JP2000057797A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2000057797A
JP2000057797A JP10222070A JP22207098A JP2000057797A JP 2000057797 A JP2000057797 A JP 2000057797A JP 10222070 A JP10222070 A JP 10222070A JP 22207098 A JP22207098 A JP 22207098A JP 2000057797 A JP2000057797 A JP 2000057797A
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JP
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redundancy
address signal
selection line
semiconductor memory
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JP10222070A
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Masahiro Katayama
雅弘 片山
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロウアドレス信号を用いてカラム系の冗長判
定を行い、アクセス時間の高速化を図ることができる半
導体記憶装置を提供する。 【解決手段】 ロジック混載DRAMであって、この救
済ブロックとして、メモリアレイ1と、ロウ系のロウア
ドレスバッファ2およびロウデコーダ3と、ロウ系の冗
長救済のための冗長比較回路4および冗長デコーダ5
と、カラム系のカラムアドレスバッファ6およびカラム
デコーダ7と、カラム系の冗長救済のための冗長比較回
路8およびカラム選択線切り換え回路9などが設けら
れ、カラム救済をする場合には、選択マットのカラムア
ドレスに対応した冗長比較回路8のヒューズを切り、ロ
ウアドレス信号から生成するマット選択信号により活性
化するヒューズを選び、救済されるカラムアドレス信号
の場合にはカラム選択線切り換え回路9により冗長カラ
ム選択線に置き換えて救済を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置の
冗長救済技術に関し、特にカラム系の冗長救済判定に要
する時間の短縮化に好適なDRAMなどの半導体記憶装
置に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、本発明者が検討した技術とし
て、半導体記憶装置の一例としてのEDO−DRAM、
SDRAMなどのDRAMでは、64M、256Mビッ
トへの移行による大容量化に伴って1つのチップ内に配
置されるメモリセルの数もかなり増加してきており、そ
の結果、製造プロセスにおいて1つのチップ内に発生す
る不良メモリセルの数も増える傾向にあるものと考えら
れる。
【0003】そこで、通常では、製造歩留まりの向上の
ためにメモリアレイに不良メモリセルの代替となる冗長
メモリセルを配置し、もし、チップのテストなどによっ
て不良メモリセルの存在が発見された場合には、この不
良メモリセルを救済アドレスに対応する冗長メモリセル
に置き換える方式が採用されている。たとえば、カラム
系冗長判定回路においては、カラムアドレス信号を受け
取った後、このカラムアドレス信号で冗長判定を行う技
術などが考えられる。
【0004】なお、このようなDRAMなどの半導体記
憶装置に関する技術としては、たとえば1994年11
月5日、株式会社培風館発行の「アドバンスト エレク
トロニクスI−9 超LSIメモリ」に記載される技術
などが挙げられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
なDRAMなどの半導体記憶装置においては、たとえば
図9に示すような構成において救済が行われている。す
なわち、図9のように、ロウ系のアドレスバッファ2、
冗長比較回路4および冗長デコーダ5と、カラム系のア
ドレスバッファ6、冗長比較回路11および冗長デコー
ダ12とからなる救済ブロック構成において、カラム系
の冗長比較回路11は、受け取ったカラムアドレス信号
で冗長判定を行うために、カラム系冗長判定に要する時
間がアクセス時間に影響することが考えられる。
