JP2002184181A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
する。 【解決手段】 サブワード線の対(SWLP)を同時に
選択し、ビット線対(BL,ZBL)それぞれにメモリ
セル(MC1,MC2)を結合して、センスアンプ回路
(S/A)によるセンス動作を行なう。これらの2つの
メモリセルには相補なデータが書込まれるため、センス
動作時のビット線間電圧は十分大きくすることができ、
リフレッシュ間隔を長くすることができる。
Description
関し、特に、半導体記憶装置の低消費電力化のための構
成に関する。より特定的には、この発明は、システムL
SIに用いられる混載DRAM(ダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリ)の低消費電力化のための構成に
関する。
(特定用途向けIC)などのロジックと混載するシステ
ムLSIにおいては、DRAMとロジックの間が、12
8ビットから512ビットの多ビットの内部データバス
で接続される。この内部データバスは、チップ上配線で
あり、その寄生容量および寄生抵抗は、ボード上配線に
比べて小さく、汎用の高速DRAMに比べて、高速のデ
ータ転送速度を実現することができる。また、汎用DR
AMがロジックの外部に設けられ、ボード上配線を介し
てロジックと汎用DRAMを接続する構成に比べて、ロ
ジックの外部データ入出力ピン端子数を低減でき、かつ
ロジックとDRAMとの間のデータのバス線の負荷容量
も1桁以上低減することができるため、このシステムL
SIは、消費電流を大幅に低減することができる。これ
らの利点から、システムLSIは、3次元グラフィック
処理、画像・音声処理等の大量のデータを扱う情報機器
の高性能化に大きく寄与している。
来の混載DRAMの全体の構成を概略的に示す図であ
る。図67において、混載DRAMは、複数のメモリア
レイMA0−MAnと、メモリアレイMA0−MAnの
間に配設されるセンスアンプ帯SB1−SBnと、メモ
リアレイMA0およびMAnの外部に配置されるセンス
アンプ帯SB0およびSBn+1を含む。メモリアレイ
MA0−MAnの各々は、サブワードドライバ帯SWD
Bにより複数のメモリサブアレイMSAに分割される。
にメモリセルが配列され、各行に対応してサブワード線
SWLが配置される。メモリアレイMA0−MAnの各
々において、サブワードドライバ帯SWDBにより分割
されるメモリサブアレイMSAに共通にメインワード線
MWLが配設される。メインワード線MWLは、対応の
メモリアレイの各メモリサブアレイMSAの所定数のサ
ブワード線に対応してそれぞれ配置される。
は、サブワード線SWLに対応してサブワードドライバ
が配置される。このサブワードドライバは、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を選択状態へ駆動す
る。
ては、それぞれ対応のメモリアレイの列に対応してセン
スアンプ回路が配置される。センスアンプ帯SB1−S
Bnの各々は、隣接メモリアレイにより共有される。メ
モリアレイMA0−MAnに対応してメインワード線を
ロウアドレス信号に従って選択するロウデコーダが配置
され、またロウデコーダと整列して、コラムアドレス信
号に従ってメモリアレイから列を選択するための列選択
信号を列選択線CSL上に伝達するコラムデコーダが配
置される。列選択線CSLはセンスアンプ帯に配設さ
れ、選択時所定数のセンスアンプ回路を内部データバス
線対GIOPの群に接続する。内部データ線対GIOP
は、所定数がメモリアレイMA0−MAn上をわたって
延在して配設され、ローカルデータ線LIOを介して、
選択されたセンスアンプ回路と結合される。ロウデコー
ダおよびコラムデコーダをロウ/コラムデコーダ帯RC
DBに整列して配置することにより、列選択線CSL上
の列選択信号の伝搬距離を短くし、高速の列選択を実現
する。
から512ビット設けられ、プリアンプおよびライトド
ライバを含むデータパス帯DPBに結合される。このデ
ータパス帯DPBにおいては、グローバルデータ線対G
IOPそれぞれに対応してプリアンプおよびライトドラ
イバが配置される。グローバルデータ線対GIOPは、
書込データおよび読出データ両者を伝達するデータ線対
であってもよく、また読出データを伝達するバス線対お
よび書込データを伝達する書込データ線対が別々にグロ
