JP2002093190A - 半導体記憶装置およびその検査方法 - Google Patents

半導体記憶装置およびその検査方法

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JP2002093190A JP2000276209A JP2000276209A JP2002093190A JP 2002093190 A JP2002093190 A JP 2002093190A JP 2000276209 A JP2000276209 A JP 2000276209A JP 2000276209 A JP2000276209 A JP 2000276209A JP 2002093190 A JP2002093190 A JP 2002093190A
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    • G11C29/18Address generation devices; Devices for accessing memories, e.g. details of addressing circuits
    • G11C29/24Accessing extra cells, e.g. dummy cells or redundant cells

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査工程でのプロービングの回数を削減し、
かつ期待値”0”および”1”についての冗長置換エラ
ーを選別する。 【解決手段】 冗長置換をする前に、冗長置換アドレス
データを予備セル(3)に書き込んでおき、冗長置換ア
ドレスに従って冗長ヒューズ回路(22)のヒューズを
切断して冗長置換をしたあとに、上記冗長ヒューズ回路
に記憶されている冗長置換アドレスデータと、上記予備
セルに書き込まれている冗長置換アドレスデータとをテ
スタに読み出し、上記冗長ヒューズ回路の上記冗長置換
アドレスデータと上記予備セルの上記冗長置換アドレス
データとを上記テスタにて比較照合することによって、
冗長置換エラーを検査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不良セルを冗長置
換するための冗長セルおよび冗長置換回路を有する、電
気的に書き込み可能な不揮発性半導体記憶装置などの半
導体記憶装置、およびこの半導体記憶装置の検査方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】電気的に書き込み可能な不揮発性半導体
記憶装置には、ワンタイムPROM(One Time Program
mable Read-Only Memory:OTP)、紫外線照射によっ
てデータの消去が可能なEPROM(Erasable Program
mable Read-Only Memory)、電気的にデータの書き換え
(書き込みおよび消去)が可能なEEPROM(Electr
ically Erasable Programmable Read-Only Memory)な
どがある。上記のOTPは、上記のEPROMを、紫外
線を透過しないプラスチックパッケージに封止したもの
である。このため、OTPは、製造工程においてプラス
チックパッケージに封止される前は、紫外線照射による
データの消去が可能であるが、プラスチックパッケージ
に封止され、製品となったあとは、データを消去するこ
とができず、データの書き込み回数が1回に限定され
る。しかし、OTPは、プラスチックパッケージを使用
することにより、EPROMと比較して極めて安価であ
る。
【0003】図8は従来の不揮発性半導体記憶装置(O
TPまたはEPROM)の構成図である。図8の不揮発
性半導体記憶装置は、本セルアレイ10と、アドレスバ
ッファ11と、アドレス入力端子12と、ロウデコーダ
13と、ワード線14と、カラムデコーダ15と、カラ
ムスイッチ回路16と、ビット線17と、データ入出力
回路18と、データ入出力端子19と、制御回路20
と、制御信号入力端子21と、冗長ヒューズ回路22
と、冗長アドレスバッファ23と、冗長デコーダ24
と、冗長ワード線25と、冗長セルアレイ26と、非選
択信号線27とを備えている。
【0004】本セルアレイ10および冗長セルアレイ2
6は、複数の不揮発性メモリセルをアレイ配列したもの
である。上記の不揮発性メモリセルは、例えば、フロー
ティングゲートを有し、このフローティングゲートに電
子を注入することによってデータ”0”が書き込まれ、
上記注入された電子をフローティングゲートから抜き去
ることによってデータ”1”が書き込まれる。データ”
1”を書き込むことは「データ消去」に相当し、デー
タ”0”を書き込むことは「データ書き込み」に相当す
る。データ消去(データ”1”の書き込み)は、メモリ
セルに紫外線を照射することによってなされ、データ書
き込み(データ”0”の書き込み)は、メモリセルに所
定の電圧を印加することによって電気的になされる。
【0005】データを書き込むまたはデータを読み出す
(アクセスする)不揮発性メモリセルの選択は、複数本
のワード線14および1本以上の冗長ワード線25から
そのメモリセルに接続している1本のワード線(冗長ワ
ード線)を選択し、複数本のビット線17からそのメモ
リセルに接続している1本のビット線を選択することに
よってなされる。ただし、不揮発性半導体記憶装置で
は、1本のワード線およびn(nは1以上の整数)本の
ビット線に接続しているnビットのメモリセルに同時に
アクセスがなされる。つまり、上記のnビットのメモリ
セルによるデータを1ワードとし、1本のワード線とn
本のビット線とを同時に選択してnビットのメモリセル
を同時に選択することによって、ワード単位でアクセス
がなされる。
【0006】以下の説明において、本セルアレイ10の
上記nビットのメモリセルを本セルと称し、冗長セルア
レイ26の上記nビットのメモリセルを冗長セルと称す
る。本セルには、ユーザデータが書き込まれる。また、
冗長セルは、本セルを冗長置換するために設けられたも
のである。本セルアレイ10は、nビットのメモリセル
からなる本セルを複数個配列したものであり、冗長セル
アレイ26は、nビットのメモリセルからなる冗長セル
を1個以上配列したものである。
【0007】図8において、アドレスバッファ11には
外部からアドレス入力12を介してアドレス(ロウアド
レスおよびカラムアドレス)が入力される。アドレスバ
ッファ11に入力されたロウアドレスは、ロウデコーダ
13によってデコードされ、そのデコード信号に従って
ワード線14から1本のワード線が選択される。また、
アドレスバッファ11に入力されたカラムアドレスは、
カラムデコーダ15によってデコードされ、そのデコー
ド信号はカラムスイッチ回路16に入力され、カラムス
イッチ回路16によって、ビット線17から同じ本セル
に接続しているn本のビット線が選択される。1本のワ
ード線および上記n本のビット線を選択することによっ
て本セル10から1個の本セルが選択される。
【0008】本セルにデータを書き込む場合は、外部か
らデータ入出力端子19に入力されたデータは、データ
入出力回路18を介してカラムスイッチ回路16の書き
込み回路に送られ、この書き込み回路によって上記選択
されたビット線を介して上記選択された本セルに上記外
部から入力されたデータが書き込みされる。
【0009】また、本セルからデータを読み出す場合
は、上記選択された本セルに書き込まれているデータ
は、上記選択されたビット線およびカラムスイッチ回路
16を介してデータ入出力回路18のセンスアンプ18
によって検出され、データ入出力端子19から外部に出
力される。
【0010】また、不良な本セルを冗長セルによって置
換する冗長置換をする場合は、冗長置換するアドレス
(冗長置換アドレス)に従って冗長ヒューズ回路22の
ヒューズを切断することによって、上記の冗長置換アド
レスを冗長ヒューズ回路22に記憶する。上記の冗長置
換をしたあとにおいては、アドレスバッファ11に入力
されたアドレスが上記の冗長置換アドレスと一致してい
ない場合には、ロウデコーダ13によってワード線14
から1本のワード線が選択され、上記入力されたアドレ
スが上記の冗長置換アドレスアドレスと一致している場
合には、冗長デコーダ24によって冗長ワード線25か
ら1本の冗長ワード線が選択されるとともに、冗長デコ
ーダ24から非選択信号線27によってロウデコーダ1
3に非選択信号が送られる。この非選択信号によって、
ロウデコーダ13は動作を停止し、ワード線14は全て
非選択になる。上記1本の冗長ワード線および上記n本
のビット線が選択されることによって冗長セル26から
上記入力されたアドレスを冗長置換した1個の冗長セル
が選択される。そして、本セルにアクセスする場合と同
じようにして、上記選択された冗長セルにデータが書き
込まれ、または上記選択された冗長セルからデータが読
み出される。なお、上記の冗長置換をする前に検査工程
などにおいて冗長セルにアクセスする必要がある場合に
は、制御回路20によって冗長デコーダ24を制御し、
冗長ワード線を選択する。
【0011】図9は従来の不揮発性半導体記憶装置の検
査工程のフローチャートである。図9の検査工程は、ス
テップS1の1stプロービング工程と、ステップS2
の冗長ヒューズ切断工程(冗長置換工程)と、ステップ
S3の紫外線消去工程と、ステップS4の2ndプロー
ビング工程と、ステップS5のウエハベーク工程と、ス
テップS6の3rdプロービング工程と、ステップS7
の紫外線消去工程の7工程に大別される。上記の1st
プロービング工程は、ステップS101〜S104によ
って構成され、上記の2ndプロービング工程は、ステ
ップS401,S402によって構成され、上記の3r
dプロービング工程は、ステップS601からなる。
【0012】ステップS1の1stプロービング工程に
ついて以下に説明する。まずステップS101で、全て
の本セルについてデータ”1”の読み出しテスト(期待
値”1”テスト)をする。次にステップS102で、全
ての本セルについて、データ”0”を書き込み、デー
タ”0”の読み出しテスト(期待値”0”テスト)をす
る。ここでは、冗長セルについての期待値”1”テスト
および期待値”0”テストは実施していない。
【0013】次にステップS103で、本セルの不良ア
ドレスをテスタにストアする。そしてステップS104
において、テスタにおいて、ストアしてある本セルの不
良アドレスから冗長置換による救済が可能かどうかを判
別する。以上で1stプロービング工程を終了する。
【0014】上記のステップS104で冗長救済可能で
あれば、ステップS2の冗長ヒューズ切断工程(冗長置
換工程)を実施する。この工程では、冗長置換アドレス
(冗長救済するアドレス)に従って冗長ヒューズ回路2
2のヒューズを切断することによって、上記の冗長置換
