JP2000235800A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2000235800A
JP2000235800A JP11033874A JP3387499A JP2000235800A JP 2000235800 A JP2000235800 A JP 2000235800A JP 11033874 A JP11033874 A JP 11033874A JP 3387499 A JP3387499 A JP 3387499A JP 2000235800 A JP2000235800 A JP 2000235800A
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Tsukasa Oishi
司 大石
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Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1006Data managing, e.g. manipulating data before writing or reading out, data bus switches or control circuits therefor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同時並列に多数の入出力データを取扱うこと
ができるメモリセルアレイの構成と、これに対して効率
的に冗長救済を行なうことのできる冗長救済回路とを併
せ持つ半導体記憶装置の構成を提供する。 【解決手段】 メモリセルアレイ50は、複数のメモリ
マット55に分割される正規メモリセルアレイとロウ冗
長回路70およびコラム冗長回路80とを備える。正規
メモリセルアレイ、ロウ冗長回路70およびコラム冗長
回路80のそれぞれに対して独立にデータ線が設けられ
る。各データ入出力線は、データ線シフト回路75によ
ってグローバルデータバスGDBと選択的に接続され
る。冗長制御回路60は、アドレス信号が不良アドレス
と一致した場合に、不良アドレスに対応するシフト設定
信号を発生し、データ線シフト回路75における接続形
態を設定する。

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、半導体記憶装置
に関し、より特定的には、同時に多数の入出力データを
取り扱うことができるメモリセルアレイの構成を有し、
かつメモリセルに不良が生じた場合に効率的な冗長救済
を行なうことが可能な半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の情報通信技術の発展に伴い、半導
体記憶装置に関してはメモリ容量の大容量化のみならず
多数のデータを高速かつ並列に取り扱えることが要求さ
れるようになっている。たとえば、画像データに関する
データ処理を行なう用途として使用される場合がこの典
型的なものである。
【0003】このような要求に応えるものとして、独立
して読出・書込動作が可能な複数のバンクを有し、かつ
多数並列に配置されるI/O線によって同時に多量のデ
ータを取り扱うことのできるいわゆる多バンク多I/O
線構成の半導体記憶装置が採用されるようになってい
る。
【0004】一方、大規模化されたメモリセルアレイを
有する半導体記憶装置においては、製造時に生じたメモ
リセルの欠陥部分を同一チップ上に予め設けられた冗長
回路中のスペアメモリセルによって救済する冗長救済技
術が、製品の歩留まりを確保する上で重要な技術とな
る。
【0005】メモリ容量の大容量化の進展に伴って、冗
長救済を効率的に行なうための技術として、たとえば特
開平8−8344号公報に、データ線同士の接続を順次
シフトさせることによってデータ線単位での冗長救済を
行なうシフトリダンダンシーの技術が開示されている
(以下、従来の技術1という)。
【0006】また、特開平8−77793号公報には、
独立してデータの読出・書込動作が可能な複数のメモリ
セルアレイ(バンクに相当)の間で冗長回路を共有する
ことにより効率的なレイアウト設計を行なう技術が開示
されている(以下、従来の技術2という)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た多バンク多I/O線構成の半導体記憶装置に対して、
従来の技術1および2をそのまま適用することは問題が
ある。
【0008】従来の技術1は、メモリセルの行または列
ごとにスペアとの置換を行なうのではなく、データ線同
士の接続態様を不良メモリセルが含まれる箇所について
シフトさせることにより冗長救済を行なうものである。
しかし、このデータ線の接続のシフト設定は予めヒュー
ズ素子等に記憶されたアドレスプログラム情報によって
固定的に指定されるものであるため、多バンク構成に適
用する場合には必要なヒューズ素子の数が膨大になって
しまう。ヒューズ素子は、比較的面積が大きく高集積化
に適しないため、この問題はレイアウト設計上致命的で
ある。
【0009】一方、従来の技術2においては、独立して
データの読出・書込動作を行なうことのできるメモリセ
ルアレイの単位(バンク)間で同一の冗長回路を共有す
る構成であるが、データの入出力にあたっては、データ
入出力線のそれぞれと冗長回路との間でデータを伝達す
ることのできるスイッチ回路を設けることが必要とな
る。このスイッチ回路は、多バンク多I/O線構成の下
では膨大な数となり、冗長救済回路の面積は非常に大き
なものとなってしまう。
【0010】この発明は、上述したような問題点を解決
するためになされたものであって、多数のバンクと多数
のデータ入出力線を備えて同時に多量のデータを取り扱
ことができるメモリセルアレイの構成を有するととも
に、メモリセルに欠陥が生じた場合の冗長救済を効率的
に行なうことのできる冗長救済回路を併せ持つ半導体記
憶装置の構成を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体記
憶装置は、行アドレス信号と列アドレス信号とに応じ
て、記憶データの読出動作もしくは書込動作を行なう半
導体記憶装置であって、行列状に配置される正規メモリ
セルを有するメモリセルアレイを備え、メモリセルアレ
イは、第1複数個の行と第2複数個の列とに配置される
メモリセルブロックに分割され、かつ、列方向に隣り合
う第1複数個のメモリセルブロックに対して共通に第3
複数個の正規メモリセルの列ごとに配置される正規デー
タ入出力線を含み、列方向に隣り合う第1複数個のメモ
リセルブロックに対して共通に設けられた冗長行回路を
さらに備え、冗長行回路は、行列状に配置される予備記
憶素子と、第3複数個の予備記憶素子の列ごとに配置さ
れる冗長行データ入出力線とを有し、行アドレス信号と
予め設定された複数の正規メモリセル中における不良ア
ドレス行とが一致した場合に、行置換指示信号を発生す
る冗長行制御回路と、メモリセルブロックに対して共通
に設けられ、読出あるいは書込される記憶データを伝達
するデータバスと、行置換指示信号に応じて、正規デ−
タ入出力線と冗長行データ入出力線とのいずれか一方を
選択して、対応するデータバスと接続するデータ線接続
切替回路とをさらに備える。
【0012】請求項2記載の半導体記憶装置は、請求項
1記載の半導体記憶装置であって、冗長行回路は、正規
メモリセルアレイが配置される領域の外に列方向に隣接
して配置される。
【0013】請求項3記載の半導体記憶装置は、請求項
1記載の半導体記憶装置であって、冗長行制御回路は、
不良行アドレスごとに設けられる行アドレス比較回路を
含み、行アドレス比較回路は、行置換指示信号を生成す
る出力ノードと、行アドレス信号と対応する不良行アド
レスとが一致する場合に、行置換指示信号の活性状態に
対応する第1の電位と出力ノードを接続するアドレス信
号比較ユニットと、外部から与えられる冗長行テスト信
号の活性化に応じて、第1の電位と出力ノードを接続す
る冗長行テスト回路とを有する。
【0014】請求項4記載の半導体記憶装置は、請求項
1記載の半導体記憶装置であって、各メモリセルブロッ
クは、互いに独立して読出動作および書込動作が可能な
バンクであり、行方向に互いに隣り合う第2複数個のメ
モリセルブロックは、同時に活性化することが可能であ
る。
【0015】請求項5記載の半導体記憶装置は、請求項
4記載の半導体記憶装置であって、冗長行回路は、予備
記憶素子ごとに配置されるサブビット線と、行置換指示
信号に応じて、第3複数個のサブビット線と冗長行デー
タ入出力線とを選択的に接続する冗長行選択ゲートとを
さらに含む。
【0016】請求項6記載の半導体記憶装置は、請求項
4記載の半導体記憶装置であって、正規データ入出力線
は、読出動作に記憶データを伝達する正規読出データ線
と、書込動作に記憶データを伝達する正規書込データ線
とを含み、冗長行データ入出力線は、読出動作に記憶デ
ータを伝達する冗長行読出データ線と、書込動作に記憶
データを伝達する冗長行書込データ線とを含む。
【0017】請求項7記載の半導体記憶装置は、行アド
レス信号と列アドレス信号とに応じて、記憶データの読
出動作もしくは書込動作を行なう半導体記憶装置であっ
て、行列状に配置される正規メモリセルを有するメモリ
セルアレイを備え、メモリセルアレイは、第1複数個の
行と第2複数個の列とに配置されるメモリセルブロック
に分割され、かつ、列方向に隣り合う第1複数個のメモ
リセルブロックに対して共通に第3複数個の正規メモリ
セルの列ごとに配置される正規データ入出力線を含み、
行方向に隣り合う第2複数個のメモリセルブロックに対
して共通に設けられた冗長列回路をさらに備え、冗長列
回路は、行列状に配置される予備メモリセルと、第3複
数個の予備メモリセルの列ごとに配置される冗長列デー
タ入出力線とを有し、列アドレス信号と予め設定された
複数の正規メモリセル中における不良アドレス列とが一
致した場合に、不良アドレス列に対応して設定されるデ
ータ線切替信号を発生する冗長列制御回路と、メモリセ
ルブロックに対して共通に第4複数個設けられ、読出あ
るいは書込される記憶データを伝達するデータバスと、
データ線切替信号に応じて、正規データ入出力線と冗長
列データ入出力線とのうちの第4複数個のデータ入出力
線を、選択的にデータバスと接続するデータ線接続回路
とをさらに備える。
【0018】請求項8記載の半導体記憶装置は、請求項
7記載の半導体記憶装置であって、冗長列回路は、正規
メモリセルアレイが配置される領域の外に行方向に隣接
して配置される。
【0019】請求項9記載の半導体記憶装置は、請求項
7記載の半導体記憶装置であって、正規データ入出力線
は、読出動作に記憶データを伝達する正規読出データ線
と、書込動作に記憶データを伝達する正規書込データ線
とを含み、冗長列データ入出力線は、読出動作に記憶デ
ータを伝達する冗長列読出データ線と、書込動作に記憶
データを伝達する冗長列書込データ線とを含む。
【0020】請求項10記載の半導体記憶装置は、請求
項7記載の半導体記憶装置であって、各メモリセルブロ
ックは、互いに独立して読出動作および書込動作が可能
なバンクであり、行方向に互いに隣り合う第2複数個の
メモリセルブロックは、同時に活性化することが可能で
ある。
【0021】請求項11記載の半導体記憶装置は、請求
項7記載の半導体記憶装置であって、データ線切替信号
は、シフト設定信号と、冗長列切替信号とを有し、メモ
リセルアレイは、第4複数個の正規データ入出力線を含
み、第4複数個は、L個(L:自然数)であり、データ
線接続回路は、シフト設定信号に応じて、不良メモリセ
ル列に対応するM個(M:0〜Lの整数)の正規データ
入出力線を除いた(L−M)個の正規データ入出力線の
それぞれを、第1番目から第(L−M)番目のデータバ
スのそれぞれと接続する正規データ線シフト回路と、冗
長列切替信号に応じて、正規データ入出力線と未接続で
あるN個のデータバスのそれぞれを、冗長列データ入出
力線のいずれか1本と接続する冗長列データ線切替回路
を含む。
【0022】請求項12記載の半導体記憶装置は、請求
項11記載の半導体記憶装置であって、冗長列回路は、
第5複数個の冗長列データ入出力線を有し、第5複数個
は、N個(N:自然数)であり、正規データ線シフト回
路は、正規データ入出力線とデータバスとの間に直列に
接続されるN個のシフトユニット回路を含み、シフトユ
ニット回路は、正規データ入出力線側に設けられるL個
の入力ノードと、入力ノードのそれぞれに対応して設け
られるシフトスイッチと、シフト設定信号に応じてシフ
トスイッチのうちの1個をシフト指定するデコード回路
と、データバス側に設けられ、シフトスイッチを介して
入力ノードと接続されるM個の出力ノードとを有し、シ
フト指定された第i番目(i:1〜Lの自然数)のシフ
トスイッチは、第1番目から第(i−1)番目までの入
力ノードを、第1番目から第(i−1)番目までの出力
ノードにそれぞれ接続するとともに、第(i+1)番目
から第L番目までの入力ノードを、第i番目から第(L
−1)番目までの出力ノードにそれぞれ接続し、直列に
接続される第1番目のシフトユニット回路の入力ノード
は、正規データ入出力線とそれぞれ接続され、第N番目
のシフトユニット回路の出力ノードは、データバスとそ
れぞれ接続され、冗長列データ線切替回路は、N個の冗
長列データ入出力線のそれぞれに対して設けられる冗長
列接続ユニットを含み、冗長列接続ユニットは、冗長列
切替信号に応じて、対応する冗長列データ入出力線と、
第(L−N)番目から第L番目のデータバスのうちのい
ずれか1つとを選択的に接続する。
【0023】請求項13記載の半導体記憶装置は、請求
項11記載の半導体記憶装置であって、正規データ入出
力線は、読出動作に記憶データを伝達する正規読出デー
タ線と、書込動作に記憶データを伝達する正規書込デー
タ線とを含み、冗長列データ入出力線は、読出動作に記
憶データを伝達する冗長列読出データ線と、書込動作に
記憶データを伝達する冗長列書込データ線とを含み、デ
ータ線接続回路は、互いに独立的に動作する、読出動作
時に使用する読出データ線接続回路および記書込動作時
に使用される書込データ接続回路を含み、冗長列制御回
路は、データ線切替信号を読出データ線接続回路と書込
データ接続回路とに与える。
【0024】請求項14記載の半導体記憶装置は、請求
項7記載の半導体記憶装置であって、冗長列制御回路
は、不良列アドレスごとに設けられ、不良列アドレスと
列アドレス信号とを比較する列アドレス比較回路と、そ
れぞれの不良列アドレスに対応するデータ線切替信号を
格納するデータ線切替信号格納回路と、列アドレス比較
回路の比較結果に応じて、列アドレスと一致した不良列
アドレスに対応するデータ線切替信号を、データ線切替
信号格納回路から選択的に読出すデータ線切替信号発生
回路とを有する。
【0025】請求項15記載の半導体記憶装置は、請求
項14記載の半導体記憶装置であって、冗長列制御回路
は、不良列アドレスの属するメモリセルブロックと列ア
ドレス信号に対応するメモリセルブロックとが一致した
場合に、メモリセルブロック一致信号を活性化するメモ
リセルブロック一致判定回路をさらに含み、列アドレス
比較回路は、メモリセルブロック一致信号と外部から与
えられる冗長列テスト信号とのいずれか一方の活性化に
応じて活性化される。
【0026】請求項16記載の半導体記憶装置は、行ア
ドレス信号と列アドレス信号とに応じて、記憶データの
読出動作もしくは書込動作を行なう半導体記憶装置であ
って、行列状に配置される正規メモリセルを有するメモ
リセルアレイを備え、メモリセルアレイは、第1複数個
の行と第2複数個の列とに配置されるメモリセルブロッ
クに分割され、かつ、第3複数個の正規メモリセルの列
ごとに設けられ、列方向に隣り合う第1複数個のメモリ
セルブロックに対して共通に合計で第4複数個配置され
る正規データ入出力線を含み、メモリセルブロックに対
して共通に第4複数個設けられ、読出あるいは書込され
る記憶データを伝達するデータバスと、列方向に隣り合
