JP2002008370A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JP2002008370A
JP2002008370A JP2000186061A JP2000186061A JP2002008370A JP 2002008370 A JP2002008370 A JP 2002008370A JP 2000186061 A JP2000186061 A JP 2000186061A JP 2000186061 A JP2000186061 A JP 2000186061A JP 2002008370 A JP2002008370 A JP 2002008370A
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Hideto Hidaka
秀人 日高
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    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
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    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/406Management or control of the refreshing or charge-regeneration cycles

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Dram (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリセルデータを、高速でかつ低消費電流
でリフレッシュする。 【解決手段】 リフレッシュアドレスを、クロック信号
の立上がり前に確定状態としクロック信号と同期してリ
フレッシュ指示を取込み、このリフレッシュ指示に従っ
てリフレッシュ動作を実行する。またリフレッシュ時に
は、サブワード線単位でリフレッシュを実行する。

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、特に、記憶データのリフレッシュ(再書込)を
行なうリフレッシュモードを有するダイナミック型半導
体記憶装置に関する。より特定的には、この発明は、ダ
イナミック型半導体記憶装置のリフレッシュ制御の構成
に関する。
【0002】
【従来の技術】ダイナミック型半導体記憶装置(DRA
M)は、メモリセルが1個のトランジスタと1個のキャ
パシタとで構成される。メモリセルキャパシタの蓄積電
荷により情報を記憶する。このメモリセルキャパシタの
蓄積電荷がリークなどにより消滅した場合、記憶データ
が破壊される。したがって、この記憶データの破壊を防
止するために、一定期間内にメモリセルの記憶データを
リストアするリフレッシュ動作が行なわれる。リフレッ
シュモードには、外部からリフレッシュ指示を与えてメ
モリセルデータのリフレッシュを行なうオートリフレッ
シュモードと、内部でリフレッシュタイミングを自動的
に決定してリフレッシュを行なうセルフリフレッシュモ
ードがある。
【0003】オートリフレッシュモードおよびセルフリ
フレッシュモードは、いずれにおいても、リフレッシュ
するメモリセル(メモリセル行)を指定するリフレッシ
ュアドレスは、内蔵のアドレスカウンタから発生され
る。
【0004】図63は、従来のDRAMのオートリフレ
ッシュモード時の外部信号の印加シーケンスを示す図で
ある。この図63に示すDRAMは、クロック信号CL
Kに同期して外部からのコマンドCMDを取込み、この
取込んだコマンドCMDに従って動作を行なう。
【0005】まず、クロックサイクル♯1においてプリ
チャージコマンドPRGを与える。このプリチャージコ
マンドPRGは、外部クロック信号CLKの立上がりで
DRAM内部に取込まれ、内部のプリチャージ動作が実
行される(初期状態へ復帰させる)。
【0006】次のクロックサイクル♯2においては、コ
マンドCMDとして、ノーオペレーションコマンドNO
Pが与えられる。これは、プリチャージコマンドPRG
を与え、内部を初期状態に復帰させる場合、いわゆる
「RASプリチャージ期間」を確保するためである。
【0007】クロックサイクル♯3においてオートリフ
レッシュコマンドARFを与える。このオートリフレッ
シュコマンドARFは、外部クロック信号CLKの立上
がりエッジで装置内部に取込まれ、内部でリフレッシュ
活性化信号RFACTが所定期間Hレベルの活性状態と
なり、メモリセルデータのリフレッシュが実行される。
【0008】次のクロックサイクル♯4においては再び
ノーオペレーションコマンドNOPが与えられる。これ
は、リフレッシュ活性化信号RFACTの活性化期間お
よびその後のプリチャージ期間を確保するためである。
【0009】続いて、クロックサイクル♯5において再
びオートリフレッシュコマンドARFを与える。再び、
このオートリフレッシュコマンドARFに従って、内部
で発生されるリフレッシュアドレスに従ってメモリセル
データのリフレッシュが実行される。オートリフレッシ
ュコマンドARFは、所定回数連続して与えられる。あ
る期間を、リフレッシュ期間として使用し、残りの期間
に、他のコマンドCMDに従ってデータアクセスを実行
し、データアクセスの効率化を図る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図64(A)は、リフ
レッシュアドレスの発生部の構成を概略的に示す図であ
る。図64(A)において、通常動作モード時、外部か
らのアドレス信号ADを取込むアドレスバッファ900
と、リフレッシュすべきメモリセルを特定するリフレッ
シュアドレスを発生するリフレッシュアドレス発生回路
901と、選択信号SELに従ってアドレスバッファ9
00からのアドレス信号およびリフレッシュアドレス発
生回路901からのリフレッシュアドレスの一方を選択
して内部アドレス信号ADinを生成するマルチプレク
サ(MUX)902と、マルチプレクサ902からの内
部アドレス信号ADinをデコードして、アドレス指定
された行に対応して配置されるワード線WLを選択状態
へ駆動するデコーダ903を含む。
【0011】選択信号SELは、オートリフレッシュコ
マンドARFが与えられたときまたはセルフリフレッシ
ュモードを指示するセルフリフレッシュコマンドSRF
が与えられたときに活性化される。マルチプレクサ90
2は、応じてリフレッシュモード時(オートリフレッシ
ュモードおよびセルフリフレッシュモード時)におい
て、リフレッシュアドレス発生回路901からのリフレ
ッシュアドレスを選択する。デコーダ903は、ロウ系
活性化信号RACTの活性化に応答して活性化され、内
部アドレス信号ADinをデコードして、選択行のワー
ド線を選択状態へ駆動する。アドレスバッファ900
は、通常動作モード時与えられるコマンドに従って活性
化されて、外部からのアドレス信号を取込み、ラッチし
て内部アドレス信号を生成する。
【0012】図64(B)は、リフレッシュモード時の
動作を示す信号波形図である。コマンドCMDとして、
オートリフレッシュコマンドARFが与えられると、ク
ロック信号CLK(図63参照)の立上がりでオートリ
フレッシュコマンドARFが取込まれ、この取込んだオ
ートリフレッシュコマンドARFに従ってリフレッシュ
活性化信号RFACTが活性化され、選択信号SELが
リフレッシュ活性化信号RFACTに応答して活性化さ
れる。選択信号SELが活性化されると、マルチプレク
サ902が、リフレッシュアドレス発生回路901から
のリフレッシュアドレスを選択して内部アドレス信号A
Dinを生成する。この内部アドレス信号ADinが確
定状態となった後に、ロウ系活性化信号RACTにより
活性化されたデコーダ903がデコード動作を行ない、
アドレス指定された行に対応するワード線WLを選択状
態へ駆動する。
【0013】したがって、オートリフレッシュコマンド
ARFが与えられた場合、クロック信号CLKの立上が
りから時間ta経過後に、また、ロウ系活性化信号RA
CTが活性化された後時間tb経過後に選択ワード線W
Lが選択状態へ駆動される。これは、クロック信号CL
Kの立上がりエッジで、外部からのコマンドが取込ま
れ、次いで内部動作指示信号が生成されて内部動作が開
始されるためである。
【0014】一方、セルフリフレッシュコマンドSRF
が与えられた場合には、セルフリフレッシュコマンドS
RFに従って選択信号SELおよびリフレッシュ活性化
信号RFACTが活性化される。この選択信号SEL
は、セルフリフレッシュモード期間中Hレベルの活性状
態を維持する。リフレッシュアドレス発生回路901に
含まれるリフレッシュタイマから周期的に生成されるリ
フレッシュ要求に従って、ロウ系活性化信号RACTが
活性化される。セルフリフレッシュモード時において
は、マルチプレクサ902は既に、選択信号SELに従
ってリフレッシュアドレス発生回路901からのリフレ
ッシュアドレスを選択している。リフレッシュ要求が発
生されたとき、内部アドレス信号ADinは確定状態に
あるため、ロウ系活性化信号RACTに従ってデコーダ
903がデコード動作を行なって選択ワード線WLを選
択状態へ駆動する。
【0015】このセルフリフレッシュモード時において
は、ワード線WLがロウ系活性化信号RACTの活性化
の後選択状態へ駆動されるのに時間tcが必要となる。
時間tbは時間tcと等しい。オートリフレッシュモー
ド時においては、選択信号SELが活性化され、次いで
内部アドレス信号ADinが確定状態となった後に、デ
コーダ903を活性化する必要があり、セルフリフレッ
シュモード時より、タイミング調整が複雑になり、また
セルフリフレッシュモードとオートリフレッシュモード
とでロウ系制御信号の活性化タイミングを異ならせる必
要があるという問題が生じる。この場合、選択信号SE
Lをセルフリフレッシュモード時、リフレッシュ要求に
従って選択的に活性化することも考えられる。しかしな
がら、セルフリフレッシュモード時リフレッシュ要求に
従って選択信号SELを活性状態に駆動する場合、この
選択信号SELの充放電を行なう必要があり、消費電流
が増大し、低消費電流が要求されるセルフリフレッシュ
モードの消費電流を増加させる。
【0016】また、内部動作開始タイミングを速くする
ために、外部からのロウアドレス信号をクロック信号C
LKと非同期で取込み、コマンド印加前にデコーダを与
えるまたはデコード動作を行なう構成が、特願平11−
339174号に示されている。しかしながら、この場
合、通常動作モード時のコマンドCMDは、クロック信
号CLKに同期して内部へ取込んで内部動作を行なって
いる。すなわち、コマンドCMDのセットアップ時間を
利用して内部アドレス信号を生成してスペア判定などを
行なっている。したがって、オートリフレッシュコマン
ドARFが、このクロック信号CLKの立上がり内部で
取込まれることになり、選択信号SELがクロック信号
CLKと同期して活性化される。したがって、この構成
の場合、オートリフレッシュモード時においては、内部
アドレス信号ADinの確定タイミングがクロック信号
CLKにより決定され、通常動作モード時よりも、オー
トリフレッシュモード時内部動作開始タイミングが遅く
なる。すなわち、オートリフレッシュコマンドを外部か
ら与える場合、この内部の回路動作タイミングが、通常
動作モード時のコマンド(ロウアクトコマンド)とオー
トリフレッシュコマンド印加時とで、異なることにな
る。また、オートリフレッシュの期間が長くなり、通常
アクセスのウェイト期間が長くなる。
【0017】このオートリフレッシュコマンドと他の通
常モード時に印加されるコマンド(ロウアクトコマン
ド)とで内部動作(ロウ選択動作)の開始タイミングを
異ならせる必要が生じ、回路構成が複雑化する。これ
は、セルフリフレッシュモードとオートリフレッシュモ
ードとで、アドレス信号のタイミングマージンが異なる
場合についても同様である。
【0018】セルフリフレッシュモード時においては、
単にメモリセルアレイの記憶データの保持を行なうこと
が要求されるだけである。通常、携帯機器などの用途に
おいては、保持すべきデータ量は限られている。したが
って、このリフレッシュ領域を全アドレス領域の一部の
領域に限定した場合、リフレッシュ回数を低減すること
ができる。すなわち、メモリセルのリフレッシュ周期は
一定であるため、たとえばリフレッシュ領域が、全アド
レス領域の1/2のアドレス領域となった場合、リフレ
ッシュ回数は、1/2倍に低減することができ、応じて
セルフリフレッシュモード時の消費電流を低減すること
ができる。一方、オートリフレッシュモード時において
は、外部から与えられるオートリフレッシュコマンドに
従って、全アドレス領域をリフレッシュする。これは、
処理中のデータが消失するのを防止するためである。し
たがって、セルフリフレッシュモード時のリフレッシュ
領域を制限する場合、オートリフレッシュモードとセル
フリフレッシュモードとで、リフレッシュアドレスを発
生する構成を変更する必要が生じる。
【0019】また、このようなリフレッシュアドレス領
域を制限した場合、不良行をスペア行で置換する冗長回
路が設けられている場合、効率的かつ正確に、冗長置換
を行なう必要がある。しかしながら、従来、このような
オートリフレッシュモードおよびセルフリフレッシュモ
ードで、リフレッシュアドレス領域を容易に変更し、か
つセルフリフレッシュモード時の消費電流を低減する構
成は示されていない。特に、このための制御回路の構成
が複雑化した場合、セルフリフレッシュモード時の消費
電流が生じた場合、たとえば携帯機器における電池の寿
命が短くなり、通常動作に悪影響を及ぼす。
【0020】それゆえに、この発明の目的は、セルフリ
フレッシュおよびオートリフレッシュのいずれも容易に
かつ低消費電流でかつ安定に行なうことのできるダイナ
ミック型半導体記憶装置を提供することである。
【0021】この発明の他の目的は、ロウアクセスコマ
ンドおよびオートリフレッシュコマンドを同じタイミン
グで処理して内部動作を行なうことのできるダイナミッ
ク型半導体記憶装置を提供することである。
【0022】この発明のさらに他の目的は、リフレッシ
ュモード時の消費電流がより低減されるダイナミック型
半導体記憶装置を提供することである。
【0023】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体記
憶装置は、リフレッシュモード時にリフレッシュすべき
メモリセルを指定するリフレッシュアドレスを発生する
ためのリフレッシュアドレス発生回路と、クロック信号
と非同期でリフレッシュアドレスに従って内部アドレス
を発生するためのアドレス回路と、クロック信号に同期
して外部からのリフレッシュ指示を取込み、該取込んだ
リフレッシュ指示に従って内部アドレスが指定するメモ
リセルのリフレッシュを行なうためのリフレッシュ制御
信号を発生するリフレッシュ制御回路とを備える。
【0024】好ましくは、動作モード指示信号に従って
外部からのアドレス信号とリフレッシュアドレスの一方
を選択してクロック信号と非同期でアドレス回路へ与え
るアドレス選択回路が設けられる。このアドレス選択回
路は、動作モード指示信号がリフレッシュモードを指定
するときはリフレッシュアドレス信号を選択してアドレ
ス回路へ与える。
【0025】好ましくは、さらに、不良メモリセルのア
ドレスを記憶し、アドレス回路から発生された内部アド
レスが不良メモリセルを指定しているか否かをクロック
信号と非同期で動作して判定するスペア判定回路が設け
られる。
【0026】また、好ましくは、さらに、クロック信号
に同期して動作し、動作モード指示信号に従ってアドレ
ス回路からの内部アドレス信号に従って、アドレス指定
されたメモリセルを含む行を選択状態へ駆動するための
行系回路が設けられる。
【0027】この発明の別の観点に係る半導体記憶装置
は、同一行上に整列して配列され、かつ各々が行方向に
整列するメモリセルが接続する複数のサブワード線と、
これら複数のサブワード線に共通に設けられるメインワ
ード線と、通常動作モード時、アドレス信号に従ってメ
インワード線および複数のサブワード線を選択状態へ駆
動し、かつメモリセルのデータを保持するデータ保持モ
ード時にはアドレス信号に従ってメインワード線と複数
のサブワード線の一部のサブワード線とを選択状態へ駆
動するための行選択回路を備える。
【0028】好ましくは、データ保持モード時、アドレ
ス信号として、リフレッシュ行のメモリセルを特定する
ロウアドレス信号と一部のサブワード線を特定するサブ
ロウアドレス信号とを発生するリフレッシュアドレス回
路が設けられる。
【0029】行選択回路は、好ましくは、通常動作モー
ド時にはサブロウアドレス信号に相当するアドレス信号
を無効化し、かつデータ保持モード時にはサブロウアド
レス信号を有効とするデコード回路を含む。
【0030】好ましくは、さらに、複数のサブワード線
各々に対応して配置される複数のスペアサブワード線
と、不良アドレスを記憶しかつアドレス信号が不良メモ
リセルのアドレスを示すとき、対応のスペアサブワード
線で不良メモリセルの接続するサブワード線を対応のス
ペアサブワード線で置換するための不良救済回路が設け
られる。この不良救済回路は、少なくともデータ保持モ
ード時サブワード線単位で不良救済を行なう。
【0031】この発明にさらに他の観点に従う半導体記
憶装置は、各々が行列状に配列される複数のノーマルメ
モリセルを有する複数のメモリサブブロックを含む。こ
れら複数のメモリサブブロックは行方向に整列して配置
される。
【0032】この発明のさらに他の観点に従う半導体記
憶装置は、複数のメモリサブブロック各々において各行
に対応して配置され、各々に対応の行のノーマルメモリ
セルが接続する複数のノーマルサブワード線と、複数の
メモリサブブロック共通に行方向に延在して配設されか
つ各々が複数のメモリサブブロックの各々の所定数のノ
ーマルサブワード線に対応して配設される複数のノーマ
ルメインワード線と、複数のメモリサブブロック各々に
おいて少なくとも1行に整列して配置される複数のスペ
アメモリセルを含む。これら複数のスペアメモリセル
は、対応のメモリサブブロックにおいてノーマルメモリ
セルと列方向に整列して配置される。
【0033】この発明のさらに他の観点に従う半導体記
憶装置は、複数のメモリサブブロック各々においてスペ
アメモリセル行に対応して配設され、各々に対応の行の
スペアメモリセルが接続する複数のスペアサブワード線
と、複数のメモリサブブロック共通に行方向に延在して
配置され、かつ複数のメモリサブブロック各々の所定数
のスペアサブワード線に対応して設けられる少なくとも
1本のスペアメインワード線と、不良ノーマルメモリセ
ルの位置を示す不良アドレスを記憶し、この不良ノーマ
ルメモリセルを含む行が指定されたとき、この不良行の
ノーマルサブワード線を対応のメモリサブブロック内の
スペアサブワード線で置換するための救済制御回路を備
える。少なくともデータ保持モード時、サブワード線単
位で不良救済が行なわれる。
【0034】好ましくは、通常アクセスモード時行選択
に関連する動作を行なう行系回路を複数のメモリサブブ
ロック各々において活性化し、かつデータ保持モード
時、複数のメモリサブブロックのうちの一部のメモリサ
ブブロックの行系回路を活性化するための行選択制御回
路が設けられる。
【0035】救済制御回路は、好ましくは、通常アクセ
スモード時、アドレス指定された行のノーマルメインワ
ード線全体について不良メモリセルを含む行の救済を行
ない、かつデータ保持モード時、一部のメモリサブブロ
ックにおいて不良ノーマルサブワード線の救済を行なう
ための回路を含む。
【0036】好ましくは、複数のメモリサブブロックが
第1の行ブロックを構成し、この第1の行ブロックと列
方向に整列して配置される少なくとも1個の第2の行ブ
ロックが設けられる。この少なくとも1個の第2の行ブ
ロックの各々は、各々が行列状に配列される複数のノー
マルメモリセルを有する複数のノーマルメモリサブブロ
ックと、複数のノーマルメモリサブブロック各々におい
て各行に対応して配設され、各々に対応の行のメモリセ
ルが接続される複数のノーマルサブワード線と、複数の
ノーマルメモリサブブロックに共通にかつ複数のノーマ
ルメモリサブブロックの各々の所定数のノーマルサブワ
ード線に対応して配置される複数のノーマルメインワー
ド線とを含む。救済制御回路は、第2の行ブロックの不
良行のノーマルサブワード線を、第1の行ブロックの対
応のメモリサブブロックのスペアワード線で置換するた
めの回路を含む。
【0037】この発明のさらに他の観点に従う半導体記
憶装置は、メモリアレイの記憶容量を示すビット情報を
格納するための回路と、メモリアレイの記憶データをリ
フレッシュするリフレッシュモード時、ビット情報に従
ってメモリアレイのリフレッシュされる行のサイズを設
定するためのリフレッシュサイズ設定回路を備える。
【0038】メモリアレイは、好ましくは、複数の行方
向に整列して配置されるメモリサブブロックを含む。こ
れら複数のメモリサブブロックの各々は、行列状に配列
される複数のメモリセルを有する。このメモリアレイ
は、さらに、複数のメモリサブブロック各々においてメ
モリセル各行に対応して配置され、各々に対応の行のメ
モリセルが接続する複数のサブワード線と、複数のメモ
リサブブロックに共通にかつ複数のメモリサブブロック
各々において所定数の行に対応して配置される複数のメ
インワード線とを含む。
【0039】リフレッシュサイズ設定回路は、ビット情
報が第1の値を示すときにはリフレッシュ行サイズをリ
フレッシュアドレスにより指定された行のメインワード
線全体に設定し、かつビット情報が第1の値よりも小さ
な第2の値を示すときには、リフレッシュ行サイズを、
リフレッシュアドレスが指定されるリフレッシュ行に対
応して配置されるメインワード線の一部に対応するサブ
ワード線に設定するための回路を含む。
【0040】好ましくは、複数のメモリサブブロック各
々に対応して設けられかつ対応のメモリサブブロックの
不良行を救済するための複数のスペアサブワード線と、
不良行アドレスを記憶し、アドレス信号に従ってメモリ
サブブロック単位で不良行のサブワード線を対応のスペ
アワード線で置換するための不良救済回路とが設けられ
る。
【0041】好ましくは、複数のメモリサブブロックは
第1の行ブロックを構成する。メモリアレイは第1の行
ブロックと列方向に整列する少なくとも1個の第2の行
ブロックを有する。複数のスペアサブワード線は、第2
の行ブロックにおいて配置される。
【0042】外部からのリフレッシュ指示の印加時、リ
フレッシュアドレスをクロック信号と非同期で取込み内
部アドレスを生成することにより、リフレッシュコマン
ドのセットアップ時間を利用して内部アドレスを発生す
ることができ、内部でのリフレッシュ動作開始タイミン
グを速くすることができる。また、他のコマンドと同様
に、アドレス信号をクロック信号と非同期で取込むこと
により、オートリフレッシュコマンドおよび通常のロウ
アクティブコマンド印加時、アドレス信号を同一タイミ
ングで内部でデコードして、内部動作開始させることが
でき、回路構成を、外部コマンドに対して共通とするこ
とができ、回路構成が簡略化される。またセルフリフレ
ッシュモード時とオートリフレッシュモード時とで内部
のリフレッシュアドレス信号の活性化タイミングを同じ
とすることができ、リフレッシュのための回路構成を共
通化により簡略化することができる。
【0043】また、サブワード線単位で不良メモリセル
を救済可能とすることにより、データ保持モード時、所
定数のサブワード線のみを活性化することにより消費電
流を低減する場合においても、正確に、記憶データのリ
フレッシュを行なうことができる。また、記憶容量に応
じてリフレッシュ行サイズを設定することにより、セン
ス電源線のデカップル容量が小さい場合でも、同時動作
するセンスアンプの数を最適化してセンス電源電圧を安
定化できる。
【0044】
【発明の実施の形態】[実施の形態1]図1は、この発
明の実施の形態1に従う半導体記憶装置の要部の構成を
概略的に示す図である。図1において、この半導体記憶
装置は、対向して配置される2つのメモリマットMM1
およびMM2を含む。メモリマットMM1は、それぞれ
がバンクAおよびバンクBに割当てられる2つのメモリ
ブロックMBA1およびMBB1に分割される。また、
メモリマットMM2は、それぞれがバンクAおよびバン
クBに割当てられる2つのメモリブロックMBA2およ
びMBB2に分割される。これらのメモリブロックMB
A1、MBA2、MBB1およびMBB2の各々は、一
例として8Mビットの記憶容量を有し、かつ列方向に沿
って、それぞれか1Mビットの記憶容量を有するメモリ
サブブロックMSBに分割される。すなわち、これらの
メモリブロックMBA1、MBA2、MBB1、および
MBB2の各々は、8個のメモリサブブロックMSBを
含む。
【0045】隣接メモリサブブロックMSBの間には、
選択行のメモリセルのデータの検知、増幅およびラッチ
を行なうためのセンスアンプ回路を含むセンスアンプ帯
SABが配置される。センスアンプ帯SABは、対応の
メモリブロックにおいて行方向に延在して配設される。
【0046】メモリマットMM1およびMM2の一方側
に、外部からのロウバンクアドレス信号RBA、ロウア
ドレスビットRA<11:0>および外部クロック信号
extCLKおよび図示しないコマンドを受けてロウ系
動作制御信号を発生する(中央)ロウ系制御回路1が配
置される。このロウ系制御回路1には、メモリセルのデ
ータのリフレッシュを行なうためのリフレッシュ制御回
路が含まれており、リフレッシュモード時、その内蔵の
アドレスカウンタからリフレッシュアドレスを生成す
る。セルフリフレッシュモード時には、所定時間間隔で
リフレッシュ要求を発生するとともに、リフレッシュア
ドレスカウンタのカウント値を更新する。
【0047】このロウ系制御回路1は、外部クロック信
号extCLKに同期した内部クロック信号CLKR
と、クロック信号CLKR(extCLK)と非同期
で、通常動作モード時外部アドレスビットRA<8:0
>に従って生成されるロウアドレス信号RA<8:0>
と、4ビットのロウアドレス信号RA<11:9>をデ
コードして生成されかつクロック信号CLKR(ext
CLK)に同期したブロック選択信号BS<7:0>と
をバンク共通信号バス6を介して一方方向に伝達する。
リフレッシュモード時には、このロウ系制御回路1は、
内蔵のアドレスカウンタから生成されるリフレッシュア
ドレスに従ってロウアドレスビットRA<8:0>およ
びブロック選択信号BS<7:0>を生成する。したが
って、通常動作モード時のロウアクティブコマンド印加
時とオートリフレッシュコマンド印加時とにおいては、
同じタイミングで、ロウ系制御回路1から、ロウアドレ
ス信号およびブロック選択信号が生成されてバンク共通
信号バス6上に伝達される。
【0048】ブロック選択信号BS<7:0>は、8個
のメモリサブブロックMSBのうちの1つを特定する。
ロウアドレス信号RA<8:0>は、1つのメモリサブ
ブロックにおいて1行のメモリセルを特定する。バンク
共通信号バス6上を伝達される内部クロック信号CLK
R、ロウアドレスビットRA<8:0>およびブロック
選択信号BS<7:0>は、バンクAおよびバンクBに