置換アドレスを冗長ヒューズ回路22に記憶させ、不良
な本セルを冗長セルによって冗長置換する。
【0015】次にステップS3の紫外線消去工程におい
て、ウエハに紫外線を照射し、全てのメモリセルについ
てデータを消去し(全てのメモリセルのデータを”1”
に戻し)、ステップS4の2ndプロービング工程に進
む。
【0016】ステップS4の2ndプロービング工程に
ついて以下に説明する。まずステップS17において、
全てのアドレスのセル(冗長置換されなかった全ての本
セル、および冗長置換によってアクセスされることとな
った全ての冗長セル)について、データ”1”の読み出
しテストをする。次にステップS18において、上記全
てのアドレスのセルについて、データ”0”を書き込
み、データ”0”の読み出しテストをする。以上で2n
dプロービング工程を終了する。
【0017】ここで、上記ステップS2の冗長置換工程
での冗長置換エラーには、(1)期待値”1”不良(デ
ータ”1”を書き込めない不良)の本セルが冗長置換さ
れなかった場合、(2)期待値”0”不良(データ”
0”を書き込めない不良)の本セルが冗長置換されなか
った場合、(3)期待値”1”不良の冗長セルに冗長置
換された場合、(4)期待値”0”不良の冗長セルに冗
長置換された場合がある。上記ステップS17の期待
値”1”テストおよび上記ステップS18の期待値”
0”テストによって、上記(1)〜(4)の冗長置換エ
ラーを生じたチップを除去できる。従って、2ndプロ
ービング終了時には、良品チップの上記全てのアドレス
のセルには、データ”0”が書き込まれている。
【0018】次にステップS5のウエハベーク工程を実
施し、そのあとステップS6の3rdプロービング工程
に進む。このウエハベークは、リテンション不良の本セ
ルおよび冗長セルを検査するためのものである。先に説
明したように、データ”0”を書き込むときには、不揮
発性メモリセルのフローティングゲートに電子が注入さ
れる。リテンション不良は、上記の注入された電子がフ
ローティングゲートから抜けてしまう不良である。ベー
クをすることによって、上記の電子抜けの現象が加速さ
れ、リテンション不良を容易に判別できるようになる。
【0019】次にステップS6の3rdプロービング工
程において(ステップS601において)、上記全ての
アドレスのセルについて、データ”0”の読み出しテス
トをする。この期待値”0”テストによって、上記全て
のアドレスのセルにリテンション不良のセルが含まれて
いれば、そのチップを除去できる。
【0020】このあとステップS7の紫外線消去工程に
おいて、ウエハに紫外線を照射し、全てのメモリセルに
ついてデータを消去し(全てのメモリセルのデータを”
1”に戻し)、あとの工程に進める。
【0021】このように、図9の従来の検査工程では、
プロービング工程を3回実施しており、冗長ヒューズを
切断したあとの2ndプロービング工程において、期待
値”1”テストおよび期待値”0”テストができるの
で、上記(1)〜(4)の冗長置換エラーを全て除去で
きる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の不
揮発性半導体記憶装置の回路構成では、検査工程におい
て、冗長置換エラーを選別するためには、3回のプロー
ビング工程が必要であった。ウエハ工程でのプロービン
グは、並列処理数が組み立て後の検査よりも少ないた
め、プロービング回数の増加は、コストアップになると
いう問題があった。特に、安価なOTPにおいては、プ
ロービング回数の増加によるコストアップは大きな問題
であった。
【0023】図10はプロービング工程を2回に削減し
た場合の従来の不揮発性半導体記憶装置の検査工程のフ
ローチャートの一例である。図10の検査工程は、ステ
ップS1の1stプロービング工程と、ステップS2の
冗長ヒューズ切断工程(冗長置換工程)と、ステップS
3のウエハベーク工程と、ステップS4の2ndプロー
ビング工程と、ステップS5の紫外線消去工程の5工程
に大別される。上記の1stプロービング工程は、ステ
ップS11〜S17によって構成され、上記の2ndプ
ロービング工程は、ステップS41からなる。
【0024】図10のステップS1の1stプロービン
グ工程について以下に説明する。まずステップS11
で、全ての冗長セルについてデータ”1”の読み出しテ
スト(期待値”1”テスト)をする。次にステップS1
2で、全ての冗長セルについて、データ”0”を書き込
み、データ”0”の読み出しテスト(期待値”0”テス
ト)をする。そしてステップS13で、冗長セルの不良
アドレスをテスタにストアする。
【0025】次にステップS14で、全ての本セルにつ
いてデータ”1”の読み出しテストをし、さらにステッ
プS15で、全ての本セルについて、データ”0”を書
き込み、データ”0”の読み出しテストをする。そし
て、ステップS16で、本セルの不良アドレスをテスタ
にストアする。
【0026】次にステップ17において、テスタにおい
て、ストアしてある冗長セルと本セルの不良アドレスか
ら冗長置換による救済が可能かどうかを判別する。以上
で1stプロービング工程を終了する。
【0027】次にステップS2の冗長ヒューズ切断工程
(冗長置換工程)を実施する。この工程では、冗長置換
アドレス(冗長救済するアドレス)に従って冗長ヒュー
ズ回路22のヒューズを切断することによって、上記の
冗長置換アドレスを冗長ヒューズ回路22に記憶させ、
不良な本セルを正常な冗長セルによって冗長置換する。
上記のステップS12,S15によって、正常な全ての
本セルおよび正常な全ての冗長セルには、データ”0”
がすでに書き込まれている。従って、ヒューズが冗長置
換アドレスに従って正しく切断され、冗長置換が正しく
されていれば、全てのアドレスの読み出しデータが”
0”になる(全アドレスが期待値”0”になる)。
【0028】次にステップS3のウエハベーク工程を実
施し、そのあとステップS4の2ndプロービング工程
に進む。このウエハベークは、図9のステップS5と同
じように、リテンション不良の本セルおよび冗長セルを
検査するためのものである。
【0029】次にステップS4の2ndプロービング工
程において(ステップS41において)、上記全てのア
ドレスのセルについて、データ”0”の読み出しテスト
をする。この期待値”0”テストによって、上記全ての
アドレスのセルにリテンション不良のセルが含まれてい
れば、そのチップを除去できる。また、期待値”0”に
ついての冗長置換エラー(上記(2)および(4)の冗
長置換エラー)を除去できる。
【0030】このあとステップS5の紫外線消去工程に
おいて、ウエハに紫外線を照射し、全てのメモリセルに
ついてデータを消去し(全てのメモリセルのデータを”
1”に戻し)、あとの工程に進める。
【0031】このようにプロービング工程を2回にした
図10の検査工程では、ステップS41の期待値”0”
テストによって、リテンション不良および期待値”0”
についての冗長置換エラー(上記(2)および(4)の
冗長置換エラー)を除去できる。しかし、ステップS2
の冗長置換工程のあとに期待値”1”テストができない
ため、期待値”1”についての冗長置換エラー(上記
(2)および(4)の冗長置換エラー)を除去できな
い。
【0032】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、検査工程でのプロービングの回
数を削減することができ、かつ期待値”0”および”
1”についての冗長置換エラーを選別することができる
半導体記憶装置およびその検査方法を提供することを目
的とするものである。
【0033】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の請求項1の半導体記憶装置は、データを記
憶する本セルが配置された本セルアレイと、上記本セル
を冗長置換するための冗長セルが配置された冗長セルア
レイと、外部から入力されたアドレスに対応する本セル
を選択する本セル選択手段と、冗長置換アドレスを記憶
する冗長記憶回路を有し、外部から入力されたアドレス
が上記冗長置換アドレスと一致するときに、上記冗長置
換アドレスに対応する冗長セルを選択するとともに、上
記本セル選択手段による本セルの選択を禁止する冗長セ
ル選択手段と、冗長置換アドレスを記憶する予備セルが
配置された予備セルアレイと、上記予備セルを選択する
予備セル選択手段と、選択された本セルおよび冗長セル
に記憶されたデータ、上記冗長記憶回路および上記予備
セルアレイに記憶された冗長置換アドレスを受信し、外
部に出力するデータ出力手段と、上記冗長記憶回路に記
憶されている上記冗長置換アドレスを読み出して上記デ
ータ出力手段に転送する冗長記憶データ出力手段とを設
けたことを特徴とする。
【0034】また、請求項2の半導体記憶装置は、請求
項1の半導体記憶装置おいて、上記記憶回路から読み出
された上記冗長置換アドレスと、上記予備セルから読み
出された上記冗長置換アドレスとを比較照合し、この比
較照合結果を上記データ出力手段に転送する比較照合手
段をさらに設けたことを特徴とする。
【0035】請求項3の半導体記憶装置の検査方法は、
請求項2の半導体記憶装置の検査方法であって、上記冗
長置換アドレスを上記予備セルに記憶するステップと、
上記冗長記憶回路に記憶されている上記冗長置換アドレ
スデータと、上記予備セルに記憶されている冗長置換ア
ドレスとを上記比較照合手段にて比較照合するステップ
と、上記比較照合結果をもとに冗長置換エラーを検査す
るステップとを含むことを特徴とする。
【0036】請求項4の半導体記憶装置の検査方法は、
請求項1の半導体記憶装置の検査方法であって、上記冗
長置換アドレスを上記予備セルに記憶するステップと、
上記冗長記憶回路に記憶されている上記冗長置換アドレ
スデータと、上記予備セルに記憶されている冗長置換ア
ドレスとを読み出すステップと、上記冗長記憶回路から
読み出された上記冗長置換アドレスデータと、上記予備
セルから読み出された冗長置換アドレスとを比較照合す
るステップとを含むことを特徴とする。
【0037】請求項5の半導体記憶装置の検査方法は、
請求項4の半導体記憶装置の検査方法において、上記冗
長記憶回路から読み出された上記冗長置換アドレスデー
タと上記予備セルから読み出された冗長置換アドレスと
を上記半導体記憶装置の内部で比較照合することを特徴
とする。
【0038】
【発明の実施の形態】実施の形態1 図1は本発明の実施の形態1の不揮発性半導体記憶装置
(OTPまたはEPROM)の構成図である。図1の不
揮発性半導体記憶装置は、予備セル選択回路1と、予備
セルワード線2と、予備セルアレイ3と、ヒューズデー
タ読み出し回路4と、本セルアレイ10と、アドレスバ
ッファ11と、アドレス入力端子12と、ロウデコーダ
13と、ワード線14と、カラムデコーダ15と、カラ