う第1複数個のメモリセルブロックに対して共通に設け
られた冗長行回路とをさらに備え、冗長行回路は、行列
状に配置される予備記憶素子と、第3複数個の予備記憶
素子の列ごとに配置される冗長行データ入出力線とを有
し、行アドレス信号と予め設定された複数の正規メモリ
セル中における不良アドレス行とが一致した場合に、行
置換指示信号を発生する冗長行制御回路と、行置換指示
信号に応じて、正規デ−タ入出力線と対応する冗長行デ
ータ入出力線とのいずれか一方を選択する第1のデータ
線接続切替回路と、行方向に隣り合う第2複数個のメモ
リセルブロックに対して共通に設けられた冗長列回路と
をさらに備え、冗長列回路は、行列状に配置される予備
メモリセルと、第3複数個の予備メモリセルの列ごとに
配置される冗長列データ入出力線とを有し、列アドレス
信号と予め設定された複数の正規メモリセル中における
不良アドレス列とが一致した場合に、不良アドレス列に
対応して設定されるデータ線切替信号を発生する冗長列
制御回路と、データ線切替信号に応じて、第1のデータ
線接続切替回路によって選択された第4複数個のデータ
入出力線と冗長列データ入出力線とのうちの第4複数個
のデータ入出力線を、選択的にデータバスと接続する第
2のデータ線接続回路とをさらに備える。
【0027】請求項17記載の半導体記憶装置は、請求
項16記載の半導体記憶装置であって、正規データ入出
力線は、読出動作に記憶データを伝達する正規読出デー
タ線と、書込動作に記憶データを伝達する正規書込デー
タ線とを含み、冗長行データ入出力線は、読出動作に記
憶データを伝達する冗長行読出データ線と、書込動作に
記憶データを伝達する冗長行書込データ線とを含み、冗
長列データ入出力線は、読出動作に記憶データを伝達す
る冗長列読出データ線と、書込動作に記憶データを伝達
する冗長列書込データ線とを含み、第1のデータ線接続
回路は、互いに独立的に動作する、読出動作時に使用す
る読出データ線第1接続回路および書込動作時に使用さ
れる書込データ線第1接続回路を含み、第2のデータ線
接続回路は、互いに独立的に動作する、読出動作時に使
用する読出データ線第2接続回路および書込動作時に使
用される書込データ線第2接続回路を含み、冗長列制御
回路は、読出動作時に冗長制御を行なう読出用冗長列制
御回路と、書込動作時に冗長制御を行なう書込用冗長列
制御回路とを含む。
【0028】請求項18記載の半導体記憶装置は、請求
項17記載の半導体記憶装置であって、書込用冗長制御
回路は、書込動作が指定された列アドレス信号と不良ア
ドレス列とが一致した場合に、不良アドレス列に対応し
て設定される書込データ線切替信号を発生し、かつ、書
込データ線切替信号を保持するための書込データ線切替
信号ラッチ回路を有し、書込データ線接続回路は、書込
データ線切替信号ラッチ回路の出力に応じて、書込デー
タ線第1接続切替回路によって選択される第4複数個の
書込データ入出力線と冗長列書込データ入出力線とのう
ちの第4複数個の書込データ入出力線を選択的にデータ
バスと接続する。
【0029】請求項19記載の半導体記憶装置は、請求
項17記載の半導体記憶装置であって、読出用冗長制御
回路は、読出動作が指定された列アドレス信号と不良ア
ドレス列とが一致した場合に、不良アドレス列に対応し
て設定される読出データ線切替信号を発生し、かつ、読
出データ線切替信号を保持するための読出データ線切替
信号ラッチ回路を有し、読出データ線接続回路は、読出
データ線切替信号ラッチ回路の出力に応じて、読出デー
タ線第1接続切替回路によって選択される第4複数個の
読出データ入出力線と冗長列読出データ入出力線とのう
ちの第4複数個の読出データ入出力線を選択的にデータ
バスと接続する。
【0030】
【発明の実施の形態】以下において、本発明の実施の形
態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中
同一符号は同一または相当部分を示す。
【0031】[実施の形態1]図1は、本発明の実施の
形態1の半導体記憶装置1000の全体構成を示す概略
ブロック図である。
【0032】図1を参照して、半導体記憶装置1000
は、外部制御信号入力端子群11より信号バッファ11
を介して与えられる外部制御信号/RAS、/CAS、
/W、/CSとを受けて、これらをデコードし内部制御
信号を発生するコントロール回路20と、コントロール
回路20から出力される内部制御信号を伝達するコマン
ドデータバス92と、メモリセルが行列状に配置される
メモリセルアレイ50とを備える。
【0033】メモリセルアレイ50は、一例として図1
に示すとおり、全部で16個のメモリセルブロック55
に分割配置されている。たとえば、半導体記憶装置10
00の記憶容量は1Gビットである場合、各メモリセル
ブロックは64Mビットの容量を有する。各メモリセル
ブロックは、独立にデータの読出および書込動作が可能
な構成となっている。
【0034】半導体記憶装置1000は、さらに、外部
アドレス信号入力端子13を介して与えられる外部アド
レス信号を受けて内部アドレス信号を発生するアドレス
ドライバ23を備える。アドレスドライバ23によって
発生された内部アドレス信号はアドレスバス91によっ
てメモリセルアレイ50および冗長制御回路60へ伝達
される。
【0035】半導体記憶装置1000は、さらに、デー
タ入出力端子群17と、メモリセルアレイ50とデータ
入出力端子群17との間で記憶データの伝達を行なうた
めのグローバルデータバスGDBをさらに備える。メモ
リセルアレイ50に対して、メモリセルの行(ワード
線)を選択するためのロウデコーダ32と、アドレス信
号に応じてメモリセルの対応する列(ビット線対)を選
択するためのコラムデコーダ34とがさらに備えられ
る。
【0036】メモリセルアレイ50は、16個のメモリ
セルブロック52からなる正規メモリセルアレイと、不
良メモリセルを含むメモリセル列を救済するためのコラ
ム冗長回路80と、不良メモリセルを含むメモリセル行
を救済するためのロウ冗長回路70とを含む。正規メモ
リセルアレイの読出・書込データを伝達するために正規
データ線NDB1〜NDBnが設けられる。メモリセル
ブロック52は既に述べたように独立して活性化され読
出および書込動作を行なうこともできるが、本実施の形
態においては、特に多量のデータを同時に取り扱う目的
で、互いに行方向に隣り合う4個のメモリセルブロック
が1つのバンクグループを構成し、同時に活性化される
こととして考える。すなわち1つのバンクグループを選
択して活性化することにより同時にn個のデータを取り
扱うことが可能となる。
【0037】ロウ冗長回路においては読出・書込データ
の伝達はスペアロウデータ線SRDBによって行なわ
れ、コラム冗長回路80においては読出・書込データの
伝達はスペアコラムデータ線SCDBによって行なわれ
る。
【0038】ロウ冗長回路70およびコラム冗長回路8
0の動作は、冗長制御回路60によって制御される。
【0039】冗長救済に使用する不良アドレス関連デー
タは、不良アドレスプログラム回路25に不良アドレス
入力端子群15を介して書込まれる。不良アドレスプロ
グラム回路25には、たとえば電気ヒューズ等の素子が
備えられ、入力された不良アドレス関連データを不揮発
的に記憶することが可能である。
【0040】冗長制御回路60は、不良アドレスプログ
ラム回路25より伝達された不良アドレス関連データに
基づいて、アドレスドライバ23によって発生されたア
ドレス信号と不良アドレスとの一致比較を行ない、冗長
救済が必要な場合には、ロウ冗長回路70およびコラム
冗長回路80に冗長救済動作を指示する。
【0041】冗長救済動作時においては、スペアロウデ
ータ線SRDBやスペアコラムデータ線SCDBは、冗
長制御回路60の制御に応じて動作するシフト制御回路
75によって正規データ線と接続される。周辺回路10
0は、ライトドライバおよびリードアンプ等を介して、
グローバルデータバスとメモリセルアレイとの間で読出
・書込データをドライブする。
【0042】[データ読出・書込のためのデータ線の構
成]図2は、図1に示したメモリセルアレイ50におけ
るデータ線の接続形態について説明するためのブロック
図である。
【0043】図2を参照して、メモリセルアレイ50
は、センスアンプ帯206とサブワードドライバ帯20
4とに囲まれたメモリセルブロック55に細分化されて
いる。メモリセルアレイ50は、このようなメモリセル
ブロック単位ごとに活性化することも可能である。メイ
ンワード線MWLは、各メモリセルブロック単位をまた
いで同一のバンクグループに属するメモリセルブロック
に対して共通に設けられ、活性化させる必要のあるサブ
ワードドライバSWDを活性化させる。サブワードドラ
イバSWDの活性化に応じて、対応するサブワード線S
WLが活性化される。一方、メモリセルの各列に対応し
てビット線対BL,/BLが設けられる。
【0044】ビット線対のデータはセンスアンプ帯20
6に配置されるセンスアンプ回路230によって増幅さ
れる。センスアンプ回路230は、メモリセルブロック
単位を挟んで交互に配置される構成となっている。4個
のセンスアンプ回路ごとに1つの正規データ線が設けら
れる。後ほど詳しく説明するが、正規データ線は、リー
ドデータとライトデータとを独立して伝達することが可
能となるように、正規リードデータ線対NRDB,/N
RDBと正規ライトデータ線NWDB,/NWDBとに
分割されているが、図2においては正規データ線NDB
として総称する。
【0045】不良メモリセルを含む行を救済するための
ロウ冗長回路70は、正規メモリセルアレイの領域外に
配置される。ロウ冗長回路においても、入出力データを
伝達するためのロウスペアデータ線SRIOが、正規デ
ータ線NDBのそれぞれに対応して4個のセンスアンプ
回路ごとに設けられる。スペアロウデータ線について
も、リードデータとライトデータとを独立して伝達する
ことが可能となるように、スペアロウリードデータ線対
SRRB,/SRRBとスペアロウライトデータ線SR
WB,/SRWBとに分割されているが、図2において
はスペアロウデータSRDBと総称する。
【0046】同様に、不良メモリセルを含む列を救済す
るためのコラム冗長回路80が、正規メモリセルの領域
外に配置される。コラム冗長回路においても4個のセン
スアンプ回路ごとにスペアコラムデータ線SCDBが設
けられる。スペアコラムデータ線についても、リードデ
ータとライトデータとを独立して伝達することが可能と
なるように、スペアコラムリードデータ線対SCRB,
/SCRBとスペアコラムライトデータ線SCWB,/
SCWBとに分割されているが、図2においてはスペア
コラムデータSCDBとして総称する。また、グローバ
ルデータバスGDBは、読出データを伝達するデータバ
スが配置される領域98と書込データを伝達するデータ
バスが配置される領域99とに分割して配置される。
【0047】正規データ線、スペアコラムデータ線およ
びスペアロウデータ線はデータ線シフト回路75に伝達
される。データ線シフト回路75は、冗長制御回路の判
定結果に応じて、各データ線とグローバルデータバス領
域98,99との接続形態を設定する。データ線シフト
回路75によって設定された接続形態に応じて、読出/
書込データの授受が、各データ線とグローバルデータバ
ス領域98,99との間で、周辺回路100中のライト
ドライバ110、リードアンプ120およびインターフ
ェイス130を介して実行される。
【0048】グローバルデータバスGDBのデータは、
その後入出力関連回路を介してデータ入出力端子群17
に伝達される。あるいは、メモリ/ロジック混載チップ
である場合は、直接ロジック部にデータが伝達される。
【0049】より詳しく説明すると、メモリセルアレイ
50は、4行4列に配列されたメモリブロック55を有
し、各行に対応してロウデコーダ32に含まれるメイン
ワードドライバ群が設けられる。各メモリセルブロック
には、サブワードドライバ帯204とセンスアンプ帯2
06とが設けられている。メモリマット単位のデータ線
方向に沿って、サブワードドライバ帯を通過するように
セグメントデコード線SGDLが設けられる。セグメン
トデコード線SGDLは、バンク選択線BSLおよび選
択線SLならびにリセット線RSLを含む。
【0050】まずロウ系の選択動作を説明する。行アド
レス信号に応じてメインワードドライバ210によりメ
インワード線MWLが選択的に活性化される。また、メ
インワード線MWLとセグメントデコード線SGDLと
により対応するサブワードドライバ212が活性化さ
れ、それに応じてサブワード線SWLが活性化され、選
択されたメモリセルに接続されているアクセストランジ
スタが導通状態となる。ここで、選択線SLは、4本の
選択線SL0〜SL3を総称するものとする。同様にリ
セット線RSLは、4本のリセット線RSL0〜RSL
3を総称するものとする。
【0051】これに応じて、選択されたメモリセル列に
対応して設けられるビット線対BL,/BLにデータが
出力される。同じタイミングにおいて、冗長判定回路に
おいて行アドレス信号と不良アドレスプログラム回路に
格納された不良アドレス信号との比較が行なわれ、必要
に応じてロウ冗長回路70に含まれる冗長ロウの活性化
が指示される。
【0052】次に、コラム系の選択動作を説明する。ま
ず、セグメントYSドライバ214によってメインYS
線MYSLが活性化される。ここでメインYS線MYS
Lは、4本のリードソース線RGL0〜RGL3と、4
本のライト活性化線WRL0〜WRL3とを含み、各メ
モリセルブロック単位をまたいで同一のバンクグループ
に属するメモリセルブロックに対して共通に設けられ
る。
【0053】メインYS線に対しては、階層的に下位の
選択線としてサブYS線が設けられる。サブYS線は、
サブYSドライバ215によって活性化され、サブリー
ドソース線SRGL0〜SRGL3と、4本のサブライ
ト活性化線SWRL0〜SWRL3とを含む。サブYS
線は、同一のメインYS線に対応する領域のうち一部の
範囲を選択的に活性化するためにYSセグメントデコー
ダ216によって活性化される回路である。最終的に
は、サブYS線SYSLの活性化に応じて、対応するI
/Oゲート220が選択的に活性状態となって、4個の
センスアンプ回路のうちの1つが正規データ線NDBと
接続される。
【0054】なお、以下では必要に応じて、リードソー
ス線RGL0〜RGL3を総称してリードソース線RG
Lと称し、サブリードソース線SRGL0〜SRGL3
をサブリードソース線SRGLと総称する。同様に、ラ
イト活性化線WRL0〜WRL3を総称してライト活性
化線WRLと称し、サブライト活性化線SWRL0〜S
WRL3を総称して、サブライト活性化線SWRLと総
称する。
【0055】一方、コラム選択と同様のタイミングにお
いて、列アドレス信号についても冗長救済が必要か否か
を判断するためのアドレスの一致比較判定が行なわれ
る。しかし、コラム冗長回路におけるコラム選択は、一
致比較判定とは無関係に制御されるスペアYSデコーダ
218と、正規メモリセルアレイとの間で共通に設けら
れるメインYS線MYSLとに基づいて制御されるスペ
アYSドライバによって活性化されるスペアサブYS線
によって行なわれる。すなわち、スペアサブYS線が活
性化することにより選択的に対応するI/Oゲートが活
性状態となって、4つのセンスアンプの出力信号のうち
の1つが、スペアコラムデータ線に伝達される。
【0056】冗長救済判定の結果は、データ線切換回路
75に伝達され、スペアコラムI/O線とグローバルデ
ータバス線との接続選択に反映される。したがってスペ
アサブYS線の活性化は、プログラムされた不良アドレ
スと入力された列アドレスとの冗長判定結果にかかわら
ず常に活性化されるため、読出動作時のアクセスを高速
化することができる。
【0057】図3は、サブワードドライバ帯204の詳
細な構成を説明するための回路図である。図3を参照し
て、サブワードドライバ212は、ゲートがバンク選択