共通な信号である。
【0049】ロウ系制御回路1は、また、アクティブコ
マンドまたはオートリフレッシュコマンドが与えられる
と、そのとき同時に与えられるロウバンクアドレス信号
RBAに従って、ロウ系制御信号RXLATCH_A,
B、RXT_A,BおよびRADE_A,Bをバンクそ
れぞれに対して生成してバンク別信号バス7を介して一
方方向に沿って伝達する。このロウ系制御回路1は、セ
ルフリフレッシュモード時には、内部のタイマから生成
されるリフレッシュ要求に従ってバンクAおよびバンク
Bに対し共通に、ロウ系制御信号を活性化する。セルフ
リフレッシュモード時においては、バンクAおよびバン
クBにおいて、同時に、リフレッシュ動作が実行され
る。
【0050】メモリマットMM1およびMM2に含まれ
るメモリサブブロックMSBそれぞれに対応して、(ア
ドレス)前処理回路2、スペア判定回路4およびロウデ
コーダが配置される。(アドレス)前処理回路2は、ロ
ウアドレスビットRA<8:0>を、ロウ系制御信号R
XLATCH(RXLATCH_AまたはB)およびR
ADE(RADE_AまたはB)に従ってラッチしかつ
プリデコードして、対応のロウデコーダ5へ与える。ス
ペア判定回路4は、クロック信号と非同期で、ロウアド
レスビットRA<8:0>に対するスペア判定を行なっ
て、スペア判定結果指示信号を対応のロウデコーダ5へ
与える。スペア判定動作を、クロック信号CLKR(e
xtCLK)と非同期で、アドレスセットアップ時間を
利用して行なうことにより、スペア判定結果確定タイミ
ングを速くすることができ、応じて内部のワード線選択
動作開始タイミングを速くすることができる。
【0051】スペア判定回路4は、最大9ビットのロウ
アドレスビットRA<8:0>を受けてスペア判定を行
なっている(サブワード線単位で冗長置換を行なう場
合)。したがって、ヒューズプログラムにより不良ビッ
トアドレスをプログラムする場合、最大9ビットのヒュ
ーズ素子が必要なだけであり、プリデコード信号を利用
してスペア判定を行なう構成に比べて、スペア判定回路
4の占有面積を低減することができる(プリデコード信
号は、20ビットX<19:0>である)。
【0052】図2は、図1に示すロウ系制御回路1の構
成を概略的に示す図である。図2において、ロウ系制御
回路1は、リフレッシュ制御回路10と、外部クロック
信号extCLKを受け、この外部クロック信号ext
CLKに同期した内部クロック信号CLKRを生成する
内部クロック発生回路11と、外部からのアドレスビッ
トextRA<11:9>とリフレッシュ制御回路10
に含まれるリフレッシュアドレスカウンタ10aからの
リフレッシュアドレスビットQA<11:9>の一方を
マルチプレクサ(MUX)を介して受けて内部クロック
信号CLKRに同期して取込みかつ1クロックサイクル
期間保持するブロックラッチ回路12と、ブロックラッ
チ回路12の出力アドレスビットをデコードしてブロッ
ク選択信号BS<7:0>を生成するブロックデコーダ
と回路13と、外部からのアドレスビットextRA<
8:0>とリフレッシュ制御回路10からのリフレッシ
ュアドレスビットQA<8:0>の一方をマルチプレク
サ17bを介して受けてバッファ処理して内部アドレス
ビットRA<8:0>を生成するバッファ回路14を含
む。
【0053】バッファ回路14は、マルチプレクサ17
bを介して与えられるロウアドレスビットをバッファ処
理する機能を有し、内部クロック信号CLKR(外部ク
ロック信号extCLK)と非同期で動作する。このバ
ッファ回路14は、またリピータで構成されてもよい。
内部クロック発生回路11は、バッファ回路、PLL
(位相同期ループ)またはDLL(ディレイド・ロック
ト・ループ)で構成される。
【0054】ロウ系制御回路1は、さらに、アクティブ
コマンドACTとプリチャージコマンドPRGとロウバ
ンクアドレス信号RBAとを受け、ロウバンクアドレス
信号RBAにより指定されたとき、受けたコマンドに従
って内部ロウ系制御信号を活性/非活性化するバンクA
制御回路15およびバンクB制御回路16を含む。通常
アクセス動作モード時には、バンクA制御回路15は、
アクティブコマンドACTが与えられかつロウバンクア
ドレス信号RBAがバンクAを示すときに活性化され、
所定のシーケンスでロウ系制御信号RXLATCH_
A,RXT_AおよびRADE_Aを活性化する。バン
クB制御回路16は、通常アクセス動作モード時、ロウ
バンクアドレス信号RBAがバンクBを指定するときに
活性化され、アクティブコマンドACTが与えられたと
きには、所定のシーケンスでロウ系制御信号RXLAT
CH_B、RXT_BおよびRADE_Bを活性化す
る。
【0055】これらのバンクA制御回路15およびバン
クB制御回路16は、リフレッシュモード時には、リフ
レッシュ活性化信号に従って活性化される。このとき、
バンクAおよびバンクBが同時にリフレッシュが行なわ
れるが、バンクAおよびバンクBが交互にリフレッシュ
されてもよい。これらのバンクA制御回路15およびバ
ンクB制御回路16は、内部クロック信号CLKRに同
期して、与えられたコマンドを取込み、かつ対応のバン
クが活性状態の間、対応のロウ系制御信号RXLATC
H、RXT、およびRADEを活性状態に維持する。オ
ートリフレッシュモード時においても、オートリフレッ
シュコマンドは、内部クロック信号CLKRに同期して
取込まれる。セルフリフレッシュモード時においては、
半導体記憶装置はスリープモードにあり、内部クロック
信号CLKRの発生は停止される。したがって、この場
合、バンクA制御回路15およびバンクB制御回路16
は、リフレッシュ要求信号φreqを、内部クロック信
号CLKRとして利用し、各リフレッシュサイクルを規
定する。
【0056】リフレッシュ制御回路は、その詳細構成に
ついては後に説明するが、セルフリフレッシュモード時
にリフレッシュ周期を規定するリフレッシュタイマ10
bと、このリフレッシュタイマ10bのリフレッシュ要
求の発行に応じて、そのリフレッシュアドレスが増分ま
たは減分されるリフレッシュアドレスカウンタ10aを
含む。
【0057】ブロック選択信号BS<7:0>を、内部
クロック信号CLKRの1クロックサイクル期間ラッチ
することにより、正確に、ローカルロウ系制御回路(前
処理回路)において、選択ブロックを確実に選択状態へ
駆動することができ、かつ非選択サブブロックを非選択
状態におくことができる。また、ロウアドレスビットR
A<8:0>がバッファ回路14を介して内部クロック
信号CLKRと非同期でバンクAおよびバンクBに共通
に与えられており、ロウアドレス信号のセットアップ時
間を利用して、各バンクのメモリサブブロックにおい
て、ロウアドレスビットRA<8:0>を受けてスペア
判定を行なうことができる。このロウアドレスビットR
A<8:0>は、外部からのアドレス信号またはリフレ
ッシュアドレス信号から生成されており、したがって、
このリフレッシュ動作モード時およびアクセスモード時
において同じタイミングで内部ロウアドレスビットR<
8:0>が生成されている。したがって、バンクA制御
回路15およびバンクB制御回路16において、ロウ系
制御信号の活性/非活性化タイミングを、これらの通常
アクセス動作モード時、オートリフレッシュモード時お
よびセルフリフレッシュモード時いずれにおいても同じ
とすることができる。
【0058】バンクAおよびバンクBそれそれに個別に
与えられる制御信号は、ロウアドレスラッチ指示信号R
XLATCH_A,B、ワード線活性化信号RXT_
A,B、およびロウアドレスイネーブル信号RADE_
A,Bが示される。しかしながら、このほかに、センス
アンプ活性化信号、ビット線分離指示信号およびビット
線イコライズ信号が伝達される。
【0059】なお、図2に示す構成において、ブロック
デコード回路13は、ブロックラッチ回路12の前段に
設けられ、このブロックデコード回路13が、内部クロ
ック信号CLKRと非同期でデコード動作を行なってブ
ロック選択信号BS<7:0>の1つを選択状態へ駆動
してもよい。
【0060】図3は、メモリサブブロックMSBにそれ
ぞれ対応して設けられるローカルロウ系制御回路の構成
を概略的に示す図である。図3において、ローカルロウ
系制御回路は、図2に示すバッファ回路14からのロウ
アドレスビットRA<8:2>を受け、ロウアドレスビ
ットRA<8:2>が不良ビットのアドレスを指定して
いるか否かを判定するスペア判定回路4と、ロウアドレ
スビットRA<8:0>とスペア判定回路4からのスペ
ア判定結果指示信号/SPARE_Eと内部クロック信
号CLKRに同期して取込みかつラッチ指示信号RXL
ATCHに同期してラッチし、かつラッチしたロウアド
レスビットをプリデコードする前処理回路2と、前処理
回路2からのロウプリデコード信号X(X<19:0
>)を受けてプリデコードし、ワード線活性化信号RX
Tおよびロウアドレスイネーブル信号RADEに応答し
てメインワード線駆動信号ZMWLを生成するロウデコ
ーダ5を含む。前処理回路2は、また、相補なサブデコ
ード信号SDおよびZSDを生成する。
【0061】スペア判定回路4は、不良ビットのアドレ
スを記憶するヒューズプログラム回路を含み、記憶した
不良ビットアドレスとバッファ回路14から与えられた
ロウアドレスビットRA<8:2>の一致/不一致に従
ってスペア判定結果指示信号/SPARE_Eを活性/
非活性化する。
【0062】スペア判定回路4へ、ロウアドレスビット
RA<8:2>が与えられているのは、以下の理由によ
る。メモリサブブロックMSBにおいては、各行に対応
してメインワード線およびサブワード線が配設される。
1つのメインワード線が、複数行のサブワード線に対応
して配置される。本実施の形態1においては、1つのメ
インワード線に対し、4行のサブワード線が配設され
る。これらの4本のサブワード線の1つを選択するため
に、サブデコード信号SDおよびZSDが生成される。
サブデコード信号SDおよびZSDは、ロウアドレスビ
ットRA<1:0>をデコードして生成する。したがっ
て、この図3に示すスペア判定回路4においては、メイ
ンワード線単位で不良ビットの救済が行なわれる。
【0063】この図3に示すように、ローカルロウ系制
御回路においては、スペア判定回路4は、前処理回路2
において内部クロック信号CLKRに同期してロウアド
レスビットRA<8:0>を取込む前に、スペア判定を
実行している。したがって、前処理回路2において、内
部クロック信号CLKRに同期してロウアドレスビット
RA<8:0>を取込んだときには、スペア判定結果は
既に確定しており、ロウデコーダ5の動作タイミング、
すなわちワード線活性化信号RXTの活性化タイミング
を速くすることができる。したがって、アクティブコマ
ンドACTまたはオートリフレッシュコマンドARFが
与えられてからメインワード線MWLおよびサブワード
線SWLを選択状態へ駆動するまでに要する時間(ロウ
アクセス時間)を短縮することができる。また、スペア
判定回路は、9ビットのロウアドレスのうち、7ビット
のロウアドレスビットRA<8:2>を受けているだけ
であり、また不良アドレスを記憶するためのヒューズ素
子も、7ビットのロウアドレスに対応して設ける必要が
あるだけであり、このスペア判定回路4の占有面積を低
減することができる。また、オートリフレッシュコマン
ドARFの印加時においても、スペア判定回路4が、ク
ロック信号と非同期でスペア判定動作を行なっている。
オートリフレッシュモード時、アドレス制御回路からの
リフレッシュアドレスをクロック信号と非同期で選択し
てアドレスバッファへ与えることにより、このオートリ
フレッシュモード時においても、スペア判定結果指示信
号/SPARE_Eの活性化タイミングを速くすること
ができる。
【0064】図4は、この発明の実施の形態1に従う半
導体記憶装置の通常動作モード(通常アクセスおよびオ
ートリフレッシュモード)時の動作を示すタイミングチ
ャート図である。以下、この図4を参照して、図1から
3に示すロウ系回路の通常動作モード時の動作について
説明する。
【0065】行選択を指示するアクティブコマンドAC
Tと並行して、外部からロウアドレスビットRA<8:
0>が与えられる。アクティブコマンドACTが、中央
のロウ系制御回路1においてクロック信号CLKRに従
って取込まれてロウ系動作制御信号が生成される。外部
アドレス信号に対応するロウアドレスビットRA<8:
0>は、バッファ回路14を介して各メモリサブブロッ
クに対して設けられたローカルロウ系制御回路へ伝達さ
れる。この内部クロック信号CLKRの立上がり前に、
図3に示すスペア判定回路4において、ロウアドレスビ
ットRA<8:2>に従ってスペア判定動作が行なわ
れ、このスペア判定回路4からのスペア判定結果指示信
号/SPARE_Eが確定状態となる。
【0066】次いで、クロック信号CLKRがHレベル
に立上がると、アクティブコマンドACTおよびバンク
アドレス信号RBAに従って、バンクA制御回路15ま
たはバンクB制御回路16が動作し、ロウ系制御信号R
ADE(A,B)、RXLATCH(A,B)およびR
XT(A,B)を所定のシーケンスで活性状態へ駆動す
る。また、ブロック選択信号BS(BS<7:0>の1
つ)がクロック信号CLKRの立上がりに同期して選択
状態へ駆動され、1クロックサイクル期間選択状態を維
持する。
【0067】前処理回路2は、内部クロック信号CLK
Rの立上がりに同期してスペア判定結果指示信号/SP
ARE_Eを取込み、ノーマルロウイネーブル信号NR
Eまたはスペアロウイネーブル信号SREを活性状態へ
駆動し、かつラッチ指示信号RXLATCHに応答して
ラッチする。
【0068】次いで、この前処理回路に含まれるプリデ
コード回路が、与えられたロウアドレスビットRA<
8:0>をプリデコードし、プリデコード信号Xを生成
してロウデコーダ5へ与える。この前処理回路2からの
プリデコード信号Xは、その近傍に設けられたロウデコ
ーダ5へ短い距離をもって伝達される。したがって、内
部クロック信号CLKRがHレベルに立上がってから、
時間tdでプリデコード信号Xが確定状態となる。この
前処理回路2からのプリデコード信号Xがロウデコーダ
に伝達される伝搬時間を少し考慮して、時間tdより少
し後のタイミングで、ワード線活性化信号RXTを選択
状態へ駆動する。すなわち、ワード線活性化信号RXT
は、内部クロック信号CLKRに対するスペア判定時間
およびアドレス伝搬時間を考慮する必要がなく、この内
部クロック信号CLKRが立上がってから時間tda経
過した後活性状態へ駆動することができる。したがっ
て、この時間tdaを短くすることができ、応じて、R
AS−CAS遅延時間tRCDを短縮することができる
(アクティブコマンドまたはオートリフレッシュコマン
ドが与えられてから、アドレス指定されたメモリセル行
が選択状態へ駆動されるまでに要する時間を短縮するこ
とができるため)。
【0069】アクティブコマンドACT印加時の動作と
同様の動作が、オートリフレッシュコマンドARF印加
時においても同様のタイミングで行なわれる。
【0070】図5は、図1に示すロウ系制御回路1のリ
フレッシュアドレスに関連する部分の構成を具体的に示
す図である。図5において、中央のロウ系制御回路1
は、セルフリフレッシュモード指示コマンドSRFin
の活性化に応答してセットされかつセルフリフレッシュ
モード完了コマンドSRFoutの活性化に応答してリ
セットされるセット/リセットフリップフロップ20
と、セット/リセットフリップフロップ20からのセル
フリフレッシュ活性化信号SRFACTの活性化時起動
されて所定の時間間隔でリフレッシュ要求信号φreq
およびカウントアップ指示信号φctを生成するセルフ
リフレッシュタイマ回路21と、オートリフレッシュコ
マンドARFの活性化時所定の時間幅を有するワンショ
ットのパルスの形で、オートリフレッシュ活性化信号A
RFACTを発生するワンショットパルス発生回路22
と、ワンショットパルス発生回路22からのオートリフ
レッシュ活性化信号ARFACTに対応するワンショッ
トのパルス信号(図示せず)とセルフリフレッシュタイ
マ回路21からのカウントアップ指示信号φctとを受
けるOR回路24と、OR回路24の出力信号に従って
カウント動作を行なってリフレッシュアドレスを発生す
るリフレッシュアドレスカウンタ回路25と、オートリ
フレッシュコマンドARFの活性化に応答して、オート
リフレッシュアドレス選択活性化信号ARSEを生成す
るオートリフレッシュ選択制御回路23とを含む。この
OR回路27から、マルチプレクサ17aおよび17b
に対する選択信号SELが生成される。
【0071】この図5に示す構成においては、ブロック
デコーダと回路13が、ブロックラッチ回路12の前段
に設けられている。マルチプレクサ17bは、リフレッ
シュアドレスカウンタ回路25からの3ビットのカウン
ト値と外部からの3ビットのロウアドレスextRA<
11:9>の一方を選択信号SELに従って選択してデ
コード回路13へ与える。デコード回路13は、このマ
ルチプレクサ17bからのロウアドレスビットをデコー
ドしてブロック選択信号を生成する。ブロックラッチ回
路12が内部クロック信号CLKRに従って、このブロ
ックデコード回路13からのブロック選択信号をラッチ
してブロック選択信号BS<7:0>を生成する。
【0072】内部クロック発生回路11は、セルフリフ
レッシュタイマ回路21からのリフレッシュ要求信号φ
reqと外部クロック信号extCLKとに従って内部
クロック信号CLKRを生成するOR回路11aを含
む。このOR回路11aには、外部からのクロック信号
extCLKに同期した内部クロック信号を生成する位
相同期回路が設けられている。通常、セルフリフレッシ
ュが実行される間、外部からのクロック信号extCL
Kの供給は停止される。したがって、このセルフリフレ
ッシュモードが行なわれる動作モード時(スリープモー
ド時)においては、内部クロック信号CLKRをリフレ
ッシュ要求信号reqに従って生成して、クロック同期
動作をさせる。
【0073】このリフレッシュ要求φreqは、遅延回
路26を介してブロックラッチ回路12のリセット入力
へリセット信号RSTとして与えられる。
【0074】通常動作モード時においては、セルフリフ
レッシュタイマ21は、非活性状態にあり、リフレッシ
ュ要求信号φreqも非活性状態にある(Lレベルにあ
る)。マルチプレクサ17aおよび17bは、それぞ
れ、外部からのロウアドレスビットextRA<8:0
>およびextRA<11:9>を選択する。OR回路
11aは、外部クロック信号extCLKに従って内部
クロック信号CLKRを生成する。遅延回路26からの
リセット信号RSTは、リフレッシュ要求信号φreq
が非活性状態に固定されるため、常時非活性状態であ
る。したがって、ブロックラッチ回路12は、この内部
クロック信号CLKRに従って、1クロックサイクル期
間、マルチプレクサ17bを介して与えられるロウアド
レスビットに基づいて生成されたブロックデコード回路
13の出力信号をラッチする。
【0075】次に、この図5に示すロウ系制御回路のセ
ルフリフレッシュモード時の動作について、図6を参照
して説明する。
【0076】外部からのクロック信号extCLKに同
期して、セルフリフレッシュ指示コマンドSRFinが
与えられると、セット/リセットフリップフロップ20
がセットされ、セルフリフレッシュ活性化信号SRFA
CTが活性化される。セルフリフレッシュタイマ回路2
1は、たとえば発振回路およびカウント回路を含み、内
部の発振回路の発振動作を活性化して発振信号の数をカ
ウントして、リフレッシュ間隔を測定する。所定時間が
経過すると、セルフリフレッシュタイマ21は、リフレ
ッシュ要求信号φreqを活性化する。マルチプレクサ
17aおよび17bは、OR回路27からの選択信号S
ELに従って、リフレッシュアドレスカウンタ回路25
の出力カウントビットを選択する状態に設定される。
【0077】したがって、このリフレッシュアドレスカ
ウンタ回路25からのリフレッシュアドレスカウント値
に従って、ロウアドレスビットRA<8:0>およびブ
ロック選択信号BS<7:0>が形成される。
【0078】リフレッシュ要求信号φreqに従って、
OR回路11aから内部クロック信号CLKRが生成さ
れており、ブロックラッチ回路12によりラッチされた
ブロック選択信号BS<7:0>は、遅延回路26から
のリセット信号RSTに従ってリセットされる。この遅
延回路26の有する遅延時間は、外部クロック信号ex
tCLKの1クロックサイクル期間に相当する期間であ
る。これにより、セルフリフレッシュモード時において
も、ブロック選択信号BS<7:0>は、1クロックサ
イクル期間に相当する期間ラッチ状態を維持する。
【0079】ここで、通常アクセス動作モード時におい
ては、各クロックサイクルごとに、外部アドレスビット
extRE<11:9>に従ってブロック選択信号BS
<7:0>の状態が変化する。
【0080】このリフレッシュ要求信号φreqに従っ
てリフレッシュ動作が行なわれた後、すなわちブロック
選択信号BS<7:0>がリセットされた後、適当なタ
イミングで、セルフリフレッシュタイマ回路21からの
カウントアップ指示信号φctが活性化され、応じてO
R回路24が出力信号に従って、リフレッシュアドレス
カウンタ回路25のリフレッシュアドレスが増分または
減分される。
【0081】このセルフリフレッシュモード時におい
て、外部のプロセッサなどのロジックは、スリープモー
ドに入っており、外部クロック信号extCLKは発生
が停止される。この外部クロック信号の発生停止中で
も、リフレッシュ要求φREQに従って内部クロック信
号CLKRを生成することにより、中央のロウ系制御回
路1において、各バンク制御回路に対し内部クロック信
号を与えて、所定の期間活性化されるロウ系制御信号を
発生させることができる。
【0082】このリフレッシュ要求信号φreqは、セ
ルフリフレッシュモード時、たとえば16μs(マイク
ロ秒)ごとに活性化される。
【0083】セルフリフレッシュモード完了時において
は、セルフリフレッシュ完了コマンドSRFoutが活
性化され、セット/リセットフリップフロップ20がリ
セットされ、セルフリフレッシュ活性化信号SRFAC
Tが非活性化されて、セルフリフレッシュタイマ回路2
1が計時動作を停止し、セルフリフレッシュ動作が完了
する。セルフリフレッシュ解除時において、外部のクロ
ック信号extCLKが発生されており、この外部クロ
ック信号extCLKに同期して、セルフリフレッシュ
完了コマンドSRFoutが与えられる。セルフリフレ
ッシュモード解除後でも、内部でセルフリフレッシュが
行なわれている可能性があるため、所定数のクロックサ
イクル期間、この半導体記憶装置へのアクセスは禁止さ
れる。
【0084】セルフリフレッシュモード時においても、
マルチプレクサ17aおよび17bへ与えられる選択信
号SELは、セルフリフレッシュ活性化信号SRFAC
Tに従ってリフレッシュアドレスカウンタ回路25のカ
ウントビット値を選択する状態に設定されており、した
がって、リフレッシュ要求φreqの活性化前に、ブロ
ック選択信号のデコードを行なうとともに、バッファ回
路14を介してスペア判定回路へロウアドレスビットR
A<8:0>を与えることができ、セルフリフレッシュ
モード時においても通常アクセス動作モードと同様の動
作が行なわれる。
【0085】図7は、オートリフレッシュモード時のロ
ウ系制御回路1の動作を示すタイミングチャート図であ
る。以下、オートリフレッシュモード時の動作について
説明する。
【0086】オートリフレッシュは、n回連続して実行
される。このn回は、予め定められる。まず、オートリ
フレッシュを行なう前に、プリチャージコマンドPRG
が与えられ、バンクAおよびBともにプリチャージ状態
にセットされる。次のサイクルでは、内部をプリチャー
ジ状態に復帰させるために、ノーオペレーションコマン
ドNOPが与えられる。続いて、次のサイクルで、オー
トリフレッシュコマンドARFが与えられる。このオー
トリフレッシュコマンドARFが与えられると、ワンシ
ョットパルス発生回路22からのオートリフレッシュ活
性化信号ARFACTが所定期間(たとえば1クロック
サイクル期間)活性化される。応じて選択信号SELが
活性化される。マルチプレクサ17aおよび17bが、
リフレッシュアドレスカウンタ25の出力カウントビッ
トを選択する状態に設定される。したがって、最初のオ
ートリフレッシュコマンドARFが印加された場合に
は、ロウアドレスビットRA<8:0>は、外部クロッ
ク信号extCLKに同期して変化する(オートリフレ
ッシュコマンド印加により選択信号SELの状態が決定
されるため)。同様に、デコード回路13の出力信号
も、選択信号SELの活性化の後に確定する。したがっ
て、ブロックラッチ回路12からのブロック選択信号B
S<7:0>は、外部クロック信号extCLKの立上
がりに同期して確定する。リフレッシュ要求信号φre
qは、オートリフレッシュモード時非活性状態を維持す
る。オートリフレッシュ活性化信号ARFACTに従っ
て行なわれるリフレッシュ動作が完了し、オートリフレ
ッシュ活性化信号ARFACTが非活性化されると、図
示しないワンショットパルス発生回路の出力信号がHレ
ベルとなり、応じてOR回路24の出力回路がHレベル
となり、リフレッシュアドレスカウンタ回路25のカウ
ント値が増分または減分される。このリフレッシュアド
レスカウンタ回路25の出力カウントビットの変化に従
って、マルチプレクサ17aからのロウアドレスビット
RA<8:0>の状態が変化する。一方、マルチプレク
サ17bの出力信号も変化するものの、ブロックラッチ
回路12は、内部クロック信号CLKRに同期して取込
みを行なっており、この変化アドレスビットは取込まれ
ず、ブロック選択信号状態は変化しない。
【0087】再び、オートリフレッシュコマンドARF
が与えられると、新たにオートリフレッシュ活性化信号
ARFACTが活性化される。このとき、既に、選択信
号SELはリフレッシュアドレスカウンタ回路25の出
力カウントビットを選択する状態に設定されているた
め、バッファ回路14は、このクロック信号extCL
K(またはCLKR)の立上がり前に、バッファ回路1
4へロウアドレスビットRA<8:0>を与える。一
方、ブロック選択信号BS<7:0>が、クロック信号
CLKRの立上がりに同期して変化する。
【0088】このオートリフレッシュがn回連続して行
なわれると、オートリフレッシュ選択制御回路23から
のオートリフレッシュアドレス選択活性化信号ARSE
が非活性状態となり、選択信号SELが非活性化され、
マルチプレクサ17aおよび17bが、外部からのアド
レスビットextRA<8:0>およびextRA<1
1:9>を選択する状態に設定される。
【0089】したがって、最初のオートリフレッシュ実
行時のみ、アドレスの確定が遅れるものの、以降のオー
トリフレッシュ実行時においては、クロック信号ext
CLKの立上がり前に、アドレスビットが確定状態にあ
り、高速で、オートリフレッシュを実行することができ
る。
【0090】図8(A)は、図5に示すオートリフレッ
シュ選択制御回路23の構成を概略的に示す図である。
図8(A)において、オートリフレッシュ選択制御回路
23は、オートリフレッシュコマンドARFと内部クロ
ック信号CLKRとを受けるAND回路23aと、AN