ムスイッチ回路16と、ビット線17と、データ入出力
回路5と、データ入出力端子19と、制御回路6と、制
御信号入力端子21と、冗長ヒューズ回路22と、冗長
アドレスバッファ23と、冗長デコーダ24と、冗長ワ
ード線25と、冗長セルアレイ26と、非選択信号線2
7とを備えている。つまり、図1の実施の形態1の不揮
発性半導体記憶装置は、図4の従来の不揮発性半導体記
憶装置において、予備セル選択回路1と、予備セルワー
ド線2と、予備セルアレイ3と、ヒューズデータ読み出
し回路4とを設け、入出力回路18および制御回路20
を、それぞれ入出力回路5および制御回路6に変更した
ものである。
【0039】本セルアレイ10、冗長セルアレイ26、
および予備セルアレイ3は、複数の不揮発性メモリセル
をアレイ配列したものである。上記の不揮発性メモリセ
ルは、例えば、フローティングゲートを有し、このフロ
ーティングゲートに電子を注入することによってデー
タ”0”が書き込まれ、上記注入された電子をフローテ
ィングゲートから抜き去ることによってデータ”1”が
書き込まれる。データ”1”を書き込むことは「データ
消去」に相当し、データ”0”を書き込むことは「デー
タ書き込み」に相当する。データ消去(データ”1”の
書き込み)は、メモリセルに紫外線を照射することによ
ってなされ、データ書き込み(データ”0”の書き込
み)は、メモリセルに所定の電圧を印加することによっ
て電気的になされる。
【0040】データを書き込むまたはデータを読み出す
(アクセスする)不揮発性メモリセルの選択は、複数本
のワード線14、1本以上の冗長ワード線25、および
1本以上の予備セルワード線2からそのメモリセルに接
続している1本のワード線(冗長ワード線、予備セルワ
ード線)を選択し、複数本のビット線17からそのメモ
リセルに接続している1本のビット線を選択することに
よってなされる。ただし、不揮発性半導体記憶装置で
は、1本のワード線およびn(nは1以上の整数)本の
ビット線に接続しているnビットのメモリセルに同時に
アクセスがなされる。つまり、上記のnビットのメモリ
セルによるデータを1ワードとし、1本のワード線とn
本のビット線とを同時に選択してnビットのメモリセル
を同時に選択することによって、ワード単位でアクセス
がなされる。
【0041】以下の説明において、本セルアレイ10の
上記nビットのメモリセルを本セルと称し、冗長セルア
レイ26の上記nビットのメモリセルを冗長セルと称
し、予備セルアレイ3の上記nビットのメモリセルを予
備セルと称する。本セルには、ユーザデータが書き込ま
れる。また、冗長セルは、本セルを冗長置換するために
設けられたものである。また、予備セルには、冗長置換
されたアドレスのデータ(冗長置換アドレスデータ)が
書き込まれる。本セルアレイ10は、nビットのメモリ
セルからなる本セルを複数個配列したものであり、冗長
セルアレイ26は、nビットのメモリセルからなる冗長
セルを1個以上配列したものであり、予備セルアレイ3
は、nビットのメモリセルからなる予備セルを1個以上
配列したものである。
【0042】アドレス入力端子12は、外部から入力さ
れた本セルのアドレス(冗長置換されたアドレスを含
む)をアドレスバッファ11に送る。上記のアドレス
は、ロウアドレスとカラムアドレスによって構成されて
いる。また、データ入出力端子19は、外部から入力さ
れたデータ(本セルまたは冗長セルに書き込まれるデー
タ、あるいは予備セルに書き込まれる冗長置換アドレス
データ)をデータ入出力回路5に送り、データ入出力回
路5から入力されたデータ(本セルまたは冗長セルから
読み出されたデータ、あるいは予備セルから読み出され
た冗長置換アドレスデータ、あるいは冗長ヒューズ回路
22から読み出された冗長置換アドレスデータ)を外部
に出力する。また、制御信号入力端子21は、外部から
入力された制御信号(不揮発性半導体記憶装置の動作を
制御するための信号)を制御回路6に送る。
【0043】制御回路6は、制御入力端子21から入力
される制御信号に従って、ヒューズデータ読み出し回路
4、アドレスバッファ11、ロウデコーダ13、カラム
スイッチ回路16、データ入出力回路5、および冗長デ
コーダ24を制御することにより、本セルにデータを書
き込む動作、本セルからデータを読み出す動作、冗長セ
ルにデータを書き込む動作(冗長置換がなされる前およ
びなされたあと)、冗長セルからデータを読み出す動作
(冗長置換がなされる前およびなされたあと)、予備セ
ルに冗長置換アドレスデータを書き込む動作、予備セル
から冗長置換アドレスデータを読み出す動作、および冗
長ヒューズ回路22から冗長置換アドレスデータを読み
出す動作(以下、このヒューズデータの読み出し機能を
ロールコールと称する)を制御する。
【0044】アドレスバッファ11は、アドレス入力端
子12から入力されたアドレスの内のロウアドレスから
内部ロウアドレスを生成し、この内部ロウアドレスをロ
ウデコーダ13および冗長ヒューズ回路22に送る。ま
た、アドレスバッファ11は、入力されたアドレスの内
のカラムアドレスから内部カラムアドレスを生成し、こ
の内部カラムアドレスをカラムデコーダ15に送る。
【0045】ロウデコーダ13は、アドレスバッファ1
1から入力された内部ロウアドレスをデコードし、その
デコード信号によってワード線14から1本のワード線
を選択する。また、カラムデコーダ15は、アドレスバ
ッファ11から入力された内部カラムアドレスをデコー
ドし、そのデコード信号をカラムスイッチ回路16に送
り、カラムスイッチ回路16によってビット線17から
n本のビット線を選択する。
【0046】データ入出力回路5は、データ入出力端子
19から入力されたデータ(本セルまたは冗長セルに書
き込まれるデータ、あるいは予備セルに書き込まれる冗
長置換アドレスデータ)をカラムスイッチ回路16に送
る。また、データ入出力回路5は、カラムスイッチ回路
16から入力されたデータ(本セルまたは冗長セルから
読み出されたデータ、あるいは予備セルから読み出され
た冗長置換アドレスデータ)を、センスアンプによって
検出し、データ入出力端子19に出力する。また、デー
タ入出力回路5は、ヒューズデータ読み出し回路4から
入力されたデータ(冗長ヒューズ回路22から読み出さ
れた冗長置換アドレスデータ)を、データ入出力端子1
9に出力する。
【0047】カラムスイッチ回路16は、本セル、冗長
セル、または予備セルにデータを書き込むとき、および
本セル、冗長セル、または予備セルからデータを読み出
すときに、カラムデコーダ15から入力されたデコード
信号に従って、カラムスイッチによってビット線17か
らn本のビット線を選択する。また、カラムスイッチ回
路16は、データ書き込みのときに、データ入出力回路
5から入力されたデータを、選択したビット線を介して
書き込み回路によって、本セル、冗長セル、または予備
セルにデータを書き込む。また、カラムスイッチ回路1
6は、データ読み出しのときに、選択したビット線をデ
ータ入出力回路5のセンスアンプに接続することによっ
て、本セル、冗長セル、または予備セルからデータを読
み出し、データ入出力回路5に送る。
【0048】アドレスバッファ11、ロウデコーダ1
3、カラムデコーダ15、およびカラムスイッチ回路1
6は、外部から入力されたアドレスの本セルを選択する
本セル選択手段を構成している。ロウデコーダ13によ
ってワード線14から1本のワード線を選択し、カラム
デコーダ15およびカラムスイッチ回路16によってビ
ット線17からn本のビット線を選択することにより、
本セルアレイ10から1個の本セルが選択される。ま
た、データ入出力回路5,カラムスイッチ16、および
データ入出力端子19は、外部から入力されたデータを
選択された本セルまたは冗長セルに書き込み、あるいは
上記選択された本セルまたは冗長セルからデータを読み
出して外部に出力するデータ入出力手段を構成してい
る。
【0049】冗長ヒューズ回路22は、内部ロウアドレ
スのビット数に応じた複数のヒューズからなるヒューズ
ユニットを1個以上有する。冗長置換することができる
本セルの個数の最大値は、ヒューズユニットの個数に等
しい。冗長置換アドレス(冗長置換する本セルの内部ロ
ウアドレス)に従って、ヒューズユニットの複数のヒュ
ーズの内の所定のヒューズを切断することによって、上
記の冗長置換アドレスがそのヒューズユニットに記憶さ
れる。冗長置換がなされたあと(ヒューズの切断がなさ
れたあと)において、ヒューズユニットは、アドレスバ
ッファ11から入力された内部ロウアドレスのビットの
内、切断されていないヒューズに入力された内部ロウア
ドレスのビットを冗長アドレスバッファ23に送る。ま
た、冗長置換がなされる前(ヒューズの切断がなされる
前)において、ヒューズユニットは、入力された内部ロ
ウアドレスの全てのビットを、切断されていないヒュー
ズを介して冗長アドレスバッファ23に送る。
【0050】冗長アドレスバッファ23は、冗長ヒュー
ズ回路22のヒューズユニットから入力された内部ロウ
アドレスのビットをもとに冗長アドレスを生成し、この
冗長アドレスを冗長デコーダ24に送る。
【0051】冗長置換がなされたあとにおいて、冗長デ
コーダ24は、冗長アドレスバッファ23から入力され
た冗長アドレスをもとに、外部からアドレス入力端子1
2に入力されたアドレス(ロウアドレス)が冗長置換ア
ドレスに一致するか否かを判別し、上記入力されたアド
レスが冗長置換アドレスに一致していなければ、冗長ワ
ード線25のいずれの冗長ワード線も選択せず(全ての
冗長ワード線25は非選択となる)、上記入力されたア
ドレスが冗長置換アドレスに一致していれば、その冗長
置換アドレスに従って冗長ワード線25から1本の冗長
ワード線を選択するとともに、非選択信号線27によっ
てロウデコーダ13に非選択信号を送り、ロウデコーダ
13の動作を停止させる。ロウデコーダ13は、上記の
非選択信号が入力されると、ワード線14のいずれも選
択しない(全てのワード線14は非選択となる)。
【0052】アドレスバッファ11、カラムデコーダ1
5、カラムスイッチ回路16、冗長ヒューズ回路22、
冗長アドレスバッファ23、および冗長デコーダ24
は、冗長置換するアドレスのデータを記憶する冗長ヒュ
ーズ回路を有し、外部から入力されたアドレスが上記冗
長置換アドレスであるときに、その冗長置換アドレスの
冗長セルを選択するとともに、上記本セル選択手段によ
る本セルの選択を禁止する冗長セル選択手段を構成して
いる。冗長デコーダ24によって冗長ワード線25から
1本の冗長ワード線を選択し、カラムデコーダ15およ
びカラムスイッチ回路16によってビット線17からn
本のビット線を選択することにより、冗長セルアレイ2
6から不良な本セルを冗長置換した1個の冗長セルが選
択される。
【0053】また、冗長置換がなされる前に冗長セルに
アクセスする動作において、制御回路6は、外部から制
御信号入力端子21を介して入力された冗長アクセス許