線BSLにより制御され、メインワード線と内部ノード
n1との間に設けられる選択トランジスタ2001と、
ノードn1にゲートが選択され選択線SLのうちの1つ
のSL0とサブワード線SWLとの間に接続されるトラ
ンジスタ2003と、ゲート電位がトランジスタ200
3と同じ選択線SL0により制御され、サブワード線S
WLとノードn1との間に接続されるトランジスタ20
05とを含む。また、リセット線RSL0によりゲート
電位が制御され、サブワード線と接地電位との間に設け
られるトランジスタ2007をさらに含む。
【0058】他のサブワードドライバにおいても、メイ
ンワード線MWLとサブワード線SWLとの間に同様の
構成が存在する。このような構成とすることで、メイン
ワード線MWLが活性化し、さらにバンク選択線BSL
が活性化して、かつ選択線SLのいずれかが活性化する
ことで、対応するワード線SWLが活性状態(高電位)
とされる。一方、リセット線RSLが選択的に活性化す
ることで、対応するサブワード線SWLが接地電位に放
電される。
【0059】図3に示した例においては、1つのメイン
ワード線MWLが各バンクにおいて4本のサブワード線
SWLを制御し、いずれのサブワード線SWLが選択さ
れるかは、選択線SLのうちの1つの活性化により指定
される。バンク選択線BSLは、活性化時には昇圧電圧
Vppのレベルとなり、サブワード線SWLが活性化し
た後は、接地電位Vssレベルに変化する。この場合、
トランジスタ2003および2005により構成される
ラッチ回路により、このバンク選択線BSLの活性化の
状態が保持されることになる。選択線SLとリセット線
RSLとの電位レベルは互いに相補となるように制御さ
れる。
【0060】待機動作時においては、バンク選択線BS
Lが接地電位(GND)レベルであり、選択線SLが接
地電位(GND)レベルであり、リセット線RSLは電
源電位(Vcc)レベルとなっている。活性化動作時に
おいては、まず、対応するリセット線を接地電位(GN
D)とし、活性化すべきサブワード線SWLに対応する
バンク選択線BSLが活性化されて、その電位レベルは
昇圧電位Vppレベルとなる。
【0061】続いて、メインワード線MWLが活性化さ
れ電源電位Vccレベルとなる。このメインワード線M
WLの活性化とほぼ同時に、選択線SLのうちの1つが
電源電位Vccレベルとなり、サブワード線SWLは
(Vcc−Vth)レベルとなる。その後、バンク選択
線BSLは、接地電位(GND)レベルに変化し、サブ
ワードドライバ中のラッチ回路に電荷が閉じ込められる
ことになる。
【0062】この電荷がトランジスタ2003および2
005により閉じ込められている状態で、選択線SLの
うち選択されている1つの電位レベルを昇圧電位Vpp
レベルまで上昇させれば、サブワード線SWLのレベル
は、昇圧電位Vppレベルまで変化することになる。
【0063】リセット動作時には、バンク選択線を電源
電位Vccレベルまで上昇させ、かつ選択線SLを接地
電位GNDレベルとする。さらに、リセット線を電源電
位Vccレベルとすることで、サブワード線SWLに蓄
えられた電荷を放電する。このような構成とすること
で、サブワード線ドライバ210を構成する素子数はN
チャネルMOSトランジスタの4素子のみとすることが
可能で、素子数を削減することができる。
【0064】さらに、メインワード線の活性化は、ワン
ショットパルス信号として行なわれる。すなわち、選択
されたサブワード線に対応するサブワードドライバ21
0中の、トランジスタ2003および2005によりメ
インワード線の活性状態が一度保持されると、メインワ
ード線の電位レベルはリセットされることになる。
【0065】このような構成では、図2に示したように
複数のバンクがメインワード線方向に並んでいる場合に
おいても、バンク選択線BSLが活性化されない限り、
メインワード線の電位レベルは、サブワードドライバ2
10に影響を与えることがない。したがって、行方向に
互いに隣接する2つのメモリセルブロック(バンク)を
独立に動作させることが可能となる。
【0066】図4は、正規メモリセルアレイ部における
センスアンプとデータ線との接続を説明するための回路
図である。
【0067】図4を参照して、既に説明したように4セ
ンスアンプに対して1つの正規I/O線が対応づけられ
選択的に接続が行なわれる。データのリード動作とライ
ト動作とを独立で行なうために、正規リードデータ線対
NRDB,/NRDBと正規ライトデータ線対NWD
B,/NWDBとが独立して設けられている。
【0068】また、領域250中には4個のセンスアン
プ回路230が含まれる。センスアンプ回路230の詳
細な構成については省略するが、この例では、この中に
PチャネルMOSトランジスタとNチャネルMOSトラ
ンジスタのクロスカップル構成によるセンスアンプと、
ビット線対BL,/BLのイコライズを行なうイコライ
ズトランジスタとが存在している。ここでは、ビット線
とセンスアンプとの関係は、ビット線の中央部にセンス
アンプが設けられる構成となっている。これにより、メ
モリセルからセンスアンプノードまでの読出時間の高速
化やイコライズ動作の高速化が可能となる。これは、セ
ンスアンプがビット線の中央部にあることで、センスア
ンプノードからビット線端部までの抵抗が低減されるこ
とによる。
【0069】センスアンプ回路230のセンスアンプノ
ードと各データ線対とはトランジスタゲートを介して接
続される。まずリード動作における選択について説明す
る。センスアンプ回路230のセンスアンプノードは、
リードゲートトランジスタ2010,2012を介して
正規リードデータ線対NRDB,/NRDBと接続され
る。トランジスタ2010および2012のソースは、
リードサブソース線SRGLにより選択的に接地電位G
NDとされ、トランジスタ2010および2012のゲ
ートは、それぞれ対応するセンスアンプ回路230のセ
ンスアンプノードと接続し、トランジスタ2010およ
び2012のドレインはそれぞれ対応する正規リードデ
ータ線対NRDB,/NRDBに接続する構成となって
いる。すなわち、4つのセンスアンプ回路230が1つ
のリードデータ線対を共有する構成となっている。
【0070】次にライト動作時について説明する。正規
ライトデータ線対NWDB,/NWDBは、対応するビ
ット線BLと正規ライトデータ線NWDBとの間および
ビット線/BLと対応する正規ライトデータ線/NWD
Bとの間にそれぞれ接続されるトランジスタ2020お
よび2022により選択的に接続される構成となってい
る。
【0071】すなわちビット線対BL0,/BL0〜B
L3,/BL3にそれぞれ対応するセンスアンプ回路2
30のセンスアンプノードは、それぞれ対応するサブラ
イト活性化線SWRL0〜SWRL3によりゲート電位
が制御されるトランジスタ2020および2022によ
り選択的に正規ライトデータ線対NWDB,/NWDB
に接続される構成となっている。
【0072】書込動作は、さらに、ライト制御線WCT
Lによりゲート電位が制御されるトランジスタゲート2
030および2032を介して行なわれる。これは、デ
ータマスク動作を行なうためのトランスジスタゲートで
ある。通常時は、ライト制御線WCTLをVccレベル
にプリチャージしておくことで、トランジスタ2030
および2032はオンしており、サブライト活性化線S
WRLによって選択されたセンスアンプ回路にデータが
書込まれる。しかし、部分的にデータ書込を中止したい
場合すなわちデータマスク動作を行ないたい場合におい
ては、当該箇所に対応するライト制御線WCTLを接地
電位GNDレベルに変化させることで、ライト動作を強
制的に非実行とする。データマスク動作についてはライ
トドライバの構成とともに後ほど詳細に説明する。
【0073】以上のような構成とすることで、データの
読出動作においては、正規リードデータ線対NRDB,
/NRDBと対応するセンスアンプ回路のセンスアンプ
ノードとは直接接続されず、トランジスタ2010およ
び2012のゲートが、センスアンプ回路のセンスアン
プノードの電位レベルによって駆動されることで、正規
読出データ線対NRDB,/NRDBのレベルが変化す
る構成となっているので、列アドレス信号によるメモリ
セル列の選択、すなわちサブリードソース線RGL0〜
RGL3のうちのいずれかの選択動作がセンスアンプに
よる増幅動作とオーバーラップし、あるいはそれに先行
する場合でも、データが破壊されることなく読出動作が
可能である。このことは、上述したとおり読出動作の高
速化が可能となることになる。さらに、センスアンプも
限定された領域ごとに活性化すればよいため、動作電流
ピークを抑制でき、消費電力の低下、雑音の低下等の効
果を得ることができる。
【0074】図5は、ロウ冗長回路70の詳細な構成を
説明するための回路図である。図5を参照して、図中に
示した一点鎖線RR′より右側の領域が図4で説明した
正規メモリセルアレイ部にあたる。一方、一点鎖線R
R′の左側の領域がロウ冗長回路70に相当する。ロウ
冗長回路70においては、記憶データはセンスアンプ回
路231に直接保持される。スペアビット線対BLS,
/BLSは、センスアンプ回路ごとに設けられる。よっ
て、ロウ冗長回路においては、サブビット線対に対する
プリチャージ動作が不要となる。ロウ冗長回路において
も4個のセンスアンプ回路231ごとに、スペアロウリ
ードデータ線SRRB,/SRRBとスペアロウライト
データ線SRWB,/SRWBとが独立して配置され
る。これらのロウ冗長回路のデータ線は、正規メモリセ
ルアレイ部のデータ線とは別構成となっている。これら
のデータ線を独立の構成とすることで、スペアロウリー
ドデータ線およびスペアロウライトデータ線の寄生抵
抗、寄生容量を小さくすることができ、ロウ冗長回路に
おける読出動作のアクセス時間を短縮することが可能と
なる。
【0075】センスアンプ回路231は、スペアロウリ
ードYS線SRYSRL0によりゲート電位を制御され
るトランジスタ2050および2052によってスペア
ロウリードデータ線SRRB,/SRRBと接続され
る。同様に、スペアロウライトYS線SRYSWL0に
よりゲート電位を制御されるトランジスタ2054およ
び2056によって、センスアンプ回路231とスペア
ロウライトデータ線SRWB,/SRWBとは接続され
る。
【0076】すなわち、スペアビット線対BLS0,/
BLS0〜BLS3,/BLS3にそれぞれ対応するセ
ンスアンプ回路231のセンスアンプノードは、読出動
作時においては、それぞれ対応するスペアロウリードY
S線SRYSRL0〜3の状態に応じて、選択的にスペ
アロウリードデータ線のいずれかに接続される構成とな
っている。同様に、書込動作時においては、スペアビッ
ト線対BLS0,/BLS0〜BLS3,/BLS3に
それぞれ対応するセンスアンプ回路231のセンスアン
プノードは、それぞれ対応するスペアロウライトYS線
SRYSWL0〜3の状態に応じて、選択的にスペアロ
ウリードデータ線のいずれかに接続される構成となって
いる。
【0077】スペアロウリードYS線SRYSRLは、
4個のセンスアンプ回路に対してそれぞれ設けられたス
ペアロウYS線SRYSRL0〜SRYSLR3を総称
している。スペアロウライトYS線SRYSWLについ
ても、同様である。
【0078】スペアロウリードYS線SRYSRLおよ
びスペアロウライトYS線SRYSWLは、4個の冗長
ロウのうちの1個を選択するための信号であり、冗長制
御回路によって実行される行アドレス信号と不良アドレ
スプログラム回路に格納された不良行アドレスとの一致
比較結果に応じて活性化される。
【0079】次に、データ書込動作について詳しく説明
する。図6は、グローバルデータバス領域からメモリセ
ルアレイ部への書込データの伝達を説明するための概略
ブロック図である。
【0080】図6を参照して、データ入出力端子群17
あるいはメモリ/ロジック混載チップにおいてはロジッ
ク部より与えられた書込データがグローバルデータバス
GDBによって伝達される。グローバルデータバスGD
Bに伝達された書込データはデータラッチ回路115お
よびライトドライバ110を介してメモリセルアレイ部
に書込まれる。
【0081】さらに、ライトマスク動作を行なうための
ライトマスクデータがコントロール回路20よりライト
マスクデータ線WDBPによって伝達される。ライトマ
スクデータは、一部の領域に対してデータ書込動作の中
止を強制的に指令する信号であり、マスクデータデコー
ド/ラッチ回路117によってデータマスク信号に変換
される。データマスク信号はライト制御線WCTLによ
って伝達される。
【0082】ライトドライバ110は、4個のセンスア
ンプ回路を含む4個のメモリセル列ごとに設けられる。
図中に示されたブロック280は、メモリセルマット中
の4個のメモリセル列単位を示している。ライトドライ
バ110は、ライトデータ線対WDBP(正規ライトデ
ータ線対NWDB,/NWDB、スペアコラムライトデ
ータ線対SCWB,/SCWBおよびスペアコラムライ
トデータ線対SRWB,/SRWBを総称)に書込デー
タをドライブする。
【0083】選択ゲート282は、図4もしくは図5で
説明した、サブライト活性化線もしくはスペアロウYS
線をゲートに受けるトランジスタゲートに相当し、選択
された列アドレスに対応するセンスアンプ回路とライト
データ線とを接続する。
【0084】ライト制御線WCTLは、4個のライトド
ライバ110ごとに設けられる。すなわち、1つのデー
タマスク信号によって16個のセンスアンプ(すなわち
列)に対してデータマスク動作を指示することができ
る。
【0085】ライトデータ線対WDBPおよびライト制
御線WCTLは、図2で説明したように列方向に互いに
隣接するメモリセルブロック間で共有される構成とな
る。
【0086】図7は、ライトドライバ110とメモリセ
ルアレイ部との接続を説明するための回路図である。既
に説明したように1対のライトデータ線対WDBPに対
して4個のセンスアンプ回路230が対応づけられる。
サブライト活性化線SWRL0〜SWRL3のそれぞれ
によってゲート電位を制御されるトランジスタTGa〜
TGdによって4個のセンスアンプ回路のうちの1つが
選択されてライトデータ線対WDBPと接続される。こ
れによりライトドライバ110によりライトデータ線対
WDBPに書込まれたデータがセンスアンプ回路230
を介してビット線対BL,/BLに伝達されアドレス信
号に対応するメモリセルに書込データが格納されること
となる。
【0087】さらに、ライトマスク信号を伝達するライ
ト制御線WCTLをゲートに受けるトランジスタゲート
TGeがトランジスタゲートTGa〜TGdとライトデ
ータ線対との間に接続されているため、センスアンプ回
路とライトデータ線対との接続が指示された場合におい
てもその経路を強制的にオフすることができる。
【0088】次に、ライトドライバ110の構成とデー
タマスク動作との関係について説明する。図8は、ライ
トドライバ110の構成を説明するための回路図であ
る。図8を参照して、グローバルデータバスGDBより
ライトデータが伝達されデータラッチ回路115を介し
てライトドライバ110に伝達される。一方、ライトマ
スクデコーダ117によってデコードされたデータマス
ク信号はマスクデータラッチ回路119でラッチされる
とともにライトドライバ110に対して伝達される。ラ
イトドライバ110には、さらに、データ書込動作時に
活性化されるライトパルス信号が伝達される。
【0089】ライトドライバ110は、ライトパルス信
号とデータマスク信号とを2入力とするANDゲート2
060と、ANDゲート2060の出力を反転するイン
バータ2062とを含む。ライトドライバ110は、さ
らに、電源電位Vccとライトデータ線WDBとの間に
直列に接続されるトランジスタ2070および2072
と、ライトデータ線WDBと接地電位との間に接続され
るトランジスタ2074および2076と、ライトデー
タ線WDBを電源電位Vccにプリチャージするために