D回路23aの出力信号の立上がりに応答してセットさ
れてオートリフレッシュ選択活性化信号ARSEを活性
化するセット/リセットフリップフロップ23bと、オ
ートリフレッシュアドレス選択活性化信号ARSEの活
性化時起動され、AND回路23aの出力信号の立上が
りまたは立下がりをカウントするカウント回路23c
と、カウント回路23cのカウントアップ指示信号を内
部クロック信号CLKRの1クロックサイクル期間遅延
してセット/リセットフリップフロップ23bのリセッ
ト入力へ与える1クロック遅延回路23dを含む。
【0091】カウント回路23cは、所定のカウント値
に到達したときに、カウントアップ指示信号を活性化し
て1クロック遅延回路23dへ与える。1クロック遅延
回路23dは、たとえば内部クロック信号CLKRに同
期してシフト動作を行なうシフトレジスタで構成され
る。次に、この図8(A)に示すオートリフレッシュ選
択制御回路23の動作を図8(B)に示すタイミングチ
ャート図を参照して説明する。
【0092】最初にオートリフレッシュコマンドARF
が与えられると、内部クロック信号CLKRの立上がり
に応答してAND回路23aの出力信号が立上がり、応
じてセット/リセットフリップフロップ23bがセット
され、オートリフレッシュアドレス選択活性化信号AR
SEがHレベルの活性状態となる。カウント回路23c
が、このオートリフレッシュアドレス選択活性化信号A
RSEの活性化に応答して起動され、AND回路23a
の出力信号の立上がりまたは立下がりをカウントする。
カウント回路23cが、AND回路23aの立上がりを
カウントする場合、最初のオートリフレッシュコマンド
印加時のレーシングの問題を解決するために、AND回
路23aの出力信号は、遅延してカウント回路23cに
与えられる。すなわち、オートリフレッシュアドレス選
択活性化信号ARSEが活性化された後に、カウント回
路23cへ与えられる信号が立上がる。
【0093】カウント回路23cが、所定のカウント値
をカウントし、すなわち、オートリフレッシュ期間中に
行なわれる所定回数(n回)オートリフレッシュが実行
されると、カウントアップ指示信号を活性化する。1ク
ロック遅延回路23dがこのカウント回路33cからの
カウントアップ指示信号を1クロックサイクル期間遅延
しており、セット/リセットフリップフロップ23bが
オートリフレッシュ期間完了時にリセットされ、オート
リフレッシュアドレス選択活性化信号ARSEが非活性
化され、応じてカウント回路23cがリセットされる。
【0094】[オートリフレッシュ選択制御回路の変更
例1]図9は、図5に示すオートリフレッシュ選択制御
回路の変更例1の構成を概略的に示す図である。図9に
示すオートリフレッシュ選択制御回路23においては、
セット/リセットフリップフロップ23bのセット入力
へ、オートリフレッシュコマンドARFが与えられる。
他の構成は図8(A)に示す構成と同じである。
【0095】ワンショットパルス発生回路22は、オー
トリフレッシュコマンドARFと内部クロック信号CL
KRを受けるAND回路22aと、このAND回路22
aの出力信号の立上がりに応答してセットされるセット
/リセットフリップフロップ22bと、セット/リセッ
トフリップフロップ22bの出力信号を所定時間遅延す
る遅延回路22cを含む。セット/リセットフリップフ
ロップ22bから、オートリフレッシュ活性化信号AR
FACTが出力される。遅延回路21cの出力信号が、
セット/リセットフリップフロップ22bのリセット入
力Rへ与えられる。
【0096】この図9に示すオートリセット選択制御回
路23の構成においては、図10のタイミングチャート
図に示すように、オートリフレッシュコマンドARFが
活性化されると、セット/リセットフリップフロップ2
3bが、内部クロック信号CLKRと非同期でセットさ
れて、オートリフレッシュアドレス選択活性化信号AR
SEを活性化する。一方、ワンショットパルス発生回路
22からのオートリフレッシュ活性化信号ARFACT
は、内部クロック信号CLKRの立上がりに応答して所
定期間Hレベルの活性化状態となる。したがって、オー
トリフレッシュ活性化信号ARFACTの活性化前に、
既にオートリフレッシュアドレス選択活性化信号ARS
Eが活性状態にあり、リフレッシュアドレスを、オート
リフレッシュ動作実行前に確定状態とすることができ
る。
【0097】なお、オートリフレッシュコマンドARF
としては、混載DRAMの場合、既にデコードされた信
号が与えられる。オートリフレッシュコマンドが、複数
の制御信号の組合せで与えられる場合、クロック信号と
非同期で複数の制御信号からなるオートリフレッシュコ
マンドをデコードする構成が用いられればよい。
【0098】したがって、オートリフレッシュコマンド
に従って内部クロック信号CLKRと非同期でオートリ
フレッシュアドレス選択活性化信号ARSEを活性化す
ることにより、オートリフレッシュモード時のアドレス
確定タイミングを、通常アクセス動作モード時(ロウア
クトコマンド印加時)と同じタイミングに設定すること
ができる。
【0099】なお、図9に示す構成においてカウント回
路23cには、オートリフレッシュコマンドARFに代
えて、オートリフレッシュ活性化信号ARFACTが与
えられてもよい。
【0100】[オートリフレッシュ選択制御回路の変更
例2]図11は、図5に示すオートリフレッシュ選択制
御回路23の変更例2の構成を概略的に示す図である。
図11に示すオートリフレッシュ選択制御回路23にお
いては、オートリフレッシュ設定コマンドARFFPと
内部クロック信号CLKRを受けるAND回路23eの
出力信号がセット/リセットフリップフロップ23bへ
与えられる。他の構成は、図8(A)に示す構成と同じ
である。ワンショットパルス発生回路22には、先の図
9に示す構成と同様のオートリフレッシュコマンドAR
Fと内部クロック信号CLKRが与えられる。オートリ
フレッシュ設定コマンドARFFPを新たに設ける。
【0101】通常、図7に示すように、オートリフレッ
シュモード時においては、まずプリチャージコマンドP
RGを印加した後、次の1クロックサイクル期間ノーオ
ペレーションコマンドNOPが与えられる。オートリフ
レッシュ実行前に与えられるノーオペレーションコマン
ドNOPに代えて、オートリフレッシュ設定コマンドA
RFFPを与える。
【0102】図12は、図11に示すリフレッシュアド
レス選択制御回路の動作を示すタイミングチャート図で
ある。すなわち、図12に示すように、オートリフレッ
シュ実行前に、プリチャージコマンドPRGを与え、バ
ンクを非選択状態(初期状態)に設定する。プリチャー
ジコマンドPRGに続いて次のクロックサイクルにおい
てオートリフレッシュ設定コマンドARFFPを与え
る。このオートリフレッシュ設定コマンドARFFPに
従って、セット/リセットフリップフロップ23bがセ
ットされ、オートリフレッシュアドレス選択活性化信号
ARSEがHレベルの活性状態となる。このオートリフ
レッシュ設定コマンドARFFPを印加した後の次のク
ロックサイクルからオートリフレッシュコマンドARF
を与える。このオートリフレッシュコマンドARFに従
って、オートリフレッシュ活性化信号ARFACTが活
性化される。オートリフレッシュコマンドARFの印加
前に、既に、オートリフレッシュアドレス選択活性化信
号ARSEが選択状態(活性状態)にあるため、最初に
オートリフレッシュコマンドARFが与えられる場合に
おいても、既に、リフレッシュアドレスが選択されてお
り、このリフレッシュアドレスに従ってアドレスバッフ
ァへ与えられるロウアドレスビットRA<8:0>が確
定状態にある。ブロック選択信号BS<7:0>は、ブ
ロックラッチ回路に従って内部クロック信号CLKRに
同期して確定状態となる。したがって、オートリフレッ
シュが連続して行なわれる場合において、いずれのオー
トリフレッシュサイクルにおいても、既にリフレッシュ
アドレスは、リフレッシュ動作実行前に確定状態にあ
り、いずれのオートリフレッシュサイクルも、すべて、
通常アクセス動作モード時(ロウアクセスコマンド印加
時)と同じタイミングで内部ロウアドレスビットを確定
状態へ駆動することができる。
【0103】カウント回路23cは、オートリフレッシ
ュコマンドARFまたはオートリフレッシュ活性化信号
ARFACTをカウントし、所定値をカウントすると、
カウントアップ指示信号を生成する。応じて、1クロッ
ク遅延回路23dにより、セット/リセットフリップフ
ロップ23bがリセットされて、オートリフレッシュア
ドレス選択活性化信号ARSEが非活性状態となる。
【0104】オートリフレッシュ設定コマンドARFF
Pを利用しても、従来のノーオペレーションコマンドN
OP印加に代えて、オートリフレッシュ設定コマンドA
RFFPを与えるだけであり、オートリフレッシュ移行
に要するクロックサイクル数を増加させることはない。
【0105】なお、このオートリフレッシュ設定コマン
ドARFFPと、さらにオートリフレッシュ完了指示コ
マンドを用いて、セット/リセットフリップフロップ2
3bをセット/リセットしてもよい。この場合、1クロ
ック遅延回路23bおよびカウント回路23cが省略さ
れ、回路規模が低減される。
【0106】[バンク制御回路15,16の構成]図1
3は、図2に示すバンクA制御回路15およびバンクB
制御回路16の構成を示す図である。これらのバンクA
制御回路15およびバンクB制御回路16は、同一構成
を有し、単に与えられるバンクアドレス信号が異なるだ
けであり、図13においては、1つのバンク制御回路を
示す。
【0107】図13において、バンク制御回路は、バン
クアドレス信号RBA(またはZRBA)とロウアクセ
スを指示するアクティブコマンドACTを受けるAND
回路30aと、バンクアドレス信号RBA(またはZR
BA)とプリチャージコマンドPRGを受けるAND回
路30bと、セルフリフレッシュ活性化信号SRFAC
Tとオートリフレッシュ活性化信号ARFACTを受け
るOR回路30fと、AND回路30aの出力信号とO
R回路30fの出力信号を受けるOR回路30cと、O
R回路30cの出力信号とAND回路30bの出力信号
とを受ける複合ゲート30dと、複合ゲート30dの出
力信号を内部クロック信号CLKRの立上がりに応答し
て取込み、バンク活性化信号RASEを生成するアップ
エッジトリガ型ラッチ回路30eとを含む。複合ゲート
30dは、バンク活性化信号RASEとOR回路30c
の出力信号を受けるOR回路と、このOR回路の出力信
号とAND回路30bの出力信号を受けるゲート回路と
を機能的に含む。バンク活性化信号RASEまたはOR
回路30cの出力信号の一方がHレベルにあり、かつA
ND回路30bの出力信号がLレベルであれば、この複
合ゲート30dから、Hレベルの信号が出力される。
【0108】バンク制御回路は、さらに、バンク活性化
信号RASEを所定時間遅延する遅延回路30gと、O
R回路30fの出力信号と遅延回路30gの出力信号と
を受けてアップエッジトリガ型ラッチ回路30eに対す
るリセット信号RSTを生成するAND回路30hを含
む。遅延回路30gは、バンク活性化信号RASEの活
性化に応答してセンスアンプ活性化信号が活性化された
後に、その出力信号が立上がるような遅延時間を有す
る。リフレッシュモード時において、センスアンプが動
作し、メモリセルデータのリストア動作が行なわれた後
に、バンク活性化信号RASEがリセット信号RSTに
よりリセットされる。
【0109】すなわち、この遅延回路30gの出力信号
は、メモリセル行が選択されて、センス動作が行なわ
れ、メモリセルへのデータの再書込が行なわれてメモリ
セルデータのリフレッシュが完了すると活性化される。
バンク活性化信号RASEの活性化に応答して、各種ロ
ウ系制御信号RXLATCH、RXT、およびRADE
等が活性化される。
【0110】図14(A)は、図13に示すバンク制御
回路の通常アクセス動作モード時の動作を示すタイミン
グチャート図である。この通常アクセス動作モード時に
おいてアクティブコマンドACTが与えられると、その
ときに与えられるロウバンクアドレス信号RBA(また
はZRBA)がアクティブ状態となり、内部クロック信
号CLKRがHレベルに立上がり、アップエッジトリガ
型ラッチ回路30eからのバンク活性化信号RASEが
Hレベルの活性状態へ駆動される。このバンク活性化信
号RASEの活性化に応答して、ロウ系制御信号RXL
ATCH、RADEおよびRXTが順次、所定のシーケ
ンスで活性化される。
【0111】このバンク活性化信号RASEの活性化前
に、既にロウアドレス信号RAは確定状態にある。
【0112】プリチャージコマンドPRGが与えられる
と、このときまたバンクアドレス信号RBAに従って、
AND回路30bの出力信号がHレベルとなり、複合ゲ
ート30bの出力信号がLレベルとなる。したがって内
部クロック信号CLKRの立上がりに応答して、このバ
ンク活性化信号RASEが、Lレベルに立下がり、再び
ロウ系制御信号RXLATCH、RADEおよびRXT
が順次所定のシーケンスで非活性化される。
【0113】この通常アクセス動作モード時において
は、リセット信号RSTは、OR回路30fの出力信号
がLレベルであるため、常時非活性状態を維持する。し
たがって、外部からのコマンドACTおよびPRDに従
ってバンクの活性/非活性を制御することができる。
【0114】図14(B)は、図13に示すバンク制御
回路のオートリフレッシュモード時の動作を示すタイミ
ングチャート図である。図14(B)に示すように、オ
ートリフレッシュコマンドARFが与えられると、内部
クロック信号CLKRの立上がりに同期してオートリフ
レッシュ活性化信号ARFACTが所定期間活性化され
る。このオートリフレッシュ活性化信号ARFACTが
Hレベルに立上がると、OR回路30cの出力信号がH
レベルとなり、内部クロック信号CLKRの立上がり
で、バンク活性化信号RASEが活性化される。このと
きにも、既に、リフレッシュアドレスQAは、確定状態
にあり、即座に内部動作を実行することができる。バン
ク活性化信号RASEが活性化されてから所定時間が経
過すると、遅延回路30gの出力信号がHレベルとな
り、応じてリセット信号RSTが活性化され、バンク活
性化信号RASEがLレベルに非活性化される。したが
って、オートリフレッシュモード時においては、内部の
遅延回路30gの有する遅延時間により、行選択期間、
すなわちバンク活性化期間が決定される。
【0115】なお、このオートリフレッシュ活性化信号
ARFACTは、内部クロック信号CLKRと非同期で
オートリフレッシュコマンドARFに従ってワンショッ
トのパルスで生成されてもよい。ラッチ回路30eはラ
ッチタイミングに十分余裕を持って、複合ゲート30d
の出力信号を取込むことができ、またアクティブコマン
ドACTおよびプリチャージコマンドPRGと同一のタ
イミングで、複合ゲート30dの出力信号を、ラッチ回
路30eでラッチすることができる。
【0116】図14(C)は、セルフリフレッシュモー
ド時の図13に示すバンク制御回路の動作を示すタイミ
ングチャート図である。セルフリフレッシュモード時に
おいては、内部クロック信号CLKRは、図14(C)
に示すように、リフレッシュ要求信号φreqに従って
生成される。この内部クロック信号CLKRがHレベル
に立上がるときには、既にセルフリフレッシュ活性化信
号SRFACTはHレベルの活性状態にある。したがっ
て、OR回路30fからのリフレッシュ活性化信号RF
ACTは、セルフリフレッシュモード期間中Hレベルに
保持される。リフレッシュ要求が発生されると、応じて
内部クロック信号CLKRがHレベルに立上がり、バン
ク活性化信号RASEがHレベルとなる。内部でリフレ
ッシュ動作が行なわれ、所定期間が経過すると、遅延回
路30gの出力信号がHレベルとなり、応じてAND回
路30hからのリセット信号RSTがHレベルとなり、
バンク活性化信号RASEが非活性化される。
【0117】セルフリフレッシュモード時においては、
セルフリフレッシュ活性化信号SRFACTに従って、
マルチプレクサが、リフレッシュアドレスQAを選択し
ており、リフレッシュ要求発行前に、既に、リフレッシ
ュアドレスQAは確定状態にある。したがって、このセ
ルフリフレッシュモード時においても、内部回路は、ク
ロック信号CLKRの立上がりから通常アクセス動作モ
ード時およびオートリフレッシュモード時と同様のタイ
ミングで内部動作を行なうことができる。
【0118】なお、図13に示すバンク制御回路の構成
では、バンクAおよびバンクB共通にバンク活性化信号
RASEが、リフレッシュモード時、活性化される。バ
ンクごとにセルフリフレッシュ動作を行なう場合には、
アクティブコマンドACTとリフレッシュ要求信号φr
eqを受けるOR回路の出力信号をAND回路30aへ
与える。OR回路30cへは、オートリフレッシュ活性
化信号ARFACTのみを与える。オートリフレッシュ
も、バンク単位で行なう場合には、このオートリフレッ
シュモード時にオートリフレッシュを行なうバンクを指
定するバンクアドレスを外部から与える。また、リフレ
ッシュアドレスカウンタがバンクアドレスを生成し、交
互にバンクAおよびバンクBを指定してリフレッシュを
行なってもよい。
【0119】[スペア判定回路の構成]図15は、図1
および3に示すスペア判定回路の構成の一例を示す図で
ある。図15において、スペア判定回路4は、スペア回
路の使用/不使用を示すためのヒューズプログラム回路
4a1と、ロウアドレスビットRA<2>−RA<8>
それぞれに対応して設けられるヒューズプログラム回路
4a2−4a8と、ヒューズプログラム回路4a1の出
力信号を反転するインバータ4bと、ヒューズプログラ
ム回路4a2−4a8それぞれの出力信号とロウアドレ
スビットRA<2>−RA<8>との不一致を検出する
ためのEXOR回路4c2−4c8と、インバータ4b
の出力信号とEXOR回路4c2−4c8の出力信号を
受けてスペア判定結果指示信号/SPARE_Eを生成
するNAND回路4dを含む。
【0120】ヒューズプログラム回路4a1−4a8は
同一構成を有しており、図15においては、ヒューズプ
ログラム回路4a1についてのみ各構成要素に参照番号
を付す。ヒューズプログラム回路4a1は、システムリ
セット時または電源投入時活性化されるリセット信号/
RESETに応答して導通し、ノードND0を電源電圧
Vccレベルに充電するPチャネルMOSトランジスタ
Q1と、ノードND0に接続されるヒューズ素子FL
と、ヒューズ素子FLと接地ノードの間に接続されかつ
そのゲートにリセット信号/RESETを受けるNチャ
ネルMOSトランジスタQ3と、ノードND0の信号を
反転するインバータIVと、インバータIVの出力信号
がLレベルのときに導通し、ノードND0を電源電圧V
ccレベルに充電するPチャネルMOSトランジスタQ
2を含む。ロウアドレスビットRA<2>−RA<8>
により、1つのメインワード線が指定される。次に、こ
のスペア判定回路4の動作について簡単に説明する。
【0121】不良メモリセル行が存在しない場合には、
ヒューズプログラム回路4a1においては、ヒューズ素
子FLは導通状態を維持し、不良メモリセル行が存在す
る場合には、このヒューズプログラム回路4a1におい
てヒューズ素子FLがカットされる。リセット信号/R
ESETがLレベルの活性状態となると、MOSトラン
ジスタQ1が導通し、ノードND0が電源電圧Vccレ
ベルにプリチャージされる(MOSトランジスタQ3が
非導通状態)。リセット動作が完了すると、MOSトラ
ンジスタQ1がオフ状態、MOSトランジスタQ3がオ
ン状態となる。ヒューズ素子FLがカットされていれ
ば、インバータIVおよびMOSトランジスタQ2によ
り、ノードND0が電源電圧Vccレベルに保持され
る。ヒューズ素子FLが非溶断状態の場合には、ノード
ND0は接地電圧レベルに放電される。応じて、インバ
ータIVの出力信号がHレベルとなり、MOSトランジ
スタQ2がオフ状態となる。
【0122】すなわち、不良メモリセル行が存在せず、
スペア回路(スペアメイン/サブワード線)が使用され
ない場合には、ヒューズ素子FLが非溶断状態であり、
ノードND0が接地電圧レベルとなり、インバータ4b
の出力信号がLレベルとなる。したがって、NAND回
路4dからのスペア判定結果指示信号/SPARE_E
は、Hレベルに固定され、スペア回路は使用されない。
【0123】スペア回路が使用されている場合には、ヒ
ューズ素子FLがカットされ、ノードND0が電源電圧
Vccレベルとなり、応じてインバータ4bの出力信号
もHレベルとなる。この場合、NAND回路4dが、イ
ンバータバッファとして動作し、ロウアドレスビットR
A<2>−RA<8>が不良行アドレスを指定している
か否かに応じて、NAND回路4dからのスペア判定結
果指示信号/SPARE_EがLレベルまたはHレベル
となる。
【0124】ヒューズプログラム回路4a2−4a8に
おいては、対応の不良ロウアドレスビットRA<2>−
RA<8>が“1”(Hレベル)のときに対応のヒュー
ズ素子FLがカットされる。ヒューズプログラム回路4
a2−4a8においてヒューズ素子FLを選択的に不良
ビットのロウアドレスに応じてカットすることにより、
不良ビットアドレスがプログラムされる。
【0125】EXOR回路4c2−4c8は、不一致検
出回路として動作する。対応の不良ロウアドレスのビッ
トが“1”(Hレベル)のときには、ヒューズ素子FL
がカットされるため、対応の出力ノードNDi(i=2
−8)がLレベルとなる。すなわち、ヒューズ素子FL
により、このヒューズ素子FLが接続するノードの電圧
レベルが、不良行アドレスビットに応じた論理レベルと
なり、ノードND2−ND8には、このプログラムされ
た不良行アドレスの反転アドレスが現れる。したがっ
て、与えられたロウアドレスビットRA<2>−RA<
8>がすべてノードND2−ND8それぞれの信号の論
理レベルと逆の場合、このヒューズ素子FLによりプロ
グラムされた不良アドレスと与えられたロウアドレスビ
ットRA<2>−RA<8>が一致していることを示し
ている。この場合、EXOR回路4c2−4c8からは
すべてHレベルの信号が出力され、応じて、NAND回
路4dからのスペア判定結果指示信号/SPARE_E
がLレベルとなり、不良ビットアドレスがアドレス指定
され、不良ビット救済を行なう必要があることが示され
る。
【0126】ロウアドレスビットRA<2>−RA<8
>が不良ビットアドレスと異なるアドレスを指定してい
る場合には、EXOR回路4c2−4c8のいずれかが
一致を示すLレベルの信号を出力し、応じてNAND回
路4dの出力するスペア判定結果指示信号/SPARE
_EがHレベルとなる。これにより、スペア判定を行な
うことができる。
【0127】なお、この図15に示すスペア判定回路に
対し種々の変形が可能である。ヒューズ素子FLが、対
応の不良アドレスビットが“0”(Lレベル)のとき溶
断されてもよい。この場合、EXOR回路4c2−4c
8に代えてEXNOR回路が用いられる。ヒューズプロ
グラム回路4a2−4a8の出力ノードND2−ND8
が、不良行アドレスビットDR<2>−DR<8>に応
じた論理レベルとなり、EXNOR回路により、アドレ
スビットRA<2>−RA<8>と不良行アドレスビッ
トDR<2>−DR<8>との一致判定が行なわれる。
【0128】この図15に示すスペア判定回路において
は、アドレスビットRA<8:2>を用いてスペア判定
が行なわれている。アドレス信号ビットRA<2>−R
A<8>は、クロック信号と非同期で与えられており、
ロウアクティブコマンド印加時およびオートリフレッシ
ュコマンド印加時において、同じタイミングでスペア判
定を行なうことができる。また、セルフリフレッシュ実
行時においても、同様、スペア判定は、内部の行選択動
作を実行する前に行なわれている。したがって、動作モ
ードにかかわらず、スペア判定のタイミングをすべて同
じとすることができる。したがって、動作モードにかか
わらず、内部動作タイミングをすべて一致させることが
でき、動作モードに応じて内部動作タイミングを変更す
る必要がなく、回路構成が簡略化される。
【0129】以上のように、この発明の実施の形態1に
従えば、オートリフレッシュモード時においても、内部
で発生されるアドレス信号について、現リフレッシュサ
イクルの前のリフレッシュサイクル完了時に新たな内部
リフレッシュアドレスを生成してロウアドレスデコード
系へ与えており、通常アクセス動作モード時とオートリ
フレッシュモード時とで、アドレスデコード開始(ワー
ド線選択動作開始)タイミングを同じとすることができ
る。これにより、オートリフレッシュに必要なサイクル
時間を短縮でき、応じて、半導体記憶装置のオートリフ
レッシュモードを含む通常動作モード時の動作周波数を
向上させることができる。
【0130】[実施の形態2]図16(A)は、この発
明の実施の形態2に従う半導体記憶装置のメモリアレイ
部の構成を概略的に示す図である。図16(A)におい
て、メモリアレイMAは、列方向に整列して配置される
複数の行ブロックRB♯0−RB♯7と、これらの行ブ
ロックRB♯0−RB♯7の間に配置されるセンスアン
プ帯SAB♯1−SAB♯7と、行ブロックRB♯0お
よびRB♯7の外側に配置されるセンスアンプ帯SAB
♯0およびSAB♯8と、行ブロックRB♯0−RB♯
7各々においてメインワード線を選択状態へ駆動するた
めのメインワード線ドライバを含むメインワード線ドラ
イバ帯MWDGを含む。
【0131】行ブロックRB♯0−RB♯7の各々は、
複数のメモリサブアレイMSAに分割される。列方向に
整列して配置されるメモリサブアレイMSAが列ブロッ
クCB♯を構成する。図16(A)においては、このメ
モリアレイは、列ブロックCB♯0−CB♯7に分割さ
れる。行ブロックRB♯0−RB♯7各々においては、
行方向に延在してメインワード線MWLが配設され、メ
モリサブアレイMSAそれぞれにおいて、メモリセル行
に対応してサブワード線SWLが配置される。行ブロッ
クRB♯0−RB♯7が、ブロック選択信号BS<0:
7>により選択される。
【0132】図16(B)に示すように、通常動作モー
ド時(オートリフレッシュモードを含む)においては、
1つの行ブロックRB♯iが活性化単位となる。すなわ
ち、通常モード時(オートリフレッシュモードを含む)
においては、行ブロックRB♯0−RB♯7の1つがブ
ロック選択信号BS<0:7>により選択されて、選択
行ブロックにおいて行選択動作が行なわれる。
【0133】一方、データ保持モードでセルフリフレッ
シュが行なわれる場合、図16(C)に示すように、活
性化単位はメモリサブアレイMSAであり、所定数のメ
モリサブアレイが活性化される。図16(C)において
は、1つのメモリサブアレイをデータ保持モード時の活
性化単位として用いる構成を示す。
【0134】通常、データ保持モードにおいては、セル
フリフレッシュが実行される。このデータ保持モード動
作時において、保持することが必要なデータ領域は、メ
モリアレイ全体のうちの一部である。この保持の必要な
データ領域のみリフレッシュ動作を行なう。全行ブロッ
クRB♯0−RB♯7において、リフレッシュを行なう
必要がなく、所定数の行ブロックにおいて、リフレッシ
ュ動作を行なう。したがってワード線選択回数を低減す
ることができ、応じてリフレッシュ動作時の平均動作電
流を減少させることができる。
【0135】また、さらに、このデータ保持モード時