可の制御信号に従って、冗長ワード線を選択するための
冗長ワード選択制御信号を生成し、この冗長ワード選択
制御信号を冗長デコーダ24に送る。冗長デコーダ24
は、制御回路6から入力された冗長ワード選択制御信号
に従って冗長ワード線25から1本の冗長ワード線を選
択するとともに、非選択信号線27によってロウデコー
ダ13に非選択信号を送り、ロウデコーダ13の動作を
停止させる。この冗長置換がなされる前に冗長セルにア
クセスする動作においては、外部から入力された上記冗
長アクセス許可の制御信号に従って制御回路6が生成し
た冗長ワード選択制御信号、および外部からアドレス入
力端子12に入力されたカラムアドレスに従って、冗長
セルが選択される。
【0054】予備セルにアクセスする動作において、制
御回路6は、ロウデコーダ13および冗長デコーダ24
の動作を停止させるとともに、外部から制御信号入力端
子21を介して入力された予備セルアクセス許可の制御
信号に従って、予備セル選択回路1を動作させて予備セ
ルにアクセスするための予備セルアクセス制御信号、お
よび予備セルワード線を選択するための予備セルロウア
ドレスを生成し、これらを予備セル選択回路1に送る。
予備セル選択回路1は、制御回路6から入力された予備
セルロウアドレスに従って予備セルワード線2から1本
の予備セルワード線を選択する。この予備セルにアクセ
スする動作においては、外部から入力された上記予備セ
ルアクセス許可の制御信号に従って制御回路6が生成し
た冗長ワード選択制御信号、および外部からアドレス入
力端子12に入力されたカラムアドレスに従って、予備
セルが選択される。
【0055】予備セル選択回路1、アドレスバッファ1
1、カラムデコーダ15、およびカラムスイッチ回路1
6は、予備セルを選択する予備セル選択手段を構成して
いる。また、データ入出力回路5,カラムスイッチ1
6、およびデータ入出力端子19は、外部から入力され
た冗長置換アドレスデータを選択された予備セルに書き
込み、または選択された予備セルに書き込まれている冗
長置換アドレスデータを読み出して外部に出力する予備
セルデータ入出力手段を構成している。
【0056】冗長ヒューズ回路22のヒューズユニット
に記憶されている冗長置換アドレスデータを読み出す動
作(ロールコールの動作)において、制御回路6は、外
部から制御信号入力端子21を介して入力されたロール
コール許可の制御信号に従って、ヒューズデータ読み出
し回路4を動作させるためのヒューズデータ読み出し制
御信号、および冗長置換アドレスデータを読み出すヒュ
ーズユニットを選択するためのヒューズユニット選択制
御信号を生成し、これらをヒューズ読み出し回路4に送
る。ヒューズ読み出し回路4は、制御回路6から入力さ
れたヒューズユニット選択制御信号に従って、ヒューズ
ユニットに記憶されている冗長置換アドレスデータを読
み出し、この冗長置換アドレスデータをデータ入出力回
路5に送る。データ入出力回路5は、ヒューズ読み出し
回路4から入力された上記の冗長置換アドレスデータを
データ入出力端子19に送り、データ入出力端子19か
ら外部に出力する。
【0057】ヒューズ読み出し回路4およびデータ入出
力回路5は、冗長ヒューズ回路に記憶されている冗長置
換アドレスデータを読み出して外部に出力するヒューズ
データ出力手段を構成している。
【0058】制御回路6は、外部から入力される制御信
号に従って、上記予備セル選択手段および上記予備セル
データ入出力手段を制御して冗長置換アドレスのデータ
を予備セルに書き込ませまたは予備セルから読み出して
出力させ、あるいは上記ヒューズデータ出力手段を制御
して上記ヒューズ回路に記憶されている冗長置換アドレ
スを出力させる制御手段に相当する。
【0059】図1の不揮発性半導体記憶装置の動作は、
本セルにデータを書き込む動作と、本セルからデータを
読み出す動作と、冗長セルにデータを書き込む動作(冗
長置換がなされる前およびなされたあと)と、冗長セル
からデータを読み出す動作(冗長置換がなされる前およ
びなされたあと)と、予備セルに冗長置換アドレスデー
タを書き込む動作と、予備セルから冗長置換アドレスデ
ータを読み出す動作と、冗長ヒューズ回路22から冗長
置換アドレスデータを読み出す動作(ロールコールの動
作)とに大別される。図1の不揮発性半導体記憶装置の
動作、および冗長ヒューズ回路22に冗長置換アドレス
を記憶させる冗長置換手順について、図2〜図5を参照
しながら以下に説明する。
【0060】図2はロウデコーダ13、冗長ヒューズ回
路22、冗長アドレスバッファ23、および冗長デコー
ダ24の構成例を示す図である。また、図3はカラムデ
コーダ15、カラムスイッチ回路16、およびデータ入
出力回路5の構成例を示す図である。また、図4は予備
セル選択回路1の構成例を示す図である。また、図5は
ヒューズデータ読み出し回路4およびデータ入出力回路
5の構成例を示す図である。
【0061】図2において、ロウデコーダ13は、アン
ドゲートAND0,AND1,AND2,AND3を有
する。また、冗長アドレスバッファ23は、バッファユ
ニットBU1,BU2を有する。また、冗長デコーダ2
4は、アンドゲートAND8,AND9を有する。ま
た、ワード線14は、4本のワード線w0,w1,w2
3を有する。また、冗長ワード線25は、2本の冗長
ワード線u0,u1を有する。図2および図5において、
冗長ヒューズ回路22は、ヒューズユニットHU1,H
U2を有する。図3において、カラムデコーダ15は、
アンドゲートAND4,AND5,AND6,AND7
を有する。また、カラムスイッチ回路16は、カラムス
イッチCSW0,CSW1,CSW2,CSW3と、書き込
み回路WTと、スイッチSWAとを有する。また、ビッ
ト線17は、ビット線b0,b1,b 2,b3を有する。図
3および図5において、データ入出力回路5は、センス
アンプSAと、入出力バッファIOBと、スイッチSW
Bとを有する。図4において、予備セル選択回路1は、
予備セルアドレスバッファBUFと、アンドゲートAN
D10,AND11とを有する。また、予備セルワード
線2は、2本の予備セルワード線v0,v1を有する。図
5において、ヒューズデータ読み出し回路4は、プルア
ップ抵抗R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7と、
スイッチPSW 0,PSW1と、ヒューズデータデコーダ
HDDとを有する。
【0062】図2〜図5においては、アドレス入力端子
に入力されるアドレスをA0,A1,A2,A3の4ビット
データとする。A0,A1はロウアドレス、A2,A3はカ
ラムアドレスである。また、図3および図5において
は、ワード単位(nビット単位)でデータが転送される
データ伝送線やスイッチなどは、1本のデータ伝送線や
1個のスイッチとして省略してある。従って、上記ワー
ド単位のデータをパラレル転送する場合には、ビット線
0はn本のビット線からなり、スイッチCSW0やSW
Aはそれぞれn個のスイッチからなり、センスアンプS
Aはn個のアンプからなり、データ入出力バッファIO
Bはn個のバッファからなり、データ入出力端子19は
n個の端子からなる。ビット線b1〜b3、スイッチCS
1〜CSW3,SWBについても同様である。また、ス
イッチCSW0〜CSW3とスイッチSWA間のデータ伝
送線、スイッチSWAとセンスアンプSA間のデータ伝
送線、スイッチSWBとヒューズデータデコーダHDD
間のデータ伝送線、書き込み回路WTとデータ入出力バ
ッファIOB間のデータ伝送線、データ入出力バッファ
IOBとデータ入出力端子19間のデータ伝送線など
も、ビット線b0〜b3と同じように、それぞれn本のデ
ータ伝送線からなる。
【0063】[本セルアクセス動作]本セルアレイ10
から本セルを選択し、選択した本セルにデータを書き込
む動作、または選択した本セルからデータを読み出す動
作について以下に説明する。まず、入力されたアドレス
0,A1,A2,A3に従って、以下のようにして本セル
を選択する。つまり、アドレスバッファ11およびロウ
デコーダ13によって、ロウアドレスA0,A1に従って
ワード線w0〜w3の内のいずれかを選択する。また、ア
ドレスバッファ11、カラムデコーダ15、およびカラ
ムスイッチ回路16によって、カラムアドレスA2,A3
に従って、ビット線b0〜b3の内のいずれかを選択す
る。
【0064】アドレスバッファ11は、入力されたロウ
アドレスビットA0から内部ロウアドレスビットA0,r
0を生成し、入力されたロウアドレスのA1からロウア
ドレスビットA1,rA1を生成し、これらの内部ロウア
ドレスビットA0,rA0,A1,rA1をロウデコーダ1
3および冗長ヒューズ回路22に送る。ロウアドレスビ
ットA0=”0”のときには、内部ロウアドレスビット
0=”0”,rA0=”1”であり、ロウアドレスビッ
トA0=”1”のときには、内部ロウアドレスビットA0
=”1”,rA0=”0”である。また、ロウアドレス
ビットA1=”0”のときには、内部ロウアドレスビッ
トA1=”0”,rA1=”1”であり、ロウアドレスビ
ットA1=”1”のときには、内部ロウアドレスビット
1=”1”,rA1=”0”である。
【0065】ロウデコーダ13において、アンドゲート
AND0には、内部ロウアドレスビットA0およびA1
入力され、アンドゲートAND1には、内部ロウアドレ
スビットrA0およびA1が入力され、アンドゲートAN
D2には内部ロウアドレスビットA0およびrA1が入力
され、アンドゲートAND3には内部ロウアドレスビッ
トrA0およびrA1が入力される。
【0066】例えば、ロウアドレスA0=”1”,A
1=”1”が入力されたときは、内部ロウアドレスは、
0=A1=”1”,rA0=rA1=”0”であるので、
アンドゲートAND0の出力のみが”1”となり、ワー
ド線w0が選択される。同じように、ロウアドレスA
0=”0”,A1=”1”が入力されたときには、アンド
ゲートAND1によってワード線w1が選択され、ロウ
アドレスA0=”1”,A1=”0”が入力されたときに
は、アンドゲートAND2によってワード線w2が選択
され、ロウアドレスA0=”0”,A1=”0”が入力さ
れたときには、アンドゲートAND3によってワード線
3が選択される。
【0067】また、アドレスバッファ11は、入力され
たカラムアドレスビットA2から内部カラムアドレスビ
ットA2,rA2を生成し、入力されたカラムアドレスビ
ットA3から内部カラムアドレスビットA3,rA3を生
成し、これらの内部カラムアドレスビットA2,rA2
3,rA3をカラムデコーダ15に送る。カラムアドレ
スビットA2=”0”のときには、内部カラムアドレス
ビットA2=”0”,rA2=”1”であり、カラムアド
レスビットA2=”1”のときには、内部カラムアドレ
スビットA2=”1”,rA2=”0”である。また、ロ
