSトラ
ンジスタQNHを設けたため、スタンバイ状態でNチャ
ネルMOSトランジスタQN0a−QNna,QN0b
−QNnbのゲート・ソース間に逆バイアスがかかる。
これにより、NチャネルMOSトランジスタQN0a−
QNna,QN0b−QNnbに流れるサブスレッショ
ルド電流が低減される。
【0074】なお、ここではNチャネルMOSトランジ
スタQNHのゲートに与えられる信号を行アドレススト
ローブ信号RASとしたが、これを図11に示されるタ
イミング信号RASTとしてもよい。タイミング信号R
ASTは、NチャネルMOSトランジスタQN0a−Q
Nna,QN0b−QNnbに入力される信号ADD0
−ADDn,/ADD0−/ADDnが確定した後にH
レベルに立ち上がる。これに同期してNチャネルMOS
トランジスタQNHがオンになり、入力アドレスと不良
アドレスとの比較が行われ、冗長回路を活性化するか否
かの判定が行われる。このように、タイミング信号RA
STと同期した判定が行えるため、次段にタイミング調
整回路を設ける必要がない。また、タイミング信号RA
STがHレベルになる時間を短くすることによりNチャ
ネルMOSトランジスタQNHがオフになる時間が長く
なり、この結果、アクティブ状態の期間内においてスタ
ンバイ状態同様の消費電流が少ない状態d1,d2を長
くすることができる。
【0075】[実施の形態4]図12は、この発明の実
施の形態4によるプログラム回路の全体構成を示すブロ
ック図である。図12を参照して、このプログラム回路
は、図6に示される構成に加えて、さらに図4に示され
るのと同様のラッチ回路40を備える。
【0076】以上のように構成されたプログラム回路の
動作について、図13を参照しつつ説明する。
【0077】スタンバイ状態では、実施の形態3に示さ
れるのと同様にして、NチャネルMOSトランジスタQ
N0a−QNna,QN0b−QNnbに流れるサブス
レッショルド電流が低減される。
【0078】アクティブ状態で、行アドレス信号RAD
の各ビット信号ADD0−ADDnおよびその相補ビッ
ト信号/ADD0−/ADDnが入力され、不良アドレ
スとの比較が行われる。その結果、不良アドレスと一致
するときは判定ノードNが電源電圧Vddに維持され、
一致しないときは接地電圧Vssに引き抜かれる。
【0079】このアドレス入力期間にラッチ信号RAS
Lが立上がり、ラッチ回路40によってインバータIN
Vの出力、すなわち不良アドレスとの比較の結果がラッ
チされる。
【0080】その後、アドレス入力期間が終了し、プロ
グラム回路はスタンバイ状態になるが、不良アドレスと
の比較結果はラッチ回路40によって保持される。
【0081】実施の形態3によるプログラム回路では、
入力される行アドレス信号RADと不良アドレスとの比
較が終了しても、その結果である冗長活性化信号HIT
による冗長回路23の活性化または不活性化が終了する
まではアドレス入力期間を終了することができない。な
ぜなら、行アドレス信号RADの入力を終了するとそれ
に応じて比較結果である冗長活性化信号HITの値が変
わってしまうからである。
【0082】しかし、この実施の形態4によれば、ラッ
チ回路40を設けたため、不良アドレスとの比較結果が
ラッチ回路40によって保持された後は、行アドレス信
号RADの入力を終了しプログラム回路を消費電流の少
ないスタンバイ状態に移行させることができる。この結
果、消費電流の多いアクティブ状態の期間が短くなり、
プログラム回路の消費電流が低減される。
【0083】なお、ここではNチャネルMOSトランジ
スタQNHのゲートに与えられる信号を行アドレススト
ローブ信号RASとしたが、これを図14に示されるタ
イミング信号RASTとしてもよい。タイミング信号R
ASTは、NチャネルMOSトランジスタQN0a−Q
Nna,QN0b−QNnbに入力される信号ADD0
−ADDn,/ADD0−/ADDnが確定した後にH
レベルに立ち上がる。これに同期してNチャネルMOS
トランジスタQNHがオンになり、入力アドレスと不良
アドレスとの比較が行われ、冗長回路を活性化するか否
かの判定が行われる。このように、タイミング信号RA
STと同期した判定が行えるため、次段にタイミング調
整回路を設ける必要がない。また、タイミング信号RA
STがHレベルになる時間を短くすることによりNチャ
ネルMOSトランジスタQNHがオフになる時間が長く
なり、この結果、アクティブ状態の期間内においてスタ
ンバイ状態同様の消費電流が少ない状態d1,d2を長
くすることができる。
【0084】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0085】
【発明の効果】この発明の1つの局面に従ったプログラ
ム回路は、判定ノードと接地ノードとの間に接続され、
スタンバイ状態でオンになりアクティブ状態でオフにな