設けられるトランジスタ2078と、ライトデータ線/
WDBと電源電位Vccとの間に接続されるトランジス
タ2080および2082と、ライトデータ線/WDB
と接地電位との間に接続されるトランジスタ2084お
よび2086と、書込データ線/WDBを電源電位Vc
cにプリチャージするためのトランジスタ2088とを
含む。
【0090】データラッチ回路115によりライトドラ
イバ110に伝達される書込データはトランジスタ20
72および2074とトランジスタ2082および20
84とのゲートに与えられる。ここで、トランジスタ2
072と2082およびトランジスタ2074と208
4は互いに極性の異なるトランジスタとされているた
め、1つの書込データに対してライトデータ線対を構成
するライトデータ線WDBと/WDBとには相補のデー
タが伝達されることとなる。
【0091】さらに、ANDゲート2060の出力信号
がトランジスタ2076および2086のゲートに与え
られ、インバータ2062の出力がトランジスタ207
0および2080のゲートに与えられる。
【0092】これにより、ライトパルス信号の活性化タ
イミングにおいてデータマスク信号が活性化されている
場合においては、書込データをライトデータ線に伝達す
るためのトランジスタ2072および2082と電源電
位Vccとの間およびトランジスタ2074および20
84と接地電位Vssとの間が強制的にオフされること
となり、書込動作は強制的に非活性とされる。このと
き、ライトデータ線WDBと/WDBとは、電源電位V
ccレベルにプリチャージされたままフローティング状
態となっている。
【0093】また、ライトデータ線のプリチャージレベ
ルをVccレベルではなく1/2Vccレベルとすれ
ば、フローティング状態にある書込データ線の電位レベ
ルがセンスアンプのデータを破壊する危険性をより低下
させることができる。なお、このデータ破壊の危険性の
低下においては、ライトデータ線のプリチャージ電位レ
ベルをセンスアンプの接地電位GNDと電源電位Vcc
との中間値に設定することが重要である。よって、リー
ドデータ線とライトデータ線との両者のプリチャージ電
位を異なる電位レベルに設定することもできる。
【0094】反対に、データマスク信号が非活性である
場合には、ライトパルス信号の活性化に伴って、上記の
トランジスタ2072,2074,2082,2084
は電源電位Vccもしくは接地電位Vssと接続される
ため書込データが書込データ線対WDB,/WDBに書
込まれることとなる。
【0095】図7にも示したように、このライトマスク
信号は、メモリセルアレイ部にもライト制御線WCTL
によって伝達され、サブライト活性化線SWRLの活性
化によってセンスアンプ回路とライトデータ線との接続
が指示された場合においてもその経路を強制的に遮断す
る役割を果たす。このように、データマスク信号によっ
てライトドライバをトライステート状態で動作させるこ
とができ、一定の範囲ごとに強制的にデータ書込動作を
非活性化させることが可能となる。
【0096】図9は、半導体記憶装置1000における
動作タイミングとアドレス選択のタイミングとの関連を
説明するためのタイミングチャート図である。
【0097】図9を参照して、半導体記憶装置の動作の
1サイクルは、アドレス信号に応じて対応するメモリセ
ル行を選択的に活性化しメモリセルのデータをビット線
対に読出すためのロウ系動作と、列アドレス信号に応答
した列選択を行なって対応するビット線対とデータ線と
の間で読出・書込データの授受を行なうコラム系動作か
らなる。
【0098】図9を参照して時刻t11およびt12に
おける動作が半導体記憶装置1000の1サイクル動作
におけるアドレス選択に相当する。
【0099】また、半導体記憶装置1000において
は、同時に多量のデータを並列的に取扱うために、同一
のメインワード線に対応付けられる複数のメモリセルブ
ロックを1つのバンクグループ(以下、単にBGとも称
す)として共通に活性化させることとする。すなわち、
図2に示したメモリセルブロックの配置においては、互
いに行方向に隣り合う4個のメモリセルブロックは同一
のバンクグループを形成し、正規メモリセルアレイは4
つのバンクグループBG0〜BG3に分割される。この
ようにバンクグループごとにメモリセルブロック(バン
ク)を活性化することによって、図2に示したn本のI
/O線のすべてを有効に使ってデータの入出力動作を行
なうことが可能となる。
【0100】再び図9を参照して、時刻t11のクロッ
ク信号CLKの立上がりタイミングにおいて、制御信号
ACTBG0およびACTBG2の活性化によりBG0
およびBG2に対してロウ系動作の活性化が指示され
る。さらに、これに対応する行アドレス信号が与えら
れ、対応する内部アドレス信号ACTADがアドレスド
ライバによって生成される。
【0101】次に、同一サイクル内の時刻t12におい
て読出動作および書込動作を実施するために読出活性化
信号RDDおよび書込活性化信号WRTが活性化され
る。さらに、読出動作および書込動作を実行するバンク
を指定するために、読出バンクグループ活性化信号RB
G0〜RBG3および書込バンクグループ活性化信号W
BG0〜WBG3が選択的に活性化される。さらに、こ
れに対応する列アドレス信号が与えられ、対応する内部
アドレス信号RCAD,WCADがアドレスドライバに
よって生成される。このタイミングにおいては信号RB
G0およびWBG2が活性化されており、この第1サイ
クルにおいてはBG0に対して読出動作が実行されると
ともに、BG2に対して書込動作が実行される。
【0102】図4で説明したように、正規メモリセルア
レイにおいてはデータ入出力線をリードデータ線とライ
トデータ線とに分割する形としたため、同一サイクル内
で異なるバンク間であれば同時に読出動作および書込動
作を並行して実行することができる。
【0103】時刻t21以降には同様に第2サイクル〜
第5サイクルの動作タイミングについて示している。
【0104】たとえば、第2サイクルにおいてはBG1
に対して書込動作を行なうために時刻t21において信
号ACTBG1の活性化によりロウ系動作が活性化され
るとともに、時刻t22において書込制御信号WRTお
よび信号WBG1が活性化され書込コラムアドレス信号
WCADが取込まれている。
【0105】同様に第3サイクルにおいては、BG2に
対して読出動作が指示される。第4サイクルにおいて
は、読出動作および書込動作は指示されていないがリフ
レッシュ動作等を行なうためにBG1のロウ系動作が活
性化されるとともに、BG0およびBG2に対してはプ
リチャージを行なうべくプリチャージ活性化信号PBG
0およびPBG2が活性化されている。
【0106】第5サイクルにおいては、同様にBG0お
よびBG2に対してリフレッシュ動作が指示されるとと
もに、BG1およびBG3に対してプリチャージ動作が
指示される。
【0107】このように、外部から与えられる制御信号
に基づいて必要に応じて行アドレス信号ACTADおよ
び列アドレス信号RCAD,WCADがアドレスドライ
バによって生成され、アドレスバスによってメモリセル
アレイおよび冗長制御回路に伝達される。ロウ系動作お
よびコラム系動作の活性化に伴って、これらの内部アド
レス信号と不良アドレスプログラム回路に格納された不
良アドレスとの一致比較が行なわれ、冗長救済の必要の
有無が冗長制御回路において判定される。
【0108】[冗長制御回路の構成]図10は、冗長制
御回路60の構成を説明するためのブロック図である。
【0109】図10を参照して、冗長アドレスプログラ
ム25はロウの不良アドレスを格納するためのアドレス
プログラム回路26とコラムの不良アドレス情報を格納
するためのアドレスプログラム回路27とを含む。
【0110】ロウの不良アドレスに関する情報(以下、
ロウ不良アドレス情報と称す)26は不良メモリセルを
含む行を指定するためのバンクグループアドレスとロウ
アドレスとから構成される。一方、コラムの不良アドレ
スに関する情報(以下、コラム不良アドレス情報と称
す)は、不良メモリセルを含むコラムを指定するための
バンクグループアドレスおよびコラムアドレスと、冗長
救済実行時にデータ線シフト回路75における接続形態
の指示データであるシフト位置設定エンコード信号とか
らなる。
【0111】アドレスプログラム回路26および27
は、電気ヒューズ等の不揮発性の阻止により不良アドレ
ス情報入力端子群15より入力された不良アドレス情報
を不揮発的に記憶するための回路である。
【0112】たとえば、電源投入時等のタイミングにお
いて、ロウ不良アドレス情報は、不良アドレスプログラ
ム回路25から冗長制御回路60中の冗長データラッチ
回路61へ転送される。同じタイミングにおいて、コラ
ム不良アドレス情報は、冗長制御回路60中冗長データ
ラッチ回路62に伝達される。
【0113】冗長制御回路60は行アドレスに対する冗
長判定を行なうロウ冗長判定回路64と、列アドレスに
対する冗長判定を行なうためのコラム冗長判定回路65
W,65Rとを含む。
【0114】ロウ冗長判定回路64は、冗長ロウのそれ
ぞれに対応して設けられたロウ冗長判定セット66を有
する。不良行アドレス(バンクグループアドレスおよび
ロウアドレス)は、対応するそれぞれのロウ冗長判定セ
ット64に対して伝達される。一方、ロウ系動作の活性
化タイミングにおいて入力された行アドレス信号ACT
ADおよびACTBG0〜3は、各ロウ冗長判定セット
に対して与えられる。
【0115】たとえば、第i番目の冗長ロウSRiに対
応づけられる第i番目のロウ冗長判定ユニットは、入力
された行アドレス信号と不良行アドレスとの一致比較を
行ない、両者が一致した場合すなわち正規メモリセルの
不良行を救済する必要がある場合に、冗長ロウSRiを
活性化してセンスアンプに蓄えられたデータを読出すた
めの信号SRYSiを活性化する。
【0116】冗長ロウ活性化信号SRYSiは、図5に
示したスペアロウリードYS線SRYSRLおよびスペ
アロウライトYS線SRYSWLによって伝達され、冗
長ロウSRiに含まれるセンスアンプ回路とスペアロウ
リードデータ線およびスペアロウライトデータ線とを接
続する。
【0117】各ロウ冗長判定ユニットにおいて、入力さ
れた行アドレス信号と対応するそれぞれの不良行アドレ
スとの一致比較判定が行なわる。ロウ冗長判定回路64
は、それぞれのロウ冗長判定ユニットの出力のOR演算
を行なうことにより、全体としてロウ冗長救済を行なう
必要があるかどうかを判定するためのロウ冗長判定信号
RTRを発生する。
【0118】ロウ冗長判定信号RTRは、正規リードデ
ータ線とスペアロウリードデータ線との切替を制御する
ための判定信号として用いられる。
【0119】また、冗長ロウ回路は、図5で説明したよ
うに記憶データを直接センスアンプ回路によって記憶し
ており、記憶データ保持のためのリフレッシュ動作が不
要である。よって、冗長ロウへアクセスする場合にはチ
ップ全体としてプリチャージ動作が不要となるため、冗
長判定信号RTRが活性化されたときには、全体のプリ
チャージ動作を中断させることで、無用の動作となった
正規メモリセルアレイ部に対するプリチャージ動作を中
止させ消費電力の低減を図ることも可能である。
【0120】コラム冗長判定回路は、同一サイクル内で
異なる複数のバンクグループにおいて、読出および書込
動作を同時に実行するために、ライト動作用のコラム冗
長判定回路65Wとリード動作用のコラム冗長判定回路
65Rとに分割して配置される。コラム冗長判定回路6
5R,65Wは、1組の不良アドレス情報ごとに設けら
れたコラム冗長判定セット67を有する。1組の不良ア
ドレス情報に対応する冗長判定セット67は、コラム冗
長判定回路65R,65Wの各々に設けられる。
【0121】コラム系動作の活性化時において、リード
用の列アドレス信号であるRCADおよびRBG0〜R
BG3がコラム冗長判定回路65Rに含まれるコラム冗
長判定セット67の各々に与えられる。同様に、ライト
用の列アドレス信号であるWCADおよびWBG0〜3
とがコラム冗長判定回路65Wに含まれるコラム冗長判
定セット67の各々に与えられる。
【0122】各コラム冗長判定セット67は、これらの
列アドレス信号と冗長データラッチ回路62より転送さ
れた不良アドレス(コラム)との間で一致比較を行な
い、コラム冗長救済を指示するフラグJCFGを活性化
する。
【0123】コラム系の冗長救済については、単なるメ
モリセル列単位の置換ではなく、データ線のシフト設定
によって行なわれる。
【0124】不良列アドレスのそれぞれに対応するシフ
ト位置設定エンコード信号は、冗長データラッチ回路6
2からシフト位置設定信号転送回路69へ多重的に伝達
される。
【0125】シフト位置設定信号転送回路69は、各コ
ラム冗長判定セット67の判定結果フラグJCFGを受
けて、フラグJCFGのいずれかが活性化された場合
に、活性化されたコラム冗長判定セットの不良列アドレ
スにに対応するシフト位置設定エンコード信号を、シフ
ト位置設定信号CSFTおよび接続制御信号CCNGと
して出力する。信号CSFTおよびCCNGを用いたデ
ータ線の接続形態の制御については後ほど詳しく説明す
る。
【0126】また、コラム冗長救済が不要である場合、
すなわち各コラム冗長判定セット67から出力されるフ
ラグJCFGがいずれも活性化されていない場合におい
ては、プリチャージ回路68によって、接地電位GND
レベルにプリチャージされる。
【0127】さらに、コラム冗長判定回路67は、コラ
ム系動作時においてデータ線シフト回路75の動作を活
性化させるための信号TRを発生する。
【0128】なお、コラム系の冗長判定は、ロウ系動作
の活性化に伴ってロウの冗長判定が行なわれた後に行な
われることとなるが、ロウ系動作において活性化されな
かったバンクがコラム系動作において活性化されるとい
うケースは考えられない。よって、コラム系の冗長判定
を行なう前にアドレスラッチ回路62によって、行系動
作時のバンク活性化信号ACTB0〜ACTB3と不良
列アドレスとの間でバンクグループアドレスについての
一致比較判定を予め実行し、バンクグループ一致信号R
TBKを出力させる。
【0129】このバンクグループ一致信号RTBKを各
コラム冗長判定セットに伝達し、バンクグループが一致
した不良列アドレスに対応して設けられたコラム冗長判
定セットのみを活性化して、実際にコラム冗長判定を行
なう構成とする。これにより、必要なコラム冗長判定セ
ットだけを活性化させることができるので、消費電力の
低減を図ることができる。
【0130】図11は、データ線シフト回路75の構成
を示す概略図である。図11を参照して、データ線シフ
ト回路75は図11においては図4で説明した正規リー
ドデータバス対NRDBおよび/NRDBを総称してN
RDBPと表わし1本のデータ線で表記する。同様に、
正規ライトデータバス対についてもNWDBPで総称し
1本のデータ線で表記する。また、スペアロウリードデ
ータ線SRRB,/SRRBについてもSRRBPで総
称し1本のデータ線で表記し、スペアコラムライトデー
タ線対についてもSCWBPで総称し1本のデータ線で
表記する。また、コラム冗長回路におけるスペアリード
データ線およびスペアライトデータ線は2組ずつ設けら
れているものとし、それぞれ総称してSCRBP1,S
CRBP2およびSCWBP1,SCWBP2と表記す
る。
【0131】まず、ロウ系の冗長救済動作について説明
する。データ読出時において、データ線シフト回路75
中のマルチプレクサ400は、ロウ冗長判定回路の判定
結果に基づいて正規リードデータ線対NRDBPとスペ
アロウリードデータ線対SRRBPとのいずれか一方を
マルチプレクサの出力ノードと接続する。
【0132】図12は、マルチプレクサ400の具体的
な構成を示す回路図である。図12を参照して、マルチ
プレクサ400は、第2シフト回路と接続される出力ノ
ードと、出力ノードと正規リードデータバス対NRDB
Pとの間に接続されるトランジスタ2101および21