ウアドレスビットA3=”0”のときには、内部ロウア
ドレスビットA3=”0”,rA3=”1”であり、ロウ
アドレスビットA3=”1”のときには、内部ロウアド
レスビットA3=”1”,rA3=”0”である。
【0068】カラムデコーダ15において、アンドゲー
トAND4には、内部カラムアドレスビットA2および
3が入力され、アンドゲートAND5には、内部カラ
ムアドレスビットrA2およびA3が入力され、アンドゲ
ートAND6には、内部カラムアドレスビットA2およ
びrA3が入力され、アンドゲートAND7には、内部
カラムアドレスビットrA2およびrA3が入力される。
【0069】カラムスイッチ回路16において、カラム
スイッチCSW0は、アンドゲートAND4の出力が”
1”のときONしてビット線b0を選択し、カラムスイ
ッチCSW1は、アンドゲートAND5の出力が”1”
のときONしてビット線b1を選択し、カラムスイッチ
CSW2は、アンドゲートAND6の出力が”1”のと
きONしてビット線b2を選択し、カラムスイッチCS
3は、アンドゲートAND7の出力が”1”のときO
Nしてビット線b3を選択する。
【0070】例えば、カラムアドレスA2=”1”,A3
=”1”が入力されたときは、内部カラムアドレスは、
2=A3=”1”,rA2=rA3=”0”であるので、
アンドゲートAND4の出力のみが”1”となり、カラ
ムスイッチCSW0のみがONし、ビット線b0が選択さ
れる。同じように、カラムアドレスA2=”0”,A
3=”1”が入力されたときには、アンドゲートAND
5およびカラムスイッチCSW1によってビット線b1
選択され、カラムアドレスA2=”1”,A3=”0”が
入力されたときには、アンドゲートAND6およびカラ
ムスイッチCSW 2によってビット線b2が選択され、カ
ラムアドレスA0=”0”,A1=”0”が入力されたと
きには、アンドゲートAND7およびカラムスイッチC
SW3によってビット線b3が選択される。
【0071】以上のようにして、本セルアレイ10から
入力されたアドレスに従って1個の本セルが選択され
る。そして、以下にようにして、上記の選択された本セ
ルにデータが書き込まれ、または上記選択された本セル
からデータが読み出される。
【0072】データ書き込みのときには、データ入出力
回路5は、スイッチSWBの端子aが端子b,cのいず
れにも接続しないようにスイッチSWBを制御する。外
部からデータ入出力端子19を介してデータ入出力回路
5に入力された書き込みデータは、入出力バッファIO
Bを介して書き込み回路WTに送られる。また、カラム
スイッチ回路16は、スイッチSWAの端子aが端子b
に接続するように制御する。これによって、上記選択さ
れた本セルは、ビット線、カラムスイッチ、およびスイ
ッチSWAを介して書き込み回路WTに接続されること
になる。書き込み回路WTは、入力された書き込みデー
タに従って、上記選択された本セルを構成するnビット
のメモリセルの内の所定のメモリセルに所定の電圧を印
加し、そのメモリセルにデータ”0”を書き込む。な
お、データ”0”が書き込まれなかったメモリセルのデ
ータは”1”のままである。このようにして、上記選択
された本セルにデータが書き込まれる。
【0073】データ読み出しのときには、カラムスイッ
チ回路16は、スイッチSWAの端子aが端子cに接続
されるようにスイッチSWAを制御する。これによっ
て、上記選択された本セルは、ビット線、カラムスイッ
チ、およびスイッチSWAを介してセンスアンプSAの
入力に接続される。また、データ入出力回路5は、スイ
ッチSWBの端子aが端子bに接続されるようにスイッ
チSWBを制御する。これによって、センスアンプSA
の出力は、入出力バッファIOBを介してデータ入出力
端子19に接続される。従って、上記選択された本セル
に書き込まれているデータは、センスアンプSAによっ
て検出され、入出力バッファIOBを介してデータ入出
力端子19から外部に出力される。
【0074】[冗長置換の手順]次に、冗長ヒューズ回
路22に冗長置換アドレスを記憶させる手順について説
明する。冗長ヒューズ回路22のヒューズユニットHU
1,HU2には、それぞれ冗長置換アドレス(冗長置換
するロウアドレス)を記憶させることができる。従っ
て、最大2個の不良アドレス(不良な本セルを含むロウ
アドレス)を冗長置換することが可能である。ヒューズ
ユニットHU1,HU2は、それぞれ4個のヒューズH
0,rH0,H1,rH1によって構成されている。これら
のヒューズH 0,rH0,H1,rH1は、例えばポリシリ
コンからなり、レーザ光照射などによって切断が可能で
ある。
【0075】ヒューズユニットHU1において、ヒュー
ズH0は、アドレスバッファ11から出力された内部ロ
ウアドレスビットA0を冗長アドレスバッファ23のバ
ッファユニットBU1に送るデータ伝送線の途中に設け
られており、ヒューズrH0は、内部ロウアドレスビッ
トrA0をバッファユニットBU1に送るデータ伝送線
の途中に設けられており、ヒューズH1は、内部ロウア
ドレスビットA1をバッファユニットBU1に入力する
データ伝送線の途中に設けられており、ヒューズrH1
は、内部ロウアドレスビットrA1をバッファユニット
BU1に送るデータ伝送線の途中に設けられている。ま
た、ヒューズユニットHU2において、ヒューズH
0は、アドレスバッファ11から出力された内部ロウア
ドレスビットA0を冗長アドレスバッファ23のバッフ
ァユニットBU2に送るデータ伝送線の途中に設けられ
ており、ヒューズrH0は、内部ロウアドレスビットr
0をバッファユニットBU2に送るデータ伝送線の途
中に設けられており、ヒューズH1は、内部ロウアドレ
スビットA1をバッファユニットBU2に入力するデー
タ伝送線の途中に設けられており、ヒューズrH1は、
内部ロウアドレスビットrA1をバッファユニットBU
2に送るデータ伝送線の途中に設けられている。
【0076】例えば、ロウアドレスA0=”1”,A
1=”0”の本セルが不良であり、このロウアドレスA0
=”1”,A1=”0”をヒューズユニットHU1およ
び冗長セルアレイ26によって冗長置換したいときに
は、ヒューズユニットHU1のヒューズrH0およびH1
を切断することによって、冗長置換アドレスA0=”
1”,A1=”0”をヒューズユニットHU1に記憶さ
せる。また、ロウアドレスA0=”1”,A1=”1”を
ヒューズユニットHU2および冗長セルアレイ26によ
って冗長置換したいときには、ヒューズユニットHU2
のヒューズrH0およびrH1を切断することによって、
冗長置換アドレスA0=”1”,A1=”1”をヒューズ
ユニットHU2に記憶させる。
【0077】[冗長セルアクセス動作(冗長置換された
あとの動作)]次に、冗長置換されたあとにおいて、入
力されたアドレスが冗長置換アドレスと一致したとき
に、冗長セルを選択し、選択した冗長セルにデータを書
き込む動作、または選択した冗長セルからデータを読み
出す動作について説明する。まず、上記のアドレスを冗
長置換した冗長セルを、以下のようにして選択する。つ
まり、アドレスバッファ11、冗長ヒューズ回路22、
冗長アドレスバッファ23、および冗長デコーダ24に
よって、ロウアドレスA0,A1に従って2本の冗長ワー
ド線u0,u1の内のいずれかを選択する。また、アドレ
スバッファ11、カラムデコーダ15、およびカラムス
イッチ回路16によって、カラムアドレスA 2,A3に従
って、ビット線b0〜b3の内のいずれかを選択する。
【0078】ここでは、上記のように、ヒューズユニッ
トHU1のヒューズrH0およびH1を切断することによ
って冗長置換アドレスA0=”1”,A1=”0”をヒュ
ーズユニットHU1に記憶させ、ヒューズユニットHU
2のヒューズrH0およびrH1を切断することによって
冗長置換アドレスA0=”1”,A1=”1”をヒューズ
ユニットHU2に記憶させた場合について説明する。ま
た、冗長置換されたあとの冗長セルアクセス動作におい
ては、制御回路6は、冗長ワード選択制御信号CND0
=CND1=”1”とする。このため、冗長デコーダ2
4は、冗長アドレスバッファ23から入力される冗長ア
ドレスに従って冗長ワード線を選択する。
【0079】ヒューズユニットHU1のヒューズH0
よびrH1は切断されていないため、内部ロウアドレス
ビットA0,rA1は、それぞれヒューズユニットHU1
のヒューズH0,rH1を介してバッファユニットBU1
に入力される。しかし、ヒューズユニットHU1のヒュ
ーズrH0およびH1は切断されているため、内部ロウア
ドレスビットrA0およびA1は、バッファユニットBU
1には入力されない。
【0080】バッファユニットBU1は、ヒューズユニ
ットHU1から入力される内部ロウアドレスビットをも
とに、冗長アドレスビットB0,rB0,B1,rB1を生
成し、これらの冗長アドレスビットをアンドゲートAN
D8に入力する。つまり、バッファユニットBU1に入
力される内部ロウアドレスビットA0,rA1について
は、B0=A0,rB1=rA1とする。また、内部ロウア
ドレスビットrA0,A1は入力されないので、rB0
1=”1”とする。従って、バッファユニットBU1
からアンドゲートAND8には、冗長アドレスB0
0,rB0=”1”,B1=”1”,rB1=rA1が入
力される。
【0081】ヒューズユニットHU1による冗長置換ア
ドレスに一致するロウアドレスA0=”1”,A1=”
0”がアドレスバッファ11に入力されると、バッファ
ユニットBU1から出力される冗長アドレスB0=rB0
=B1=rB1=”1”となるので、アンドゲートAND
8の出力が”1”となり、冗長ワード線u0が選択され
る。冗長デコーダ24は、アンドゲートAND8の出力
が”1”となると、非選択信号線27を介してロウデコ
ーダ13のアンドゲートAND0〜AND3の入力する
非選択信号NSLを”1”から”0”に変化させ、ロウ
デコーダ13の動作を停止させる。従って、ロウデコー
ダ13のアンドゲートAND0〜AND3、および冗長
デコーダ24のアンドゲートAND8,AND9の内、
アンドゲートAND8の出力のみが”1”となり、ワー
ド線w0〜w3および冗長ワード線u0,u1の内から冗長
ワード線u0が選択される。
【0082】また、ヒューズユニットHU2のヒューズ
0およびH1は切断されていないため、内部ロウアドレ
スビットA0,A1は、それぞれヒューズユニットHU2
のヒューズH0,H1を介してバッファユニットBU2に
入力される。しかし、ヒューズユニットHU2のヒュー
ズrH0およびrH1は切断されているため、内部ロウア
ドレスビットrA0およびrA1は、バッファユニットB
U2には入力されない。
【0083】バッファユニットBU2は、ヒューズユニ
ットHU2から入力される内部ロウアドレスビットをも
とに、冗長アドレスビットB0,rB0,B1,rB1を生
成し、これらの冗長アドレスビットをアンドゲートAN