に、メインワード線のうちの一部のサブワード線を単位
としてリフレッシュを行なうことにより、応じて、同時
に活性化されるセンスアンプ回路の数が低減され、デー
タ保持モード時の消費電流をさらに低減することができ
る。
【0136】図17は、図16(A)に示すメモリアレ
イの1つの行ブロックRB♯iの構成を概略的に示す図
である。行ブロックRB♯iは、複数のメモリサブアレ
イMSA0−MSA7に分割される。この行ブロックR
B♯iの列方向における両側に、センスアンプ帯SAB
♯i(およびSAB♯i+1)が配設される。センスア
ンプ帯SAB♯i(およびSAB♯i+1)に含まれる
センスアンプ回路は、シェアードセンスアンプ回路であ
り、列方向において隣接する行ブロックにより共有され
る。この行ブロックRB♯iのメモリサブアレイMSA
0−MSA7に共通にメインワード線MWLが行方向に
延在して配設される。メモリサブアレイMSA0−MS
A7各々において、サブワード線SWLが配設される。
【0137】サブワード線SWLを選択状態へ駆動する
ために、メモリサブアレイMSA0−MSA7の間の領
域および、メモリサブアレイMSA0およびMSA7の
外側の領域にサブワード線ドライバ帯SWDBが配設さ
れる。サブワード線ドライバ帯SWDBには、それぞ
れ、対応のメインワード線MWL上の信号と図示しない
サブデコード信号とに従って、対応のサブワード線SW
Lを選択状態へ駆動するサブワード線ドライバが配設さ
れる。
【0138】図18は、メインワード線選択に関連する
部分の構成を示す図である。図18において、メインワ
ード線選択部は、ブロック選択信号BS<i>をラッチ
指示信号RXLATCTの活性化に応答してラッチする
ラッチ回路35と、ラッチ回路35からのラッチブロッ
ク選択信号BSLと、図示しないプリデコーダからのプ
リデコード信号Xとを受け、ロウアドレスイネーブル信
号RADEの活性化に応答してデコード動作を行ないか
つワード線活性タイミング信号RXTに従ってその出力
信号をデコード結果に従って駆動するAND型デコード
回路5aと、AND型デコード回路5aの出力信号に従
って、メインワード線MWL上にメインワード線駆動信
号ZMWLを伝達するメインワード線ドライバ40を含
む。選択行ブロックにおいて、ラッチブロック選択信号
BSLが活性化され、プリデコーダからのプリデコード
信号Xに従ってデコード動作が行なわれる。ロウアドレ
スイネーブル信号RADEおよびワード線活性タイミン
グ信号RXTがともに活性状態となると、このAND型
デコード回路5aの出力信号が確定する。対応のメイン
ワード線MWLが選択されるとき、AND型デコード回
路5aの出力信号がHレベルとなる。
【0139】メインワード線ドライバ40は、図17に
示すメインワード線ドライバ帯MWDBに配置される。
このメインワード線ドライバ40は、AND型デコード
回路5aの出力信号を反転するCMOSインバータを構
成するPチャネルMOSトランジスタ40aおよびNチ
ャネルMOSトランジスタ40bを含む。PチャネルM
OSトランジスタ40aのソースに高電圧Vppが与え
られる。
【0140】メインワード線MWLが選択状態の場合に
は、MOSトランジスタ40bがオン状態となり、メイ
ンワード線駆動信号ZMWLがLレベル(接地電圧レベ
ル)へ駆動される。一方、メインワード線MWLが非選
択状態のときには、AND型デコード回路5aの出力信
号がLレベルであり、メインワード線駆動信号ZMWL
は、高電圧Vppレベルに保持される。高電圧Vppは
電源電圧よりも十分高い電圧であり、以下に説明するサ
ブワード線ドライバが、選択時、高電圧Vppをサブワ
ード線に伝達し、かつ非選択サブワード線を確実に接地
電圧レベルに保持するために用いられる。
【0141】図19は、サブワード線ドライバの構成の
一例を示す図である。図19において、サブワード線ド
ライバ45は、ソースにサブデコード信号SD(SD0
−SD3のいずれか)を受けかつゲートにメインワード
線駆動信号ZMWLを受けかつドレインがサブワード線
SWLに接続されるPチャネルMOSトランジスタ45
aと、メインワード線駆動信号ZMWLがHレベルのと
き導通し、サブワード線SWLを接地電圧レベルに放電
するNチャネルMOSトランジスタ45bと、補のサブ
デコード信号ZSD(ZSD0−ZSD3のいずれか)
がHレベルのとき導通し、サブワード線SWLを接地電
圧レベルに放電するNチャネルMOSトランジスタ45
cを含む。サブデコード信号SDは高電圧Vppと接地
電圧レベルの間で変化し、補のサブデコード信号ZSD
は、電源電圧Vccと接地電圧レベルの間で変化する。
これらのサブデコード信号SDおよびZSDは互いに相
補な信号である。
【0142】サブワード線SWLに、対応のメモリサブ
アレイにおいて1行に配列されるメモリセルMCが接続
される。図19において1つのメモリセルMCを代表的
に示す。このメモリセルMCは、情報を記憶するキャパ
シタと、サブワード線SWL上の信号電位に応答してこ
のキャパシタを対応のビット線BL(または/BL)に
接続するアクセストランジスタを含む。メモリセルキャ
パシタへは、セルプレート電圧VCPが与えられる。
【0143】サブワード線ドライバ45において、メイ
ンワード線駆動信号ZMWLがHレベルのときには、M
OSトランジスタ45bがオン状態、MOSトランジス
タ45aがオフ状態となり、サブデコード信号SDおよ
びZSDの論理レベルにかかわらず、サブワード線SW
Lは、MOSトランジスタ45bにより、接地電圧レベ
ルに保持される。
【0144】メインワード線駆動信号ZMWLがLレベ
ルのときには、サブデコード信号SDおよびZSDに従
ってサブワード線SWLの電圧レベルが決定される。す
なわち、サブデコード信号SDがHレベル(高電圧Vp
pレベル)のときには、MOSトランジスタ45aがオ
ン状態となり、サブワード線SWL上には、このMOS
トランジスタ45aを介して高電圧Vppレベルのサブ
デコード信号SDが伝達される。このときには、補のサ
ブデコード信号ZSDがLレベルであり、MOSトラン
ジスタ45cはオフ状態である。一方、サブデコード信
号SDがLレベルのときには、MOSトランジスタ45
aは、ゲートおよびソースが同一電圧レベルとなり、オ
フ状態を維持する。このときには、補のサブデコード信
号ZSDがHレベルであるため、サブワード線SWL
は、MOSトランジスタ45cにより接地電圧レベルに
放電される。したがって、サブデコード信号SDおよび
ZSDを用いることにより、非選択サブワード線がフロ
ーティング状態となるのを防止することができる。
【0145】図20は、メモリサブアレイに対する行系
制御回路の構成を概略的に示す図である。図20におい
ては、メモリサブアレイMSAijおよびMSA(i+
1)jに対して設けられる行系制御回路を示す。メモリ
サブアレイMSAijには、メモリセルMCの列に対応
してビット線BLおよびZBLの対が配設され、各ビッ
ト線対に対しビット線イコライズ回路BLEQが配設さ
れる。この図20においては、メモリサブアレイMSA
ijの2対のビット線BLu0,ZBLu0、BLu
1,ZBLu1を示す。ビット線イコライズ回路BLE
Qは、メモリサブアレイMSAijにおいてビット線の
両側に交互に配置される。
【0146】メモリサブアレイMSA(i+1)jにお
いてもメモリセルの各列に対応してビット線対BLl
0,ZBLl0,BLl1,ZBLl1が配設される。
【0147】ビット線BLu0およびZBLu0は、ビ
ット線分離ゲートBIGiを介してセンスアンプ回路S
Aに結合され、またビット線BLl0,ZBLl0が、
ビット線分離ゲートBIGjを介してセンスアンプ回路
SAに結合される。一方、ビット線BLu1,ZBLu
1は、図示しないビット線分離ゲートを介して、メモリ
サブアレイMSA(i−1)jと共有されるセンスアン
プ回路に結合される。ビット線BLl1,ZBLl1
は、図示しないビット線分離ゲートを介して、メモリサ
ブアレイMSA(i+2)jと共有されるセンスアンプ
回路に結合される。したがって、このセンスアンプ帯に
おいてセンスアンプ回路SAは、1列おきに配設され
る。
【0148】メモリサブアレイMSAijの各サブワー
ド線SWLに対しサブワード線ドライバ40が配設され
る。メモリサブアレイMSAijについても同様、サブ
ワード線およびサブワード線ドライバが配設される。
【0149】メモリサブアレイMSAijが、行ブロッ
クRB♯iに含まれ、メモリサブアレイMSA(i+
1)jが、行ブロックRB♯(i+1)に含まれる。
【0150】メモリサブアレイMSAijおよびMSA
(i+1)jの各ロウ系周辺回路を制御するために、行
ブロックRB♯iのメモリサブアレイに共通に、EQ制
御回路50およびBI制御回路51が設けられ、また行
ブロックRB♯(i+1)に含まれるメモリサブアレイ
に共通に、BI制御回路53およびEQ制御回路54が
設けられる。
【0151】また、行ブロックRB♯iおよびRB♯
(i+1)により共有されるセンスアンプ回路に対し、
SA制御回路52が設けられる。
【0152】EQ制御回路50は、ラッチブロック選択
信号BSLiの活性化時メインイコライズ指示信号BE
QMiを所定のタイミングで非選択状態へ駆動する。B
I制御回路51は、ラッチブロック選択信号BSL(i
+1)が選択状態のとき、分離指示信号BLIMiを、
Lレベルの分離指示状態に設定する。BI制御回路53
は、ラッチブロック選択信号BSLiが選択状態のとき
に、メインビット線分離指示信号BLIM(i+1)
を、Lレベルに設定する。EQ制御回路54は、ラッチ
ブロック選択信号BSL(i+1)が選択状態のとき所
定のタイミングで、メインイコライズ指示信号BEQM
(i+1)を、非選択状態に駆動する。SA制御回路5
2は、ラッチブロック選択信号BSLiおよびBSL
(i+1)の一方が選択状態にされると、所定のタイミ
ングでメインセンスアンプ活性化信号SNMiおよびS
PMiを活性状態へ駆動する。
【0153】行ブロックRB♯iおよびRB♯jにおい
て、制御回路50−54により、行ブロックRB♯iが
選択されたときには、行ブロックRB♯(i+1)がセ
ンスアンプ帯から切離され、一方、行ブロックRB♯
(i+1)が選択されたときには、行ブロックRB♯i
が、センスアンプ帯から切離される。
【0154】サブワード線ドライバ帯とセンスアンプ帯
との交差領域(十字帯)において、EQ制御回路50か
らのメインイコライズ指示信号BEQMiと列ブロック
選択信号WSjとを受けてローカルビット線イコライズ
信号BEQiを生成するローカルEQ制御回路60と、
BI制御回路51からのメインビット線分離指示信号B
LIMiと列ブロック選択信号WSjとを受けてローカ
ルビット線分離信号BLIiを生成するローカルBI制
御回路61と、SA制御回路52からのメインセンスア
ンプ活性化信号SNMiおよびSPMiと列ブロック選
択信号WSjを受けてローカルセンスアンプ活性化信号
SNiおよびSPiを生成するローカルSA制御回路6
2と、BI制御回路53からのメインビット線分離指示
信号BLIM(i+1)と列ブロック選択信号WSjを
受けてローカルビット線分離信号BLI(i+1)を生
成するローカルBI制御回路63と、EQ制御回路54
からのメインビット線イコライズ指示信号BEQM(i
+1)と列ブロック選択信号WSjとを受けてローカル
ビット線イコライズ信号BEQ(i+1)を生成するロ
ーカルEQ制御回路64が、ローカルロウ制御回路とし
て設けられる。
【0155】ローカルEQ制御回路60からのローカル
ビット線イコライズ信号BEQiはメモリサブアレイM
SAijのビット線イコライズ回路BLEQに与えら
れ、ローカルBI制御回路61からのローカルビット線
分離信号BLIiは、メモリサブアレイMSAiに対し
て設けられたビット線分離ゲートBIGiへ与えられ
る。ローカルSA制御回路62からのローカルセンスア
ンプ活性化信号SNiおよびSPiは、メモリサブアレ
イMSAijおよびMSA(i+1)jに対して共通に
設けられるセンスアンプ回路SAへ与えられる。ローカ
ルBI制御回路63からのローカルビット線分離信号B
LI(i+1)は、メモリサブアレイMSA(i+1)
jに対して設けられたビット線分離ゲートBIG(i+
1)に与えられる。ローカルEQ制御回路64からのビ
ット線イコライズ信号BEQ(i+1)が、メモリサブ
アレイMSA(i+1)jに対して設けられたビット線
イコライズ回路BLEQへ与えられる。
【0156】また、この十字帯において、サブデコード
回路55からのメインサブデコード信号MSDおよびZ
MSDを、列ブロック選択信号WSjに従って変更して
サブデコード信号SDおよびZSDを生成してサブワー
ド線ドライバ40へ与えるサブデコードドライバ65が
設けられる。
【0157】この列ブロック選択信号WSjに従って、
ローカルロウ系制御回路を選択的に活性/非活性化する
ことにより、メモリサブアレイ単位での、選択的な活性
/非活性が可能とある。列ブロック選択信号WSjは、
通常動作モード時(オートリフレッシュモードを含む)
においてはすべて選択状態となり、一方、データ保持モ
ードのときには、選択的に必要な領域に対する列ブロッ
ク選択信号のみが、選択状態に駆動される。次に、各部
の構成について説明する。
【0158】[サブデコード回路55の構成]図21
は、図20に示すサブデコード回路55の構成を概略的
に示す図である。図21において、サブデコード回路5
5は、ラッチブロック選択信号BSLiの活性化時活性
化され、ロウアドレスビットRA0およびRA1をデコ
ードする(NAND型)サブデコーダ55aと、このサ
ブデコーダ55aの出力信号のレベル変換を行なってメ
インサブデコード信号MSD(MSD0−MSD3)を
生成するレベル変換回路とを含む。(NAND型)サブ
デコーダ55aから、補のメインサブデコード信号ZM
SD(ZMSD0−ZMSD3)が生成される。
【0159】レベル変換回路は、サブデコーダ55aの
出力信号を反転するインバータIVと、ノードND3と
接地ノードの間に接続されかつサブデコーダ55aの出
力信号(補のサブデコード信号ZMSD)をゲートに受
けるNチャネルMOSトランジスタQ4と、高電圧ノー
ドとノードND3の間に接続されかつそのゲートがノー
ドND4に接続されるPチャネルMOSトランジスタQ
1と、高電圧ノードとノードND4の間に接続されかつ
そのゲートがノードND3に接続されるPチャネルMO
SトランジスタQ2と、ノードND5と高電圧ノードと
の間に接続されかつそのゲートがノードND4に接続さ
れるPチャネルMOSトランジスタQ3と、ノードND
4と接地ノードの間に接続されかつそのゲートにインバ
ータIVの出力信号を受けるNチャネルMOSトランジ
スタQ5と、ノードND5と接地ノードの間に接続され
かつそのゲートにサブデコーダ55aからの補のサブデ
コード信号ZMSDを受けるNチャネルMOSトランジ
スタQ6を含む。ノードND5から、メインサブデコー
ド信号MSDが出力される。
【0160】この図21に示す構成が、サブデコード信
号MSD0−MSD3それぞれに対応して設けられる。
すなわち、1つのメインワード線に対応して4本のサブ
ワード線が配設されており、ロウアドレスビットRA0
(=RA<0>)およびRA1(=RA<1>)をデコ
ードすることにより、4本のサブワード線のうちの1つ
を選択する。なお、本実施の形態2においては、ロウア
ドレスビットRA0およびRA1は、クロック信号と非
同期のアドレスビットであってもよく、また内部クロッ
ク信号に同期して取込まれたアドレスビットであっても
よい。
【0161】また、これに代えて、サブデコーダ55a
がクロック信号と非同期でデコード動作を行ない、この
デコード結果が、内部クロック信号とブロック選択信号
とに従って転送されてサブデコード信号が生成されても
よい。
【0162】この図21に示すサブデコード回路55の
構成において、サブデコーダ55aは、NAND型デコ
ーダであり、ロウアドレスビットRA0およびRA1が
予め割当てられた論理レベルの組合せのときにLレベル
の信号を出力する。このサブデコーダ55aが選択され
たとき(ロウアドレスビットRA0およびRA1が所定
の論理レベルの組合せ状態にある)、インバータIVの
出力信号がHレベルとなり、MOSトランジスタQ5が
オン状態となり、ノードND4が接地電圧レベルへ放電
される。応じてMOSトランジスタQ1が導通しノード
ND3が高電圧Vppレベルに充電され、応じてPチャ
ネルMOSトランジスタQ2がオフ状態となる。このノ
ードND4が接地電圧レベルへ放電されると、Pチャネ
ルMOSトランジスタQ3がオン状態となり、ノードN
D5から出力されるメインサブデコード信号MSDが高
電圧VppレベルのHレベルとなる。このとき、MOS
トランジスタQ6は、補のメインサブデコード信号ZM
SDによりオフ状態にある。
【0163】一方、サブデコーダ55aが非選択状態の
ときには、補のメインサブデコード信号ZMSDがHレ
ベルとなり、インバータIVの出力信号がLレベルとな
る。MOSトランジスタQ4およびQ6がオン状態とな
り、ノードND3およびND5が接地電圧レベルに放電
される。応じて、MOSトランジスタQ2がオン状態と
なり、ノードND2が高電圧Vppレベルに充電され、
MOSトランジスタQ3がオフ状態となる。したがって
この状態には、メインサブデコード信号MSDが、Lレ
ベル(接地電圧レベル)となる。この図21に示すサブ
デコード回路55からのメインサブデコード信号MSD
およびZMSDが行ブロックRB♯i内において設けら
れたサブデコードドライバ65に伝達される。
【0164】[サブデコードドライバ65の構成]図2
2は、図24に示すサブデコードドライバ65の構成の
一例を示す図である。図22においてサブデコードドラ
イバ65は、メインサブデコード信号MSDと列ブロッ
ク選択信号WSjを受けてローカルサブデコード信号S
D(SD0−SD3)を生成するAND回路65aと、
補のメインサブデコード信号ZMSDを反転するインバ
ータ65bと、インバータ65bの出力信号と列ブロッ
ク選択信号WSjとを受けて補のサブデコード信号ZS
D(ZSD0−ZSD3)を生成するNAND回路65
cを含む。この図22に示す回路が、サブデコード信号
SD0−SD3それぞれに対応して設けられる。
【0165】列ブロック選択信号WSjがHレベルのと
きには、AND回路65aは、バッファ回路として動作
し、メインサブデコード信号MSDに従ってサブデコー
ド信号SDを生成する。一方、NAND回路65cが、
インバータとして動作し、補のメインサブデコード信号
ZMSDに従って補のサブデコード信号ZSDが生成さ
れる。列ブロック選択信号WSjがLレベルのときに
は、メインサブデコード信号MSDおよびZMSDの論
理レベルにかかわらず、サブデコード信号SDがLレベ
ル、補のサブデコード信号ZSDがHレベルとなる。し
たがって、このサブデコードドライバ65からは、非選
択状態のサブデコード信号SDおよびZSDが生成さ
れ、この列ブロック選択信号WSjが規定するメモリサ
ブアレイMSAijにおいてはサブワード線SWLはす
べて非選択状態を維持する。したがって、通常動作モー
ド時には列ブロック選択信号WSjをすべてHレベルに
設定し、データ保持モード時には、この列ブロック選択
信号WSjを選択的に非活性状態とする。データ保持モ
ード時、必要なメモリサブアレイにおいてのみ、サブデ
コード信号MSDおよびZMSDに従って、サブワード
線を選択状態へ駆動することができる。
【0166】[ローカルEQ制御回路60,64の構
成]図23は、ビット線イコライズに関連する部分の構
成を示す図である。メモリサブアレイMSAijおよび
MSA(i+1)jに対するビット線イコライズ制御部
の構成は同じであり、ブロック選択信号が異なるだけで
あるため、図23においては、これらのメモリサブアレ
イMSAijおよびMSA(i+1)jに対するビット
線イコライズの構成を共通に示す。
【0167】図23において、EQ制御回路50(5
4)は、バンク活性化信号RASEとラッチブロック選
択信号BSLi(BSL(i+1))とを受けるNAN
D回路50jを含む。このNAND回路50aから、メ
インビット線イコライズ指示信号BEQMi(またはB
EQM(i+1))が生成される。ローカルEQ制御回
路60(60)は、メインビット線イコライズ指示信号
BEQMi(BEQM(i+1))を受けるインバータ
60aと、インバータ60aの出力信号と列ブロック選
択信号WSjを受けるNAND回路60bを含む。NA
ND回路60bから、ローカルビット線イコライズ信号
BEQi(BEQ(i+1))が生成される。
【0168】ビット線イコライズ回路BLEQは、この
ローカルビット線イコライズ信号BEQiの活性化に応
答して導通するNチャネルMOSトランジスタQ7、Q
8およびQ9を含む。MOSトランジスタQ7は、ビッ
ト線BLuおよびZBLu(またはBLl,ZBLl)
を導通時短絡し、MOSトランジスタQ8およびQ9
は、導通時、ビット線プリチャージ電圧VBLを、ビッ
ト線BLuおよびZBLu(BLl,ZBLl)へ伝達
する。
【0169】行ブロックRB♯iが選択されたときに
は、ラッチブロック選択信号BSLiおよびバンク活性
化信号RASEがHレベルとなり、メインビット線イコ
ライズ指示信号BEQMiがLレベルに立下がる。列ブ
ロック選択信号WSjが、Hレベルのときには、ローカ
ルEQ制御回路60が、インバータバッファ回路として
動作し、このメインビット線イコライズ指示信号BEQ
Miに従って、ローカルビット線イコライズ信号BEQ
iを生成する。したがって、選択行ブロックにおいて列
ブロック選択信号WSjがHレベルであれば、ビット線
イコライズ信号BEQiがLレベルとなり、ビット線イ
コライズ回路BLEQが非活性化され、ビット線BLお
よびZBL(ビット線を総称的に示す)が中間電圧VB
Lレベルでフローティング状態となる。
【0170】一方、非選択行ブロックにおいては、ブロ
ック選択信号BSLiがLレベルであるため、メインビ
ット線イコライズ指示信号BEQMiがHレベルであ
り、列ブロック選択信号WSjがHレベルであれば、ロ
ーカルビット線イコライズ信号BEQiもHレベルとな
り、応じて、ビット線イコライズ回路BLEQが活性化
されてビット線BLおよびZBLが、中間電圧VBLに
プリチャージされる。
【0171】列ブロック選択信号WSjが、Lレベルで
あれば、メインビット線イコライズ指示信号BEQMi
の論理レベルにかかわらず、ローカルビット線イコライ
ズ信号BEQiがHレベルを維持し、ビット線イコライ
ズ回路BLEQが活性状態を維持する。
【0172】したがって、通常動作モード時(オートリ
フレッシュモードを含む)においては、列ブロック選択
信号WSjを選択状態に設定し、セルフリフレッシュが
行なわれるデータ保持モードにおいては、列ブロック選
択信号WSjを選択的に活性/非活性状態に設定する。
これにより、メモリサブアレイ単位で、ビット線のイコ
ライズ動作を制御することができる。
【0173】なお、信号BEQMiおよびBEQM(i
+1)は、その振幅は高電圧Vppレベルである。高電
圧Vppを用いてビット線イコライズ回路BLEQを制
御することにより、高速なビット線プリチャージ動作を
実現し、また低電源電圧下においても、このビット線イ
コライズ回路BLEQの、MOSトランジスタQ7−Q
9のしきい値電圧の影響を受けることなく正確に、ビッ
ト線を中間電圧レベルにイコライズする。
【0174】[センスアンプ制御回路の構成]図24
は、センスアンプの制御に関連する部分の構成を示す図
である。図24において、バンク活性化信号RASEの
立上がりを遅延する立上がり遅延回路70から、メイン
センスアンプ活性化指示信号SOが生成される。このメ
インセンスアンプ活性化指示信号SOは、1つのバンク
に含まれる行ブロックに共通に与えられる。
【0175】SA制御回路52は、ラッチブロック選択
信号BSLiおよびBSL(i+1)を受けるOR回路
52aと、OR回路52aの出力信号とメインセンスア
ンプ活性化指示信号SOを受けるAND回路回路52b
を含む。このAND回路52bから、メインセンスアン
プ活性化信号SNMiおよびSPMiが生成される。こ
れらのメインセンスアンプ活性化信号SNMiおよびS
PMiの活性化タイミングを異ならせるために、センス
アンプ活性化信号SPMiに対し、タイミング調整用の
バッファ回路が設けられてもよい。
【0176】行ブロックRB♯iおよびRB♯(i+
1)のいずれかが選択されたときには、OR回路52a
の出力信号がHレベルとなる。AND回路52bは、立
上がり遅延回路70からのメインセンスアンプ活性化指
示信号SOに従って、メインセンスアンプ活性化信号S
NMiおよびSPMiを生成する。これらのメインセン
スアンプ活性化信号SNMiおよびSPMiは、非活性
化時Lレベルである。
【0177】ローカルSA制御回路62は、メインセン
スアンプ活性化信号SNMiと列ブロック選択信号WS
jを受けるAND回路62aと、メインセンスアンプ活
性化信号SPMiと列ブロック選択信号WSjを受ける
NAND回路62bを含む。AND回路62aから、ロ
ーカルセンスアンプ活性化信号SNiが出力され、NA
ND回路62bから、ローカルセンスアンプ活性化信号
ZSPiが出力される。
【0178】列ブロック選択信号WSjがLレベルのと
きには、ローカルセンスアンプ活性化信号SNiがLレ
ベル、ローカルセンスアンプ活性化信号ZSPiがHレ
ベルとなり、センスアンプ回路SAは非活性状態を維持
する。列ブロック選択信号WSjがHレベルのときに
は、AND回路62aが、メインセンスアンプ活性化信
号SNMiに従ってローカルセンスアンプ活性化信号S
Niを生成する。一方、NAND回路62bは、メイン
センスアンプ活性化信号SPMiを反転してローカルセ
ンスアンプ活性化信号ZSPiを生成する。したがっ
て、ローカルセンスアンプ活性化信号SNiおよびZS
Piは、活性化時、それぞれ、HレベルおよびLレベル
となる。
【0179】センスアンプ回路SAは、ゲートおよびド
レインが交差結合されるNチャネルMOSトランジスタ
QaおよびQbと、ゲートおよびドレインが交差結合さ
れるPチャネルMOSトランジスタQcおよびQdと、
ローカルセンスアンプ活性化信号SNiの活性化に応答
して導通し、MOSトランジスタQaおよびQbのソー
スを接地ノードに結合するNチャネルMOSトランジス
タQeと、ローカルセンスアンプ活性化信号ZSPiの
活性化時導通し、MOSトランジスタQcおよびQdの
ソースを電源ノードに結合するPチャネルMOSトラン
ジスタQfを含む。
【0180】このセンスアンプ回路SAにおいては、ロ
ーカルセンスアンプ活性化信号SNiおよびZSPiが
それぞれLレベルおよびHレベルのときには、MOSト
ランジスタQeおよびQfがオフ状態であり、センス動
作は禁止される。一方、ローカルセンスアンプ活性化信
号SNiおよびZSPiがそれぞれHレベルおよびLレ
ベルとなると、MOSトランジスタQeおよびQfがオ
ン状態となり、MOSトランジスタQaおよびQbのソ
ースノードが接地ノードに結合され、共通ビット線BL
CおよびZBLCのうちの低電位の共通ビット線を接地
電圧レベルへ放電する。一方、MOSトランジスタQc
およびQdの共通ソースノードが電源ノードに結合さ
れ、共通ビット線BLCおよびZBLCの高電位の共通