02と、出力ノードとスペアロウリードデータ線対SR
RBPとの間に接続されるトランジスタ2103および
2104とを有する。
【0133】トランジスタ2101および2104のゲ
ートには、コラム系動作の開始時にワンショットパルス
で与えられる信号Clmおよびその反転信号/Clmが
与えられる。またトランジスタ2102および2103
のゲートには、ロウ冗長判定信号RTRが与えられる。
【0134】ロウ冗長判定信号RTRは、ロウ系動作の
活性時にロウ冗長判定回路64によって生成されたもの
をコラム系動作活性化時までラッチしておき、不良行の
冗長救済が行なわれた場合には、スペアロウリードデー
タ線対SRRBPのデータを読出すために用いられる。
【0135】反対に、ロウ冗長救済が行なわれていない
場合においては、正規メモリセルアレイから読出された
データを伝達するNRDBPがマルチプレクサの出力ノ
ードと接続される。
【0136】ロウ冗長救済の有無によって正規リードデ
ータ線対NRDBPおよびスペアロウリードデータ線対
SRRBPのいずれか一方がマルチプレクサに出力され
た後、この出力は第2シフト回路および第1シフト回路
を介してデータラッチ回路147によってラッチされた
後リードアンプ120で増幅されてグローバルデータバ
スGDBに伝達される。この一連の動作によりロウ冗長
救済の有無に対応して、適切なデータがデータ線シフト
回路を介してグローバルデータバスに伝達される。
【0137】一方、データ書込動作時においては、グロ
ーバルデータバスGDBPのデータがライトドライバ1
10およびデータラッチ回路145によって第1シフト
回路401および第2シフト回路402を介して正規リ
ードデータ線対NWDBPとSRIOPの双方に対して
伝達される。正規メモリセルアレイにおけるNWDBP
とセンスアンプの接続の選択はサブYS線SYSLによ
って行なわれ、ロウ冗長回路におけるSRIOPとセン
スアンプ回路の接続はスペアロウYS線SRYSLの活
性化によって制御されるが、ロウ冗長救済の有無に応じ
てスペアロウYS線もしくはサブYS線のいずれか一方
のみが活性化され双方が活性化されることはないため、
ロウ冗長救済の必要の有無に応じて書込データが正規メ
モリセルアレイもしくはロウ冗長回路に適正に格納され
る。
【0138】次に、コラム系の冗長救済動作について説
明する。スペアコラム領域のデータ線については、正規
メモリセルアレイと同様にマルチプレクサ400を経由
した後データラッチ回路145およびライトドライバ1
10、リードアンプ120とを介してグローバルデータ
バスGDBとの間でデータの伝達が行なわれるが、SC
RBP1およびSCWBP1とSCRBP2およびSC
WBP2とのそれぞれは、グローバルデータバスGDB
Pのうちの2本との間において接続選択を行なえる形式
となっている。すなわち接続切換回路410および41
1に接続される2本のグローバルデータバスGDBのデ
ータは読出動作時においては、SRDBP1およびSR
DBP2のいずれにも伝達することが可能であるし、書
込動作時においてはSWDBP1およびSWDBP2に
よって伝達される書込データは接続切換回路411に接
続される2本のグローバルデータバス対のいずれにも伝
達することが可能である。また、第1シフト回路および
第2シフト回路において、シフト設定は、リードデータ
線とライトデータ線とのそれぞれに対して独立に設けら
れており、同一動作サイクル内において異なる複数のバ
ンクグループにおいて、読出および書込動作を同時に実
行することが可能である。
【0139】次に,実際に不良メモリセルが存在する場
合のデータ線のシフト動作について説明する。
【0140】図13は、読出動作時におけるコラム冗長
救済シフト動作を説明するための概念図である。
【0141】図13を参照して、第1シフト回路401
および第2シフト回路402は通常時は正規リードデー
タ線対をシフトさせることなくグローバルデータバスと
接続する。しかし、図中に黒丸で示した不良メモリセル
が存在する場合には、不良部に対応する正規リードデー
タ線対をグローバルデータ線と遮断する処置を行なう。
すなわち、NRDBP8に不良部が存在するため、第2
シフト回路のシフト切替によってNRDBP9を本来N
RDBP8と対応付けられるグローバルデータバスと接
続するために、NRDBP9以降の正規リードデータ線
対を1つずつシフトさせる。
【0142】さらにNRDBP13に対応する部分にお
いても不良が存在するため、この正規リードデータ線対
についてもグローバルデータバスとの接続を中止すべく
シフト切換を行なう。このシフト切換は第1シフト回路
によって実行され、具体的には、第1シフト回路によっ
てNRDBP14,15とグローバルデータバスとの対
応づけが本来より1個ずつ上側にずらされることとな
る。
【0143】これらの第1シフト回路および第2シフト
回路の動作により、NRDBP1〜NRDBP7は本来
対応付けられるグローバルデータバスに対してデータを
読出すこととなるが、NRDBP8のデータはグローバ
ルデータバス対に読出されない。
【0144】また、NRDBP9〜12のデータは、本
来対応付けられるグローバルデータバス対より1個シフ
トしたものに対して読出される。NRDBP13のデー
タは同様に、グローバルデータバス対には読出されな
い。そして、NRDBP14,15のデータは本来対応
付けられるグローバルデータバス対より2個シフトされ
て、本来NRDBP12〜13と対応付けられるグロー
バルデータバス対と接続されることとなる。
【0145】このようなシフト動作を行なうことによ
り、不良部に対応する正規リードデータ線対のデータは
グローバルデータバス対に読出されることはない。これ
らの不良部についてはコラム冗長回路によって救済され
対応するデータはスペアコラムリードデータ線対SCR
BP1およびSCRBP2に読出される。コラム冗長回
路領域のデータ線とグローバルデータバスとの接続はシ
フト回路を経由せずに接続切換回路411によって行な
われる。
【0146】これにより、正規リードデータ線のシフト
によってデータが読出されないこととなったグローバル
データバスについて、コラム冗長回路に記憶されていた
データが読出されることとなる。これら一連の動作によ
り、コラム系の冗長救済が行なわれる。
【0147】上述した第1シフト回路および第2シフト
回路におけるシフト形態の設定指令は、コラム冗長判定
回路の出力であるデータ線シフト制御信号CFCTによ
って与えられる。この制御信号CFCTは、コラム冗長
救済をプログラムする際において、不良アドレス(コラ
ム)とともに予め外部より入力されて不良アドレスプロ
グラム回路に記憶される。
【0148】すなわち、このシフト設定は、不良列アド
レスごとに任意に設定することができる。よって、これ
らのシフト情報を、不良列アドレスごとにコラム冗長判
定回路から出力される制御信号CFCTに反映すること
により、第1シフト回路および第2シフト回路のシフト
設定をダイナミックに変更することができる。
【0149】これにより、従来の技術のようにシフト動
作の指令を電気ヒューズ等の不揮発的情報によって直接
制御していたことと比較して大きな利点がある。すなわ
ち、マルチバンク動作時の下でバンクごとあるいはバン
クグループごとに不良箇所を置換できるため複数のメモ
リセルブロックに対して同一のコラム冗長回路を共有さ
せることができ、救済効率を向上させることができる。
【0150】さらに、以上述べた構成ではメモリセルの
列アドレスごとの救済ではなくデータ線単位での冗長救
済を行なっているため、多数の入出力データ線を配置す
る構成の下、効率的にコラム系の冗長救済動作を行なう
ことが可能である。
【0151】また、図11および図13においては、ス
ペア冗長回路におけるデータ入出力線のペア数を2組と
し、シフト回路も2段である場合について説明したが、
本願発明の適用はこの場合に限定されるものではない。
すなわち、コラム冗長回路のデータ線対数をさらに多く
配置し、さらにこれに応じてシフト回路の段数も増加さ
せることにより、より多数の不良に対しても救済措置を
行なうことが可能となる。
【0152】図14は、図13で説明したデータ読出時
における各部でのデータの流れを説明するためのブロッ
ク図である。
【0153】図14を参照して、正規メモリセルアレイ
内のメモリセルブロック55においては、メモリセルの
データがロウ系動作の活性化に応じてビット線に読出さ
れ、さらにサブYS線SYSLの活性化に応じて正規リ
ードデータ線に伝達される。一方、ロウ冗長回路70に
おいてはセンスアンプにラッチされた記憶データは、ロ
ウ冗長判定回路において冗長ロウの活性化が指示された
場合において、サブビット線を介してスペアロウリード
データ線に読出される。
【0154】正規リードデータ線とスペアロウリードデ
ータ線とはマルチプレクサ400に入力され、ロウ冗長
判定信号RTRに応じて、いずれか一方のデータがマル
チプレクサ400より出力される。一方、コラム冗長回
路80においては、メモリセルのデータが同様にロウ系
動作の活性化時においてビット線に読出されスペアサブ
YS線SCYSLの活性化に応じてスペアコラムリード
データ線に読出される。
【0155】ここで、コラム冗長判定回路によって列ア
ドレスと不良列アドレスとの一致比較が行なわれ、コラ
ム冗長救済が必要である場合には、対応するデータ線シ
フト設定信号CSFT1およびCSFT2が生成され、
第1シフト回路および第2シフト回路にそれぞれ与えら
れる。
【0156】第1シフト回路および第2シフト回路は、
設定信号CFCTに基づいて不良部を含むリードデータ
線がデータバスと接続されることがないようにシフト動
作を行なう。所望のシフト動作が完了した後、読出デー
タはデータラッチ回路・リードアンプを介してデータバ
スに伝達される。
【0157】さらに、シフト動作によって正規のリード
データ線との対応付けが解除されたグローバルデータバ
スは、コラム冗長判定回路より出力される制御信号CC
NGによって制御される接続切換回路141によってス
ペアコラムリードデータ線と対応付けられ、データラッ
チ回路・リードアンプを通じてコラム冗長回路に格納さ
れていたデータが伝達されることとなる。この一連の動
作によりデータ読出時のコラム冗長救済動作が行なわれ
る。
【0158】図15は、ライト時におけるデータの流れ
を説明するためのブロック図である。
【0159】図15を参照して、書込データはグローバ
ルデータバスよりライトドライバおよび第1シフト回路
401、第2シフト回路402を通じて正規ライトデー
タ線およびスペアロウライトデータ線に伝達される。
【0160】また、コラム冗長判定の結果に応じて、第
1シフト回路および第2シフト回路においてシフト制御
が行なわれた場合には、不良部に対応する正規ライトデ
ータ線に代えてスペアコラムライトデータ線に書込デー
タを格納すべく、接続切換回路による制御信号CCNG
に基づいた接続形態の変更が行なわれる。これにより、
書込データがライトドライバを介してスペアコラムライ
トデータ線〜ビット線〜メモリセルの順序で格納される
こととなる。
【0161】一方、ロウ冗長救済に関しては、書込動作
時にはマルチプレクサによる選択が行なわれず、ライト
ドライバによって正規ライトデータ線とスペアロウリー
ドデータ線のいずれに対しても書込データがドライブさ
れる。正規ライトデータ線およびスペアロウリードデー
タ線に書込まれたデータは、それぞれサブYS信号およ
びスペアサブYS信号によって選択的に対応するビット
線を経由してメモリセルあるいはセンスアンプに格納さ
れる。ここで、ロウ冗長判定の結果ロウ冗長救済を行な
う必要がある場合には、対応するスペアサブYS線が活
性化され、正規メモリセルアレイにおいてサブYS信号
は活性化されることがないためデータはロウ冗長回路中
の冗長ロウに格納される。
【0162】一方、ロウ冗長救済が不要と判定された場
合には、スペアサブYS信号は活性化されることなくア
ドレス信号に基づいて対応するサブYS信号が活性化さ
れるため、書込データはビット線を経由してメモリセル
に格納されることとなる。
【0163】[実施の形態2]実施の形態2においては
データ線シフト回路の具体的な構成を示し、コラム冗長
救済時におけるデータ線のシフト制御をダイナミックに
行なうための構成について具体的に説明する。なお、図
11に示した第1シフト回路401と第2シフト回路4
02との構成は同一であるので、以下シフト回路と総称
して説明する。
【0164】図16は、シフト回路の具体的な構成を説
明するための回路図である。図16においては、説明を
容易にするために、メモリセルアレイ側に設けられる4
本の相補データ線対DLA0〜DLA3とグローバルデ
ータバス側に設けられる4本の相補データ線対DLB0
〜DLB3との間のシフト制御について説明する。説明
の簡単のため、接続に用いるトランジスタはすべてNチ
ャネルMOSトランジスタで構成することとした。ま
た、シフト設定信号は、総称的にCSFTで表わす。こ
こでは、信号CSFTは16ビットのエンコード信号と
する。
【0165】図16を参照して、シフト回路は、冗長制
御回路60によって発生されるシフト回路活性化信号T
Rの活性化(Vccレベル)に応じて、トランジスタ4
86の導通に応じて電流を供給される配線491と、同
様にトランジスタ488の導通によって電流を供給され
る配線492とを含む。
【0166】配線491には、トランジスタ451〜4
54が電源電位Vccと接地電位GNDとの間に直列に
接続される。同様に配線492には、トランジスタ46
1〜464が電源電位Vccと接地電位GNDとの間に
直列に接続される。
【0167】トランジスタ451および461のゲート
にはデコーダ420−0の出力信号が与えられる。デコ
ーダ420−0はシフト位置を指定するためのエンコー
ド信号であるデータ線シフト制御信号CFCT(ここで
は一例として16ビットの情報で表わされるものとす
る)を受けて、NAND演算を行なうことによってデコ
ードするものである。トランジスタ452および462
のゲートには、対応するデコーダ420−1の出力信号
が与えられる。トランジスタ453および463,45
4および464のペアに対しても、対応するデコード回
路の出力がそれぞれ与えられる。また、制御信号CFC
Tを16ビットである場合には、全部で256通りのシ
フト位置の指定が可能となる。
【0168】ここで、制御信号CSFTは、通常時すな
わちシフト制御を指示しない場合においては、接地電位
GNDレベルにプリチャージされている。すなわち、シ
フト制御が指示されない通常時においては、各デコーダ
の出力はいずれも電源電位Vccレベルとなる。これに
より、トランジスタ451〜454および461〜46
4はすべてオンし、通常時においては、ノードn10〜
n13の電位はいずれも電源電位Vccレベルとされ、
ノードn20〜n23の電位は接地電位GNDレベルと
される。
【0169】データ線対DLA0とDLB0とはトラン
ジスタ471および472によって接続される。トラン
ジスタ471およびトランジスタ472のゲートにはノ
ードn10の電位が与えられる。通常時においては、ト
ランジスタ471および472が導通し、データ線対D
LA0とDLB0とが接続される。さらに、データ線対
DLA1は、トランジスタ473および474によって
DLB0を接続されるが、通常時においてはノードn2
0の電位は接地電位GNDレベルであるので、トランジ
スタ473および474はオフ状態とされる。
【0170】他のデータ線対についても同様の接続態様
となるので、通常時においては、それぞれの相補データ
線対はシフトされることなく対応付けて接続されること
となる。なお図中の点線は接続経路を示すものである。
【0171】次に、設定信号CSFTによってデコード
回路450−2の出力が接地電位GNDレベルに変化し
た場合の動作について考えてみる。
【0172】図17は、シフト動作が指示された場合に
おけるシフト回路の動作を説明するための回路図であ