D9に入力する。つまり、バッファユニットBU2に入
力される内部ロウアドレスビットA0,A1については、
0=A0,B1=A1とする。また、内部ロウアドレスビ
ットrA0,rA1は入力されないので、rB0=rB
1=”1”とする。従って、バッファユニットBU2か
らアンドゲートAND9には、冗長アドレスB0=A0
rB0=”1”,B1=A1,rB1=”1”が入力され
る。
【0084】ヒューズユニットHU2による冗長置換ア
ドレスに一致するロウアドレスA0=”1”,A1=”
1”がアドレスバッファ11に入力されると、バッファ
ユニットBU2から出力される冗長アドレスB0=rB0
=B1=rB1=”1”となるので、アンドゲートAND
9の出力が”1”となり、冗長ワード線u1が選択され
る。冗長デコーダ24は、アンドゲートAND9の出力
が”1”となると、非選択信号NSLを”1”から”
0”に変化させ、ロウデコーダ13の動作を停止させ
る。従って、ロウデコーダ13のアンドゲートAND0
〜AND3、および冗長デコーダ24のアンドゲートA
ND8,AND9の内、アンドゲートAND9の出力の
みが”1”となり、ワード線w0〜w3および冗長ワード
線u0,u1の内から冗長ワード線u1が選択される。
【0085】また、上記の本セルアクセス動作と同じよ
うにして、カラムアドレスA2,A3に従って、ビット線
0〜b3の内のいずれかを選択する。以上によって、入
力されたアドレスを冗長置換した冗長セルが選択され
る。そして、上記本セルアクセス動作と同じようにし
て、上記選択された冗長セルにデータが書き込まれ、ま
たは上記選択された冗長セルからデータが読み出され
る。
【0086】[冗長セルアクセス動作(冗長置換する前
の動作)]検査工程において、冗長置換する前に、冗長
セルを選択し、選択した冗長セルにデータを書き込む動
作、または選択した冗長セルからデータを読み出す動作
について以下に説明する。このときには、外部から制御
信号入力端子21に冗長セルアクセス許可の制御信号が
入力される。この制御信号には、冗長ワード線を選択す
るためのデータが含まれている。また、アドレス入力端
子12には、ビット線を選択するためのカラムアドレス
が入力される。また、データの書き込みのときには、外
部からデータ入出力端子19に書き込みデータが入力さ
れる。
【0087】制御回路6は、上記冗長セルアクセス許可
の制御信号が入力されると、アドレスバッファ11を制
御して内部ロウアドレスA0,rA0,A1,rA1を全
て”1”にするとともに、ロウデコーダ13のアンドゲ
ートAND0〜AND3に入力する本セルアクセス制御
信号CNCを”1”から”0”に変化させ、ロウデコー
ダ13の動作を停止させる。冗長ヒューズ回路22のヒ
ューズユニットHU1,HU2のヒューズはいずれも切
断されていないので、内部ロウアドレスA0,rA0,A
1,rA1を全て”1”にすることにより、冗長アドレス
バッファ23のバッファユニットBU1,BU2から出
力される冗長アドレスビットB0,rB0,B1,rB1
全て”1”になる。これにより、冗長デコーダ24は、
制御回路6から入力される冗長ワード選択制御信号CN
0,CND1に従って冗長ワード線を選択することにな
る。
【0088】制御回路6は、上記冗長セルアクセス許可
の制御信号に従って、冗長ワード選択制御信号CND0
=”1”,CND1=”0”とするか、あるいはCND0
=”0”,CND1=”1”とする。冗長ワード選択制
御信号CND0=”1”,CND1=”0”であれば、冗
長デコーダ24のアンドゲートAND8の出力のみが”
1”となり、冗長ワード線u0が選択される。また、冗
長ワード選択制御信号CND0=”0”,CND1=”
1”であれば、アンドゲートAND9の出力のみが”
1”となり、冗長ワード線u1が選択される。
【0089】また、上記の本セルアクセス動作と同じよ
うにして、カラムアドレスA2,A3に従って、ビット線
0〜b3の内のいずれかを選択する。以上によって、冗
長置換をする前の冗長セルアレイ26から冗長セルが選
択される。そして、上記の本セルアクセス動作と同じよ
うにして、上記選択された冗長セルにデータが書き込ま
れ、または上記選択された冗長セルからデータが読み出
される。
【0090】[予備セルアクセス動作]予備セルを選択
し、選択した予備セルに冗長置換アドレスデータを書き
込む動作、または選択した予備セルから冗長置換アドレ
スデータを読み出す動作について以下に説明する。予備
セルにアクセスするときには、外部から制御信号入力端
子21に予備セルアクセス許可の制御信号が入力され
る。この制御信号には、予備セルワード線を選択するた
めのデータが含まれている。また、アドレス入力端子1
2には、ビット線を選択するためのカラムアドレスが入
力される。また、冗長置換アドレスデータの書き込みの
ときには、データ入出力端子19には、冗長置換アドレ
スA0,A1のデータ(以下、予備セルに書き込む冗長置
換アドレスデータをMA0,MA1と表記する)が外部か
ら入力される。
【0091】制御回路6は、上記予備セルアクセス許可
の制御信号が入力されると、予備セル選択回路1のアン
ドゲートAND10,AND11に入力する予備セルア
クセス制御信号CNAを”0”から”1”に変化させて
予備セル選択回路1を動作可能にするとともに、本セル
アクセス制御信号CNC、および冗長ワード選択制御信
号CND0,CND1を”1”から”0に変化させてロウ
デコーダ13および冗長デコーダ24の動作を停止させ
る。また、制御回路6は、上記予備セルアクセス許可の
制御信号に従って、予備セルワード線を選択するための
予備セルロウアドレスC0を生成し、この予備セルロウ
アドレスC0を予備セル選択回路1の予備セルアドレス
バッファBUFに送る。
【0092】予備セル選択回路1において、予備セルア
ドレスバッファBUFは、制御回路6から入力された予
備セルロウアドレスC0から、予備セル内部ロウアドレ
スビットC0,rC0を生成する。予備セルロウアドレス
0=”0”のときには、予備セル内部ロウアドレスビ
ットC0=”0”,rC0=”1”であり、予備セルロウ
アドレスC0=”1”のときには、予備セル内部ロウア
ドレスビットC0=”1”,rC0=”0”である。
【0093】アンドゲートAND10には、予備セルア
クセス制御信号CNAおよび予備セル内部ロウアドレス
ビットC0が入力される。また、アンドゲートAND1
1には、予備セルアクセス制御信号CNAおよび予備セ
ル内部ロウアドレスビットrC0が入力される。予備セ
ルアクセス制御信号CNA=”1”なので、予備セルロ
ウアドレスC0=”1”のときには、アンドゲートAN
D10の出力が”1”となり、予備セルワード線v0
選択される。また、予備セルロウアドレスC0=”0”
のときには、アンドゲートAND11の出力が”1”と
なり、予備セルワード線v1が選択される。
【0094】また、上記の本セルアクセス動作と同じよ
うにして、カラムアドレスA2,A3に従って、ビット線
0〜b3の内のいずれかを選択する。以上によって、予
備セルアレイ3から予備セルが選択される。そして、上
記の本セルアクセス動作と同じようにして、上記選択さ
れた予備セルに冗長置換アドレスデータMA0,MA1
書き込まれ、または上記選択された予備セルから冗長置
換アドレスデータMA 0,MA1が読み出される。
【0095】例えば、予備セルワード線v0およびビッ
ト線b0を選択してヒューズユニットHU1による冗長
置換アドレスデータMA0,MA1を書き込み、予備セル
ワード線v1およびビット線b0を選択してヒューズユニ
ットHU2による冗長置換アドレスデータMA0,MA1
を書き込む。あるいは、予備セルワード線v0およびビ
ット線b0を選択してヒューズユニットHU1による冗
長置換アドレスデータMA0,MA1を書き込み、予備セ
ルワード線v0およびビット線b1を選択してヒューズユ
ニットHU2による冗長置換アドレスデータMA0,M
1を書き込む。ただし、ここでは冗長置換アドレスは
2ビットなので、予備セル(nビットのメモリセル)は
2ビット以上であるものとする。この場合、予備セルは
2個あれば足りる。さらに、予備セルが4ビット以上で
あれば、同じ予備セルにヒューズユニットHU1および
HU2による冗長置換アドレスデータを同時に書き込
み、この予備セルからヒューズユニットHU1およびH
U2による冗長置換アドレスデータを同時に読み出すこ
とも可能である。この場合には、予備セルは1個あれば
足りる。
【0096】[ヒューズデータの読み出し動作]ヒュー
ズの切断によって冗長ヒューズ回路22に記憶されてい
る冗長置換アドレスデータ(以下、冗長ヒューズ回路2
2に記憶されている冗長置換アドレスデータをHA0
HA1と表記する)を読み出す動作(ロールコールの動
作)について以下に説明する。ロールコールをするとき
には、外部から制御信号入力端子21にロールコール許
可の制御信号が入力される。
【0097】制御回路6は、上記ロールコール許可の制
御信号が入力されると、ヒューズデータ読み出し制御信
号CNBを”0”から”1”に変化させてヒューズデー
タ読み出し回路4を動作可能にするとともに、冗長置換
アドレスデータHA0,HA1を読み出すヒューズユニッ
トを選択するためのヒューズユニット選択制御制御信号
SLTを生成し、このヒューズユニット選択制御制御信
号SLTをヒューズデータ読み出し回路4に送る。ま
た、制御回路6は、アドレスバッファ11を制御し、内
部ロウアドレスA0,rA0,A1,rA1を全て”0”に
する。
【0098】ヒューズデータ読み出し回路4において、
ヒューズユニットHU1のヒューズデータDH0,rD
0,DH1,rDH1をヒューズデータデコーダHDD
に送るデータ伝送線には、それぞれ十分大きなプルアッ
プ抵抗R0〜R3がスイッチPSW0を介して接続されて
いる。また、ヒューズユニットHU2のヒューズデータ
DH0,rDH0,DH1,rDH1をヒューズデータデコ
ーダHDDに送るデータ伝送線には、それぞれ十分大き
なプルアップ抵抗R4〜R7がスイッチPSW1を介して
接続されている。
【0099】ヒューズユニットHU1に記憶されている
置換アドレスデータを読み出すときには、ヒューズデー
タ読み出し回路4は、スイッチPSW0をONし、ヒュ
ーズユニットHU1のヒューズデータ伝送線を抵抗R0
〜R3によってプルアップする。ヒューズデータデコー
ダHDDは、ヒューズユニットHU1のヒューズデータ
DH0,rDH0,DH1,rDH1をデコードし、ヒュー
ズユニットHU1に記憶されている冗長置換アドレスH
0,HA1を生成し、データ入出力回路5に送る。つま
り、DH0=”0”,rDH0=”1”であればHA
0=”1”とし、DH0=”1”,rDH0=”0”であ
ればHA0=”0”とする。また、DH1=”0”,rD
1=”1”であればHA1=”1”とし、DH1=”
1”,rDH1=”0”であればHA1=”0”とする。