ビット線を電源電圧レベルに駆動する。これらの共通ビ
ット線BLCおよびZBLCは、ビット線分離ゲートを
介して選択メモリサブアレイの対応のビット線に結合さ
れる。
【0181】[センスアンプ制御部の変更例]図25
は、センスアンプ制御部の変更例の構成を示す図であ
る。図25において、SA制御回路52は、メインセン
スアンプ活性化信号SNMiをインバータ52cにより
反転してメインセンスアンプ活性化信号SPMiを生成
する。このSA制御回路52は、図24に示す構成と同
様、OR回路52aおよびAND回路52bを含む。
【0182】ローカルSA制御回路62は、センス電源
ノードと接地ノードの間に直列に接続され、それぞれの
ゲートにメインセンスアンプ活性化信号SNMiおよび
列ブロック選択信号WSjを受けるNチャネルMOSト
ランジスタQgおよびQhと、電源ノードとセンス電源
線の間に直列に接続され、それぞれのゲートに列ブロッ
ク選択信号の反転信号とメインセンスアンプ活性化信号
SPMiを受けるPチャネルMOSトランジスタQiお
よびQjを含む。ローカルSA制御回路62から、ロー
カルセンスアンプ活性化信号ZSNiおよびSPiが出
力される。ローカルセンスアンプ活性化信号ZSNiは
活性化時Lレベルであり、ローカルセンスアンプ活性化
信号SPiは、活性化時Hレベルである。
【0183】センスアンプ回路SAは、交差結合される
NチャネルMOSトランジスタQaおよびQbと、交差
結合されるPチャネルMOSトランジスタQcおよびQ
dを含む。MOSトランジスタQaおよびQbのソース
にローカルセンスアンプ活性化信号ZSNiが伝達さ
れ、MOSトランジスタQcおよびQdのソースに、ロ
ーカルセンスアンプ活性化信号SPiが伝達される。す
なわち、この図25に示すセンスアンプ回路SAでは、
センスアンプ活性化用のトランジスタQeおよびQfは
設けられていない。
【0184】ローカルSA制御回路62は、サブワード
ドライバ帯とセンスアンプ帯の交差部、すなわち十字帯
に配置される。したがって、このローカルSA制御回路
62を、メモリサブアレイに対するセンス電源トランジ
スタとして利用することにより、通常動作モード時のセ
ンス電源電圧の配線抵抗に起因する分布を抑制する。
【0185】この図25に示すローカルSA制御回路6
2は、非選択時、出力ハイインピーダンス状態となる。
この場合、センス電源線を所定の中間電圧レベルにプリ
チャージするセンスプリチャージ/イコライズ回路を設
け、信号ZSNiおよびSPiに対しビット線イコライ
ズ回路と同様の制御を行なう。
【0186】[ビット線分離制御部の構成]図26は、
ビット線分離制御部の構成を示す図である。図26にお
いては、メモリサブアレイMSAijに対して設けられ
るビット線分離制御部の構成を示す。メモリサブアレイ
MSA(i+1)jについても同様の構成が設けられ
る。
【0187】BI制御回路51は、バンク活性化信号R
ASEとラッチブロック選択信号BSL(i+1)を受
けるAND回路51aを含む。AND回路51aから、
メインビット線分離指示信号BLIMiが出力される。
【0188】ローカルBI制御回路61は、メインビッ
ト線分離指示信号BLIMiと列ブロック選択信号WS
jを受けるNAND回路61aを含む。このNAND回
路61aから、メモリサブアレイMSAijに含まれる
ビット線分離ゲートBIGiに対しビット線分離信号B
LIiが伝達される。
【0189】メモリサブアレイMSAijの選択時、ラ
ッチブロック選択信号BSL(i+1)がHレベルとな
り、メインビット線分離指示信号BLIMiがHレベル
となる。列ブロック選択信号WSjがHレベルであれ
ば、ローカルBI制御回路61からのビット線分離信号
BLIiがLレベルとなり、ビット線分離ゲートBIG
iが非導通状態となる。したがって、このメモリサブア
レイMSAijが、対応のセンスアンプ帯から分離され
る。
【0190】一方、列ブロック選択信号WSjがLレベ
ルのときには、ローカルBI制御回路61からのビット
線分離信号BLIiはHレベルとなり、ビット線分離ゲ
ートBIGiは導通状態を維持し、メモリサブアレイM
SAijが対応のセンスアンプ帯に接続される。この列
ブロック選択信号WSjがLレベルのときには、対応の
メモリサブアレイMSAijにおいてビット線イコライ
ズ回路BLEQによりビット線イコライズ動作が行なわ
れており、また対応のセンスアンプ回路SAは非活性状
態を維持する。したがって、列ブロック選択信号WSj
により、非選択メモリサブアレイはプリチャージ状態を
維持する。ラッチブロック選択信号BSL(i+1)が
Lレベルのときには、メインビット線分離指示信号BL
IMiがLレベルとなる。列ブロック選択信号WSjが
Hレベルのときには、ビット線分離信号BLIiがHレ
ベルとなり、メモリサブアレイMSAijは、対応のセ
ンスアンプ帯に接続される。したがって、このラッチブ
ロック選択信号BSLiおよびBSL(i+1)がとも
にLレベルのときには、メモリサブアレイMSAijお
よびMSA(i+1)jはともにアンプ帯に結合されて
プリチャージ状態を維持する。
【0191】[リフレッシュアドレス発生部の構成]図
27は、この発明の実施の形態2に従う半導体記憶装置
のリフレッシュアドレス発生部の構成を概略的に示す図
である。この図27に示すリフレッシュアドレス発生部
は、図5のリフレッシュアドレスカウンタ回路25に相
当する。
【0192】図27において、リフレッシュアドレス発
生部は、行についてのリフレッシュ領域を示すアドレス
を格納するリフレッシュ領域アドレスレジスタ70と、
リフレッシュモード時、図5に示すOR回路からのカウ
ントアップ信号に従ってカウント動作を行なうカウント
回路71と、リフレッシュ領域のサイズ情報を記憶する
サイズ情報記憶回路72と、サイズ情報記憶回路72の
記憶情報に従って、リフレッシュ領域アドレスレジスタ
70の格納アドレスおよびカウント回路71の出力カウ
ントをビット単位で選択的に通過させてリフレッシュア
ドレスQAを生成する接続回路73と、列ブロック単位
でのリフレッシュすべき列ブロック領域を示すアドレス
を記憶する列ブロックレジスタ74と、列ブロックレジ
スタ74の記憶列アドレスをデコードするデコーダ75
と、セルフリフレッシュ活性化信号SRFACTを反転
するインバータ76と、インバータ76の出力信号とデ
コーダ75からの信号とを受けて列ブロック選択信号W
S(WS<7:0>)を生成するOR回路77を含む。
【0193】リフレッシュ領域アドレスレジスタ70
は、データ保持領域を指定するためにリフレッシュアド
レスの固定すべきビット位置を示す情報を格納する。サ
イズ情報記憶回路72は、リフレッシュ領域アドレスレ
ジスタ70の固定アドレスビット数を示す情報を記憶
し、選択回路73の選択動作を制御する。たとえば、行
ブロックが、1つだけリフレッシュされる場合、この行
ブロックを特定するアドレスを所定値に固定する。ロウ
アドレスビットRA<11:9>により、行ブロックR
B♯0−RB♯7の1つが特定される場合、3ビットの
アドレスが、特定の行ブロックを示す値に固定される。
サイズ情報記憶回路72は、3ビットの固定情報を生成
し、行ブロックアドレスに相当する3ビットについて、
カウント回路71からのカウントビットに代えてリフレ
ッシュ領域アドレスレジスタ70に格納されたブロック
アドレスを選択する。これにより、行ブロックアドレス
が、リフレッシュ領域アドレスレジスタ70に格納され
たアドレスに固定され、固定行ブロックにおけるワード
線が、カウント回路71の下位の出力カウント値に従っ
て指定される。
【0194】すなわち、図28に示すように、リフレッ
シュ領域アドレスレジスタ70に、リフレッシュすべき
領域を特定するアドレスビットを格納する。図28にお
いて、このアドレスRFA<11:0>が格納された状
態を示す。サイズ情報記憶回路72の記憶情報によりカ
ウント回路71からのカウント値CT<11:0>のう
ち、上位3ビットが、リフレッシュ領域アドレスレジス
タ70に格納されたリフレッシュ領域アドレスRA<1
1:9>で置換される。これにより、リフレッシュアド
レスビットQA<11:0>のうち、上位3ビットのリ
フレッシュアドレスQA<11>−QA<9>がリフレ
ッシュ領域アドレスレジスタ70に格納されたアドレス
ビット値で固定される。一方、下位9ビットのアドレス
QA<8>−QA<0>は、カウント回路71からのカ
ウント値CT<8:0>で置換される。これにより、所
望のアドレス領域単位で、リフレッシュ領域を特定する
ことができる。この場合、リフレッシュアドレスビット
QA<11:0>の最上位1ビットのQA<11>のみ
を固定した場合、4つの行ブロックをリフレッシュ領域
として指定することができる。最上位2ビットのリフレ
ッシュアドレスQA<11:10>を固定した場合、2
つの行ブロックをリフレッシュ領域として特定すること
ができる。また、最上位4ビットのリフレッシュアドレ
スQA<11:8>を固定した場合、1つの行ブロック
の1/2の領域をリフレッシュ領域として特定すること
ができる。
【0195】また、最下位リフレッシュアドレスビット
QA0のみを固定した場合、偶数行または奇数行の領域
を、リフレッシュ領域として特定することができる。固
定されるリフレッシュアドレスビットの数に応じてリフ
レッシュ周期を変更する。すなわち、固定されるリフレ
ッシュアドレスビット数が1つの場合には、リフレッシ
ュ要求発行周期を2倍にする。固定されるリフレッシュ
アドレスビット数が2であれば、リフレッシュ間隔を4
倍に設定する。固定されるリフレッシュアドレスビット
数が3であれば、リフレッシュ間隔を8倍にする。これ
らは、単にリフレッシュタイマの周期を、固定されるビ
ット数に応じて変更することにより容易に実現される。
【0196】図29は、図27に示すサイズ情報記憶回
路70および選択回路73の構成を概略的に示す図であ
る。図29においては、1ビットのアドレスについての
構成を示す。サイズ情報記憶回路72は、リフレッシュ
アドレスビットそれぞれに対応して設けられるレジスタ
回路を含む。図29においては、アドレスビットQA<
i>に対して設けられたレジスタ回路72iを示す。選
択回路73も、同様、リフレッシュアドレスビットそれ
ぞれに対応して設けられるマルチプレクサを含む。図2
9においては、アドレスビットRFA<i>およびカウ
ントビットCT<i>に対して設けられるマルチプレク
サ73iを代表的に示す。このマルチプレクサ73i
は、サイズ情報記憶回路72の対応のレジスタ回路72
iの記憶ビットが“1”のとき導通し、アドレスビット
RFA<i>を通過させるトランスファーゲートTA
と、レジスタ回路72iの記憶ビットを反転するインバ
ータIV2と、このインバータIV2の出力信号がHレ
ベル(レジスタ回路72iの記憶ビットが“0”)のと
き導通し、カウントビットCT<i>を通過させるトラ
ンスファーゲートTBを含む。このレジスタ回路72i
に格納されたビット値に応じて、アドレスビットRFA
<i>およびCT<i>の一方を選択してリフレッシュ
アドレスビットQA<i>を生成することにより、行に
ついてのリフレッシュ領域を所望の大きさに設定するこ
とができる。
【0197】図30は、図27に示す列ブロックレジス
タ74およびデコーダ75の構成を示す図である。列ブ
ロックは、図16に示すように8個設けられており、こ
の列ブロックを特定するために、3ビットの列ブロック
アドレスを列ブロックレジスタ70に格納する。この列
ブロックレジスタ74は、相補列ブロックアドレスビッ
トCB0,ZCB0−CB2,ZCB2をそれぞれ格納
するレジスタ回路74a−74fを含む。相補アドレス
ビットを格納することにより、同時に選択される列ブロ
ックの数を、1、2、4および8のいずれかに設定す
る。すなわち、アドレスの縮退状態を実現する。デコー
ダ75は、レジスタ74のレジスタ回路74a−74f
のそれぞれの所定の組合せの3ビットを受けるAND回
路75a−75hを含む。これらのAND回路75a−
75hは、与えられた3ビットのアドレスがすべてHレ
ベルのときに、列ブロック選択信号WSF0−WSF7
を選択状態へ駆動する。列ブロック選択信号WSF0−
WSF7の各々と、セルフリフレッシュ活性化信号SR
FACTの反転信号との論理和を取って、最終の列ブロ
ック選択信号WS0−WS7を生成する。
【0198】図31は、列ブロックCB♯0−CB♯7
と列ブロックアドレスビットCB0−CB2の対応の一
例を示す図である。ビットCB2により、列ブロックC
B♯0−CB♯3またはCB♯4−CB♯7が特定され
る。ビットCB1により、列ブロックCB♯0,CB♯
1,CB♯4およびCB♯5またはCB♯2,CB♯
3,CB♯6およびCB♯7が指定される。ビットCB
0により、列ブロックCB♯0,CB♯2,CB♯4,
およびCB♯6または奇数列ブロックCB♯1,CB♯
3,CB♯5およびCB♯7の一方が選択される。
【0199】ビットCB2−CB0をすべて非縮退状態
に設定した場合、1つの列ブロックが特定される。列ア
ドレスビットCB2を縮退状態とし、CB2およびZC
B2をともに“1”に設定した場合、ビットCB1およ
びCB0により、2つの列ブロックが特定される。ビッ
トCB1およびCB2をともに縮退状態に設定した場
合、アドレスビットCB0により、4つの列ブロックが
特定される。アドレスビットCB0−CB2をすべて縮
退状態に設定した場合、列ブロックCB♯0−CB♯7
すべてが特定される。
【0200】したがって、この相補アドレスビットCB
0,ZCB0−CB2,ZCB2をレジスタ74に格納
することにより、任意のサイズの列ブロックをデータ保
持モード時、選択状態へ駆動することができる。
【0201】なお、図27に示すリフレッシュ領域アド
レスレジスタ70、サイズ情報記憶回路72および列ブ
ロックレジスタ74へのデータの設定は、レジスタモー
ドセットコマンドを印加して、これらのレジスタ70、
72および74へのデータ書込を実行する。データの書
込時、アドレス入力ノードを利用する場合、このレジス
タモードセットコマンドが、特定のアドレスビットを利
用する場合、同時に、必要とされるデータをすべて同時
に与えることができなくなることが考えられる。この場
合、アドレスビットをデコードしてこれらの格納データ
が生成されてもよく、また逐次、必要なデータがクロッ
ク信号に同期してシフトインされてもよい。
【0202】以上のように、この発明の実施の形態2に
従えば、データ保持を行なうモード時においては、リフ
レッシュ領域を、列ブロック単位で設定しており、デー
タ保持モード時に駆動されるセンスアンプ回路の数を低
減でき、応じて消費電流を低減することができる。
【0203】なお、オートリフレッシュモード時におい
ては、セルフリフレッシュ活性化信号SRFACTは、
非活性状態であり、通常アクセス動作モードと同様、行
ブロック単位で活性/非活性化が行なわれる。これは、
通常アクセスモード時においては、中間処理結果データ
を、リフレッシュして保持し、以後の処理に用いる必要
がある状態が存在するためである。しかしながら、オー
トリフレッシュモード時においても、サブワード線単位
でデータのリフレッシュを行なう場合には、単に、セル
フリフレッシュ活性化信号SRFACTに代えて、オー
トリフレッシュ活性化信号ARFACTとセルフリフレ
ッシュ活性化信号SRFACTの論理和を取ったリフレ
ッシュ活性化信号RFACTが用いられればよい。
【0204】[実施の形態3]図32は、この発明の実
施の形態3に従う半導体記憶装置の要部の構成を概略的
に示す図である。図32においては、メモリサブアレイ
MSAijの部分の構成を示す。図32において、メモ
リサブアレイMASAijにおいてはノーマルメインワ
ード線NMWLおよびスペアメインワード線SMWLが
配設される。このノーマルメインワード線NMWLに4
つのノーマルサブワード線NSWL0−NSWL3が配
設され、またスペアメインワード線SMWLに対し、4
本のスペアサブワード線SSWL0−SSWL3が配設
される。ノーマルサブワード線NSWL0−NSWL3
に対応して、サブワード線ドライバSWD0−SWD3
がそれぞれ配設され、スペアサブワード線SSWL0−
SSWL3に対し、スペアサブワード線ドライバSSD
0−SSD3が配設される。
【0205】これらの4本のノーマルサブワード線NS
WL0−NSWL3の1つおよびスペアサブワード線S
SWL0−SSWL3の1つを特定するために、サブデ
コード信号SD0−SD3が生成される。このサブデコ
ード信号SD0−SD3は、ロウアドレスビットRA<
1:0>から生成される。
【0206】列ブロック単位で、このサブワード線の活
性/非活性を制御するために、サブデコーダ信号SD0
−SD3に対応してそれぞれの第1の入力に列ブロック
選択信号WSjを受けるAND回路ANG0−ANG3
が配設される。AND回路ANG0−ANG3は、それ
ぞれの第2の入力に、サブデコード信号SD0−SD3
を受け、それぞれの出力信号がサブワード線ドライバS
WD0−SWD3およびSSD0−SSD3へ与えられ
る。これらのAND回路ANG0−ANG3は、先の図
22に示すAND回路65aに対応する。このサブワー
ド線ドライバSWD0−SWD3およびSSD0−SS
D3に対しては、補のサブデコード信号ZSD0−ZS
D3も与えられる。これらの補のサブデコード信号ZS
D0−ZSD3に対しては、列ブロック選択信号WSj
を受けるNAND回路が設けられるが、図32において
は、図面を簡略化するために示していない。
【0207】ノーマルメインワード線NMWLに対して
は、ブロック選択信号BS(ラッチブロック選択信号B
SL)およびワード線駆動タイミング信号RXTに従っ
て図示しないプリデコーダから与えられたプリデコード
信号Xi,XjおよびXkをデコードしてノーマルメイ
ンワード線NMWLを選択状態へ駆動するロウデコーダ
5aが設けられ、またスペアメインワード線SMWLに
対しては、ブロック選択信号BSおよびワード線駆動タ
イミング信号RXTの活性化に応答してスペアメインワ
ード線SMWLを選択状態へ駆動するスペアワード線ド
ライバ5bが設けられる。ロウデコーダ5aは、スペア
イネーブル回路4aからのノーマルロウイネーブル信号
NREの活性化時活性化されてデコード動作を行なう。
スペアワード線ドライバ5bは、スペアロウイネーブル
信号SREの活性化時スペアメインワード線SMWLを
選択状態へ駆動する。このスペアイネーブル回路4a
は、先の図15に示すスペア判定回路からのスペア判定
結果指示信号/SPARE_Eに従ってノーマルロウイ
ネーブル信号NREおよびスペアロウイネーブル信号S
REを発生する。ノーマルメインワード線NMWLに接
続するノーマルサブワード線のいずれかに不良メモリセ
ルMCが接続する場合には、このノーマルメインワード
線NMWLが、スペアメインワード線SMWLで置換さ
れる。
【0208】図33(A)は、通常アクセス動作モード
時の不良サブワード線救済の状態を示す図である。今、
ノーマルメインワード線NMWLに対応して設けられる
ノーマルサブワード線NSWLdに不良メモリセルが存
在する場合を考える。通常アクセス動作モード時におい
ては、ノーマルメインワード線NMWLが非選択状態に
なり、一方、スペアメインワード線SMWLが選択状態
へ駆動され、このノーマルメインワード線NMWL全体
が、スペアメインワード線SMWLで置換される。した
がって、この不良ノーマルサブワード線NSWLdの不
良メモリセルは、対応して配置されるスペアサブワード
線SSWLdにより、置換され救済される。この場合、
ノーマルメインワード線NMWLに対応して設けられノ
ーマルサブワード線NSWLが、すべて、対応のスペア
サブワード線SSWLにより置換される。したがって、
この1つの行ブロック内において、ノーマルメインワー
ド線およびスペアメインワード線が存在する場合、行ブ
ロック内においてメインワード線単位で不良救済が実行
される。
【0209】図33(B)および(C)は、データ保持
モード時における冗長置換の状態を概略的に示す図であ
る。図33(B)において、列ブロック選択信号WSj
がHレベルであり、残りの列ブロック選択信号(図示せ
ず)が非選択状態のときを考える。この列ブロックにお
いてはノーマルサブワード線NSWLaおよびスペアサ
ブワード線SSWLaが配設される。ノーマルスペアサ
ブワード線NSWLaにおいては、不良メモリセルは接
続されていない。この場合においても、スペア判定結果
に従って、ノーマルメインワード線NMWLがスペアメ
インワード線SMWLにより置換されるため、ノーマル
メインワード線NMWLおよびノーマルサブワード線N
SWLaは、非選択状態を維持する。一方、スペアメイ
ンワード線SMWLが選択状態へ駆動され、列ブロック
選択信号WSjに従って、スペアサブワード線SSWL
aが選択状態へ駆動される。したがって、メモリサブア
レイ単位でデータ保持モード時リフレッシュを行なう場
合でも、サブワード線単位での冗長置換を行なうことが
できる。
【0210】図33(C)に示すように、列ブロック選
択信号WSkが選択状態のHレベルに駆動された場合を
考える。この列ブロック選択信号WSkの指定する列ブ
ロック内に、ノーマルサブワード線NSWLdおよびス
ペアサブワード線SSWLdが配設される。ノーマルサ
ブワード線NSWLdには不良メモリセルが存在してお
り、ノーマルメインワード線NMWLは、スペア判定結
果に基づいて、スペアメインワード線SMWLに置換さ
れる。列ブロック選択信号WSkが選択状態にあり、ス
ペアサブワード線ドライバSSDにより、スペアサブワ
ード線SSWLdが選択状態へ駆動される。ノーマルメ
インワード線NMWLは、非選択状態にあるため、ノー
マルサブワード線NSWLdは非選択状態を保持する。
したがって、不良ノーマルサブワード線NSWLdを、
スペアサブワード線SSWLdで置換することができ
る。
【0211】以上のように、データ保持モード時、メモ
リサブアレイ単位で活性化する場合においても、不良ノ
ーマルサブワード線を正確にスペアサブワード線で置換
して不良救済を行なうことができ、正確に必要とされる
データを保持することができる。
【0212】[変更例1]図34は、この発明の実施の
形態3の変更例1の構成を概略的に示す図である。図3
4においては、1つの行ブロックに対応する行系回路の
構成を概略的に示す。図34において、列ブロック(メ
モリサブアレイ)それぞれに対応して、ロウアドレスビ
ットRA<8:2>を受けるブロックスペア判定器75
a−75hが設けられる。これらのブロックスペア判定
器75a−75hは、列ブロック(メモリサブアレイ)
単位で、不良メインワード線アドレスを記憶し、メモリ
サブアレイ単位で、不良メインワード線がアドレス指定
されたか否かを判定する。
【0213】行系回路は、さらに、ブロックスペア判定
器75a−75hからのノーマルロウイネーブル信号N
RE0−NRE7を受けるOR回路76nと、ブロック
スペア判定器75a−75hからのスペアロウイネーブ
ル信号SRE0−SRE7を受けるOR回路76sと、
OR回路76nからのノーマルロウイネーブル信号NR
EMの活性化時プリデコード信号(図示せず)をさらに
デコードし、対応のメインワード線NMWLを選択状態
へ駆動するロウデコーダ5aと、OR回路76sからの
スペアロウイネーブル信号SREMの活性化時対応のス
ペアメインワード線SMWLを選択状態へ駆動するスペ
アワード線ドライバ5bを含む。これらのロウデコーダ
5aおよびスペアワード線ドライバ5bの構成は、図3
2に示す構成と同じである。
【0214】列ブロックそれぞれに対応して、サブワー
ド線ドライバを含むサブワード線ドライバ群77a−7
7hが設けられる。これらのサブワード線ドライバ群7
7a−77hは、それぞれ、対応のメモリサブアレイに
おけるノーマルサブワード線NSWLまたはスペアサブ
ワード線SSWLを選択状態へ駆動する。これらのサブ
ワード線ドライバ群77a−77hへは、それぞれ、ノ
ーマルロウイネーブル信号NRE0−NRE7、列ブロ
ック選択信号WS0−WS7およびスペアロウイネーブ
ル信号SRE0−SRE7が与えられる。また、これら
のサブワード線ドライバ群77a−77hに共通に、サ
ブデコード信号SD0−SD3およびZSD0−ZSD
3が与えられる。
【0215】この図34に示す構成においては、不良行
は、メモリサブアレイ単位で救済される。たとえば、サ
ブワード線ドライバ群77aに接続するノーマルサブワ
ード線NSWLが不良であり、残りのサブワード線ドラ
イバ群77b−77hに接続するノーマルサブワード線
NSWLが正常な場合、ブロックスペア判定器75aか
らスペアロウイネーブル信号SRE0が活性状態とな
り、一方ノーマルロウイネーブル信号NRE0が非活性
状態となる。残りのスペアロウイネーブル信号SRE1
−SRE7は非活性状態であり、ノーマルロウイネーブ
ル信号NRE1−NRE7が活性状態となる。したがっ
てロウデコーダ5aがデコード動作を行なってノーマル
メインワード線NMWLを選択状態へ駆動し、また同時
に、スペアワード線ドライバ5bも、スペアロウイネー
ブル信号SREMが活性状態であるため、スペアメイン
ワード線SMWLを選択状態へ駆動する。ノーマルロウ
イネーブル信号NRE0が非活性状態であり、スペアロ
ウイネーブル信号SRE0が活性状態であるため、サブ
ワード線ドライバ群77aにおいて、ノーマルサブワー
ド線ドライバは非活性状態、スペアサブワード線ドライ
バが活性状態となり、このサブワード線ドライバ群77
aに接続するノーマルサブワード線NSWLは非選択状
態を維持し、一方スペアサブワード線SSWLが選択状
態へ駆動される。
【0216】スペア判定回路を列ブロックごとに設ける
必要があるものの、各行ブロックにおいて、メモリサブ
アレイ単位で不良行の救済を行なうことができ、より救
済効率を改善することができる。データ保持モード時に
おいては列ブロック選択信号WS0−WS7に従ってサ
ブワード線ドライバ群77a−77hが選択的に能動化
される。したがって、データ保持モードにおいても、正
確に、不良行救済を行なってデータ保持動作を行なうこ
とができる。
【0217】図35は、メモリサブアレイMSAijに
対するサブワード線ドライバ群77jの構成を概略的に
示す図である。図35において、サブワード線ドライバ
群77jは、サブデコード信号SD0−SD3それぞれ
に対応して設けられるAND回路ANG0−ANG3を
含む。これらのAND回路ANG0−ANG3へは、列
ブロック選択信号WSjとノーマルロウイネーブル信号
NREjを受けるAND回路79nの出力信号が共通に
与えられる。これらのAND回路ANG0−ANG3か
ら、このメモリサブアレイMSAijに含まれるノーマ
ルサブワード線NSWL0−NSWL3それぞれに対す
るサブデコード信号が生成される。
【0218】スペアサブワード線SSWL0−SSWL
3に対して、サブデコード信号SD0−SD3をそれぞ
れの第1の入力に受けるAND回路ASG0−ASG3
が設けられる。これらのAND回路ASG0−ASG3
の第2の入力へは共通に、スペアロウイネーブル信号S
REjと列ブロック選択信号WSjを受けるAND回路
79sの出力信号が与えられる。AND回路ASG0−
ASG3の出力信号が、スペアサブワード線ドライバS
SD0−SSD3へ与えられる。
【0219】この変更例2においては、メモリサブアレ
イ単位でサブワード線の置換を行なうため、スペアサブ