【0006】そこで、本発明の目的は、多ビットの並列
出力が多いことに着目し、カラムアドレス信号を用いず
に、ロウアドレス信号を用いてカラム系の冗長判定を行
い、アクセス時間の高速化を図ることができる半導体記
憶装置を提供するものである。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0009】すなわち、本発明の半導体記憶装置は、カ
ラム系冗長判定回路として、ロウアドレス信号により救
済されるカラムアドレス信号を決定する冗長比較回路
と、この救済されるカラムアドレス信号を冗長カラムア
ドレス信号に置き換えるカラム選択線切り換え回路とを
有し、ロウアドレス信号を用いてカラム系の冗長判定を
行うものである。
【0010】この構成において、冗長比較回路は、救済
されるカラムアドレス信号に対応するヒューズが予め切
断され、ロウアドレス信号から生成するマット選択信号
により活性化するヒューズを選択して、救済されるカラ
ムアドレス信号を決定するようにしたものである。カラ
ム選択線切り換え回路は、救済されるカラムアドレス信
号によりカラム選択スイッチのカラム選択信号を通常の
カラム選択線または冗長のカラム選択線のどちらか一方
に切り換えるようにしたものである。
【0011】また、カラムアドレス信号が多い場合は、
メモリアレイの冗長単位をカラム方向に分割するように
し、特にロジック混載DRAM、カラムアドレス信号の
ビット数が少ないメモリなどに適用するようにしたもの
である。
【0012】よって、前記半導体記憶装置によれば、ロ
ウアドレス信号から生成するマット選択信号により活性
化するヒューズを選択して救済されるカラムアドレス信
号を決定し、この救済されるカラムアドレス信号により
カラム選択スイッチのカラム選択信号を通常のカラム選
択線または冗長のカラム選択線のどちらか一方に切り換
えることにより、ロウアドレス信号でカラム冗長判定が
できるため、冗長判定によるアクセス遅延がない。この
結果、アクセス時間の高速化を図ることができる。
【0013】特に、このロウアドレス信号を用いてカラ
ム系の冗長判定を行う方式は、カラムアドレス信号の少
ない場合、カラム選択線切り換え回路が小規模ですむた
めに良好に適用できる。また、カラムアドレス信号の多
い場合でも、冗長単位をカラム方向に分割することで適
用することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0015】図1および図2は本発明の一実施の形態で
ある半導体記憶装置において、カラム系冗長判定機能の
概念を示す構成図、図3は本実施の形態の半導体記憶装
置の要部を示す構成図、図4はカラム系冗長判定回路内
の冗長比較回路を示す回路図、図5はカラム選択線切り
換え回路を示す回路図、図6は冗長比較回路を示す波形
図、図7はカラム系冗長を示す説明図、図8はメモリア
レイの冗長単位を分割する場合を示す説明図である。
【0016】まず、図1および図2により本実施の形態
の半導体記憶装置における冗長判定機能の概念を説明す
る。図1はカラム系冗長判定回路、図2はカラム選択線
切り換え回路の概念構成をそれぞれ示す。
【0017】本実施の形態において、カラム系冗長判定
回路は、カラム系冗長比較回路およびカラム選択線切り
換え回路からなり、カラム系冗長比較回路に入力される
ロウアドレス信号により救済されるカラムアドレス信号
を決定し、カラム選択線切り換え回路において、この救
済されるカラムアドレス信号AYnを冗長カラムアドレ
ス信号に置き換えて、通常のカラム選択線YSnまたは
冗長のカラム選択線RYSのどちらか一方に切り換える
ように構成されている。
【0018】次に、図3により本実施の形態の半導体記
憶装置における救済ブロックの構成を説明する。
【0019】本実施の形態の半導体記憶装置は、たとえ
ばロジック混載DRAMとされ、この救済ブロックとし
て、複数のメモリセルからなるメモリアレイ1と、ロウ
系の任意のアドレスを指定するためのロウアドレスバッ
ファ2およびロウデコーダ3と、ロウ系の冗長救済のた
めの冗長比較回路4および冗長デコーダ5と、カラム系
の任意のアドレスを指定するためのカラムアドレスバッ
ファ6およびカラムデコーダ7と、カラム系の冗長救済
のための冗長比較回路8およびカラム選択線切り換え回
路9などが設けられている。
【0020】このロジック混載DRAMには、前記メモ
リアレイ1、ロウアドレスバッファ2、ロウデコーダ
3、冗長比較回路4、冗長デコーダ5、カラムアドレス
バッファ6、カラムデコーダ7、冗長比較回路8および
カラム選択線切り換え回路9の他に、図示しないデータ