ーバルデータ線対として設けられてもよい。
えられるたとえば13ビットA0−A12の外部アドレ
スを受けるロウアドレス回路/リフレッシュカウンタR
AFKおよびコラムアドレス入力回路CAKと、ロジッ
クから与えられる外部制御信号を受け、各種動作を指定
する内部制御信号を生成するコマンドデコーダ/制御回
路CDCと、データパス帯DPBとロジックとの間でデ
ータの転送を行なうためのデータ入出力コントローラD
IOKを含む。
ロック信号CLK、クロックイネーブル信号CKE、ロ
ウアドレスストローブ信号/RAS、コラムアドレスス
トローブ信号/CAS、ライトイネーブル信号/WEお
よびデータマスク信号DMを受け、これらの制御信号C
KE、/RAS、/CAS、/WEおよびDMのクロッ
ク信号CLKの立上がりエッジにおける論理状態に応じ
て指定された動作モードを判別する。ここで、「コマン
ド」は、これらの複数の制御信号CKE、/RAS、/
CAS、/WEのクロック信号CLKの立上がりエッジ
における論理状態の組合せを示す。データマスク信号D
Mは、データ入出力コントローラDIOKに与えられる
データに対し、バイト単位で書込のマスクを指示する。
コマンドデコーダ/制御回路CDCは、ロジックから与
えられるコマンドをデコードし、このコマンドにより指
定される動作モードを指示する動作モード指示信号を生
成し、指定された動作モードを行なうための各種内部制
御信号を生成する。コマンドには、行を選択状態に設定
するためのロウアクティブコマンド、データ読出を指示
するリードコマンド、データ書込を指示するライトコマ
ンド、選択行を非選択状態へおくためのプリチャージコ
マンド、リフレッシュ動作を行なうためのオートリフレ
ッシュコマンド、セルフリフレッシュを行なうためのセ
ルフリフレッシュコマンドなどが含まれる。
ンタRAFKは、ロウアクティブコマンドが与えられる
と、コマンドデコーダ/制御回路CDCの制御の下に、
外部アドレスビットA0−A12を、ロウアドレスとし
て取込み、内部ロウアドレス信号を生成する。このロウ
アドレス入力回路/リフレッシュカウンタRAFKは、
与えられたアドレスビットをバッファ処理するアドレス
バッファと、バッファ回路の出力信号をラッチするアド
レスラッチを含む。ロウアドレス入力回路/リフレッシ
ュカウンタRAFKに含まれるリフレッシュカウンタ
は、オートリフレッシュコマンドまたはセルフリフレッ
シュコマンドが与えられたとき、リフレッシュ行を指定
するリフレッシュアドレスを生成する。リフレッシュ動
作完了後、このリフレッシュカウンタのカウント値が増
分または減分される。コラムアドレス入力回路CAK
は、リードコマンドまたはライトコマンドが与えられる
と、コマンドデコーダ/制御回路CDCの制御の下に、
所定の外部アドレスビット、たとえば下位の外部アドレ
スビットA0−A4を取込み、内部コラムアドレス信号
を生成する。このコラムアドレス入力回路CAKも、ア
ドレスバッファおよびアドレスラッチを含む。
ンタRAFKからの内部ロウアドレス信号はロウプリデ
コーダRPDへ与えられ、コラムアドレス入力回路CA
Kからの内部コラムアドレス信号は、コラムプリデコー
ダCPDへ与えられる。ロウプリデコーダRPDは、与
えられたロウアドレス信号をプリデコードして、プリデ
コード信号をロウ/コラムデコーダ帯RCDBに含まれ
るロウデコーダへ与える。コラムプリデコーダCPD
は、コラムアドレス入力回路CAKからの内部コラムア
ドレス信号をプリデコードし、プリデコード信号をロウ
/コラムデコーダ帯RCDBに含まれるコラムデコーダ
へ与える。
ードコマンドまたはライトコマンドを受けると、データ
入出力コントローラDIOKおよびデータパス帯DPB
に含まれるプリアンプまたはライトドライバの動作の制
御を行なうための内部制御信号を生成する。クロック信
号CLKは、この混載DRAMの内部動作タイミングを
決定する基準信号として利用される。
ロック信号CLKに同期してデータの入出力を行ない、
またロウアドレス入力回路/リフレッシュカウンタRA
FKのロウアドレス入力回路およびコラムアドレス入力
回路CAKは、クロック信号CLKに同期して、与えら
れたアドレスビットの取込みおよびラッチを行なう。
P、VCCS、VCCP、VBL、およびVCPを発生
する内部電圧発生回路と、セルフリフレッシュモードが
指定されたとき(セルフリフレッシュコマンドが与えら
れたとき)、所定の間隔で、リフレッシュ要求信号FA