る第2のトランジスタを設けたため、スタンバイ状態で
複数の第1のトランジスタのソース電圧とドレイン電圧
とが等しくなる。この結果、複数の第1のトランジスタ
を通じて判定ノードと接地ノードとの間にサブスレッシ
ョルド電流は流れない。
【0086】また、プリチャージ手段は複数の第1のト
ランジスタのしきい値よりも大きいしきい値を有するM
OSトランジスタであるため、スタンバイ状態でMOS
トランジスタを通じて電源ノードと判定ノードとの間に
流れるサブスレッショルド電流がより有効に低減され
る。
【0087】また、入力アドレスが与えられた後スタン
バイ状態になる前に判定ノードの値をラッチするラッチ
回路を設けたため、判定ノードの値がラッチされた後は
すぐにでもプログラム回路をスタンバイ状態にすること
ができる。この結果、消費電流の多いアクティブ状態の
期間が短くなり、プログラム回路での消費電流が低減さ
れる。この発明のもう1つの局面に従った半導体記憶装
置は、第1のノードと接地ノードとの間に接続され、ス
タンバイ状態でオフになりかつ複数の第1のトランジス
タに入力アドレスが与えられるときオンになる第2のト
ランジスタを設けたため、スタンバイ状態で複数の第1
のトランジスタのゲート・ソース間に逆バイアスがかか
る。この結果、スタンバイ状態で複数の第1のトランジ
スタに流れるサブスレッショルド電流が低減される。
【0088】また、第2のトランジスタは複数のトラン
ジスタのしきい値よりも大きいしきい値を有するため、
スタンバイ状態で複数の第1のトランジスタのゲート・
ソース間にかかる逆バイアスが強くなる。この結果、ス
タンバイ状態で複数の第1のトランジスタに流れるサブ
スレッショルド電流がより有効に低減される。
【0089】また、入力アドレスが与えられた後スタン
バイ状態になる前に判定ノードの値をラッチするラッチ
回路を設けたため、判定ノードの値がラッチされた後は
すぐにでもプログラム回路をスタンバイ状態にすること
ができる。この結果、消費電流の多いアクティブ状態の
期間が短くなり、プログラム回路での消費電流が低減さ
れる。
【0090】また、第2のトランジスタは、複数の第1
のトランジスタに入力アドレスが与えられる期間のうち
所定期間オンになるため、第2のトランジスタがオフに
なる時間をより長くすることができる。この結果、プロ
グラム回路での消費電流が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるプログラム回
路を含むDRAMの全体構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示されたプログラム回路の全体構成を
示すブロック図である。
【図3】 図2に示されたプログラム回路の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
【図4】 この発明の実施の形態2によるプログラム回
路の全体構成を示すブロック図である。
【図5】 図4に示されたプログラム回路の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
【図6】 この発明の実施の形態3によるプログラム回
路の全体構成を示すブロック図である。
【図7】 図6に示されたプログラム回路の動作を説明
すためのタイミングチャートである。
【図8】 サブスレッショルド電流を低減するための回
路の一例を示す回路図である。
【図9】 図8に示される回路の動作を説明するための
図である。
【図10】 ゲート・ソース間電圧とサブスレッショル
ド電流の関係を示す図である。
【図11】 この発明の実施の形態3によるプログラム
回路の変形例の動作を説明するためのタイミングチャー
トである。
【図12】 この発明の実施の形態4によるプログラム
回路の全体構成を示すブロック図である。
【図13】 図12に示されたプログラム回路の動作を
説明するためのタイミングチャートである。
【図14】 この発明の実施の形態4によるプログラム
回路の変形例の動作を説明するためのタイミングチャー
トである。
【図15】 従来のプログラム回路の構成の一例を示す
ブロック図である。
【図16】 図15に示されたプログラム回路の動作を
説明するためのタイミングチャートである。
【図17】 サブスレッショルド電流の発生原理を説明
するための回路図である。
【図18】 トランジスタのしきい値とサブスレッショ
ルド電流との関係を示す図である。
【符号の説明】
23 冗長回路、40 ラッチ回路、QPH1,QPH
2,QP1,QP2PチャネルMOSトランジスタ、Q
N0a−QNna,QN0b−QNnb,QNL,QN
H NチャネルMOSトランジスタ、F0a−Fna,
F0b−Fnb ヒューズ、N 判定ノード、Vdd
電源ノード、Vss 接地ノード、HIT 冗長活性化