の読み出し/書き込みを行うためのセンスアンプ、メイ
ンアンプおよび入出力バッファと、ロジック回路、クロ
ック発生回路、内部電圧発生回路などが設けられ、周知
の半導体製造技術によって1個の半導体チップ上に形成
されている。
【0021】このロジック混載DRAMには、外部から
ロウアドレスバッファ2、カラムアドレスバッファ6に
対してアドレス信号が入力される。ロウ系のアドレス指
定は、ロウアドレスバッファ2からロウデコーダ3に入
力されるロウアドレス信号によりメモリアレイ1内の任
意の正規メモリセルが選択されるか、またはロウ系の冗
長比較回路4を介して冗長デコーダ5に入力される救済
ロウアドレス信号によりメモリアレイ1内の冗長メモリ
セルが選択される。このロウ系における冗長比較回路4
および冗長デコーダ5は従来と同様である。
【0022】一方、カラム系のアドレス指定は、カラム
アドレスバッファ6、ロウアドレスバッファ2からカラ
ム系の冗長比較回路8を介してそれぞれカラム選択線切
り換え回路9に入力され、さらにこのカラム選択線切り
換え回路9からカラムデコーダ7に入力されるカラムア
ドレス信号によりメモリアレイ1内の任意の正規メモリ
セルが選択されるか、救済カラムアドレス信号によりメ
モリアレイ1内の冗長メモリセルが選択される。このカ
ラム系における冗長比較回路8およびカラム選択線切り
換え回路9については以下において詳述する。
【0023】次に、図4〜図6によりカラム系冗長判定
回路の冗長比較回路8およびカラム選択線切り換え回路
9の構成(カラムアドレス信号が3ビット=カラム選択
線が8本の例)および動作について詳細に説明する。図
4は冗長比較回路8、図5はカラム選択線切り換え回路
9のそれぞれの回路を示し、図6は冗長比較回路8の波
形を示す。このカラム系冗長判定回路においては、ロウ
アドレス信号で選択マットを判断し、カラム選択線切り
換え回路9に設けたスイッチの切り換えで救済を行う。
【0024】冗長比較回路8は、図4に示す回路構成が
8組設けられている。それぞれ、マット選択信号MSi
(MS0〜MS15)により動作する複数組の否定論理
和ゲートNOR1〜NOR8、PMOSトランジスタT
P1〜TP8およびヒューズF1〜F8と、冗長比較リ
セット信号RSTにより動作するNMOSトランジスタ
TN1と、出力段のPMOSトランジスタTP9、NM
OSトランジスタTN2およびインバータIV1,IV
2とからなり、カラム救済をする場合には選択マットの
カラムアドレスに対応したヒューズF1〜F8を切り、
ロウアドレス信号から生成するマット選択信号MSiに
より活性化するヒューズF1〜F8を選ぶことによって
救済されるカラムアドレス信号が決定され、冗長比較結
果信号RYj(RY0〜RY7)が出力される。
【0025】カラム選択線切り換え回路9は、図5のよ
うに、冗長比較結果信号RYj、救済されるカラムアド
レス信号AY2k(AY20〜AY27)により動作す
る否定論理積ゲートNAND11〜NAND18および
インバータIV11〜IV18による組と、PMOSト
ランジスタTP11〜TP18およびNMOSトランジ
スタTN11〜TN18による組とからなり、救済され
るカラムアドレス信号AY2kでない場合には通常のカ
ラム選択線YS0〜YS7に切り換え、一方、救済され
るカラムアドレス信号AY2kの場合にはこれを冗長カ
ラム選択線RYSに置き換えて不良アドレスが救済され
る。
【0026】前記冗長比較回路8の各組の波形は図6の
ようになる。図6は、マット選択信号MS0〜MS15
のうち、マット選択信号MS1のみが活性化された状態
を示しており、このマット選択信号MS1により動作す
る組のヒューズF1が未切断の場合はマット選択信号M
S1に同期して冗長比較結果信号RY0が活性化して
“H”(Highレベル)となり、ヒューズF1が切断
されている場合には“L”(Lowレベル)固定のまま
である。
【0027】たとえば、前記冗長比較回路8およびカラ
ム選択線切り換え回路9において、ヒューズF1〜F8
が全て未切断(非救済)のときに、カラムアドレス信号
AY20が選択されると仮定すると、冗長比較結果信号
RYjは全て“H”であり、通常のカラム選択線YS0
〜YS7が動作する。また、冗長比較結果信号RY0〜
RY7が全て“H”なので、冗長カラム選択線RYSに
つながるNMOSトランジスタTN11〜TN18が全
てONし、冗長カラム選択線RYSは“L”固定にな
る。
【0028】一方、冗長比較結果信号RY0につながる
マット選択信号MS0のヒューズF1が切断されている