Yを活性化するセルフリフレッシュタイマを含むブロッ
クPHKを含む。内部電圧VPPは、選択サブワード線
SWL上に伝達される電圧であり、通常、動作電源電圧
よりも高い電圧レベルである。電圧VCCSは、センス
アンプ帯SB0−SBn+1に含まれるセンスアンプ回
路の動作電源電圧であり、図示しない内部降圧回路によ
り生成される。電圧VCCPは、周辺電源電圧であり、
ロウ/コラムデコーダ帯RCDBに含まれるロウデコー
ダおよびコラムデコーダ、およびデータパス帯DPBに
含まれるプリアンプおよびライトドライバなどの周辺回
路へ与えられる動作電源電圧である。電圧VBLは、後
に説明するビット線プリチャージ電圧である。電圧VC
Pは、メモリセルのセルプレートへ与えられるセルプレ
ート電圧であり、メモリセルデータのHレベルの電圧お
よびLレベルの電圧の中間レベルである。これらの電圧
VBLおよびVCPは、通常アレイ電源電圧(センス電
源電圧)VCCSの1/2の中間電圧である。
マは、セルフリフレッシュモードに入ると活性化され、
最大リフレッシュ時間tREFmaxで、メモリアレイ
MA0−MAnのすべての行のリフレッシュが1回完了
するように、所定の間隔で、リフレッシュ要求信号FA
Yを発行する。メモリアレイMA0−MAnのすべての
行をリフレッシュするのに必要なリフレッシュ回数をN
refとすると、リフレッシュ要求信号FAYは、tR
EFmax/Nrefの周期で発行される。たとえば、
Nref=4096の4Kリフレッシュモードにおいて
は、最大リフレッシュ時間tREFmaxが64msで
あれば、リフレッシュ要求信号FAYは、16μsごと
に発行される。
モリセルの記憶データを保持するために、所定の周期で
メモリアレイ内においてメモリセルデータのリフレッシ
ュが実行される。セルフリフレッシュモードは、通常、
スリープモード時、すなわち、システムLSIが長期に
わたってスタンバイ状態にあるときに設定される。した
がって、このスリープモードにおいては、メモリセルの
記憶データを保持することが要求されるだけであり、消
費電力の観点からリフレッシュ間隔はできるだけ長くす
るのが望ましい。
スアンプ回路およびその周辺部の構成を示す図である。
図68において、センスアンプSAKは、ビット線BL
LおよびZBLLにビット線分離ゲートBIGLを介し
て結合され、またビット線分離ゲートBIGRを介して
他方のメモリブロックのビット線BLRおよびZBLR
に結合される。ビット線分離ゲートBIGLおよびBI
GRは、それぞれビット線分離指示信号BLILおよび
BLRRに応答して、導通/非導通状態となる。
よびBLRにビット線分離ゲートBIGLおよびBIG
Rを介して結合される共通ビット線CBLおよびビット
線分離ゲートBIGLおよびBIGRを介してビット線
ZBLLおよびZBLRに結合される共通ビット線ZC
BL上の電位を差動増幅する。センスアンプSAKは、
交差結合されるPチャネルMOSトランジスタP1およ
びP2と、交差結合されるNチャネルMOSトランジス
タN1およびN2を含む。
に応答して導通しセンス電源電圧VCCSをセンスアン
プSAKのセンス電源ノードS2Pに伝達するセンス活
性化用のPチャネルMOSトランジスタP3と、センス
活性化信号SONの活性化時導通し、センス接地ノード
S2Nを接地ノードに結合するセンス活性化用Nチャネ
ルMOSトランジスタN3がセンスアンプ駆動回路とし
て設けられる。共通ビット線CBLおよびZCBLは、
また、列選択ゲートCSGを介してローカルデータ線対
LIOに結合される。このローカルデータ線対LIO
は、グローバルデータ線GIOおよびZGIOに結合さ
れる。
して、ビット線イコライズ指示信号BLEQLの活性化
に応答して活性化され、ビット線BLLおよびZBLL
にビット線プリチャージ電圧VBLを伝達するビット線
プリチャージ/イコライズ回路BEQLが設けられ、ビ
ット線BLRおよびZBLRに対し、ビット線イコライ
ズ指示信号BLEQRに応答して活性化され、ビット線
BLRおよびZBLRにビット線プリチャージ電圧VB
Lを伝達するビット線プリチャージ/イコライズ回路B
EQRが設けられる。
ト線BLRおよびZBLRに交差する方向に、それぞれ
サブワード線が設けられ、交差部に、メモリセルMCが
配置される。図49において、ビット線BLLおよびZ
BLLに交差するサブワード線SWLと、サブワード線
SWLとビット線ZBLLの交差部に対応して配置され