信号、RAD,ADD0−ADDn 行アドレス信号、
RAS行アドレスストローブ信号。
フロントページの続き (72)発明者 冨嶋 茂樹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5L106 AA01 CC04 CC12 CC22

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 不良アドレスがプログラム可能であっ
    て、アクティブ状態およびスタンバイ状態を有し、アク
    ティブ状態で入力アドレスがそのプログラムされた不良
    アドレスと一致するとき冗長回路を活性化するプログラ
    ム回路であって、 前記冗長回路を活性化するか否かを判定するための信号
    が生成される判定ノードと、 アクティブ状態であって前記入力アドレスが与えられる
    前に前記判定ノードを電源電圧にプリチャージするプリ
    チャージ手段と、 各々が前記判定ノードに接続された複数のヒューズと、 前記複数のヒューズに対応して設けられ、各々が対応す
    るヒューズと接地ノードとの間に接続されかつ前記入力
    アドレスの対応するビットの信号またはその相補的な信
    号を受けるゲートを有する複数の第1のトランジスタ
    と、 前記判定ノードと接地ノードとの間に接続され、スタン
    バイ状態でオンになりアクティブ状態でオフになる第2
    のトランジスタとを備える、プログラム回路。
  2. 【請求項2】 前記プリチャージ手段は、電源ノードと
    前記判定ノードとの間に接続され、行アドレスストロー
    ブ信号に応答してオン/オフするMOSトランジスタで
    ある、請求項1に記載のプログラム回路。
  3. 【請求項3】 前記MOSトランジスタは、前記複数の
    第1のトランジスタのしきい値よりも大きいしきい値を
    有する、請求項2に記載のプログラム回路。
  4. 【請求項4】 前記プログラム回路はさらに、前記入力
    アドレスが与えられた後スタンバイ状態になる前に前記
    判定ノードの値をラッチするラッチ回路を備える、請求
    項1に記載のプログラム回路。
  5. 【請求項5】 不良アドレスがプログラム可能であっ
    て、アクティブ状態およびスタンバイ状態を有し、アク
    ティブ状態で入力アドレスがそのプログラムされた不良
    アドレスと一致するとき冗長回路を活性化するプログラ
    ム回路であって、 前記冗長回路を活性化するか否かを判定するための信号
    が生成される判定ノードと、 スタンバイ状態で前記判定ノードを電源電圧にプリチャ
    ージするプリチャージ手段と、 各々が前記判定ノードに接続された複数のヒューズと、 前記複数のヒューズに対応して設けられ、各々が対応す
    るヒューズと第1のノードとの間に接続されかつ前記入
    力アドレスの対応するビットの信号またはその相補的な
    信号を受けるゲートを有する複数の第1のトランジスタ
    と、 前記第1のノードと接地ノードとの間に接続され、スタ
    ンバイ状態でオフになりかつ前記複数の第1のトランジ
    スタに前記入力アドレスが与えられるときオンになる第
    2のトランジスタとを備える、プログラム回路。
  6. 【請求項6】 前記プリチャージ手段は、電源ノードと
    前記判定ノードとの間に接続され、行アドレスストロー
    ブ信号に応答してオン/オフするMOSトランジスタで
    ある、請求項5に記載のプログラム回路。
  7. 【請求項7】 前記第2のトランジスタは、前記複数の
    第1のトランジスタのしきい値よりも大きいしきい値を
    有する、請求項5に記載のプログラム回路。
  8. 【請求項8】 前記プログラム回路はさらに、前記入力
    アドレスが与えられた後スタンバイ状態になる前に前記
    判定ノードの値をラッチするラッチ回路を備える、請求
    項5に記載のプログラム回路。
  9. 【請求項9】 前記第2のトランジスタは、前記複数の
    第1のトランジスタに前記入力アドレスが与えられる期
    間のうち所定期間オンになる、請求項5または請求項8
    に記載のプログラム回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001297596A (ja) * 2000-04-14 2001-10-26 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JP4552266B2 (ja) * 2000-04-14 2010-09-29 エルピーダメモリ株式会社 半導体集積回路装置

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