る。
【0173】なお図17においては説明を簡単にするた
めトランジスタ451〜454および461〜464を
単なるスイッチの形態として表示している。
【0174】図17を参照してデコード回路420−2
の出力によってトランジスタ453および463に相当
するスイッチがオフ状態とされる。これにより、ノード
n10およびノードn11の電位は電源電位(Vcc)
レベルに維持される一方で、スイッチ453より先のノ
ードn12およびn13の電位は接地電位GNDレベル
とされる。同様に、ノードn20およびn21の電位は
通常時と同じく接地電位GNDレベルであるが、スイッ
チ463より先のノードn22およびn23の電位は電
源電位(Vcc)レベルに変化する。
【0175】この内部ノードの電位の変化に応じて、こ
れまでオン状態であったトランジスタ479および48
0がオフ状態となり相補データ線対DLA2は右側の相
補データ線対DLB1〜DLB3のいずれとも接続され
なくなる。一方、通常時においてはオフ状態であったト
ランジスタ481および482が導通することにより、
データ線対DLA3は、データ線対DLB2と接続され
る。
【0176】同様に、データ線DLA3以降については
順次1つずつ上側にシフトされ、たとえばこれまでDL
A3と接続されていたDLB3にはDLA4(図示せ
ず)が接続されることとなる。
【0177】このように、デコード回路の出力によって
指定されるトランジスタをオフすることによって、当該
個所を境界として、通常時の接続形態が維持される領域
と、データ線同士の接続が1つずつ上側にシフトされる
領域とを形成することができる。
【0178】このようなシフト設定を行なうことによ
り、すでに図13で説明したような不良部に対応するシ
フト動作を第1シフト回路および第2シフト回路によっ
て行なうことが可能となる。
【0179】図18は、シフト回路の別な具体的な構成
を説明するための回路図である。図18のシフト回路を
図16のシフト回路と比較すると、図18のシフト回路
においてはデータ線対同士を接続するトランスファーゲ
ートをNチャネルMOSトランジスタとPチャネルMO
Sトランジスタとの対によって構成することにより、デ
コード回路420の出力に応じてシフト形態を制御する
ためのトランジスタを1列とする構成である。
【0180】また、配線491および492への電流供
給を冗長制御回路ではなく、単に抵抗素子を配置するこ
とによって電流制限を行なう構成としている。また、デ
ータ線同士を接続するトランスファーゲートをCMOS
化することでデータ線の抵抗を低減している。
【0181】図18を参照して、データ線対DLA0と
DLB0との間には、トランジスタ501,502およ
びトランスファーゲート520,521が設けられる。
トランジスタ501および502はシフト回路活性化信
号TRをゲートに受けてシフト回路の活性化に応じて導
通する。トランスファーゲート520および521のオ
ンオフはノードn10の電位に応じて制御される。
【0182】ノードn10の電位はトランジスタ511
のオン/オフによって変化する。図16の場合と同様
に、コラム冗長救済を行なうためにシフト動作を行なう
必要が不要である通常時においては、各デコード回路の
出力は電源電位Vccレベルとされ,トランジスタ51
1〜514はいずれもオン状態とされる。これによりノ
ードn20〜n23はいずれも接地電位GNDレベルと
される。これにより、通常時においてはデータ線DLA
0とDLB0とが接続される。データ線DLA1〜DL
A3とデータ線DLB1〜DLB3との接続態様につい
ても同様であるので説明は繰返さない。これらの場合も
同様に、通常時においてはそれぞれシフトされることな
くそれぞれのデータ線同士が対応付けられる。なお図中
の点線は接続経路を示すものである。
【0183】図19は図18のシフト回路において、シ
フト動作が指示された場合におけるシフト回路の動作を
説明するための回路図である。
【0184】図19においては、デコード回路420−
2の出力が制御信号CSFTの指令によって電源電位V
ccから接地電位(GND)レベルに変化する。これに
応じてトランジスタ513はオン状態からオフ状態へ遷
移し、内部ノードn22、n23…の電位が接地電位
(GND)レベルから電源電位(Vcc)レベルに変化
する。
【0185】これにより、これまでオン状態であったト
ランスファーゲート528および529がオフ状態とさ
れ、反対にこれまでオフ状態であったトランスファーゲ
ート530および531が導通状態とされる。よって、
図17の場合と同様に、データ線DLA2は、データ線
DLB0〜DLB3のいずれとも接続されることがなく
なり、DLB3以降のデータ線は1つずつ上側にシフト
した状態でデータ線DBL2以降のデータ線と接続され
ることとなる。
【0186】次に、デコード回路の別の具体的な構成に
ついて説明する。図20は、デコード回路421を用い
たシフト回路の構成をを説明するための回路図である。
【0187】図20を参照して、デコード回路421
は、一例として8ビットで示されるシフト設定信号CS
FTの8ビットすべての信号を受ける。すでに説明した
デコード回路420は、制御信号CSFTのうちの一部
ビットの信号を入力とするNAND論理演算ゲートによ
って構成され、入力される4ビットの信号の組合せを変
えることによって合計256箇所のシフト値のデコード
を行なうこととしていた。
【0188】デコード回路421は、制御シフト信号C
SFTが1つのシフト箇所を指定するために作成される
信号であることを利用し、制御信号CSFTの8ビット
信号の組合せを定量データに変換して、各デコード回路
ごとに設定された所定の基準値との大小比較結果に基づ
いてデコード信号を発生させる。
【0189】デコード回路421を用いたシフト回路
は、図18のデコード回路420を用いたシフト回路と
比較して、デコード回路の出力によってノードn30〜
n33の電位を直接的に制御できる点が特徴である。こ
れにより、図18のシフト回路において、電源配線とノ
ードn30〜n33との間に設けられていたトランジス
タ501〜508および511〜513が不要となり、
回路素子数の削減およびシフト設定動作の高速化を図る
ことができる。
【0190】図21はデコード回路421の具体的な構
成例を示す回路図である。図21を参照してデコード回
路421は、電源電位Vccと中間ノードn40の間に
接続されたPチャネルMOSトランジスタ495と、中
間ノードn40と接地電位GNDとの間に並列に接続さ
れる16個のトランジスタ497−0〜497−7を有
する。トランジスタ497−0〜497−7のゲートに
は、それぞれ対応する制御信号CSFTが与えられる。
トランジスタ495は電源電位Vccより中間ノードn
40に一定電流を供給するためのトランジスタである。
トランジスタ495によって供給される所定電流は各デ
コード回路によって異なる値に設定され、この所定値が
大小比較における基準値に相当する。
【0191】一方、トランジスタ497−0〜497−
7については、第K番目(K:0〜7)の電流駆動能力
が、2K ・it(it:トランジスタ497−0の駆動
電流)となるように設定される。
【0192】これにより、n40から接地電位に向かっ
て流れる電流の総和は8ビットの設定信号CSFTのデ
コード値に応じて定められることとなる。すなわち、ノ
ードn40にトランジスタ495によって供給される所
定の電流値とノードn40から接地電位に向かって流出
する電流との大小比較によってn40の電位が定まり、
この状態を反転するインバータ498の出力、すなわち
デコード回路421のデコード信号は、指定されたシフ
ト箇所を境に電源電位Vccレベルと接地電位GNDレ
ベルとに分かれることとなる。
【0193】[実施の形態3]本発明の半導体記憶装置
においては、図14および図15で説明したように、リ
ード動作時とライト動作時とにおいては、データのアク
セス経路が異なるため、第1シフト回路および第2シフ
ト回路においてシフト設定の完了が必要とされるタイミ
ングが異なってくる。
【0194】すなわち、リード動作時においては、デー
タがメモリセルアレイ部から読出された後、データ線を
介してシフト部に到着するまでにシフトの設定を完了す
ればよいのでタイミングマージンは比較的大きい。一方
ライト動作時においては、外部からの書込データがグロ
ーバルデータバスを通じて第1シフト回路および第2シ
フト回路に比較的速く到着するため、ライト動作時にお
けるシフト設定完了までのタイミングマージンは小さい
ものとなる。
【0195】すでに図10で説明したように、冗長制御
回路60においては、コラム冗長判定回路をリード動作
時に使用されるシフト回路に対するシフト設定信号を出
力するためのリード用コラム冗長判定回路65Rと、コ
ラム動作時に使用されるシフト回路に対してシフト設定
信号を出力するライト用コラム冗長判定回路65Wとに
分離する構成とした。このような構成とすることのみに
よっても、たとえば、リード動作とライト動作とが交互
に活性化された場合においても、ライトデータとリード
データとのグローバルデータバスおよびシフト回路の設
定制御が別経路になるため、動作マージンを大きく取る
ことが可能となる。
【0196】実施の形態3においてはこれらのタイミン
グマージンの違いにさらに柔軟に対応することが可能な
コラム冗長判定回路の構成を考える。
【0197】図22は、本発明の実施の形態3のコラム
冗長判定回路365Wの構成を説明するためのブロック
図である。
【0198】図22を参照して、コラム冗長判定回路3
65Wは、図10で説明したコラム冗長判定回路65W
の構成に加えて、ラッチ回路380をさらに含む。
【0199】ラッチ回路380は、コラム冗長判定回路
365Wの出力であるデータ線シフト設定信号CSFT
および信号CCNGをラッチし、かつDフリップフロッ
プなどを用いて1クロックサイクル分タイミングをシフ
トさせることが可能な回路である。
【0200】図23は、コラム冗長判定回路におけるリ
ダンダンシのシフト設定個所を指定するデコード信号C
SFTの生成をより詳細に説明するためのブロック図で
ある。上述したように、アドレスの比較判定およびシフ
ト設定個所を指定するデコード信号の生成は、コラム冗
長判定回路365Wと365Rにおいて独立に実行され
る。
【0201】図23を参照して、アドレスプログラム回
路27に不揮発的に記憶された不良列アドレス(バンク
グループおよびコラム)およびこのアドレスの入力時に
対応するデータ線のシフト位置を示す情報が、冗長デー
タラッチ回路62によってラッチされた後、対応するコ
ラム冗長判定セット67−1,67−2,…67−p
(p:所定の自然数)のそれぞれに与えられる。
【0202】入力される列アドレス信号と不良列アドレ
スとが一致した場合は、まずコラム冗長判定セット67
−1〜67−pの出力を受けるOR回路640からの出
力に応じて、プリチャージ回路68が、マルチプレクサ
69の出力ノードのプリチャージを解除する(プリチャ
ージレベルは、Lレベル:接地電位Vssとする)。一
方、マルチプレクサ69を介してデータ線の切替位置を
示すデコード信号CSFTが出力される。このデコード
信号は、予め、それぞれの不良列アドレスに対応して、
冗長データラッチ回路62にラッチされている。
【0203】マルチプレクサ69から出力されたデコー
ド信号は、ライト用ラッチ回路380およびリード用ラ
ッチ回路381にひとまず保持される。
【0204】アドレス信号が1クロックサイクル分コマ
ンド信号よりも先読みされるモードを採用した場合に
は、アドレスの判定期間においては、読出動作であるか
書込動作であるかの区別がつかないため、このようなラ
ッチ回路が必要となる。読出動作では、リード用ラッチ
回路381は1クロックサイクル分だけデコード信号を
シフト動作する。このモードでは、書込動作時における
ライト用ラッチ回路380は、ライトコマンドの入力
を、ライトレイテンシに従ってシフトした後、シフトリ
ダンダンシのデコードを行なうために出力する。
【0205】一方、アドレス信号とコマンド信号とが同
じタイミングで与えられる通常動作モードにおいては、
ラッチ回路380および381は、データをシフト動作
により1クロックサイクル分タイミングを遅らせること
なく、そのまま出力する。
【0206】このように、ライト動作時においてコラム
救済動作に関するシフト設定信号をラッチさせるととも
に1クロックシフトさせる機能を持たせることにより、
ライト動作時においてはアドレスの入力およびコラム冗
長アドレス判定を1クロック前に実行することとして、
実際のコラムアクセスに先立ってシフト回路におけるシ
フト設定を完了させることが可能となる。この方法によ
って、リード動作時とライト動作時とにおけるシフト設
定完了までのタイミングマージンの差異に関する問題の
解決を、より十分に図ることができる。
【0207】また、ラッチ回路をリード動作用のコラム
冗長判定回路にも同様に設けることにより、アドレスの
入力および冗長アドレス判定を1クロック前倒しで実行
して、シフト設定を早期に完了させることも可能とな
る。
【0208】[実施の形態4]実施の形態4については
ロウ冗長判定回路およびコラム冗長判定回路の具体的な
構成について、冗長救済に関するテスト動作を実行する
方法を含めて説明する。
【0209】図24は、ロウ冗長判定回路64の具体的
な構成を説明するための図である。図10でに説明した
ようにロウ冗長判定回路64には、冗長ロウの個数分に
対応するロウ冗長判定セット66が含まれる。複数配置
されたロウ冗長判定セットにおいて、並列にロウ冗長救
済判定が行なわれ、ロウ冗長救済が必要な場合には、対
応する冗長ロウを活性化するための冗長ロウ活性化信号
SRYSが活性化される。並列に配置されたロウ冗長判
定セット66のうちの少なくとも1つのセットにおい
て、アドレス比較結果が一致しロウ冗長救済が指示され
た場合には、OR論理ゲート450の出力としてロウ冗
長判定信号RTRが出力され、マルチプレクサ等で使用
される。
【0210】図10に示した冗長データラッチ回路61
は、不良行アドレスのうちバンクグループアドレスを格
納するラッチ回路461と行アドレスを格納するための
ラッチ回路462とを含む。
【0211】行アドレス比較回路420の出力はバンク
グループ比較回路410に与えられ、最終的にバンクグ
ループ比較回路410によって各バンクグループに対し
て、当該冗長ロウによる冗長救済動作が必要かどうかの
判定信号RBG0〜RBG3が出力される。
【0212】図25は、図24において説明したバンク
ループ比較回路410および行アドレス比較回路420
の具体的な構成を説明するための回路図である。
【0213】図25を参照して、行アドレス比較回路4
20は、コモンノードnc1と接地電位との間の並列に
接続されたL1個のアドレス比較素子565−0〜56
5−L1を含む。また、電源電位Vccとコモンノード
nc1との間にはPチャネルMOSトランジスタ572
および574が接続される。コモンノードnc1の状態
はインバータ576で反転され、トランジスタ574の
ゲートに与えられている。通常時においては、プリチャ
ージ信号PCをゲートに受けるトランジスタ572によ
ってコモンノードnc1は電源電位Vccレベルとさ
れ、インバータ576およびトランジスタ574により
その状態が維持される。
【0214】アドレス一致比較素子565に対しては、
不良行アドレス信号と、行アドレス信号ACTADが与
えられ一致比較を行なう。行アドレス信号の各々は、相
補信号としてアドレス一致比較素子に与えられる。たと
えば、アドレス一致比較素子565−0においては、第
1番目の行アドレス信号ACTAD1の一致比較が行な
われ、隣接して設けられるアドレス一致比較素子565
−1においては、行アドレス信号ACTAD1の相補信
号/ACTAD1の一致比較が与えられる。
【0215】図26は、アドレス一致比較素子575の
具体的構成を示す回路図である。図26を参照してアド