ヒューズユニットHU1では、ヒューズrH0およびH1
が切断されているので、内部ロウアドレスA0,rA0
1,rA1を全て”0”とし、ヒューズユニットHU1
のヒューズデータ伝送線をプルアップしたときには、ヒ
ューズデータDH0=rDH1=”0”,rDH0=DH1
=”1”となる。従って、デコードされた冗長置換アド
レスは、HA0=”1”,HA1=”0”となる。
【0100】また、ヒューズユニットHU2に記憶され
ている置換アドレスデータを読み出すときには、ヒュー
ズデータ読み出し回路4は、スイッチPSW1をON
し、ヒューズユニットHU2のヒューズデータ伝送線を
抵抗R4〜R7によってプルアップする。ヒューズデータ
デコーダHDDは、ヒューズユニットHU2のヒューズ
データDH0,rDH0,DH1,rDH1をデコードし、
ヒューズユニットHU2に記憶されている冗長置換アド
レスHA0,HA1を生成し、データ入出力回路5に送
る。ヒューズユニットHU2では、ヒューズrH0およ
びrH1が切断されているので、内部ロウアドレスA0
rA0,A1,rA1を全て”0”とし、ヒューズユニッ
トHU2のヒューズデータ伝送線をプルアップしたとき
には、ヒューズデータDH0=DH1=”0”,rDH0
=rDH1=”1”となる。従って、デコードされた冗
長置換アドレスは、HA0=HA1=”1”となる。
【0101】データ入出力回路5は、冗長ヒューズ回路
22から置換アドレスデータHA0,HA1を読み出すと
きには、スイッチSWBの端子aが端子cに接続される
ようにスイッチSWBを制御する。これによって、ヒュ
ーズデータデコーダHDDの出力は、スイッチSWBお
よび入出力バッファIOBを介してデータ入出力端子1
9に接続される。従って、ヒューズデータ読み出し回路
4によってヒューズユニットHU1,HU2から読み出
された冗長置換アドレスデータHA0,HA1は、データ
入出力回路5によってデータ入出力端子19から外部に
出力される。
【0102】[検査工程]図6は本発明の実施の形態1
の不揮発性半導体記憶装置の検査工程のフローチャート
である。図6の検査工程は、プロービングを2回に削減
した図10の従来の検査工程において、ステップS1
8,S42を付加したものである。この図6の検査工程
は、ステップS1の1stプロービング工程と、ステッ
プS2の冗長ヒューズ切断工程(冗長置換工程)と、ス
テップS3のウエハベーク工程と、ステップS4の2n
dプロービング工程と、ステップS5の紫外線消去工程
の5工程に大別される。上記の1stプロービング工程
は、ステップS11〜S18によって構成され、上記の
2ndプロービング工程は、ステップS41,S42に
よって構成されている。
【0103】ステップS1の1stプロービング工程に
ついて以下に説明する。まずステップS11で、全ての
冗長セルについてデータ”1”の読み出しテスト(期待
値”1”テスト)をする。次にステップS12で、全て
の冗長セルについて、データ”0”を書き込み、デー
タ”0”の読み出しテスト(期待値”0”テスト)をす
る。そしてステップS13で、冗長セルの不良アドレス
をテスタにストアする。
【0104】次にステップS14で、全ての本セルにつ
いてデータ”1”の読み出しテストをし、さらにステッ
プS15で、全ての本セルについて、データ”0”を書
き込み、データ”0”の読み出しテストをする。そし
て、ステップS16で、本セルの不良アドレスをテスタ
にストアする。
【0105】次にステップ17において、テスタにおい
て、ストアしてある冗長セルと本セルの不良アドレスか
ら冗長置換による救済が可能かどうかを判別する。そし
て、冗長救済可能であれば、ステップS18で、冗長置
換アドレス(冗長救済するアドレス)A0,A1のデータ
MA0,MA1を予備セルに書き込む。さらに必要に応じ
て(例えば、不良な予備セルに冗長置換アドレスデータ
を書き込まないようにするために)、書き込んだ冗長置
換アドレスデータMA0,MA1を予備セルから読み出し
て、正しく書き込まれていることを確認することも可能
である。以上で1stプロービング工程を終了する。
【0106】次にステップS2の冗長ヒューズ切断工程
(冗長置換工程)を実施する。この工程では、冗長置換
アドレスに従って冗長ヒューズ回路22のヒューズ
0,rH0,H1,rH1を切断することによって、上記
の冗長置換アドレスを冗長ヒューズ回路22に記憶さ
せ、不良な本セルを正常な冗長セルによって冗長置換す
る。上記のステップS12,S15によって、正常な全
ての本セルおよび正常な全ての冗長セルには、データ”
0”がすでに書き込まれている。従って、ヒューズが冗
長置換アドレスに従って正しく切断され、冗長置換が正
しくされていれば、全てのアドレスの読み出しデータ
が”0”になる(全アドレスが期待値”0”になる)。
【0107】次にステップS3のウエハベーク工程を実
施し、そのあとステップS4の2ndプロービング工程
に進む。このウエハベークは、リテンション不良の本セ
ルおよび冗長セルを検査するためのものである。先に説
明したように、データ”0”を書き込むときには、不揮
発性メモリセルのフローティングゲートに電子が注入さ
れる。リテンション不良は、上記の注入された電子がフ
ローティングゲートから抜けてしまう不良である。ベー
クをすることによって、上記の電子抜けの現象が加速さ
れ、リテンション不良を容易に判別できるようになる。
【0108】ステップS4の2ndプロービング工程に
ついて以下に説明する。まずステップS41において、
全てのアドレスのセル(冗長置換されなかった全ての本
セル、および冗長置換によってアクセスされることとな
った全ての冗長セル)について、データ”0”の読み出
しテストをする。この期待値”0”テストによって、上
記全てのアドレスのセルにリテンション不良のセルが含
まれていれば、そのチップを確実に除去できる。
【0109】ここで、冗長置換エラーには、(1)期待
値”1”不良(データ”1”を書き込めない不良)の本
セルが冗長置換されなかった場合、(2)期待値”0”
不良(データ”0”を書き込めない不良)の本セルが冗
長置換されなかった場合、(3)期待値”1”不良の冗
長セルに冗長置換された場合、(4)期待値”0”不良
の冗長セルに冗長置換された場合がある。
【0110】上記ステップS41の期待値”0”テスト
によって、上記(2)および(4)の冗長置換エラー、
つまり期待値”0”についての冗長置換エラーを確実に
除去することができる。従って、上記ステップS41の
期待値”0”テストでは、リテンション不良および期待
値”0”についての冗長置換エラーを確実に除去でき
る。
【0111】次にステップS42で、上記のステップS
41までの検査をパスしたチップについて、冗長ヒュー
ズ回路22に記憶させた冗長置換アドレスデータH
0,HA1を、ロールコールによってテスタに読み出
す。さらに、予備セルに書き込んだ冗長置換アドレスデ
ータMA0,MA1をテスタに読み出す。そして、テスタ
において、両冗長置換アドレスデータを比較照合し、両
冗長置換アドレスデータが一致していれば良品とし、一
致していなければ不良品とする。
【0112】このあとステップS5の紫外線消去工程に
おいて、ウエハに紫外線を照射し、全てのメモリセルに
ついてデータを消去し(全てのメモリセルのデータを”
1”に戻し)、あとの工程に進める。
【0113】上記(2),(4)の冗長置換エラー、つ
まり期待値”0”についての冗長置換エラーは、冗長置
換のあとに期待値”1”テストを実施すれば、確実に除
去することができるが、上記(1)〜(4)の冗長置換
エラーの大半は、冗長ヒューズ回路22のヒューズが、
冗長置換アドレスA0,rA0,A1,rA1に従って正し
く切断されなかったことが原因である。また、冗長ヒュ
ーズ回路22から読み出した冗長置換アドレスデータH
0,HA1,と、予備セルから読み出した冗長置換アド
レスデータMA0,MA1とが、一致しており、かつ本当
の冗長置換アドレスA0,A1と異なることはまれであ
る。つまり、両冗長置換アドレスデータが一致していれ
ば、冗長ヒューズ回路22のヒューズは、冗長置換アド
レスA0,A1に従って正しく切断されていると考えられ
る。従って、上記ステップS42のテストによって、上
記(1),(3)の冗長置換エラー(期待値”1”につ
いての冗長置換エラー)をほぼ確実に除去することがで
きる。
【0114】このように実施の形態1によれば、不揮発
性半導体記憶装置内に、冗長置換アドレスデータが書き
込まれる予備セルを配列した予備セルアレイ3と、上記
の予備セルを選択し、選択した予備セルに冗長置換アド
レスデータを書き込み、または選択した予備セルに書き
込まれている冗長置換アドレスデータを読み出すための
予備セル選択回路1と、冗長ヒューズ回路22に記憶さ
れている冗長置換アドレスデータを読み出すヒューズデ
ータ読み出し回路4とを設け、検査工程において、冗長
置換をする前に、冗長置換アドレスデータを予備セルに
書き込んでおき、冗長置換をしたあとに、予備セルに書
き込んでおいた冗長置換アドレスデータと、冗長ヒュー
ズ回路22に記憶されている冗長置換アドレスデータと
を、テスタに読み出し、両冗長置換アドレスデータを比
較照合することにより、2回のプロービング工程で、期
待値”0”についての冗長置換エラーだけでなく、期待
値”1”についての冗長置換エラーも選別することがで
きるので、検査工程でのプロービングの回数を従来より
も削減することができ、かつ期待値”0”および”1”
についての冗長置換エラーを選別することができる。
【0115】実施の形態2 図7は本発明の実施の形態2の不揮発性半導体記憶装置
(OTPまたはEEPROM)の構成図である。図7に
おいて、図1と同じものには同じ符号を付してある。図
7の不揮発性半導体記憶装置は、上記実施の形態1の不
揮発性半導体記憶装置(図1参照)において、比較照合
回路7を設け、制御回路6を制御回路8に変更したもの
である。ヒューズデータ読み出し回路4が冗長ヒューズ
回路22から読み出した冗長置換アドレスデータH
0,HA1は、比較照合回路7に入力される。また、カ
ラムスイッチ回路16が予備セルから読み出した冗長置
換アドレスデータMA0,MA1も、比較照合回路7のセ
ンスアンプに入力される。また、データ入出力回路5
は、比較照合回路7の出力信号をデータ入出力端子19
に出力する。
【0116】この実施の形態2の不揮発性半導体記憶装
置の動作は、本セルにデータを書き込む動作と、本セル
からデータを読み出す動作と、冗長セルにデータを書き
込む動作(冗長置換がなされる前およびなされたあと)
と、冗長セルからデータを読み出す動作(冗長置換がな
される前およびなされたあと)と、予備セルに冗長置換
アドレスデータを書き込む動作と、予備セルに書き込ま
れている冗長置換アドレスのデータを比較照合回路7に
読み出すとともに、冗長ヒューズ回路22に記憶されて
いる冗長置換アドレスデータを比較照合回路7に読み出