ときに、カラムアドレス信号AY20が選択されると仮
定すると、冗長比較結果信号RY0は“L”固定であ
り、通常のカラム選択線YS0は動作しない。また、カ
ラムアドレス信号AY20から冗長カラム選択線RYS
へつなぐPMOSトランジスタTP11がONして、通
常のカラム選択線YS0の代わりに冗長カラム選択線R
YSが動作する。
【0029】以上のようにして、特にカラム系における
冗長判定回路においては、ロウアドレス信号を用いてカ
ラム系の冗長判定を行い、このロウアドレス信号から生
成するマット選択信号MSiにより通常のカラム選択線
YS0〜YS7か、冗長カラム選択線RYSのどちらか
に切り換えることができる。なお、この場合には、図7
のように8本ずつの冗長カラム選択線RYSをカラムア
ドレス信号AY2kにより切り換えることで、MOSト
ランジスタの段数が増えることに対応できる。
【0030】従って、本実施の形態の半導体記憶装置に
よれば、冗長比較回路8およびカラム選択線切り換え回
路9からなるカラム系冗長判定回路を設け、カラム救済
をする場合には選択マットのカラムアドレスに対応した
ヒューズF1〜F8を切り、ロウアドレス信号から生成
するマット選択信号MSiにより活性化するヒューズF
1〜F8を選び、救済されるカラムアドレス信号AY2
kの場合には冗長カラム選択線RYSに置き換えて救済
を行うことにより、ロウアドレス信号でカラム冗長判定
ができるため、冗長判定によるアクセスの遅延がないの
で、アクセス時間の高速化が可能となる。
【0031】特に、前記カラム系冗長判定回路において
は、3ビットなどのカラムアドレス信号の少ない場合に
カラム選択線切り換え回路9が小規模ですむために良好
に適用できるが、カラムアドレス信号の多い場合でも、
たとえば図8に示すようにメモリアレイ1の冗長単位を
カラム方向に分割することで同様に適用することができ
る。
【0032】以上、本発明者によってなされた発明をそ
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
【0033】たとえば、前記実施の形態においては、ロ
ジック混載DRAMに適用した場合について説明した
が、これに限定されるものではなく、カラムアドレス信
号のビット数が少ないDRAMなどの他の半導体記憶装
置についても広く適用可能である。
【0034】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0035】(1).カラム系冗長判定回路として、冗長比
較回路とカラム選択線切り換え回路とを有することで、
ロウアドレス信号から生成するマット選択信号により活
性化するヒューズを選択して救済されるカラムアドレス
信号を決定し、この救済されるカラムアドレス信号によ
りカラム選択スイッチのカラム選択信号を通常のカラム
選択線または冗長のカラム選択線のどちらか一方に切り
換えることができるので、ロウアドレス信号でカラム冗
長判定ができるため、冗長判定によるアクセスの遅延を
抑えることが可能となる。
【0036】(2).前記(1) において、カラムアドレス信
号の少ない場合は、カラム選択線切り換え回路を小規模
にすることが可能となる。
【0037】(3).前記(1) において、カラムアドレス信
号の多い場合でも、メモリアレイの冗長単位をカラム方
向に分割することで適用することが可能となる。
【0038】(4).前記(1) 〜(3) により、ロジック混載
DRAM、カラムアドレス信号のビット数が少ないDR
AMなどの半導体記憶装置において、カラム系の冗長救
済判定に要する時間の短縮によってアクセス時間の高速
化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置に
おいて、カラム系冗長判定回路の概念を示す構成図であ
る。
【図2】本発明の一実施の形態である半導体記憶装置に
おいて、カラム選択線切り換え回路の概念を示す構成図
である。
【図3】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置の要部
を示す構成図である。
【図4】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置におい
て、カラム系冗長判定回路内の冗長比較回路を示す回路
図である。
【図5】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置におい
て、カラム系冗長判定回路内のカラム選択線切り換え回
路を示す回路図である。