ワード線SSWL0−SSWL3に対するサブデコード
信号とノーマルサブワード線NSWL0−NSWL3に
対するサブデコード信号とを別々に生成する必要があ
る。補のサブデコード信号ZSD0−ZSD3について
は、先の図22に示す同様の構成が利用されてもよい
が、これらのAND回路ANG0−ANG3およびAS
G0−ASG3の出力信号を反転してデコード信号ZS
D0−ZSD3を生成してもよい。
【0220】列ブロック選択信号WSjがLレベルのと
きには、AND回路79nおよび79sの出力信号はと
もにLレベルであり、サブワード線ドライバSWD0−
SWD3およびSSD0−SSD3へ与えられるサブデ
コード信号はすべてLレベルの非選択状態であり、サブ
ワード線選択動作は行なわれない。
【0221】一方、列ブロック選択信号WSjがHレベ
ルとなると、AND回路79nおよび79sがイネーブ
ルされる。ノーマルロウイネーブル信号NREjがHレ
ベルの場合には、スペアロウイネーブル信号SREjは
Lレベルであり、スペアサブワード線ドライバSSD0
−SSD3へ与えられるサブデコード信号はすべてLレ
ベルであり、スペアサブワード線の選択は行なわれな
い。一方、ノーマルサブワード線NSWL0−NSWL
3については、AND回路ANG0−ANG3の出力信
号に従ってサブワード線選択動作が実行される。逆に、
スペアロウイネーブル信号SREjがHレベルとなり、
不良行が指定された場合には、AND回路79sの出力
信号がHレベルとなり、スペアサブワード線ドライバS
SD0−SSD3のいずれかが、AND回路ASG0−
ASG3の出力信号に従ってスペアサブワード線SSW
L0−SSWL3のうちの対応のスペアサブワード線を
選択状態へ駆動する。これにより、メモリサブアレイM
SAij内において不良行をスペアサブワード線の置換
により救済することができる。
【0222】なお、補のサブデコード信号ZSD0−Z
SD3については、サブデコード信号SD0−SD3と
同じ論理レベルの信号を生成し、これらをNAND回路
で受けてローカルサブデコード信号を生成してもよい。
このNAND回路へ、AND回路79nの出力信号また
は79sの出力信号が与えられる。
【0223】なお、AND回路79n、79s、AND
0−AND3、およびASG0−ASG3は、高電圧V
ppレベルの信号を生成する。
【0224】また、スペアサブワード線の数は、1本で
あってもよい(スペアサブワード線ドライバSSDが1
個設けられるだけであり、図35に示す構成を利用でき
る)。
【0225】スペアサブワード線がメモリサブアレイM
SAijにおいて1本しか設けられない場合、スペアメ
インワード線は特に設けられなくてもよい。スペアロウ
イネーブル信号SREjに従って、スペアサブワード線
ドライバにより、スペアサブワード線を直接駆動しても
よい。この場合、ブロックスペア判定器においては、ロ
ウアドレスビットRA<8:0>の全ビットについての
スペア判定を行なう必要がある(サブワード線単位で良
/不良を判定する必要があるため)。
【0226】図36(A)−図36(C)は、この発明
の実施の形態3の変更例2のサブワード線選択状態を示
す図である。図36(A)に示すように、通常動作モー
ド時(オートリフレッシュモードを含む)においてノー
マルメインワード線NMWLにおいてノーマルサブワー
ド線NSWLaに不良が存在した場合、ノーマルメイン
ワード線NMWLとスペアメインワード線SMWLがと
もに選択状態へ駆動される。スペア判定結果に従って、
ノーマルサブワード線NSWLaに対応するスペアサブ
ワード線SSWLaが選択状態へ駆動される。ノーマル
サブワード線NSWLaは非選択状態に維持される。し
たがって、ノーマルメインワード線NMWLおよびスペ
アメインワード線SMWLがともに選択状態へ駆動さ
れ、サブワード線単位での冗長置換が行なわれて不良救
済が行なわれる。
【0227】一方、図36(B)に示すように、データ
保持モード時において、列ブロック選択信号に従って、
ノーマルサブワード線NSWLbが選択された場合、ノ
ーマルサブワード線NSWLbは不良を含んでいない。
したがってこの場合には、ノーマルメインワード線NM
WLおよびスペアメインワード線SMWLがともに選択
状態へ駆動され、対応のブロックスペア判定回路の出力
するノーマルロウイネーブル信号およびスペアロウイネ
ーブル信号に従って、ノーマルサブワード線NSWLb
が選択されてノーマルメインワード線NMWLに結合さ
れる。一方、対応のスペアサブワード線SSWLbは非
選択状態を維持する。
【0228】ここで、データ保持モード時において、不
良を含まないノーマルサブワード線NSWLbが指定さ
れたときに、スペアメインワード線SMWLが選択状態
へ駆動されている。これは、ブロックスペア判定器にお
いては、メインワード線単位で良/不良の判定を行なっ
ているためであり、ノーマルメインワード線NMWLが
指定された場合には、このノーマルメインワード線NM
WLは不良ノーマルメインワード線であり、スペアメイ
ンワード線SMWLも選択状態へ駆動される。しかしな
がら、図34に示すブロックスペア判定器75a−75
hへ、列ブロック選択信号WS(WS0−WS7)をそ
れぞれ与え、この列ブロック選択信号の活性化時スペア
判定を行なうように構成すれば、データ保持モードにお
いて、ノーマルサブワード線NSWLbの選択時、スペ
アメインワード線SMWLを非選択状態に維持すること
ができる。ノーマルスペアワード線MSWLaに対する
ブロックスペア判定器がスペア判定を行なわず、ノーマ
ルロウイネーブル信号を活性状態、スペアロウイネーブ
ル信号を非活性状態に維持する(または、両イネーブル
信号を非活性状態に維持する)ためである。
【0229】一方、図36(C)に示すように、データ
保持モードにおいて、列ブロック選択信号により、この
不良ノーマルサブワード線NSWLaを含むブロックが
選択され、ノーマルサブワード線NSWLaが指定され
た場合には、メインワード線NMWLおよびSMWLが
ともに選択状態へ駆動される。一方、対応のブロックス
ペア判定器からのノーマルロウイネーブル信号NREj
がLレベルで非活性状態であり、このノーマルサブワー
ド線NSWLaは非選択状態を維持する。一方、スペア
サブワード線SSWLaは、スペアロウイネーブル信号
SREjがHレベルとなるため、選択状態へ駆動され
る。したがって、この変更例2の構成においても、デー
タ保持モード時、メモリサブアレイ単位でリフレッシュ
を行なう場合でも、不良メモリセル行の救済を確実に行
なうことができる。
【0230】以上のように、この発明の実施の形態3に
従えば、データ保持モード時、メモリサブアレイ単位で
データのリフレッシュを行ないかつサブアレイ単位でサ
ブワード線置換を行なうように構成しており、低消費電
流で、正確に必要とされるデータの保持を行なうことが
できる。
【0231】[実施の形態4]図37は、この発明の実
施の形態4に従う半導体記憶装置のアレイ部の構成を概
略的に示す図である。図37においては、ノーマルメモ
リセルのみをそれぞれが含むノーマル行ブロックNRB
♯0−NRB♯7と、ノーマル行ブロックNRB♯4と
隣接して設けられ、スペアメモリセルを有するスペア行
ブロックSRB♯が設けられる。これらのノーマル行ブ
ロックNRB♯0−NRB♯7およびスペア行ブロック
SRB♯に対応して、センスアンプ帯SAB♯0−SA
B♯8が設けられる。ノーマル行ブロックNRB♯4お
よびスペア行ブロックSRB♯は、冗長行ブロックを構
成し、センスアンプ帯SAB♯4およびSAB♯5を共
有する。
【0232】この図37に示す構成においては、スペア
行ブロックSRB♯に含まれるスペア行(スペアサブワ
ード線)は、ノーマル行ブロックNRB♯0−NRB♯
7の任意の行ブロックの不良メモリセル行と置換救済が
可能である。スペア判定回路は、このノーマル行ブロッ
クNRB♯4およびスペア行ブロックSRB♯を含む冗
長行ブロックRRB♯に対してのみ設けられ、他のノー
マル行ブロックNRB♯0−NRB♯7に対しては、ス
ペア判定回路は設けられない。スペア判定回路からのス
ペア判定結果指示信号のみが、これらのノーマル行ブロ
ックNRB♯0−NRB♯7のロウデコーダへ与えられ
る。
【0233】図38は、図37に示すメモリアレイの冗
長行ブロックRRB♯と1つのノーマル行ブロックNR
B♯kの構成を示す図である。図38において、冗長行
ブロックRRB♯においては、図32に示す構成と同
様、スペアイネーブル回路4aと、スペアイネーブル回
路4aからのノーマルロウイネーブル信号NREの活性
化に応答してデコード動作を行ない、ノーマルメインワ
ード線NNWLを選択状態へ駆動するロウデコーダ5a
と、ブロック選択信号BS4の活性化時活性化され、2
ビットのロウアドレスRA0−RA1をデコードしてメ
インサブデコード信号MSD0−MSD4を生成するサ
ブデコーダ55と、スペアイネーブル回路4aからのス
ペアロウイネーブル信号SREの活性化に応答してスペ
アメインワード線SNWLを選択状態へ駆動するスペア
ワード線ドライバ5bが設けられる。スペアワード線ド
ライバ5bへは、ブロック選択信号BSが与えられな
い。一方、ロウデコーダ5aへは、ブロック選択信号B
S4が与えられる。
【0234】サブデコーダ55からのメインサブデコー
ド信号MSD0−MSD4を受け、列ブロック選択信号
WSjに従ってサブデコード信号をサブワード線ドライ
バSWD0−SWD3へ与えられるAND回路ANG0
−ANG3が設けられる。これらのサブワード線ドライ
バSWD0−SWD3は、ノーマルメインワード線NM
WL上の信号とサブデコード信号とに従ってノーマルサ
ブワード線NSWL0−NSWL3を選択状態へ駆動す
る。
【0235】一方、スペアメインワード線SMWLに対
して、スペアサブワード線SSWL0−SSWL3が設
けられる。これらのスペアサブワード線SSWL0−S
WL3に対しては、AND回路ANG0−ANG3から
与えられるサブデコード信号とスペアメインワード線S
MWLの信号とに従ってスペアサブワード線SSWL0
−SSWL3を選択状態へ駆動するスペアサブワード線
ドライバSSD0−SSD3が設けられる。
【0236】この図38に示す構成において、ノーマル
メモリサブアレイMSA4jおよびスペアメモリサブア
レイSMSAjと同様の構成が、この冗長行ブロックR
RB♯の他のサブアレイに対しても設けられる。
【0237】スペアイネーブル回路4aからのノーマル
ロウイネーブル信号NREは、また他のノーマル行ブロ
ックNRB♯kに対して設けられたロウデコーダへ与え
られる。ノーマル行ブロックNRB♯kにおいては、ノ
ーマルメインワード線NMWLとノーマルサブワード線
NSWLが配置され、ノーマルサブワード線ドライバS
WDにより、ノーマルサブワード線NSWLが選択状態
へ駆動される。このノーマル行ブロックNRB♯kの活
性/非活性は、基本的に、行ブロック選択信号BSkに
より制御される。
【0238】スペア判定結果指示信号/SPARE_E
の生成については、メインワード線単位でスペア判定を
行なってもよく、またサブワード線レベルでのスペア判
定を行なってもよい。
【0239】図37は、メインワード線レベルでのスペ
ア判定を行なうスペア判定回路の構成を概略的に示す図
である。このスペア判定回路80は、ブロックアドレス
およびメインワード線アドレスを含むアドレスビットR
A<11:2>を受けてスペア判定を行ない、スペア判
定結果指示信号/SPARE_Eを判定結果に基づいて
活性/非活性状態に設定する。この図39(A)に示す
構成の場合、不良行がアドレス指定された場合、図39
(B)に示すような冗長置換が行なわれる。すなわち、
ノーマル行ブロックNRB♯kにおいて、ノーマルサブ
ワード線NSWLaが不良サブワード線の場合、このノ
ーマル行ブロックNRB♯kにおいて、ノーマルメイン
ワード線NMWLは非選択状態に維持される(ノーマル
ロウイネーブル信号NREが非活性状態のため)。
【0240】一方、スペア行ブロックSRB♯において
は、スペアロウイネーブル信号SREに従って、スペア
メインワード線SMWLが選択状態へ駆動され、またサ
ブデコード信号SD0−SD3に従って、スペアサブワ
ード線SSWLが選択状態へ駆動される。したがって、
ノーマル行ブロックNRB♯kの不良行が、スペア行ブ
ロックSRB♯のスペア行により置換される。
【0241】図39(B)に示すように、この1つのス
ペア行ブロックSRB♯のスペアメインワード線で、任
意のノーマル行ブロックのメインワード線を置換する構
成(フレキシブルリダンダンシ)を利用することによ
り、不良救済効率が改善される。
【0242】図40は、各行ブロックに対するブロック
選択信号を発生する部分の構成を示す図である。図40
においては、ノーマル行ブロックNRB♯k(k≠4)
および冗長行ブロックRRB♯に対するブロック選択信
号発生部の構成を示す。図40において、ノーマル行ブ
ロックNRB♯kへは、ブロック選択信号BSkとスペ
ア判定結果指示信号/SPARE_Eを受けるAND回
路80の出力信号がブロック選択信号として与えられ
る。一方、冗長行ブロックRRB♯へは、インバータ8
1を介して与えられるスペア判定結果指示信号/SPA
RE_Eの反転信号とブロック選択信号BS4を受ける
OR回路82の出力信号がブロック選択信号として与え
られる。
【0243】不良行が指定された場合には、スペア判定
結果指示信号/SPARE_EはLレベルとなり、ブロ
ック選択信号BSkがHレベルの選択状態であっても、
ノーマル行ブロックNRB♯kへのブロック選択信号は
非活性状態を維持する。一方、インバータ81の出力信
号がHレベルとなり、冗長行ブロックRRB♯に対する
ブロック選択信号が活性化され、冗長行ブロックRRB
♯において行系回路が動作する。この場合、冗長行ブロ
ックRRB♯において、ノーマルロウイネーブル信号N
REが非活性状態を維持するため、メインワード線は選
択されない。センスアンプ回路、ビット線イコライズ回
路等の行系周辺回路がこのOR回路82からのブロック
選択信号に従って所定の順序で活性化される。これによ
り、不良メモリセルを含むノーマル行ブロックの行選択
動作を禁止し、一方、スペア行ブロックSRB♯のスペ
アメモリセル行で不良行を救済することができる。
【0244】不良行が指定されない場合には、スペア判
定結果指示信号/SPARE_EはHレベルである。し
たがってこの場合には、ブロック選択信号BSkおよび
BS4に従ってノーマル行ブロックにおいてメインワー
ド線の選択動作が行なわれる。
【0245】図41(A)は、データ保持モード時にお
ける選択サブワード線の状態を概略的に示す図である。
図41(A)において、列ブロック選択信号WSjが、
ノーマルサブワード線NSWLbおよびスペアサブワー
ド線SSWLbを含む列ブロックを指定している場合を
考える。ノーマルメインワード線NMWLには、不良ビ
ットを有するノーマルサブワード線NSWLaが対応し
て設けられている。したがって、データ保持モード時に
おいて、このノーマルメインワード線NMWLは、スペ
アメインワード線SMWLで置換される。さらに、列ブ
ロック選択信号WSjに従って、スペアサブワード線S
SWLbが選択される(サブデコード信号による)。す
なわち、ノーマルサブワード線NSWLbが、スペアサ
ブワード線SSWLbで置換される。残りのスペアサブ
ワード線SSWLaおよびSSWLは、列ブロック選択
信号により非選択状態を維持する。
【0246】図41(B)は、データ保持モード時にお
ける選択サブワード線の状態の他の例を概略的に示す図
である。図41(B)においては、列ブロック選択信号
WSjが、ノーマルサブワード線NSWLaおよびスペ
アサブワード線SSWLaを含む列ブロックを指定す
る。データ保持モード時においては、列ブロック選択信
号WSjに従ってサブワード線単位での活性化が行なわ
れる。この図41(B)に示す構成の場合、ノーマルメ
インワード線NMWLは、不良行に対応して設けられて
おり、スペア判定結果に従って非選択状態を維持する。
一方、スペアメインワード線SMWLが選択状態へ駆動
され、またスペアサブワード線SSWLaが列ブロック
選択信号WSjおよびサブデコード信号に従って選択状
態へ駆動される。したがって、この図41(B)に示す
構成においては、ノーマルサブワード線NSWLaが、
スペアサブワード線SSWLaにより置換され、このノ
ーマルサブワード線NSWLaの不良セルがスペアサブ
ワード線SSWLaのスペアメモリセルにより救済され
る。したがって、データ保持モード時において、メモリ
サブアレイ単位(サブワード線単位)で活性/非活性化
を行なう場合においても、正確に、冗長置換を行なって
データ保持動作を行なうことができる。
【0247】[変更例]図42は、この発明の実施の形
態4の変更例の構成を概略的に示す図である。図42に
おいては、メモリアレイに対し、1つのブロックスペア
判定回路75が設けられる。このブロックスペア判定回
路75は、図34に示すブロックスペア判定器75a−
75hと同様列ブロックCB♯0−CB♯7それぞれに
対して、不良メイン(サブ)ワード線アドレスを格納す
る。このブロックスペア判定回路75へは、一例として
ブロックアドレスを含むアドレスビットRA<11:2
>が与えられる。このブロックスペア判定回路75か
ら、各列ブロックに対するスペアロウイネーブル信号S
RE0−SRE7およびノーマルロウイネーブル信号N
RE0−NRE7が出力される。これらのスペアロウイ
ネーブル信号SRE0−SRE7の論理和により得られ
るメインスペアロウイネーブル信号SREMがスペアサ
ブデコーダ84へ与えられる。このスペアサブデコーダ
84は、活性化時、ロウアドレスビットRA<1:0>
をデコードし、スペアサブデコード信号SPSD0−S
PSD3を生成する。
【0248】列ブロックCB♯0−CB♯7それぞれに
対し列ブロック選択信号WS0−WS7が与えられる。
これらの列ブロック選択信号WS0−WS7は、実施の
形態2における列ブロック選択信号と同様である。ノー
マルロウイネーブル信号NRE0−NRE7は、列ブロ
ックCB♯0−CB♯7それぞれにおいて列方向に沿っ
て伝達される。一方、スペアロウイネーブル信号SRE
0−SRE7は、単にスペアサブブロックSRB♯内の
みを伝達される。
【0249】図43は、行ブロックの構成を概略的に示
す図である。ノーマル行ブロックNRB♯kにおいて
は、ノーマルメインワード線NMWLに対応してノーマ
ルサブワード線NSWLが配設される。このノーマルサ
ブワード線NSWLは、列ブロック選択信号WSjとノ
ーマルロウイネーブル信号NREjとサブデコード信号
SDとノーマルメインワード線NMWLの信号とを受け
るサブワード線ドライバSWDにより駆動される。この
サブワード線ドライバSWDは、ノーマルメインワード
線NMWLが選択状態にあり、サブデコード信号SDが
また選択状態にありかつノーマルロウイネーブルNRE
jおよび列ブロック選択信号WSjが活性状態のとき
に、ノーマルサブワード線NSWLを選択状態へ駆動す
る。このサブワード線ドライバSWDの構成は、図35
に示す構成と同様である。
【0250】一方、スペア行ブロックSRB♯において
は、メインスペアロウイネーブル信号SREMの活性化
時スペアメインワード線SMWLを選択状態へ駆動する
スペアワード線ドライバ85が設けられる。このスペア
ワード線ドライバ85は、ブロックスペア判定回路75
からのスペア判定結果が冗長置換を示し、スペアロウイ
ネーブル信号SRE0−SRE7のいずれかが選択状態
のときに活性化されスペアメインワード線SMWLを選
択状態へ駆動する。スペアメインワード線SMWLに対
応して、スペアサブワード線SSWLが配設される。こ
のスペアサブワード線SSWLは、スペアロウイネーブ
ル信号SREjと列ブロック選択信号WSjとスペアサ
ブデコード信号SPSD(SPSD0−SPSD3のい
ずれか)とスペアメインワード線SMWL上の信号とを
受けるスペアサブワード線ドライバSSDにより駆動さ
れる。このスペアサブワード線ドライバSSDの構成
は、先の図4に示す構成と同様である。
【0251】図44は、この発明の実施の形態4の変更
例におけるブロック選択信号発生部の構成を概略的に示
す図である。メモリアレイの行ブロックの構成は、先の
図37に示す構成と同じである。図44において、行ブ
ロック選択信号発生部は、デコーダからのブロック選択
信号BSkをノーマル行ブロックNRB♯kへ伝達する
信号線と、ブロック選択信号BS4とメインスペアロウ
イネーブル信号SREMとを受けて冗長行ブロックRR
B♯へブロック選択信号を与えるOR回路86とを含
む。このOR回路86により、冗長行ブロックRRB♯
は、ノーマルロウブロックNNB♯4が選択されたとき
および不良行がアドレス指定されたときに活性化され
る。なお、このOR回路86へ、メインスペアロウイネ
ーブル信号SREMに代えて、ブロックスペア判定回路
75における各列ブロックごとのスペア判定結果指示信
号/SPERE_E0−7の論理和を取った信号が与え
られてもよい。
【0252】図45は、この発明の実施の形態4の変更
例における通常アクセスモード時の選択ワード線の状態
を概略的に示す図である。図45において、ノーマル行
ブロックNRB♯kにおいてノーマルメインワード線N
MWLが選択される。このノーマルメインワード線NM
WLに対応して設けられるノーマルサブワード線NSW
Laが、不良サブワード線であり、残りのノーマルサブ
ワード線NSWLが、正常サブワード線である状態を考
える。ノーマルロウイネーブル信号に従って、ノーマル
サブワード線NSWLaが非選択状態に維持され、残り
のノーマルサブワード線NSWLは選択状態を維持す
る。一方、スペア行ブロックSRB♯においては、メイ
ンスペアロウイネーブル信号SREMに従ってスペアメ
インワード線SMWLが選択状態へ駆動される。さらに
スペアロウイネーブル信号に従ってスペアサブワード線
SSWLaが選択される。残りのスペアサブワード線S
SWLは非選択状態を維持する。したがって、ノーマル
サブワード線NSWLaがスペアサブワード線SSWL
aで置換される。ノーマルメインワード線NMWLおよ
びスペアメインワード線SMWLがともに選択状態へ駆
動される。したがって、ノーマル行ブロックNRB♯k
とスペア行ブロックSRB♯を含む冗長行ブロックRR
B♯とにおいてセンス動作が並行して行なわれる。実施
の形態3の変更例の構成と同様のローカルセンスアンプ
制御回路を設け、このローカルセンスアンプ制御回路に
より、ノーマルロウイネーブル信号およびスペアロウイ
ネーブル信号に従って選択的にセンスアンプの活性化を
行なうことにより、不良ノーマルサブワード線NSWL
aに対応して設けられるセンスアンプを非活性状態に維
持することができる。
【0253】図46は、データ保持モード時における選
択サブワード線の状態を示す図である。図46において
列ブロック選択信号WSjが、ノーマルサブワード線N
SWLbおよびスペアサブワード線SSWLbを含む列
ブロックを指定する状態を考える。この状態において、
ノーマルメインワード線NMWLがアドレス指定された
場合、ノーマルメインワード線NMWLが選択され、ま
たノーマルサブワード線NSWLbが選択される(ノー
マルロウイネーブル信号NREjは活性状態のため)。
一方、スペア行ブロックSRB♯においては、対応のス
ペアサブワード線SSWLbは非選択状態を維持する
(スペアロウイネーブル信号SREjが非活性状態のた
め)。スペアメインワード線SMWLは、ノーマルメイ
ンワード線NNWLがアドレス指定されるため、ブロッ
クスペア判定回路からのメインスペアロウイネーブル信
号SREMに従って選択状態へ駆動される。スペア行ブ
ロックSRB♯においては、ブロック選択信号が活性化
されるものの、特に問題は生じない。この場合に、セン
スアンプ回路の動作を制御するためには、ブロックスペ
ア判定回路75の各ブロックスペア判定器へ、列ブロッ
ク選択信号WSjをそれぞれ与え、選択列ブロックに対
してのみ、スペア判定を行なってもよい。列ブロック選
択信号WSjが非活性状態の列ブロックについてはスペ
ア判定を行なわず、ノーマルロウイネーブル信号および
スペアロウイネーブル信号をともに非活性状態に維持す
る。これにより、図46に示す構成において、列ブロッ
ク選択信号WSjにより、ノーマル行ブロックNRB♯
kとノーマルサブワード線NSWLbが選択されたとき
に、対応のスペアサブワード線SSWLbを非選択状態
とし、かつこのスペア行ブロックSRB♯に対応のセン
スアンプ回路を非選択状態に維持することができる(図
44に示すように、ブロック選択信号BS4が非活性状
態であり、かつメインスペアロウイネーブル信号SRE
Mがともに非活性状態となり、冗長行ブロックRRB♯
が非活性状態を維持する)。
【0254】メモリサブアレイ単位で、データ保持領域
を設定しても、正確なデータ保持動作を行なうことがで
きる。
【0255】図47は、データ保持モード時における選
択サブワード線の他の状態を示す図である。図47にお
いて、列ブロック選択信号WSjは、ノーマルサブワー
ド線NSWLaおよびスペアサブワード線SSWLaを
含む列ブロックを指定する。ノーマル行ブロックNRB
♯kにおいて、ノーマルメモリワード線NMWLが指定
されたとき、ノーマルサブワード線NSWLaは、ノー
マルロウイネーブル信号NREjが非活性状態であり、
非選択状態を維持する。一方、スペア行ブロックSRB
♯においては、スペアロウイネーブル信号SREjが活
性状態となるため、スペアサブワード線SSWLaが選
択状態へ駆動される。このときまた、スペアメインワー
ド線SMWLも、スペアロウイネーブル信号SREjが
活性化されるために、選択状態へ駆動される。したがっ
て、この場合には、ノーマルサブワード線NSWLa
が、スペアサブワード線SSWLaにより置換される。
【0256】この場合、ノーマル行ブロックNRB♯k
において、センス動作が行なわれても特に問題は生じな
い。しかしながら、センス系回路を、列ブロック選択信
号WSjおよびノーマルロウイネーブル信号NREjで
制御する構成を利用することにより、列ブロック単位
で、センス系回路の動作を制御することができ、データ
保持モード時ノーマル行ブロックNRB♯kにおいてセ
ンス動作を停止させることができる。
【0257】図48は、ブロックスペア判定回路75の
構成を概略的に示す図である。図48において、ブロッ
クスペア判定回路75は、列ブロックCB♯0−CB♯
7それぞれに対応して設けられるブロックスペア判定器
75a−75hを含む。これらのブロックスペア判定器
75a−75hは、列ブロック選択信号WS0−WS7
の活性化時与えられたロウアドレスビットRA<11:
2>と記憶する不良ロウアドレスとの一致/不一致を判
定し、それぞれ対応の列ブロックに対するスペアロウイ
ネーブル信号SRE0−SRE7およびノーマルロウイ
ネーブル信号NRE0−NRE7を生成する。この図4
8に示す構成においては、列ブロック選択信号WSjが
非活性状態のときには、対応のブロックスペア判定器7
5jが、プリチャージ状態を維持し、対応のスペアロウ
イネーブル信号SREjおよびノーマルロウイネーブル
信号NREjを非活性状態に維持する(列ブロック選択
信号とのANDによる)。この場合、選択列ブロックに
おいてのみスペア判定が行なわれ、スペアロウイネーブ
ル信号およびノーマルロウイネーブル信号が生成され、
不良救済が行なわれる。図46に示すようなサブワード