し(ロールコール)、両冗長置換アドレスデータを比較
照合回路7において比較照合し、その比較照合結果を外
部に出力する動作(以下、冗長置換アドレスデータの比
較照合動作と称する)とに大別される。これらの動作の
内、本セルアクセス動作(本セルにデータを書き込みま
たは本セルからデータを読み出す動作)、冗長セルアク
セス動作(冗長置換の前またはあとにおいて、冗長セル
にデータを書き込みまたは冗長セルからデータを読み出
す動作)、および予備セルに冗長置換アドレスデータを
書き込む動作は、上記実施の形態1と同じである。ま
た、冗長置換の手順も上記実施の形態1と同じである。
【0117】制御回路8は、制御入力端子21から入力
される制御信号に従って、ヒューズデータ読み出し回路
4、比較照合回路7、アドレスバッファ11、ロウデコ
ーダ13、カラムスイッチ回路16、データ入出力回路
5、および冗長デコーダ24を制御することにより、本
セルアクセス動作、冗長セルアクセス動作、予備セルに
冗長置換アドレスデータを書き込む動作、および冗長置
換アドレスデータの比較照合動作を制御する。
【0118】冗長置換アドレスデータの比較照合動作に
おいて、制御回路8は、外部から制御信号入力端子21
を介して入力された比較照合許可の制御信号が入力され
ると、ロウデコーダ13および冗長デコーダ24の動作
を停止させるとともに、予備セル選択回路1およびヒュ
ーズ読み出し回路4を動作させる。
【0119】予備セル選択回路1およびカラムスイッチ
回路16は、予備セルを選択し、この予備セルに書き込
まれている冗長置換アドレスデータMA0,MA1を読み
出し、比較照合回路7に送る。また、ヒューズ読み出し
回路4は、制御回路8から入力されたヒューズユニット
選択制御信号に従って、冗長ヒューズ回路22のヒュー
ズユニットに記憶されている冗長置換アドレスデータH
0,HA1を読み出し、比較照合回路7に送る。
【0120】比較照合回路7は、冗長ヒューズ回路22
から読み出された冗長置換アドレスデータHA0,HA1
と、予備セルから読み出された冗長置換アドレスデータ
MA 0,MA1とを比較照合し、この比較照合結果をデー
タ入出力回路5に送る。データ入出力回路5は、上記の
比較照合結果をデータ入出力端子19に送り、データ入
出力端子19から外部に出力する。
【0121】比較照合回路7およびデータ入出力回路5
は、予備セル選択手段および予備セルデータ入出力手段
によって予備セルから読み出された冗長置換アドレスの
データと、ヒューズデータ出力手段によってヒューズ回
路から読み出された冗長置換アドレスのデータとを比較
照合し、この比較照合結果を外部に出力する比較照合手
段を構成している。
【0122】この実施の形態2の不揮発性半導体記憶装
置の検査工程は、上記実施の形態1の検査工程(図6参
照)と略同じである。ただし、2ndプロービング工程
のステップS42の詳細が以下のように異なる。
【0123】上記実施の形態1では、ステップS42に
おいて、冗長ヒューズ回路22に記憶させた冗長置換ア
ドレスデータHA0,HA1と、予備セルに書き込んだ冗
長置換アドレスデータMA0,MA1とを、それぞれテス
タに読み出し、テスタにおいて、両冗長置換アドレスデ
ータを比較照合する。
【0124】これに対し、この実施の形態2では、ステ
ップS42において、冗長ヒューズ回路22の冗長置換
アドレスデータHA0,HA1と、予備セルの冗長置換ア
ドレスデータMA0,MA1とを、それぞれ不揮発性半導
体記憶装置内に配置した比較照合回路7に読み出し、こ
の比較照合回路7において、両冗長置換アドレスデータ
を比較照合し、その比較照合結果をデータ入出力回路5
を介してデータ入出力端子19からテスタに出力させ
る。テスタでは、不揮発性半導体記憶装置から出力され
た上記の比較照合結果に従って良否を判別する。つま
り、上記の比較照合結果が両冗長置換アドレスデータの
一致を示すものであれば良品とし、上記の比較照合結果
が両冗長置換アドレスデータの不一致を示すものであれ
ば不良品とする。
【0125】このように実施の形態2によれば、上記実
施の形態1と同じように、検査工程でのプロービングの
回数を従来よりも削減することができ、かつ期待値”
0”および”1”についての冗長置換エラーを選別する
ことができる。さらに、不揮発性半導体記憶装置のチッ
プ内に、予備セルに書き込まれている冗長置換アドレス
データと、冗長ヒューズ回路22に記憶されている冗長
置換アドレスデータとを比較照合する比較照合回路7を
設け、両冗長置換アドレスデータの比較照合結果をテス
タに出力することにより、冗長置換エラーの検査におい
てチップからテスタにデータを出力する回数が1回で済
み、チップからテスタにデータを2回出力する上記実施
の形態1よりもテスト時間を短縮することができる。
【0126】なお、上記実施の形態1および実施の形態
2では、本発明をOTPまたはEEPROMに適用した
例を説明したが、本発明は、不良セルを冗長置換するた
めの冗長セルおよびヒューズ回路を有する電気的に書き
込み可能なあらゆる不揮発性半導体記憶装置に適用する
ことが可能である。
【0127】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、検
査工程でのプロービングの回数を従来よりも削減するこ
とができ、かつ期待値”0”および”1”についての冗
長置換エラーを選別することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の不揮発性半導体記憶装
置の構成図である。
【図2】図1のロウデコーダ、ヒューズ回路、冗長アド
レスバッファ、および冗長デコーダの構成例を示す図で
ある。
【図3】図1のカラムデコーダ、カラムスイッチ回路、
および入出力バッファの構成例を示す図である。
【図4】図1の予備セル選択回路の構成例を示す図であ
る。
【図5】図1のヒューズデータ読み出し回路およびデー
タ入出力回路5の構成例を示す図である。
【図6】図1の不揮発性半導体記憶装置の検査工程のフ
ローチャートである。
【図7】本発明の実施の形態2の不揮発性半導体記憶装
置の構成図である。
【図8】従来の不揮発性半導体記憶装置の構成図であ
る。
【図9】従来の不揮発性半導体記憶装置の検査工程のフ
ローチャートである(プロービング工程が3回の場
合)。
【図10】従来の不揮発性半導体記憶装置の検査工程の
フローチャートである(プロービング工程を2回にした
場合)。
【符号の説明】
1 予備セル選択回路、 2 予備セルワード線、 3
予備セルアレイ、4 ヒューズデータ読み出し回路、
5 データ入出力回路、 7 比較照合回路、 6,
8 制御回路、 10 本セルアレイ、 11 アドレ
スバッファ、12 アドレス入力端子、 13 ロウデ
コーダ、 14 ワード線、 15カラムデコーダ、
16 カラムスイッチ回路、 17 ビット線、 19
データ入出力端子、 21 制御信号入力端子、 22
ヒューズ回路、 23冗長アドレスバッファ、 24
冗長デコーダ、 25 冗長ワード線、 26 冗長
セルアレイ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11C 16/06 G01R 31/28 V G11C 17/00 639B Fターム(参考) 2G032 AA08 AB01 AC03 AH03 5B003 AA05 AB05 AD08 AE01 AE04 5B018 GA02 GA03 HA21 KA30 NA05 QA13 5B025 AD04 AD05 AD13 AD16 AE08 5L106 AA09 CC04 CC09 CC17 DD00 EE07

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを記憶する本セルが配置された本
    セルアレイと、 上記本セルを冗長置換するための冗長セルが配置された
    冗長セルアレイと、 外部から入力されたアドレスに対応する本セルを選択す
    る本セル選択手段と、 冗長置換アドレスを記憶する冗長記憶回路を有し、外部
    から入力されたアドレスが上記冗長置換アドレスと一致
    するときに、上記冗長置換アドレスに対応する冗長セル
    を選択するとともに、上記本セル選択手段による本セル
    の選択を禁止する冗長セル選択手段と、 冗長置換アドレスを記憶する予備セルが配置された予備
    セルアレイと、 上記予備セルを選択する予備セル選択手段と、 選択された本セルおよび冗長セルに記憶されたデータ、
    上記冗長記憶回路および上記予備セルアレイに記憶され
    た冗長置換アドレスを受信し、外部に出力するデータ出
    力手段と、 上記冗長記憶回路に記憶されている上記冗長置換アドレ
    スを読み出して上記データ出力手段に転送する冗長記憶
    データ出力手段とを設けたことを特徴とする半導体記憶
    装置。
  2. 【請求項2】 上記記憶回路から読み出された上記冗長
    置換アドレスと、上記予備セルから読み出された上記冗
    長置換アドレスとを比較照合し、この比較照合結果を上
    記データ出力手段に転送する比較照合手段をさらに設け
    たことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の半導体記憶装置の検査
    方法であって、 上記冗長置換アドレスを上記予備セルに記憶するステッ
    プと、 上記冗長記憶回路に記憶されている上記冗長置換アドレ
    スデータと、上記予備セルに記憶されている冗長置換ア
    ドレスとを上記比較照合手段にて比較照合するステップ
    と、 上記比較照合結果をもとに冗長置換エラーを検査するス
    テップとを含むことを特徴とする半導体記憶装置の検査
    方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の半導体記憶装置の検査
    方法であって、 上記冗長置換アドレスを上記予備セルに記憶するステッ
    プと、 上記冗長記憶回路に記憶されている上記冗長置換アドレ
    スデータと、上記予備セルに記憶されている冗長置換ア
    ドレスとを読み出すステップと、 上記冗長記憶回路から読み出された上記冗長置換アドレ
    スデータと、上記予備セルから読み出された冗長置換ア
    ドレスとを比較照合するステップとを含むことを特徴と
    する半導体記憶装置の検査方法。
  5. 【請求項5】 上記冗長記憶回路から読み出された上記
    冗長置換アドレスデータと上記予備セルから読み出され
    た冗長置換アドレスとを上記半導体記憶装置の内部で比
    較照合することを特徴とする請求項4に記載の半導体記
    憶装置の検査方法。
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