レス一致比較素子575は、コモンノードnc1と接地
電位との間に接続されたNチャネルMOSトランジスタ
582および584を有する。トランジスタ582のゲ
ートには当該アドレスが不良アドレスである場合に活性
化(Vccレベル)される不良アドレス信号が与えら
れ、トランジスタ584のゲートには行アドレス信号が
与えられる。
【0216】不良アドレス情報によって不良アドレスで
あることが指定され、かつ行アドレス信号ACTADに
より当該アドレス信号が選択された場合においてトラン
ジスタ582および584の双方がオン状態となるた
め、コモンノードnc1が接地電位GNDレベルとされ
る。
【0217】再び、図25を参照して、選択された行ア
ドレスが不良行アドレスと一致する場合には、インバー
タ576の出力は電源電位Vccレベルとされ、AND
論理演算ゲート577の出力の一方に与えられる。
【0218】一方、バンクグループ比較回路410は、
バンクグループのそれぞれに対してアドレス一致比較を
行なうためのバンクグループ比較ユニット412−0〜
412−3を各バンクグループごとに有する。
【0219】バンクグループ比較ユニット412−0
は、図26で説明したのと同様のアドレス一致比較素子
595−0および595−1をコモンノードnc2と接
地電位GNDとの間に有する。トランジスタ592およ
び594により、コモンノードnc2は電源電位Vcc
レベルにプリチャージされ、当該冗長ロウに対応付けら
れる不良行アドレスがバンクグループBG0に属するも
のである場合において、コモンノードnc2の電位は接
地電位GNDレベルとされる。これによりインバータ5
96の出力は、当該冗長ロウに対応付けられる不良行ア
ドレスについてバンクグループが一致する場合において
電源電位Vccと設定され、AND論理演算ゲート57
7−0の出力の他方として与えられる。
【0220】AND論理演算ゲート477−0〜477
−3に対しては、同様の方法によって各バンクグループ
に関して不良行アドレスの一致比較を行なった結果と、
行アドレス信号に対して不良行アドレスとの一致比較を
行なった結果とが入力される。両者のAND演算を行な
うことにより、当該冗長ロウについて、各バンクに対す
る冗長救済要否を判定するための信号JRBG0〜JR
BG3が生成される。
【0221】再び、図24を参照して、バンクグループ
比較回路410から出力される制御信号JRBG0〜3
は、ロウ系動作の活性化タイミングにおいて活性化され
るワンショットパルスrwsによって制御されるトラン
スファーゲート422を介してノードn3に伝達され
る。ノードn5に伝達されたデータはインバータ424
および426によって形成されるラッチ回路によってデ
ータラッチされる。
【0222】さらに、ノードn5に伝達されたバンクグ
ループごとのロウ冗長救済要否判定信号JRBG0〜3
は、コラム系動作の活性化タイミングにおいて、入力さ
れるコラム動作時のバンクグループ活性化信号RBG0
〜RBG3およびWBG0〜WBG3と比較され、ロウ
系動作時においてロウ冗長救済が必要であると判定さ
れ、かつ当該バンクグループに対して読出動作もしくは
書込動作が実行された場合において、対応する冗長ロウ
を活性化するための冗長行活性化信号SRYSは、判定
回路430によって活性化される。
【0223】すでに説明したように、冗長行活性化信号
SRYSは、スペアロウリードYS線およびスペアロウ
ライトYS線によって冗長行回路に伝達され、センスア
ンプ回路とスペアリードデータ線およびスペアロウライ
トデータ線とを選択的に接続する。
【0224】ノードn5には冗長テスト用回路440が
接続される。冗長テスト用回路440は、電源電位Vc
cとノードn5との間に接続されるPチャネルMOSト
ランジスタ444と、テスト信号TSTと冗長ロウ指定
信号Addnとを2入力とするNANDゲート442と
を含む。
【0225】テスト信号TSTは、通常の回路動作時に
おいては不活性(GNDレベル)とされる一方で冗長ロ
ウ回路に対して冗長救済テストを実施した場合に活性化
(Vccレベル)される信号である。同様に、冗長ロウ
指定信号Addnは、冗長救済動作をテストしたい冗長
ロウを選択するための信号である。すなわち、冗長救済
動作のテストを実行したい冗長ロウに対してはロウ冗長
テスト実行回路440に対して制御信号TSTおよびA
ddnとを活性化し、トランジスタ454を強制的にオ
ンさせることにより、ノードn5を強制的に電源電位V
ccレベルとすることができる。これにより、外部から
与える制御信号に基づいて冗長救済動作のテストを自由
に実行することが可能となる。
【0226】図27は、コラム冗長判定セット67の具
体的な構成を説明するための回路図である。
【0227】図27を参照して、コラム冗長判定セット
67は、列アドレス信号について不良アドレスとの一致
比較を行なうためのアドレス比較回路610とバンクグ
ループについて不良アドレスとの一致比較を行なうため
のバンクアドレス比較回路620を含む。
【0228】アドレス比較回路610は、図26で説明
したものと同様の構成を有するアドレス一致比較素子6
11−1〜611−L3を有する。アドレス一致比較素
子611−1〜611−L3は、コモンノードnc3と
接地電位との間に並列に接続される。
【0229】アドレス比較回路510に対してはコラム
動作活性時に列アドレス信号RCADもしくはWCAD
が与えられ、冗長データラッチ回路62にラッチされた
不良列アドレスに関するバンクグループアドレスおよび
列アドレスと比較される。両者が一致した場合には、ロ
ウ冗長判定回路の場合と同様にコモンノードnc3が接
地電位GNDとされる。
【0230】一方、電源電位Vccとコモンノードnc
3との間にはPチャネルMOSトランジスタ613、6
15および616が設けられる。トランジスタ616の
ゲートには、冗長テスト信号TSTと図10で説明した
バンクグループ一致信号RTBKとを2入力とするOR
論理ゲート530の出力が与えられる。
【0231】制御信号RTBKをORゲートの入力の一
方とし、電源電位Vccとコモンノードnc3との間を
オン/オフ制御することが可能なトランジスタ616の
ゲートに与えることにより、コラム冗長判定ユニットの
うち、コラム系動作の活性化が指示されたバンクグルー
プに関する不良列アドレスに対してのみアドレス一致比
較回路610が活性化されることとなる。
【0232】また、トランジスタ613および616に
よりコモンノードnc3は電源電位Vccにプリチャー
ジされることとなる。アドレス比較回路610におい
て、列アドレス信号と不良アドレスとが一致した場合に
は、コモンノードnc3の電位は接地電位GNDとされ
るとともに、制御信号RTCは電源電位Vccレベルと
される。
【0233】さらに、制御信号TSTをORゲート61
7の入力の他方としていることにより、アドレス一致比
較回路610を強制的にテスト動作用に活性化させるこ
とが可能である。すなわち、外部から与える制御信号T
STの活性化に基づいて、冗長救済動作のテストを自由
に実行することが可能となる。
【0234】バンクアドレス比較回路620も、アドレ
ス一致比較回路610と同様の構成を有し、読出および
書込動作が指示されたバンクグループについて不良列ア
ドレスとの一致比較を実施する。バンクアドレス比較回
路620についても同様に、外部から与える制御信号T
STの活性化に基づいて、冗長救済動作のテストに使用
することが可能である。
【0235】ロウ冗長判定セットおよびコラム冗長判定
セット上記のような構成とすることにより、冗長救済の
動作テストを外部から独立に設定するテストモード信号
の活性化によって、自由に実行することが可能となる。
【0236】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。
【0237】
【発明の効果】請求項1,2記載の半導体記憶装置は、
冗長行回路を複数のメモリセルブロック間で共有し、か
つデータ入出力線を独立して配置しているので、冗長行
回路のレイアウト設計の効率化とデータ読出・書込動作
の高速化とを図ることが可能である。
【0238】請求項3記載の半導体記憶装置は、請求項
1記載の半導体記憶装置が奏する効果に加えて、外部か
らのテスト信号によって強制的に冗長行回路を活性化す
ることができるので、任意のタイミングにおいて冗長行
救済動作のテストを実行することが可能である。
【0239】請求項4,5記載の半導体記憶装置は、請
求項1記載の半導体記憶装置が奏する効果に加えて、マ
ルチバンク構成の下で動作できるので、同時に多数の記
憶データに対して並列に読出および書込動作を実行する
ことが可能である。
【0240】請求項6記載の半導体記憶装置は、請求項
4記載の半導体記憶装置が奏する効果に加えて、データ
入出力線を読出データ用と書込データ用とに独立して配
置するので、同一動作サイクルにおいて読出動作と書込
動作とを並列して実行することができる。
【0241】請求項7,8記載の半導体記憶装置は、冗
長列回路を複数のメモリセルブロック間で共有し、かつ
データ入出力線を独立して配置するして冗長救済をデー
タ線単位で実行するので、冗長列回路のレイアウト設計
の効率化とデータ読出・書込動作の高速化とを図ること
が可能である。
【0242】請求項9記載の半導体記憶装置は、請求項
7記載の半導体記憶装置が奏する効果に加えて、データ
入出力線を読出データ用と書込データ用とに独立して配
置するので、同一動作サイクルにおいて読出動作と書込
動作とを並列して実行することができる。
【0243】請求項10記載の半導体記憶装置は、請求
項9記載の半導体記憶装置が奏する効果に加えて、マル
チバンク構成の下で動作できるので、同時に多数の記憶
データに対して並列に読出および書込動作を実行するこ
とが可能である。
【0244】請求項11,12,14記載の半導体記憶
装置は、請求項7記載の半導体記憶装置が奏する効果に
加えて、不良アドレスごとにデータ線接続回路の設定を
動的に変更できるので、冗長列回路のレイアウト設計の
効率化をさらに図ることができる。
【0245】請求項13記載の半導体記憶装置は、請求
項12記載の半導体記憶装置が奏する効果に加えて、デ
ータ入出力線およびデータ線接続回路を読出データ用と
書込データ用とに独立して配置するので、同一動作サイ
クルにおいて読出動作と書込動作とを並列して実行する
ことができる。
【0246】請求項15記載の半導体記憶装置は、請求
項1記載の半導体記憶装置が奏する効果に加えて、外部
から与えられるテスト信号が活性化された場合もしく
は、列アドレス信号の属するメモリセルブロックと不良
列アドレスの属するメモリセルブロックとが一致した場
合に、アドレス比較回路を活性化するので、任意のタイ
ミングにおいて冗長行救済動作のテストを実行すること
が可能であるとともに、必要なアドレス比較回路のみを
活性化させることによって消費電力の低減を図ることが
可能である。
【0247】請求項16記載の半導体記憶装置は、冗長
行回路および冗長列回路の両方を複数のメモリセルブロ
ック間で共有し、かつそれぞれデータ入出力線を独立し
て配置するとともに、冗長列救済をデータ線単位で実行
するので、冗長回路のレイアウト設計の効率化とデータ
読出・書込動作の高速化とを図ることが可能である。
【0248】請求項17記載の半導体記憶装置は、請求
項16記載の半導体記憶装置が奏する効果に加えて、デ
ータ入出力線およびデータ線接続回路を読出データ用と
書込データ用とに独立して配置するので、同一動作サイ
クルにおいて読出動作と書込動作とを並列して実行する
ことができる。
【0249】請求項18,19記載の半導体記憶装置
は、請求項16記載の半導体記憶装置が奏する効果に加
えて、データ線切替信号をラッチしておくことが可能で
あるので、データ読出・書込動作時においてデータ線接
続回路のシフト設定のタイミングマージンを十分に取る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1の半導体記憶装置10
00の全体構成を示す概略ブロック図である。
【図2】 メモリセルアレイ50の詳細な構成を説明す
るためのブロック図である。
【図3】 サブワードドライバ帯の詳細な構成を説明す
るための回路図である。
【図4】 正規メモリセルアレイ部でのセンスアンプと
データ線との接続を説明するための回路図である。
【図5】 ロウ冗長回路70の詳細な構成を説明するた
めの回路図である。
【図6】 グローバルデータバス線からメモリセルアレ
イ部への書込データの伝達を説明するためのブロック図
である。
【図7】 ライトドライバとメモリセルアレイ部との接
続を説明するための回路図である。
【図8】 ライトドライバの詳細な構成を説明する回路
図である。
【図9】 半導体記憶装置1000における動作タイミ
ングとアドレス選択のタイミングとの関連を説明するた
めのタイミングチャート図である。
【図10】 冗長制御回路60の構成を説明するための
ブロック図である。
【図11】 データ線シフト回路75の構成を説明する
ための概念図である。
【図12】 マルチプレクサの具体的な構成を示す回路
図である。
【図13】 読出動作時におけるコラム冗長救済のシフ
ト動作を説明するための概念図である。
【図14】 リード動作時におけるデータの流れを説明
するためのブロック図である。
【図15】 ライト動作時におけるデータの流れを説明
するためのブロック図である。
【図16】 シフト回路の具体的な構成を説明するため
の回路図である。
【図17】 シフト動作が指示された場合の図16のシ
フト回路の動作を説明するための回路図である。
【図18】 シフト回路のもう1つの具体的な構成例を
示すための回路図である。
【図19】 シフト動作が指示された場合の図18のシ
フト回路の動作を説明するための回路図である。
【図20】 デコード回路421を用いたシフト回路の
構成をを説明するための回路図である。
【図21】 デコード回路421の具体的な構成を示す
回路図である。
【図22】 実施の形態3におけるコラム冗長判定回路
365の構成を説明するブロック図である。
【図23】 コラム冗長判定回路365R,365Wに
おけるリダンダンシのシフト設定個所を指定するデコー
ド信号CSFTの生成をより詳細に説明するためのブロ
ック図である。
【図24】 ロウ冗長判定回路64の具体的な構成を説
明するためのブロック図である。
【図25】 バンクアドレス比較回路410および行ア
ドレス比較回路420の具体的な構成を説明するための
回路図である。
【図26】 アドレス位置比較素子の構成を示す回路図
である。
【図27】 コラム冗長判定回路67の具体的な構成を
示すための回路図である。
【符号の説明】
25 不良アドレスプログラム回路、50 メモリセル
アレイ、55 メモリマット、60 冗長制御回路、6
1,62 冗長データラッチ回路、64 ロウ冗長判定
回路、65R,65W コラム冗長判定回路、、66
ロウ冗長判定ユニット、67 コラム冗長判定ユニッ
ト、70 ロウ冗長回路、75 データ線シフト回路、
80 コラム冗長回路、75 データ線シフト回路、1
10 ライトドライバ、130 リードアンプ、401
第1シフト回路、402 第2シフト回路。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行アドレス信号と列アドレス信号とに応
    じて、記憶データの読出動作もしくは書込動作を行なう
    半導体記憶装置であって、 行列状に配置される正規メモリセルを有するメモリセル
    アレイを備え、 前記メモリセルアレイは、第1複数個の行と第2複数個
    の列とに配置されるメモリセルブロックに分割され、か
    つ、列方向に隣り合う前記第1複数個の前記メモリセル
    ブロックに対して共通に第3複数個の前記正規メモリセ
    ルの列ごとに配置される正規データ入出力線を含み、 列方向に隣り合う前記第1複数個の前記メモリセルブロ
    ックに対して共通に設けられた冗長行回路をさらに備