線選択状態の場合、スペアロウイネーブル信号SRE0
−SRE7が、すべて非活性状態となるため、スペアメ
インワード線SMWLを非選択状態に保持することがで
きる。
【0258】図49は、センスアンプ帯に対応して設け
られるセンス系回路(センスアンプ回路、ビット線イコ
ライズ回路およびビット線分離回路)を制御する回路の
構成を概略的に示す図である。ノーマル行ブロックNR
Bに設けられるセンスアンプ帯SABiにおいては、ブ
ロック選択信号BS♯iに従って所定のシーケンスでセ
ンス系制御信号を生成するメインセンス系制御回路90
aと、メモリサブアレイそれぞれに対応して設けられ、
メインセンス系制御回路90aからのメインセンス系制
御信号と列ブロック選択信号WSjとノーマルロウイネ
ーブル信号NREjとを受けて対応のメモリサブアレイ
に対応して設けられるセンス系回路に対する制御信号を
生成するローカルセンス系制御回路91aが設けられ
る。
【0259】一方、冗長行ブロックRRB♯に対応して
設けられるセンスアンプ帯SAB♯においては、ブロッ
ク選択信号BS♯4の活性化に従って所定のシーケンス
でセンス系制御信号を活性化するメインセンス系制御回
路90bと、列ブロック選択信号WSjとメインセンス
系制御回路90bからのセンス系制御信号とに従って、
対応のメモリサブアレイに対応して設けられるセンス系
回路に対するローカル制御信号を生成するローカルセン
ス系制御回路91bとが設けられる。
【0260】メインセンス系制御回路90aに与えられ
るブロック選択信号BS♯iは、このセンスアンプ帯S
ABiを共有するメモリ行ブロックを特定する。一方、
センスアンプ帯SAB♯に対するメインセンス系制御回
路90bに与えられるブロック選択信号BS♯4も、図
44に示すOR回路86からのブロック選択信号と、こ
の冗長行ブロックRRB♯とセンスアンプ帯を共有する
メモリブロックを特定するブロック選択信号とを含む。
【0261】この図49に示す構成においては、ノーマ
ルロウイネーブル信号NREjが非活性状態であり冗長
置換が行なわれる場合には、ローカルセンス系制御回路
91aはスタンバイ状態を維持する。一方、メインセン
ス系制御回路90bは、図44に示すOR回路86から
のブロック選択信号に従って所定のシーケンスで、セン
ス系制御信号を生成し、列ブロック選択信号WSjが活
性状態にあるため、対応のメモリサブアレイに対するセ
ンス系制御信号を、ローカルセンス系制御回路91bが
所定のシーケンスで活性化する。したがって、サブワー
ド線単位で冗長置換を行なうデータ保持モード時におい
ても、非選択の不良ノーマルサブワード線に対するセン
スアンプ回路の動作を停止させることができ、消費電流
を低減することができる。
【0262】以上のように、この発明の実施の形態4に
従えば、1つのメモリブロックにおいてのみスペアサブ
ワード線を設け、サブワード線単位で冗長置換を行なう
ように構成しており、通常アクセスモード時およびデー
タ保持モード時において正確にデータ保持を行なうこと
ができる。特に、データ保持モード時においても、メモ
リサブアレイ単位でデータ保持動作を行なうことがで
き、消費電流が低減される。
【0263】なお、1つのスペア行ブロックSRB1♯
に含まれるメインサブワード線およびスペアサブワード
線の数は任意である。1本のスペアメインワード線およ
び1行に配列されるスペアサブワード線が用いられても
よい(各列ブロックにおいて1本のスペアサブワード線
が配置される)。
【0264】また、ブロックスペア判定回路は、ロウア
ドレスビットRA<11:0>の一致/不一致を判定
し、サブワード線レベルでのスペア判定を行なってもよ
い。
【0265】[実施の形態5]図50は、この発明の実
施の形態5に従う半導体記憶装置の構成を概略的に示す
図である。図50において、この半導体記憶装置のアレ
イ部の基本単位構成として、1つの行ブロックRBと1
つのセンスアンプ帯SABが設けられる。この行ブロッ
クRBは、たとえば2Mビットの記憶容量を有する。混
載DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモ
リ)などにおいては、その要求される記憶容量が用途に
より異なる。さまざまな用途に対応するため、センスア
ンプ帯SABおよび行ブロックRBを基本構成単位とし
て、予めそのレイアウトを準備する。この基本構成単位
となるセンスアンプ帯SABおよび行ブロックRBを必
要な記憶容量分繰返し配置することにより、用途に応じ
た記憶容量を有するメモリを実現する。
【0266】この基本構成単位においては、センス電源
95からのセンス電源電圧を伝達するためのセンス電源
線SPLが、メッシュ状に配設される。このセンス電源
線SPLは、このメッシュ状配置により、センス電源線
SPL上のセンス電源電圧を安定化する。センス電源線
SPL上のセンス電源電圧を安定化するためにデカップ
ル容量DCPが配置される。通常、このデカップル容量
DCPは、センスアンプ帯SAB内のたとえば十字帯
(センスアンプ帯とサブワード線ドライバ帯との交差
部)の領域またはセンスアンプ帯のセンス電源線下部に
配置される。したがって、メモリの記憶容量が大きくな
り、行ブロックRBおよびセンスアンプ帯SABの数が
増大するにつれて、応じてデカップル容量DCPの数も
増加し、安定に、センス電源電圧を供給する。
【0267】この場合、アレイサイズ(メモリアレイの
ビット数)が小さければ、デカップル容量DCPの合計
容量値は小さい。記憶容量(アレイサイズ)が変化して
も、同時に動作するセンスアンプ回路の数が同じであれ
ば、アレイサイズが小さい場合、デカップル容量の合計
容量値が小さく、センス電源電圧を十分安定に供給する
ことができない。そこで、本実施の形態5においては、
アレイサイズに応じて、リフレッシュサイクル時に同時
に活性化されるセンスアンプ回路の数を以下のように設
定する。
【0268】アレイサイズをAS、1リフレッシュサイ
クルで同時に活性化されるセンスアンプ回路の数をNS
Aとすると、 NSA∝AS すなわち、アレイサイズが1/2倍に半減されれば、リ
フレッシュサイクル時に同時に動作するセンスアンプ回
路も1/2倍に低減する。これにより、デカップル容量
DCPの容量値が半減しても、このセンス電源線上のセ
ンス電源電圧を消費するセンスアンプ回路の数も低減さ
れ、センス電源電圧を安定に供給することができる。
【0269】図51は、32Mビットのメモリアレイの
構成を概略的に示す図である。図51において、メモリ
アレイは、行ブロックRB♯0−RB♯7を有するメモ
リマットと、行ブロックRB♯8−RB♯15を有する
メモリマットに分割される。これらの行ブロックRB♯
0−RB♯15の各々は、2Mビットの記憶容量を有
し、かつそれぞれが、8個のメモリサブアレイに分割さ
れる。
【0270】行ブロックRB♯0−RB♯7に対応して
センスアンプ帯SAB0−SAB8が配設され、また行
ブロックRB♯8−RB♯15に対応してセンスアンプ
帯SAB8−SAB16が配設される。メインワード線
ドライバ帯MWDBAが行ブロックRB♯0−RB♯7
に対応して配設され、またメインワード線ドライバ帯M
WDBBが、行ブロックRB♯8−RB♯15に対応し
て配設される。
【0271】この32Mビット構成においては、通常動
作モード時、行ブロックRB♯0−RB♯3の組、行ブ
ロックRB♯4−RB♯7の組、行ブロックRB♯8−
RB♯11の組および行ブロックRB♯12−RB♯1
5の組のそれぞれから、1つの行ブロックが選択されて
活性化される。セルフリフレッシュモード時およびオー
トリフレッシュモード時においても、これらの16個の
行ブロックのうち、通常動作モードと同様、合計4個の
行ブロックが、行ブロックの組それぞれから選択され
る。
【0272】したがって、デカップル容量は、4つの行
ブロックにおいて1つの行ブロック動作時のセンス電源
電圧の安定化を実現する容量値を有するように配設され
る。
【0273】図52は、16Mビットメモリアレイの構
成を概略的に示す図である。16Mビットメモリアレイ
は、8個の行ブロックRB♯0−RB♯7を含む。これ
らの行ブロックRB♯0−RB♯7に対応してセンスア
ンプ帯SAB0−SAB8が配設される。これらの行ブ
ロックRB♯0−RB♯7に、メインワード線ドライバ
帯MWDBが配設される。この図52に示す16Mビッ
トのメモリアレイの構成は、図51に示す32Mビット
のメモリアレイの記憶容量の1/2の記憶容量を有し、
アレイサイズもしたがって1/2倍となっている。この
ため、通常動作モード時およびリフレッシュモード時に
おいては、行ブロックRB♯0−RB♯3の組から1つ
の行ブロックを選択しかつ同時に行ブロックRB♯4−
RB♯7の組から1つの行ブロックを選択する。すなわ
ち2つの行ブロックを同時に選択する。これにより、図
51に示す32Mビットのアレイサイズの構成に比べ
て、デカップル容量の容量値が1/2倍となっても、同
時に活性化される行ブロックの数も1/2倍に低減され
ており、安定にセンス電源電圧を供給することができ
る。
【0274】図53は、8Mビットのアレイ構造を概略
的に示す図である。図53においてメモリアレイは、4
つの行ブロックRB♯0−RB♯3を含む。これらの行
ブロックRB♯0−RB♯3に対して、センスアンプ帯
SAB0−SAB4が設けられる。行ブロックRB♯0
−RB♯3の各々は、サブワードドライバ帯SWDBに
より、8個のメモリサブアレイMSAに分割される。行
ブロックRB♯0−RB♯3に対応して、メインワード
線ドライバ帯MWDBが配設される。
【0275】この図53に示す8Mビットアレイの構成
の場合、アレイサイズは、32Mビットのアレイサイズ
の1/4倍である。したがって、通常動作モード時およ
びリフレッシュモード時においては、1つの行ブロック
を活性化する。デカップル容量の容量値と同時に動作す
るセンスアンプ回路の数とを、ともに、32Mビットア
レイの場合の値の1/4倍に設定することができ、セン
ス電源電圧を安定化することができる。
【0276】図54は、4Mビットのメモリアレイの構
成を概略的に示す図である。図54において、メモリア
レイは、2つの行ブロックRB♯0およびRB♯1を含
む。行ブロックRB♯0およびRB♯1の各々は、8個
のメモリサブアレイMSA0−MSA7を含む。これら
の行ブロックRB♯0およびRB♯1に対してセンスア
ンプ帯SAB0−SAB2が設けられ、またメインワー
ド線MWDBが設けられる。メモリサブアレイMSA0
−MSA7に対応して、サブワード線ドライバ帯SWD
Bが配設される。
【0277】この4Mビットメモリアレイ構造の場合、
通常動作モード時およびリフレッシュモード時において
は、1/2の行ブロックすなわち4つのメモリサブアレ
イが活性化される。すなわちメモリサブアレイMSA0
−MSA3またはメモリサブアレイMSA4−MSA7
が活性化される。同時に動作するセンスアンプ回路の数
は、32Mビットの構成に比べて1/8倍となり、デカ
ップル容量の容量値が、32Mビットの構成に比べて、
1/8倍となっても、安定にセンス電源電圧を供給する
ことができる。
【0278】図51から54に示すように、メモリのア
レイサイズに応じて、同時に活性化されるセンスアンプ
回路の数を調整することにより、混載DRAMなどにお
いて、基本構成をモジュールとして用いる場合、容易
に、センス電源電圧を安定化させることができる。
【0279】図55は、行ブロックRB♯0−RB♯1
5とブロックアドレスビットの対応関係を示す図であ
る。16個の行ブロックRB♯0−RB♯15のうちの
1つの行ブロックが、4ビットのブロックアドレスRB
A3−RBA0により特定される。行ブロックRB♯0
−RB♯7は、ブロックアドレスビットRBA3が1の
ときに指定される。行ブロックRB♯8−RB♯15
は、ブロックアドレスビットRBA3が0のときに指定
される。ブロックアドレスビットRBA2は、行ブロッ
クRB♯0−RB♯3およびRB♯8−RB♯11また
はRB♯4−RB♯7およびRB♯12−RB♯15の
組を指定する。ブロックアドレスビットRBA1によ
り、RBA♯0、RB♯1、RB♯4、RB♯5、RB
♯8、RB♯9、RB♯12およびRb♯13が指定さ
れるか、または、行ブロックRB♯2、RB♯3、RB
♯6、RB♯7、RB♯10、RB♯11、RB♯14
およびRB♯15が指定される。ブロックアドレスビッ
トRBA0により、偶数の行ブロックまたは奇数の行ブ
ロックが指定される。
【0280】列ブロック選択信号CBA1により、行ブ
ロックRB♯0−RB♯7それぞれにおけるサブアレイ
が特定される。行ブロックRB♯0−RB♯15は、こ
れらのブロックアドレスビットRBA3−RBA0をデ
コードして生成されるブロック選択信号BS0−BS1
5によりそれぞれ特定される。
【0281】図56は、ブロック選択信号発生部の構成
を概略的に示す図である。図56において、ブロック選
択信号発生部は、メモリアレイのサイズ(記憶容量)を
格納するレジスタ100と、リフレッシュアドレスカウ
ンタからのリフレッシュアドレスビットQBA3−QB
A0と外部からのロウアドレスビット(ブロックアドレ
スビット)RBA3−RBA3の一方を選択するマルチ
プレクサ(MUX)101a−101cと、マルチプレ
クサ101aの出力ビットと記憶情報特定信号φ16、
φ8およびφ4を受けるOR回路102aと、マルチプ
レクサ101bの出力ビットと記憶情報特定信号φ8お
よびφ4を受けるOR回路102bと、マルチプレクサ
101bの出力ビットと記憶情報特定信号φ4とを受け
るOR回路102cと、マルチプレクサ101cの出力
ビットを受けるOR回路102dを含む。これらの記憶
情報特定信号φ4−φ32の各々は、Hレベルのときそ
れぞれ記憶容量が4Mビット、8Mビット、16Mビッ
トおよび32Mビットのアレイサイズを示す。
【0282】ブロック選択信号発生部は、さらに、列ブ
ロック選択信号CBA1と記憶情報特定信号φ32、φ
16、φ8を受けるOR回路102eを含む。
【0283】OR回路102a−102dの出力信号が
デコーダ103へ与えられる。デコーダ103により、
ブロック選択信号BS0−BS15が選択状態へ駆動さ
れる。
【0284】記憶情報が4Mビットの場合、記憶情報特
定信号φ4がHレベルの活性状態となる。この場合に
は、OR回路102a−102cの出力信号は、すべて
Hレベル固定である。したがって、マルチプレクサ10
1cからのアドレスビットに従ってブロック選択信号B
S0およびBS1の一方が活性化される。このときに
は、また列ブロック選択信号CBA1に従って内部列ブ
ロック選択信号CBA1iが生成され、1つの行ブロッ
クにおける活性化領域を特定する。
【0285】記憶容量が8Mビットの場合には、OR回
路102aおよび102bの出力信号が“H”である。
したがって、デコーダ103は、マルチプレクサ101
bおよび101cの出力信号に従ってブロック選択信号
BS0−BS3の1つを選択状態へ駆動する。
【0286】記憶容量が16Mビットの場合、記憶情報
特定信号φ16がHレベルとなり、OR回路102aの
出力信号がHレベルとなる。この場合には、デコーダ1
03は、ブロック選択信号BS0−BS7のうちの1つ
を選択状態へ、マルチプレクサ101b−101cの出
力ビットに従って駆動する。
【0287】記憶容量が32Mビットの場合には、マル
チプレクサ101a−101cの出力ビットに従って、
ブロック選択信号BS0−BS15の1つが選択状態へ
駆動される。
【0288】この記憶情報特定信号に従って、各記憶容
量に応じて、選択される行ブロックの数および領域を選
択することができる。
【0289】図57は、ワード線選択部の構成を概略的
に示す図である。図57において、ワード線選択部は、
リフレッシュアドレスカウンタ104からの7ビットリ
フレッシュアドレスQA<6:0>と外部からのロウア
ドレスビットRA<6:0>の一方を選択するマルチプ
レクサ105と、マルチプレクサ105の出力ビットを
デコードするロウデコーダ106を含む。このロウデコ
ーダ106は、行ブロックに対応して設けられており、
ブロック選択信号BSi(i=0−15)の活性化時活
性化されてデコード動作を行なう。1つの行ブロックに
おいて128本のワード線が設けられており、この7ビ
ットのアドレスにより、128本のワード線(サブワー
ド線)のうちの1つのワード線(サブワード線)が選択
状態へ駆動される。
【0290】列ブロック選択信号は、内部列ブロック選
択信号CBA1iを受けるインバータ107と、インバ
ータ107の出力信号と記憶情報特定信号φ4を受けて
列ブロック群選択信号WSFHを生成するNAND回路
108と、列ブロック選択信号CBA1iと記憶情報特
定信号φ4を受けて列ブロック群選択信号WSSHを生
成するNAND回路109を含む。列ブロック群選択信
号WSFHにより、1つの行ブロックにおける前半分の
メモリサブアレイが選択され、列ブロック群選択信号W
SSHにより、1つの行ブロックの後ろ半分のサブアレ
イが選択される。
【0291】列ブロック選択信号CBA1は、外部から
リフレッシュモード時のサイズを特定するために固定的
に与えられてもよい。またこれに代えて、図56におい
て破線で示すように、この記憶容量が4Mビットの場合
使用されないマルチプレクサ101bの出力ビットが、
この列ブロック選択信号CBA1iを指定するために用
いられてもよい。
【0292】以上のように、この発明の実施の形態6に
従えば、アレイサイズに応じて同時に活性化されるセン
スアンプ回路の数を調整しており、デカップル容量の容
量値が小さくなった場合においても、応じてセンスアン
プ回路の数を小さくしてセンス電源電圧を安定化するこ
とができる。
【0293】なお、列ブロック選択信号WSFHおよび
WSSHは、各行ブロックにおいて、実施の形態3の構
成と同様にして、1/2ブロック単位でセンス系回路の
活性/非活性化を制御する。
【0294】[実施の形態6]図58は、この発明の実
施の形態6に従う半導体記憶装置の要部の構成を概略的
に示す図である。図58において、メモリアレイMA
が、8個の列ブロックCB♯0−CB♯7に分割され
る。これらの列ブロックCB♯0−CB♯7それぞれに
対応して、列ブロック選択信号を生成するためのAND
回路GA0−GA7が配置される。AND回路GA0−
GA3は第1の入力に、図57に示す列ブロック群選択
信号WSFHを受け、それぞれの第2の入力に、図27
に示す回路から生成される列ブロック選択信号WS0−
WS3を受ける。AND回路GA4−GA7は、それぞ
れ、第1の入力に、列ブロック群選択信号WSSHを受
け、それぞれ第2の入力に、列ブロック選択信号WS4
−WS7を受ける。
【0295】図27に示すように、図57に示す列ブロ
ック選択信号WS0−WS7は通常動作モード時すべて
Hレベルである。したがって、この場合には、列ブロッ
ク群選択信号WSSHおよびWSFHにより、活性化さ
れる列ブロックの領域が決定される。一方、データ保持
モード時セルフリフレッシュ活性化信号に従って、列ブ
ロック選択信号WS0−WS7の所定数のみがHレベル
となる。データ保持モード時においても、列ブロック群
選択信号WSSHおよびWSFHは、それらの論理レベ
ルは固定される。したがって、アレイサイズに応じて選
択センスアンプ帯のサイズを調整する場合においても、
データ保持モード時、列ブロック選択信号WS0−WS
7に従ってサブワード線SWL単位で活性/非活性を制
御することができ、データ保持モード時の消費電流をさ
らに低減することができる。このとき、センス電源線に
付加されたデカップル容量においては、非動作センスア
ンプ回路に対して設けられたデカップル容量が、動作す
るセンスアンプ回路に対するセンス電源デカップル容量
として動作するため、より安定に、センス電源電圧を供
給することができる。なおメインワード線MWLは、全
体にわたって活性化される。
【0296】以上のように、この発明の実施の形態6に
従えば、アレイサイズに応じてセンスアンプ回路の数を
調整する場合においてさらに、データ保持モード時、サ
ブワード単位でセンスアンプ回路を活性化するように構
成しており、データ保持モード時の消費電流をより低減
することができ、またセンス電源電圧を安定に供給する
ことができる。センス系制御回路は、実施の形態2−4
の構成を利用する。
【0297】[実施の形態7]図59は、この発明の実
施の形態7に従う半導体記憶装置の要部の構成を概略的
に示す図である。図59においては、メモリアレイMA
に含まれる1つの行ブロックRB♯を代表的に示す。こ
の行ブロックRB♯には、ノーマルメインワード線NM
WLと、ノーマルメインワード線NMWLに対応して設
けられるノーマルサブワード線NSWLと、スペアメイ
ンワード線SMWLと、このスペアメインワード線SM
WLに対応して設けられるスペアサブワード線SSWL
が配置される。ノーマルサブワード線NSWLおよびス
ペアサブワード線SSWLは、それぞれ列ブロックCB
♯0−CB♯7それぞれにおいて配置される。
【0298】列ブロックCB♯0−SB♯7へは、先の
図58に示す構成と同様、AND回路GA0−GA7か
らの列ブロック選択信号が与えられる。メモリアレイM
Aに対しては、スペア判定回路110が設けられる。こ
のスペア判定回路110は、行ブロックそれぞれに対応
して設けられるスペア判定回路を含み、各行ブロックご
とに、スペア判定を行なってノーマルロウイネーブル信
号NREおよびスペアロウイネーブル信号SREを生成
する。
【0299】この図59に示す構成の場合、アレイサイ
ズに応じて活性化ブロックの数および活性化センスアン
プ回路の数が低減されても、各行ブロックに対応してス
ペア判定回路を設けるため、正確に冗長置換を行なうこ
とができる。また、データ保持モード時においても、選
択行ブロックにおいて列ブロック単位で活性/非活性を
制御することができ、たとえば4Mビットの記憶容量の
半導体記憶装置においても、さらに、列ブロック単位で
正確に、データ保持を行なうことができる。
【0300】この行ブロックRB♯にノーマルメインワ
ード線およびスペアメインワード線を配設することによ
り、行ブロックそれぞれにおける構成がすべて同一とな
り、同一構成の行ブロックを複数個設けて、容易に記憶
容量を拡張することができる。また、この場合各行ブロ
ックに与えられるアドレスをすべて同じとすることがで
き、配線レイアウトが簡略化される。さらに、行ブロッ
クの構成がすべて同じであり、各行ブロック単位で冗長
置換が行なわれるため、各行ブロックに対するデータ線
の配置を同じとすることができ、各列ブロックのデータ
線の配置を共通化することができ、データ線のピッチ条
件を緩和することができる。
【0301】[変更例1]図60は、この発明の実施の
形態7の変更例1の構成を概略的に示す図である。この
図60に示す構成においては、スペア判定回路112
が、各行ブロックにおいて列ブロック単位でスペア判定
を行ない、そのスペア判定結果に基づいて対応の行ブロ
ック(RB♯)へ、ノーマルロウイネーブル信号NRE
0−NRE7およびスペアロウイネーブル信号SRE0
−SRE7を生成して伝達する。他の構成は図59に示
す構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を
付す。
【0302】この図60に示す構成においても、データ
保持モード時には、メモリサブアレイ(列ブロック)単
位でリフレッシュ動作が行なわれ、動作するセンスアン
プ回路の数が、通常動作モード時よりも低減され、デカ
ップル容量の容量値が小さい場合でも、センス電源電圧
を安定化させて正確にリフレッシュ動作を行なうことが
できる。また列ブロック単位で不良救済を行なってお
り、不良救済効率がさらに改善される。
【0303】この図59および図60に示す構成は、実
施の形態4に示すスペア判定の構成と同じであり、ま
た、センス系回路の制御動作は、実施の形態4と同様に
して行なわれる。列ブロック選択信号としてAND回路
GA0−GA7の出力信号が用いられる。
【0304】[変更例2]図61は、この発明の実施の
形態7の変更例2の構成を概略的に示す図である。この
図61に示す構成においては、冗長行ブロックRRB♯
に対しスペア判定回路114が設けられる。このスペア
判定回路114は、各行ブロックに共通にスペア判定を
行ない、そのスペア判定結果に基づいて、ノーマルロウ
イネーブル信号NREおよびスペアロウイネーブル信号
SREを生成する。他の構成は、図59に示す構成と同
じであり、対応する部分には同一参照番号を付す。
【0305】この図61に示す構成においては、冗長行
ブロックRRB♯のスペアメインワード線SMWLによ
り、このメモリアレイMAに含まれる不良行の救済が行
なわれる。このような場合においても、実施の形態4で
示したように、センスアンプ回路は、冗長行に対して動
作するだけであり、同時に活性化されるセンスアンプ回
路の数は増加しない。したがって、このような複数の行
ブロック共通にスペア判定をスペア判定回路114によ
り行なう構成においても、データ保持モード時、同時に
動作するセンスアンプ回路の数を一定として、センス電
源電圧を安定化させることができ、正確な冗長置換によ
る不良救済およびデータ保持を行なうことができる。
【0306】また、データ保持モード時、サブワード線
単位で活性/非活性を行なうことができ、データ保持モ
ード時の同時に動作するセンスアンプ回路の数を低減で
き、応じて消費電流を低減できる。この場合、非活性状
態のセンスアンプ回路のセンス電源に設けられたデカッ
プル容量が、実際に動作するセンスアンプ回路のセンス
電源線に対するデカップル容量として機能し、より安定
に、センス動作を行なうことができる。
【0307】[変更例3]図62は、この発明の実施の
形態7の変更例3の構成を概略的に示す図である。図6
2においては、メモリアレイMAの冗長行ブロックRR
B♯に対しスペア判定回路116が設けられる。このス
ペア判定回路116は、このメモリアレイMAに含まれ
る行ブロックに共通にかつ列ブロックごとにスペア判定
を行なう。他の構成は、図61に示す構成と行な指示で
あるり、対応する部分には同一参照番号を付す。
【0308】この図62に示す構成においては、各列ブ
ロックごとにスペア判定が行なわれる。したがってノー
マルメインワード線NMWLとスペアメインワード線S
MWLが同時に活性化される状態が存在する。しかしな
がら、置換されるノーマルサブワード線に対して、セン
スアンプ回路を非活性状態に保持することにより、同時
に動作するセンスアンプ回路の数を冗長置換の有無にか
かわらず一定とすることができる。これにより、アレイ
サイズに応じて、活性化されるブロックのサイズを調整
する場合においても、データ保持モード時、メモリサブ
アレイ単位で活性/非活性を制御することができ、デー
タ保持モード時同時に動作するセンスアンプ回路の数を
さらに低減することができ、デカップル容量がアレイサ
イズに応じて小さくなった場合においても安定にセンス
動作を行ない、データの保持を行なうことができる。
【0309】なお、図61および図62に示す構成は、
実施の形態4に示す行系制御回路を利用することによ
り、各メモリサブアレイ単位でのデータ保持を実現する
ことができる。実施の形態4における列ブロック選択信
号に代えて、AND回路GA0−GA7の出力信号を与
える。
【0310】以上のように、この発明の実施の形態7に
従えば、アレイサイズに応じて、活性化されるブロック