【図6】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置におい
て、冗長比較回路を示す波形図である。
【図7】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置におい
て、カラム系冗長を示す説明図である。
【図8】本発明の一実施の形態の半導体記憶装置におい
て、メモリアレイの冗長単位を分割する場合を示す説明
図である。
【図9】本発明の前提となる半導体記憶装置の要部を示
す構成図である。
【符号の説明】
1 メモリアレイ 2 ロウアドレスバッファ 3 ロウデコーダ 4 冗長比較回路 5 冗長デコーダ 6 カラムアドレスバッファ 7 カラムデコーダ 8 冗長比較回路 9 カラム選択線切り換え回路 11 冗長比較回路 12 冗長デコーダ NOR1〜NOR8 否定論理和ゲート TP1〜TP9 PMOSトランジスタ F1〜F8 ヒューズ TN1,TN2 NMOSトランジスタ IV1,IV2 インバータ NAND11〜NAND18 否定論理積ゲート IV11〜IV18 インバータ TP11〜TP18 PMOSトランジスタ TN11〜TN18 NMOSトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B024 AA07 AA15 BA13 BA15 BA29 CA07 CA17 CA27 5L106 AA01 CC04 CC16 CC17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロウ系冗長判定回路およびカラム系冗長
    判定回路を有する半導体記憶装置であって、前記カラム
    系冗長判定回路は、ロウアドレス信号により救済される
    カラムアドレス信号を決定する冗長比較回路と、この救
    済されるカラムアドレス信号を冗長カラムアドレス信号
    に置き換えるカラム選択線切り換え回路とを有し、前記
    ロウアドレス信号を用いてカラム系の冗長判定を行うこ
    とを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置であっ
    て、前記冗長比較回路は、前記救済されるカラムアドレ
    ス信号に対応するヒューズが予め切断され、前記ロウア
    ドレス信号から生成するマット選択信号により活性化す
    るヒューズを選択して、前記救済されるカラムアドレス
    信号を決定することを特徴とする半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体記憶装置であっ
    て、前記カラム選択線切り換え回路は、前記救済される
    カラムアドレス信号によりカラム選択スイッチのカラム
    選択信号を通常のカラム選択線または冗長のカラム選択
    線のどちらか一方に切り換えることを特徴とする半導体
    記憶装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体記憶装置であっ
    て、カラムアドレス信号が多い場合は、メモリアレイの
    冗長単位をカラム方向に分割すること特徴とする半導体
    記憶装置。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3または4記載の半導体
    記憶装置であって、前記半導体記憶装置は、ロジック混
    載DRAMであることを特徴とする半導体記憶装置。
JP10222070A 1998-08-05 1998-08-05 半導体記憶装置 Withdrawn JP2000057797A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6400618B1 (en) 2000-08-02 2002-06-04 Fujitsu Limited Semiconductor memory device with efficient redundancy operation

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6400618B1 (en) 2000-08-02 2002-06-04 Fujitsu Limited Semiconductor memory device with efficient redundancy operation

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