    え、 前記冗長行回路は、 行列状に配置される予備記憶素子と、 前記第3複数個の前記予備記憶素子の列ごとに配置され
    る冗長行データ入出力線とを有し、 前記行アドレス信号と予め設定された複数の前記正規メ
    モリセル中における不良アドレス行とが一致した場合
    に、行置換指示信号を発生する冗長行制御回路と、 前記メモリセルブロックに対して共通に設けられ、読出
    あるいは書込される前記記憶データを伝達するデータバ
    スと、 前記行置換指示信号に応じて、前記正規デ−タ入出力線
    と前記冗長行データ入出力線とのいずれか一方を選択し
    て、対応する前記データバスと接続するデータ線接続切
    替回路とをさらに備える、半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記冗長行回路は、前記正規メモリセル
    アレイが配置される領域の外に列方向に隣接して配置さ
    れる、請求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記冗長行制御回路は、前記不良行アド
    レスごとに設けられる行アドレス比較回路を含み、 前記行アドレス比較回路は、 前記行置換指示信号を生成する出力ノードと、 前記行アドレス信号と対応する前記不良行アドレスとが
    一致する場合に、前記行置換指示信号の活性状態に対応
    する第1の電位と前記出力ノードを接続するアドレス信
    号比較ユニットと、 外部から与えられる冗長行テスト信号の活性化に応じ
    て、前記第1の電位と前記出力ノードを接続する冗長行
    テスト回路とを有する、請求項1記載の半導体記憶装
    置。
  4. 【請求項4】 各前記メモリセルブロックは、互いに独
    立して前記読出動作および前記書込動作が可能なバンク
    であり、 行方向に互いに隣り合う前記第2複数個の前記メモリセ
    ルブロックは、同時に活性化することが可能である、請
    求項1記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記冗長行回路は、 前記予備記憶素子ごとに配置されるサブビット線と、 前記行置換指示信号に応じて、前記第3複数個の前記サ
    ブビット線と前記冗長行データ入出力線とを選択的に接
    続する冗長行選択ゲートとをさらに含む、請求項4記載
    の半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記正規データ入出力線は、 前記読出動作に前記記憶データを伝達する正規読出デー
    タ線と、 前記書込動作に前記記憶データを伝達する正規書込デー
    タ線とを含み、 前記冗長行データ入出力線は、 前記読出動作に前記記憶データを伝達する冗長行読出デ
    ータ線と、 前記書込動作に前記記憶データを伝達する冗長行書込デ
    ータ線とを含む、請求項4記載の半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 行アドレス信号と列アドレス信号とに応
    じて、記憶データの読出動作もしくは書込動作を行なう
    半導体記憶装置であって、 行列状に配置される正規メモリセルを有するメモリセル
    アレイを備え、 前記メモリセルアレイは、第1複数個の行と第2複数個
    の列とに配置されるメモリセルブロックに分割され、か
    つ、列方向に隣り合う前記第1複数個の前記メモリセル
    ブロックに対して共通に第3複数個の前記正規メモリセ
    ルの列ごとに配置される正規データ入出力線を含み、 行方向に隣り合う前記第2複数個の前記メモリセルブロ
    ックに対して共通に設けられた冗長列回路をさらに備
    え、 前記冗長列回路は、 行列状に配置される予備メモリセルと、 前記第3複数個の予備メモリセルの列ごとに配置される
    冗長列データ入出力線とを有し、 前記列アドレス信号と予め設定された複数の前記正規メ
    モリセル中における不良アドレス列とが一致した場合
    に、前記不良アドレス列に対応して設定されるデータ線
    切替信号を発生する冗長列制御回路と、 前記メモリセルブロックに対して共通に前記第4複数個
    設けられ、読出あるいは書込される前記記憶データを伝
    達するデータバスと、 前記データ線切替信号に応じて、前記正規データ入出力
    線と前記冗長列データ入出力線とのうちの前記第4複数
    個のデータ入出力線を、選択的に前記データバスと接続
    するデータ線接続回路とをさらに備える、半導体記憶装
    置。
  8. 【請求項8】 前記冗長列回路は、前記正規メモリセル
    アレイが配置される領域の外に行方向に隣接して配置さ
    れる、請求項7記載の半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 前記正規データ入出力線は、 前記読出動作に前記記憶データを伝達する正規読出デー
    タ線と、 前記書込動作に前記記憶データを伝達する正規書込デー
    タ線とを含み、 前記冗長列データ入出力線は、 前記読出動作に前記記憶データを伝達する冗長列読出デ
    ータ線と、 前記書込動作に前記記憶データを伝達する冗長列書込デ
    ータ線とを含む、請求項7記載の半導体記憶装置。
  10. 【請求項10】 各前記メモリセルブロックは、互いに
    独立して前記読出動作および前記書込動作が可能なバン
    クであり、 行方向に互いに隣り合う前記第2複数個の前記メモリセ
    ルブロックは、同時に活性化することが可能である、請
    求項7記載の半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】 前記データ線切替信号は、シフト設定
    信号と、冗長列切替信号とを有し、 前記メモリセルアレイは、前記第4複数個の前記正規デ
    ータ入出力線を含み、 前記第4複数個は、L個(L:自然数)であり、 前記データ線接続回路は、 前記シフト設定信号に応じて、前記不良メモリセル列に
    対応するM個(M:0〜前記Lの整数)の正規データ入
    出力線を除いた(L−M)個の前記正規データ入出力線
    のそれぞれを、第1番目から第(L−M)番目の前記デ
    ータバスのそれぞれと接続する正規データ線シフト回路
    と、 前記冗長列切替信号に応じて、前記正規データ入出力線
    と未接続であるN個の前記データバスのそれぞれを、前
    記冗長列データ入出力線のいずれか1本と接続する冗長
    列データ線切替回路を含む、請求項7記載の半導体記憶
    装置。
  12. 【請求項12】 前記冗長列回路は、第5複数個の前記
    冗長列データ入出力線を有し、 前記第5複数個は、N個(N:自然数)であり、 前記正規データ線シフト回路は、正規データ入出力線と
    前記データバスとの間に直列に接続されるN個のシフト
    ユニット回路を含み、 前記シフトユニット回路は、 前記正規データ入出力線側に設けられるL個の入力ノー
    ドと、 前記入力ノードのそれぞれに対応して設けられるシフト
    スイッチと、 前記シフト設定信号に応じて前記シフトスイッチのうち
    の1個をシフト指定するデコード回路と、 前記データバス側に設けられ、前記シフトスイッチを介
    して前記入力ノードと接続される前記M個の出力ノード
    とを有し、 前記シフト指定された第i番目(i:1〜Lの自然数)
    のシフトスイッチは、 第1番目から第(i−1)番目までの入力ノードを、前
    記第1番目から前記第(i−1)番目までの出力ノード
    にそれぞれ接続するとともに、第(i+1)番目から前
    記第L番目までの入力ノードを、前記第i番目から第
    (L−1)番目までの出力ノードにそれぞれ接続し、 直列に接続される第1番目の前記シフトユニット回路の
    入力ノードは、前記正規データ入出力線とそれぞれ接続
    され、第N番目の前記シフトユニット回路の出力ノード
    は、前記データバスとそれぞれ接続され、 冗長列データ線切替回路は、 N個の前記冗長列データ入出力線のそれぞれに対して設
    けられる前記冗長列接続ユニットを含み、 前記冗長列接続ユニットは、前記冗長列切替信号に応じ
    て、対応する前記冗長列データ入出力線と、第(L−
    N)番目から第L番目の前記データバスのうちのいずれ
    か1つとを選択的に接続する、請求項11記載の半導体
    記憶装置。
  13. 【請求項13】 前記正規データ入出力線は、 前記読出動作に前記記憶データを伝達する正規読出デー
    タ線と、 前記書込動作に前記記憶データを伝達する正規書込デー
    タ線とを含み、 前記冗長列データ入出力線は、 前記読出動作に前記記憶データを伝達する冗長列読出デ
    ータ線と、 前記書込動作に前記記憶データを伝達する冗長列書込デ
    ータ線とを含み、 前記データ線接続回路は、互いに独立的に動作する、前
    記読出動作時に使用する読出データ線接続回路および前
    記記書込動作時に使用される書込データ接続回路を含
    み、 前記冗長列制御回路は、前記データ線切替信号を前記読
    出データ線接続回路と前記書込データ接続回路とに与え
    る、請求項11記載の半導体記憶装置。
  14. 【請求項14】 前記冗長列制御回路は、 前記不良列アドレスごとに設けられ、前記不良列アドレ
    スと前記列アドレス信号とを比較する列アドレス比較回
    路と、 それぞれの不良列アドレスに対応する前記データ線切替
    信号を格納するデータ線切替信号格納回路と、 前記列アドレス比較回路の比較結果に応じて、前記列ア
    ドレスと一致した前記不良列アドレスに対応する前記デ
    ータ線切替信号を、前記データ線切替信号格納回路から
    選択的に読出すデータ線切替信号発生回路とを有する、
    請求項7記載の半導体記憶装置。
  15. 【請求項15】 前記冗長列制御回路は、前記不良列ア
    ドレスの属する前記メモリセルブロックと前記列アドレ
    ス信号に対応する前記メモリセルブロックとが一致した
    場合に、メモリセルブロック一致信号を活性化するメモ
    リセルブロック一致判定回路をさらに含み、 前記列アドレス比較回路は、前記メモリセルブロック一
    致信号と外部から与えられる冗長列テスト信号とのいず
    れか一方の活性化に応じて活性化される、請求項14記
    載の半導体記憶装置。
  16. 【請求項16】 行アドレス信号と列アドレス信号とに
    応じて、記憶データの読出動作もしくは書込動作を行な
    う半導体記憶装置であって、 行列状に配置される正規メモリセルを有するメモリセル
    アレイを備え、 前記メモリセルアレイは、第1複数個の行と第2複数個
    の列とに配置されるメモリセルブロックに分割され、か
    つ、第3複数個の前記正規メモリセルの列ごとに設けら
    れ、列方向に隣り合う前記第1複数個の前記メモリセル
    ブロックに対して共通に合計で第4複数個配置される正
    規データ入出力線を含み、 前記メモリセルブロックに対して共通に前記第4複数個
    設けられ、読出あるいは書込される前記記憶データを伝
    達するデータバスと、 列方向に隣り合う前記第1複数個の前記メモリセルブロ
    ックに対して共通に設けられた冗長行回路とをさらに備
    え、 前記冗長行回路は、 行列状に配置される予備記憶素子と、 前記第3複数個の前記予備記憶素子の列ごとに配置され
    る冗長行データ入出力線とを有し、 前記行アドレス信号と予め設定された複数の前記正規メ
    モリセル中における不良アドレス行とが一致した場合
    に、行置換指示信号を発生する冗長行制御回路と、 前記行置換指示信号に応じて、前記正規デ−タ入出力線
    と対応する前記冗長行データ入出力線とのいずれか一方
    を選択する第1のデータ線接続切替回路と、 行方向に隣り合う前記第2複数個の前記メモリセルブロ
    ックに対して共通に設けられた冗長列回路とをさらに備
    え、 前記冗長列回路は、 行列状に配置される予備メモリセルと、 前記第3複数個の予備メモリセルの列ごとに配置される
    冗長列データ入出力線とを有し、 前記列アドレス信号と予め設定された複数の前記正規メ
    モリセル中における不良アドレス列とが一致した場合
    に、前記不良アドレス列に対応して設定されるデータ線
    切替信号を発生する冗長列制御回路と、 前記データ線切替信号に応じて、前記第1のデータ線接
    続切替回路によって選択された前記第4複数個のデータ
    入出力線と前記冗長列データ入出力線とのうちの前記第
    4複数個のデータ入出力線を、選択的に前記データバス
    と接続する第2のデータ線接続回路とをさらに備える、
    半導体記憶装置。
  17. 【請求項17】 前記正規データ入出力線は、 前記読出動作に前記記憶データを伝達する正規読出デー
    タ線と、 前記書込動作に前記記憶データを伝達する正規書込デー
    タ線とを含み、 前記冗長行データ入出力線は、 前記読出動作に前記記憶データを伝達する冗長行読出デ
    ータ線と、 前記書込動作に前記記憶データを伝達する冗長行書込デ
    ータ線とを含み、 前記冗長列データ入出力線は、 前記読出動作に前記記憶データを伝達する冗長列読出デ
    ータ線と、 前記書込動作に前記記憶データを伝達する冗長列書込デ
    ータ線とを含み、 前記第1のデータ線接続回路は、互いに独立的に動作す
    る、前記読出動作時に使用する読出データ線第1接続回
    路および前記書込動作時に使用される書込データ線第1
    接続回路を含み、 前記第2のデータ線接続回路は、互いに独立的に動作す
    る、前記読出動作時に使用する読出データ線第2接続回
    路および前記書込動作時に使用される書込データ線第2
    接続回路を含み、 前記冗長列制御回路は、 前記読出動作時に冗長制御を行なう読出用冗長列制御回
    路と、 前記書込動作時に冗長制御を行なう書込用冗長列制御回
    路とを含む、請求項16記載の半導体記憶装置。
  18. 【請求項18】 前記書込用冗長制御回路は、書込動作
    が指定された前記列アドレス信号と前記不良アドレス列
    とが一致した場合に、前記不良アドレス列に対応して設
    定される書込データ線切替信号を発生し、かつ、前記書
    込データ線切替信号を保持するための書込データ線切替
    信号ラッチ回路を有し、 前記書込データ線接続回路は、前記書込データ線切替信
    号ラッチ回路の出力に応じて、前記書込データ線第1接
    続切替回路によって選択される前記第4複数個の書込デ
    ータ入出力線と前記冗長列書込データ入出力線とのうち
    の前記第4複数個の書込データ入出力線を選択的に前記
    データバスと接続する、請求項17記載の半導体記憶装
    置。
  19. 【請求項19】 前記読出用冗長制御回路は、読出動作
    が指定された前記列アドレス信号と前記不良アドレス列
    とが一致した場合に、前記不良アドレス列に対応して設
    定される読出データ線切替信号を発生し、かつ、前記読
    出データ線切替信号を保持するための読出データ線切替
    信号ラッチ回路を有し、 前記読出データ線接続回路は、前記読出データ線切替信
    号ラッチ回路の出力に応じて、前記読出データ線第1接
    続切替回路によって選択される前記第4複数個の読出デ
    ータ入出力線と前記冗長列読出データ入出力線とのうち
    の前記第4複数個の読出データ入出力線を選択的に前記
    データバスと接続する請求項17記載の半導体記憶装
    置。
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