サイズが調整される構成において、データ保持モード
時、メモリサブアレイ(列ブロック)単位でデータ保持
を行なうように構成しており、アレイサイズに応じてデ
カップル容量の容量値が小さくなる場合においても、デ
ータ保持モード時安定にセンス動作を行なうことがで
き、かつ消費電流を低減することができる。
【0311】[他の適用例]行ブロックRBの記憶容量
値(ビット数)は任意であり、たとえば1つの行ブロッ
クが1Mビットの記憶容量を有していてもよい。また、
スペアメインワード線SMWLに対応して各列ブロック
において1本のスペアサブワード線が設けられてもよ
い。この場合、スペアサブデコード信号を生成する必要
がなく、単にスペア判定結果に従ってスペアサブワード
線を選択状態へ駆動することができる。
【0312】また、データ保持を行なうDRAMは、一
般の、クロック信号に同期して動作するSDRAM(ク
ロック同期型DRAM)であってもよく、またプロセッ
サなどのロジックと同一半導体基板上に集積化される混
載DRAMであってもよい。
【0313】また、1つのメモリマットに含まれる行ブ
ロックの数は、その記憶容量に応じて適当に定められれ
ばよい。
【0314】また、サブワード線ドライバがメモリサブ
アレイの両側に交互に配置され、1つのサブワード線ド
ライバが2つのメモリサブアレイのサブワード線をドラ
イブする場合、サブワード線ドライバ帯単位でメモリサ
ブアレイの活性/非活性を制御する。たとえば、偶数サ
ブワード線のみ、または奇数サブワード線のみが、デー
タ保持モード時活性化される。
【0315】
【発明の効果】以上のように、この発明に従えば、ダイ
ナミック型半導体記憶装置において、リフレッシュ動作
を効率的かつ安定に行なうことができる。
【0316】すなわち、リフレッシュアドレスを、クロ
ック信号と非同期で取込み内部アドレスを生成し、かつ
クロック信号と同期してリフレッシュ指示を取込み、こ
の内部アドレスにより指定されたメモリセルのリフレッ
シュを行なうように構成することにより、リフレッシュ
アドレスを速いタイミングで確定状態として内部でリフ
レッシュ動作を行なうことができ、リフレッシュ期間を
短くすることができ、通常アクセス動作の待ち時間を短
くでき、応じて高速処理が可能となる。また、外部から
のアドレスとリフレッシュアドレスの一方を動作モード
指示信号従ってクロック信号と非同期で選択して内部ア
ドレスを生成することにより、通常アクセスモード時に
おいても、内部アドレスを速いタイミングで確定状態と
でき、内部動作開始タイミングを速くでき、応じて高速
動作が可能となる。
【0317】不良ビット救済のためのスペア判定をクロ
ック信号と非同期で行なうことにより、スペア判定結果
確定タイミングを速くでき、応じて内部動作開始タイミ
ングを速くすることができる。
【0318】また内部動作をクロック信号に同期して行
なっており、内部動作開始タイミングをクロック信号に
同期して正確に確立することができる。
【0319】また、データ保持モード時に、1つのメイ
ンワード線に対応して設けられた1行に配列される複数
のサブワード線の一部のサブワード線を選択状態へ駆動
しており、データ保持モード時選択されるサブワード線
の数を低減でき、応じて活性化されるセンスアンプ回路
の数も低減でき、データ保持モード時の消費電流を大幅
に低減することができる。
【0320】データ保持モード時には、リフレッシュア
ドレス発生回路により、メインワード線特定用アドレス
および一部のサブワード線を特定するアドレス信号を生
成することにより、容易に、データ保持モード時、一部
のサブワード線のみを選択状態へ駆動することができ
る。
【0321】また、行選択動作時、通常動作モード時に
サブワード線特定の用のサブワード線信号に対応するア
ドレスを無効化し、データ保持モード時これを有効とす
ることにより、自由に、データ保持モード時、サブワー
ド線単位でデータの保持動作を行なうことができ、消費
電流を低減することができる。
【0322】ノーマルサブワード線に対応してスペアサ
ブワード線を設け、サブワード線単位で不良救済を行な
うように構成すれば、データ保持モード時、このサブワ
ード線単位で活性/非活性を行なっても、正確に冗長置
換を行なうことができ、データ保持を正確に行なえ、ま
た低消費電流でデータ保持動作を行なうことができる。
【0323】また、メモリサブブロックそれぞれに、ノ
ーマルサブワード線およびスペアサブワード線を配設
し、各メモリサブブロック単位で不良救済を行なうよう
に構成すれば、メモリサブブロック単位でデータ保持を
行なっても、正確に冗長置換を行なってデータ保持を行
なうことができる。また複数のメモリサブブロックを単
位として複数個設けた場合の各ブロックを同一構成とし
て共通にアドレス信号を与えることができ、配線レイア
ウトが簡略化される。また、データ線を、これらの複数
のサブブロックを含む複数の行ブロックに共通に配設す
ることができ、データ線のピッチを条件を緩和すること
ができる。
【0324】また、データ保持モード時、複数のメモリ
サブブロックのうち一部のメモリサブブロックを活性化
するように構成すれば、データ保持モード時、選択され
るサブワード線の数を低減でき、応じて活性化されるセ
ンスアンプ回路の数も低減でき、データ保持モード時に
おける消費電流を低減することができる。
【0325】また、データ保持モード時には、一部のメ
モリサブブロックの不良ノーマルサブワード線の置換救
済を行なえば、データ保持モード時において一部のメモ
リサブブロックに対しデータ保持動作を行なっても正確
に冗長置換による不良救済を行なってデータ保持を行な
うことができる。
【0326】また、特定の行ブロックにおいてのみスペ
ア行を配置することにより、複数の行ブロックの不良セ
ルを、この特定の行ブロックのスペアサブワード線で救
済することができ、置換救済効率が改善される。
【0327】また、記憶容量情報に基づいて、データリ
フレッシュの行のサイズを設定することにより、メモリ
アレイをモジュールで構成する場合、モジュール数が低
減されてデカップル容量の容量値が小さくなっても、リ
フレッシュの行のサイズを調整することができ、データ
リフレッシュモード時、正確に、かつ安定にリフレッシ
ュを行なうことができる。
【0328】メモリアレイのサイズが小さくなるにつれ
てリフレッシュ行のサイズを低減すれば、このセンス電
源線のデカップル容量の容量値が小さくなるにつれて、
リフレッシュ行サイズを低減しており、安定に、センス
電源電圧を供給してセンス動作を行なうことができる。
【0329】また、メモリサブブロック単位で不良救済
を行なうように構成することにより、データ保持モード
時、サブブロック単位でデータ保持動作を行なうことが
でき、データ保持モード時のセンス電源電圧をより安定
に供給することができる。
【0330】また、特定の行ブロックにスペアサブワー
ド線を配置すれば、複数の行ブロックの不良サブワード
線を特定の行ブロックのスペアサブワード線での不良救
済およびセンス電源電圧の安定化をともに実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に従う半導体記憶装置の全体の構成
を概略的に示す図である。
【図2】 図1に示すロウ系制御回路の構成を概略的に
示す図である。
【図3】 図1に示すローカルロウ系制御回路の各関連
の信号を示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態1に従う半導体記憶装
置の動作を示すタイミング図である。
【図5】 この発明の実施の形態1に従うロウ系制御回
路のアドレス発生部の構成を概略的に示す図である。
【図6】 図5に示すアドレス発生部の動作を示すタイ
ミング図である。
【図7】 図5に示すアドレス発生部のオートリフレッ
シュモード時の動作を示すタイミング図である。
【図8】 (A)は図5に示すオートリフレッシュ選択
制御回路の構成の一例を示し、(B)は図8(A)に示
す回路の動作を示すタイミング図である。
【図9】 図5に示すオートリフレッシュ選択制御回路
およびセルフリフレッシュタイマ回路の構成を概略的に
示す図である。
【図10】 図9に示す回路の動作を示すタイミング図
である。
【図11】 図5に示すオートリフレッシュ選択制御回
路およびセルフリフレッシュタイマ回路の変更例を示す
図である。
【図12】 図11に示す回路の動作を示すタイミング
図である。
【図13】 図5に示すバンク制御回路の構成を示す図
である。
【図14】 (A)−(C)は、図13に示すバンク制
御回路の動作を示すタイミング図である。
【図15】 図1に示すスペア判定回路の構成を示す図
である。
【図16】 (A)は、この発明の実施の形態2に従う
半導体記憶装置のメモリアレイ部の構成を概略的に示
し、(B)は通常動作モード時に活性化される行ブロッ
クを示し、(C)は、データ保持モード時に活性化領域
を概略的に示す図である。
【図17】 この発明の実施の形態2における行ブロッ
クの構成を概略的に示す図である。
【図18】 この発明の実施の形態2に従う半導体記憶
装置のメインワード線駆動部の構成を概略的に示す図で
ある。
【図19】 この発明の実施の形態2における半導体記
憶装置のサブワード線ドライバの構成を示す図である。
【図20】 この発明の実施の形態2に従う半導体記憶
装置の1つの行ブロックの行系制御回路の構成を概略的
に示す図である。
【図21】 図20に示すサブデコード回路の構成を示
す図である。
【図22】 図20に示すサブデコードドライバの構成
の一例を示す図である。
【図23】 図20に示すEQ制御回路およびローカル
EQ制御回路およびビット線イコライズ回路の構成の一
例を示す図である。
【図24】 図20に示すSA制御回路およびローカル
SA制御回路およびセンスアンプ回路の構成の一例を示
す図である。
【図25】 図20に示すローカルSA制御回路の変更
例を示す図である。
【図26】 図20に示すBI制御回路およびローカル
BI制御回路の構成の一例を示す図である。
【図27】 この発明の実施の形態2における列ブロッ
ク選択信号およびリフレッシュアドレス発生部の構成を
概略的に示す図である。
【図28】 図27に示すリフレッシュアドレス発生部
の動作を模式的に示す図である。
【図29】 図27に示すサイズ情報記憶回路および選
択回路の構成を示す図である。
【図30】 図27に示す列ブロックレジスタおよびデ
コーダの構成を示す図である。
【図31】 図30に示すデコーダのデコード信号と列
ブロックとの対応関係を示す図である。
【図32】 この発明の実施の形態3に従う半導体記憶
装置の要部の構成を概略的に示す図である。
【図33】 (A)−(C)は、図32に示す半導体記
憶装置の選択サブワード線の状態を概略的に示す図であ
る。
【図34】 この発明の実施の形態3の変更例の構成を
概略的に示す図である。
【図35】 図34に示すサブワード線ドライバ図の構
成を概略的に示す図である。
【図36】 (A)−(C)は、図35に示す構成の各
動作モードにおける選択サブワード線の状態を模式的に
示す図である。
【図37】 この発明の実施の形態4に従う半導体記憶
装置のアレイ部の構成を概略的に示す図である。
【図38】 この発明の実施の形態4に従う半導体記憶
装置の要部の構成を概略的に示す図である。
【図39】 (A)は、スペア判定回路の構成を示し、
(B)は、図38に示す構成の冗長置換を示す図であ
る。
【図40】 ブロック選択信号発生部の構成を概略的に
示す図である。
【図41】 (A)および(B)は、図37に示す構成
の選択サブワード線の状態を模式的に示す図である。
【図42】 この発明の実施の形態4の変更例を示す図
である。
【図43】 図42に示す構成のサブワード線ドライバ
の制御信号を示す図である。
【図44】 この発明の実施の形態4の変更例における
行ブロック選択信号発生部の構成を概略的に示す図であ
る。
【図45】 この発明の実施の形態4の変更例における
選択サブワード線の状態を示す図である。
【図46】 この発明の実施の形態4の変更例における
選択サブワード線の状態を示す図である。
【図47】 この発明の実施の形態4の選択サブワード
線の状態を示す図である。
【図48】 この発明の実施の形態4の要部の構成を概
略的に示す図である。
【図49】 この発明の実施の形態4における制御回路
の構成を概略的に示す図である。
【図50】 この発明の実施の形態5の半導体記憶装置
の要部の構成を概略的に示す図である。
【図51】 この発明の実施の形態5におけるメモリア
レイの構成を概略的に示す図である。
【図52】 この発明の実施の形態5におけるメモリア
レイの選択ブロックを概略的に示す図である。
【図53】 この発明の実施の形態5におけるメモリア
レイの構成および選択行ブロックを概略的に示す図であ
る。
【図54】 この発明の実施の形態5におけるメモリア
レイの構成および選択行ブロックの構成を概略的に示す
図である。
【図55】 この発明の実施の形態5における各ブロッ
クとアドレスビットとの対応関係を示す図である。
【図56】 この発明の実施の形態5におけるブロック
選択信号発生部の構成を概略的に示す図である。
【図57】 この発明の実施の形態5におけるワード線
選択部の構成を概略的に示す図である。
【図58】 この発明の実施の形態6の構成を概略的に
示す図である。
【図59】 この発明の実施の形態7の半導体記憶装置
の要部の構成を概略的に示す図である。
【図60】 この発明の実施の形態7の変更例1の構成
を概略的に示す図である。
【図61】 この発明の実施の形態7の変更例2の構成
を概略的に示す図である。
【図62】 この発明の実施の形態7の変更例3の構成
を概略的に示す図である。
【図63】 従来の半導体記憶装置のリフレッシュ動作
を示すタイミング図である。
【図64】 (A)は従来の半導体記憶装置のリフレッ
シュアドレス発生部の構成を概略的に示し、(B)は図
64(A)に示す回路の動作を示すタイミング図であ
る。
【符号の説明】
1 ロウ系制御回路、2 アドレス前処理回路、3 ス
ペア判定回路、5 ロウデコーダ、10a リフレッシ
ュアドレスカウンタ、10b リフレッシュタイマ、1
1 内部クロック発生回路、12 ブロックラッチ回
路、13 ブロックデコード回路、14 バッファ回
路、15 バンクA制御回路、16 バンクB制御回
路、17a,17b マルチプレクサ、21 セルフリ
フレッシュタイマ回路、23 オートリフレッシュ選択
制御回路、25 リフレッシュアドレスカウンタ回路、
RB♯0−RB♯16 行ブロック、MWDB,MWD
BA,MWDBB メインワード線ドライバ値、MSA
メモリサブアレイ、CB♯0−CB♯7 列ブロッ
ク、SAB♯0−SAB♯8,SAB0−SAB16
センスアンプ帯、SWDB サブワード線ドライバ帯、
50,54 EQ制御回路、51,53 BI制御回
路、52 SA制御回路、60,63 ローカルEQ制
御回路、61,63 ローカルBI制御回路、62 ロ
ーカルSA制御回路、65 サブデコードドライバ、7
0 リフレッシュ領域アドレスレジスタ、71カウント
回路、72 サイズ情報記憶回路、73 選択回路、7
4 列ブロックレジスタ、75 デコーダ、77 OR
回路、4a スペアイネーブル回路、5a ロウデコー
ダ、5b スペアワード線ドライバ、SWD0−SWD
3 ノーマルサブワード線ドライバ、SSD0−SSD
3 スペアサブワード線ドライバ、NSWL0−NSW
L3 ノーマルサブワード線、SSWL0−SSWL3
スペアサブワード線、NMWL ノーマルメインワード
線、SMWL スペアメインワード線、75a−75h
ブロックスペア判定器、77a−77h サブワード
線ドライバ群、75 ブロックスペア判定回路、84
スペアサブデコーダ、RRB♯ 冗長行ブロック、90
a,90b メインセンス系制御回路、91a,91b
ローカルセンス系制御回路、95 センス電源、SP
L センス電源線、DCP デカップル容量、100
レジスタ、101a−101c マルチプレクサ、10
2a−102e OR回路、103 デコーダ、104
リフレッシュアドレスカウンタ、105 マルチプレ
クサ、106 ロウデコーダ、GA0−GA7 AND
回路、110,112,114,116 スペア判定回
路。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック信号に同期して動作する半導体
    記憶装置であって、 記憶データを再書込するリフレッシュモード時に、リフ
    レッシュすべきメモリセルを指定するリフレッシュアド
    レスを発生するためのリフレッシュアドレス発生回路、 前記クロック信号と非同期で前記リフレッシュアドレス
    に従って内部アドレスを発生するアドレス回路、および
    前記クロック信号に同期して外部からのリフレッシュ指
    示を取込み、該取込んだリフレッシュ指示に従って前記
    内部アドレスが指定するメモリセルのリフレッシュを行
    なうためのリフレッシュ制御信号を発生するリフレッシ
    ュ制御回路を備える、半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 動作モード指示信号に従って外部からの
    アドレス信号と前記リフレッシュアドレスの一方を選択
    して前記クロック信号と非同期で前記アドレス回路へ与
    えるアドレス選択回路をさらに備え、前記アドレス選択
    回路は、前記動作モード指示信号が前記リフレッシュモ
    ードを指定するとき前記リフレッシュアドレスを選択し
    て前記アドレス回路へ与える、請求項1記載の半導体記
    憶装置。
  3. 【請求項3】 不良メモリセルのアドレスを記憶し、前
    記アドレス回路から発生される内部アドレスが前記不良
    メモリセルを指定しているか否かを前記クロック信号と
    非同期で動作して判定するスペア判定回路をさらに備え
    る、請求項1または2記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 前記クロック信号に同期して動作し、前
    記動作モード指示信号に従って前記アドレス回路からの
    内部アドレス信号に従ってアドレス指定されたメモリセ
    ルを含む行を選択状態へ駆動するための行系回路をさら
    に備える、請求項2記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 各々に1行のメモリセルが接続する複数
    のサブワード線を備え、前記複数のサブワード線は行方
    向に整列して配列され、さらに前記複数のサブワード線
    に共通に設けられるメインワード線、および通常動作モ
    ード時、アドレス信号に従って前記メインワード線およ
    び前記複数のサブワード線を選択状態へ駆動し、かつメ
    モリセルの記憶データを保持するデータ保持モード時前
    記アドレス信号に従って前記メインワード線と前記複数
    のサブワード線の一部のサブワード線とを選択状態へ駆
    動するための行選択回路を備える、半導体記憶装置。
  6. 【請求項6】 前記データ保持モード時、前記アドレス
    信号としてリフレッシュすべき行のメモリセルを特定す
    るロウアドレス信号と前記一部のサブワード線を特定す
    るサブロウアドレス信号とを発生するリフレッシュアド
    レス回路をさらに備える、請求項5記載の半導体記憶装
    置。
  7. 【請求項7】 前記行選択回路は、前記通常動作モード
    時前記サブロウアドレス信号に相当するアドレス信号を
    無効化し、かつ前記データ保持モード時前記サブロウア
    ドレス信号を有効とするデコード回路を含む、請求項6
    記載の半導体記憶装置。
  8. 【請求項8】 前記メインワード線に対応して配置され
    るメモリセルに不良メモリセルが存在するとき、該不良
    メモリセルの救済のために配置される冗長メインワード
    線、 前記複数のサブワード線各々に対応して配設され、かつ
    各々が行方向に整列して配置されかつ各々に複数のスペ
    アメモリセルが接続される複数のスペアサブワード線、
    および前記不良メモリセルのアドレスを示す不良アドレ
    スを記憶しかつ前記アドレス信号に従って前記不良メモ
    リセルの接続するサブワード線を対応のスペアサブワー
    ド線で置換するための不良救済回路をさらに備え、前記
    不良救済回路は、少なくともデータ保持モード時、サブ
    ワード線単位で不良救済のための置換を行なう、請求項
    5記載の半導体記憶装置。
  9. 【請求項9】 各々が、行列状に配列される複数のノー
    マルメモリセルを有する複数のメモリサブブロックを備
    え、前記複数のメモリサブブロックは行方向に整列して
    配置され、 前記複数のメモリサブブロック各々において各行に対応
    して配設され、かつ各々に対応の行のノーマルメモリセ
    ルが接続する複数のノーマルサブワード線、 前記複数のメモリサブブロック共通に行方向に延在して
    配設されかつ各々が、前記複数のメモリサブブロックの
    各々の所定数のノーマルサブワード線に対応して配設さ
    れる複数のノーマルメインワード線、および前記複数の
    メモリサブブロック各々において少なくとも1行に整列
    して配設される複数のスペアメモリセルを備え、前記複
    数のスペアメモリセルは対応のメモリサブブロックにお
    いてノーマルメモリセルと列方向に整列して配置され、
    さらに前記複数のメモリサブブロック各々においてスペ
    アメモリセルの行に対応して配設され、各々に対応の行
    のスペアメモリセルが接続する複数のスペアサブワード
    線、 前記複数のメモリサブブロック共通に行方向に延在して
    配置され、かつ前記複数のメモリサブブロック各々の所
    定数のスペアサブワード線に対応して設けられる少なく
    とも1本のスペアメインワード線、および不良ノーマル
    メモリセルの位置を示す不良アドレスを記憶し、前記不
    良ノーマルメモリセルが指定されたとき該不良メモリセ
    ルを含む行に対応して配置されるノーマルサブワード線
    を対応のメモリサブブロック内のスペアサブワード線で
    置換するための救済制御回路を備え、前記救済制御回路
    は、少なくともデータ保持モード時、メモリサブブロッ
    ク単位で不良救済のための置換を行なう、半導体記憶装
    置。
  10. 【請求項10】 前記半導体記憶装置は、データアクセ
    スを行なうノーマルアクセスモードと記憶データの保持
    を行なうデータ保持モードとを有し、かつさらに、 前記ノーマルアクセスモード時、行選択に関連する動作
    を行なう行系回路を前記複数のメモリサブブロック各々
    において活性化し、かつ前記データ保持モード時前記複
    数のメモリサブブロックのうちの一部のメモリサブブロ
    ックの行系回路を活性化するための行選択制御回路をさ
    らに備える、請求項9記載の半導体記憶装置。
  11. 【請求項11】 前記救済制御回路は、前記ノーマルア
    クセスモード時、アドレス指定された行のノーマルメイ
    ンワード線全体について不良ノーマルサブワード線の救
    済を行ない、かつ前記データ保持モード時前記一部のメ
    モリサブブロックにおいて不良ノーマルサブワード線の
    救済を行なうための回路を含む、請求項9記載の半導体
    記憶装置。
  12. 【請求項12】 前記複数のメモリサブブロックは、第
    1の行ブロックを構成し、前記半導体記憶装置はさら
    に、前記第1の行ブロックと列方向に整列して配置され
    る少なくとも1個の第2の行ブロックを有し、 前記第2の行ブロックは、 各々が行列状に配列される複数のノーマルメモリセルを
    有する複数のノーマルメモリサブブロックと、 前記複数のノーマルメモリサブブロック各々において各
    行に対応して配置され、各々に対応の行のメモリセルが
    接続される複数のノーマルサブワード線と、 前記複数のノーマルメモリサブブロックに共通にかつ前
    記複数のノーマルメモリサブブロックの各々の所定数の
    ノーマルサブワード線に対応して配置される複数のノー
    マルメインワード線とを含み、 前記救済制御回路は、前記第2の行ブロックの不良メモ
    リセルに接続する不良ノーマルサブワード線を、前記第
    1の行ブロックの対応のメモリサブブロックのスペアワ
    ード線で置換するための回路を含む、請求項9から11
    のいずれかに記載の半導体記憶装置。
  13. 【請求項13】 行列状に配列される複数のメモリセル
    を有するメモリアレイと、 前記メモリアレイの記憶容量を示すビット情報を格納す
    るための回路と、 前記メモリアレイの記憶データをリフレッシュするリフ
    レッシュモード時、前記ビット情報に従って前記メモリ
    アレイのリフレッシュされる行のサイズを設定するため
    のリフレッシュサイズ設定回路とを備える、半導体記憶
    装置。
  14. 【請求項14】 前記メモリアレイは、 各々が行列状に配列される複数のメモリセルを有しかつ
    行方向に整列して配置される複数のメモリサブブロック
    と、 前記複数のメモリサブブロック各々においてメモリセル
    各行に対応して配置され、各々に対応の行のメモリセル
    が接続する複数のサブワード線と、 各々が、前記複数のメモリサブブロックに共通にかつ前
    記複数のメモリサブブロック各々の所定数の行に対応し
    て配置される複数のメインワード線とを含み、 前記リフレッシュサイズ設定回路は、前記ビット情報が
    第1の値のときリフレッシュ行のサイズをリフレッシュ
    アドレスにより指定される行に対応して配置されるメイ
    ンワード線全体に設定し、かつ前記ビット情報が前記第
    1の値よりも小さな第2の値を示すとき前記リフレッシ
    ュ行のサイズを、リフレッシュアドレスが指定する行に
    対応して配置されるメインワード線の一部に対応するサ
    ブワード線に設定する回路を含む、請求項13記載の半
    導体記憶装置。
  15. 【請求項15】 前記複数のメモリサブブロック各々に
    対応して設けられ、対応のメモリサブブロックの不良行
    を救済するための複数のスペアサブワード線と、 不良行アドレスを記憶し、アドレス信号に従って、メモ
    リサブブロック単位で不良行のサブワード線を対応のス
    ペアワード線で置換するための不良救済回路とをさらに
    備える、請求項14記載の半導体記憶装置。
  16. 【請求項16】 前記複数のメモリサブブロックは第1
    の行ブロックを構成し、 前記メモリアレイは前記第1の行ブロックと列方向に整
    列して配置される少なくとも1個の第2の行ブロックを
    有し、前記第2の行ブロックは前記第1の行ブロックの
    メモリサブブロックに対応して配置される複数のメモリ
    サブブロックを有し、前記複数のスペアサブワード線
    は、前記第2の行ブロックのメモリサブブロックに配置
    される、請求項15記載の半導体記憶装置。
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