るメモリセルMCを代表的に示す。メモリセルMCは、
情報を記憶するためのメモリキャパシタMQと、サブワ
ード線SWLの電位に応答して導通し、メモリキャパシ
タMQをビット線ZBLLに結合するNチャネルMOS
トランジスタで構成されるアクセストランジスタMTを
含む。このメモリキャパシタMQのストレージノードS
Nの電位が、記憶情報に応じて決定され、また、このス
トレージノードと対向するセルプレートには、セルプレ
ート電圧VCPが印加される。
指示信号BLILおよびBLIRは、たとえば昇圧電圧
VPPレベルのHレベルであり、ビット線分離ゲートB
IGLおよびBIGRは導通状態にあり、ビット線BL
L、CBLおよびBLRが結合されかつ補のビット線Z
BLL、ZCBLおよびZBLRが結合される。このと
き、また、ビット線イコライズ指示信号BLEQLおよ
びBLEQRも活性状態にあり、ビット線プリチャージ
/イコライズ回路BEQLおよびBEQRにより、ビッ
ト線BLL、CBL、およびBLRならびに補のビット
線ZBLL、ZCBL、およびZBLRは、プリチャー
ジ電圧VBLにプリチャージされかつイコライズされて
いる。
アクセスが行なわれるとき、選択行(サブワード線)を
含むメモリブロックのビット線分離ゲートは導通状態を
維持し、一方、この選択メモリアレイ(選択サブワード
線を含むメモリアレイ)とセンスアンプを共有する非選
択のメモリアレイのビット線分離ゲートは非導通状態と
なる。今、図68に示すサブワード線SWLが選択され
る場合を想定する。この場合には、ビット線イコライズ
信号BLEQLがLレベルの非活性状態となり、ビット
線プリチャージ/イコライズ回路BEQLが非活性化さ
れる。また、ビット線分離指示信号BLIRが、Lレベ
ルへ駆動され、ビット線分離ゲートBIGRが非導通状
態となり、ビット線BLRおよびZBLRは、共通ビッ
ト線CBLおよびZCBLから切り離される。この状態
においては、選択メモリアレイのビット線BLLおよび
ZBLLは、プリチャージ電圧VBLでフローティング
状態となる。ビット線イコライズ指示信号BLEQRは
Hレベルの活性状態にあり、ビット線BLRおよびZB
LRは、ビット線プリチャージ電圧VBLレベルにビッ
ト線プリチャージ/イコライズ回路BEQRにより保持
される。
ワード線の電位が立上がる。すなわちサブワード線SW
Lのレベルが上昇すると、メモリセルMCのメモリアク
セストランジスタMTが導通し、メモリキャパシタMQ
のストレージノードSNが対応のビット線(ZBLL)
に結合される。したがって、このメモリセルのキャパシ
タMQに蓄積された電荷が、ビット線ZBLL上に読出
される。ビット線BLLには、選択メモリセルは接続さ
れていないため、ビット線BLLは、中間電圧レベルの
ビット線プリチャージ電圧VBLに保持されている。
今、ビット線BLLおよびZBLLそれぞれの寄生容量
をCB、メモリキャパシタMQのキャパシタンス値をC
Sとし、ストレージノードSNの電位をV(SN)とす
ると、このビット線BLLおよびZBLLの間の電位差
ΔVは、次式で表わされる。
+CB) 次いで、センスアンプ活性化信号ZSPおよびSONが
活性化され、センスアンプ活性化用のMOSトランジス
タP3およびN3が導通し、センス電源供給ノードS2
PおよびS2Nへ、センス電源電圧VCCSおよび接地
電圧がそれぞれ伝達される。センス電源ノードS2Pお
よびセンス接地ノードS2Nにセンス電源電圧VCCS
および接地電圧が伝達されると、センスアンプSAKが
活性化されセンス動作を開始する。一般的に、Nチャネ
ルMOSトランジスタN1およびN2のしきい値電圧
が、PチャネルMOSトランジスタP1およびP2のし
きい値電圧の絶対値より小さいため、先に、MOSトラ
ンジスタN1およびN2によるNセンスアンプがセンス
動作を開始し、ビット線BLLおよびZBLLから共通
ビット線CBLおよびZCBLに伝達された電位差を増
幅する。すなわちこのMOSトランジスタN1およびN
2により、共通ビット線CBLおよびZCBLの低電位
の共通ビット線が接地電圧レベルに駆動される。少し遅
れて、PチャネルMOSトランジスタP1およびP2よ
り、これらの共通ビット線CBLおよびZCBLの高電
位の共通ビット線電位が、センス電源電圧VCCSレベ
ルまで駆動される。
ベルのデータが伝達された場合、このLレベルのデータ
を受ける共通ビット線の電圧は、プリチャージ電圧VB
Lよりも低い。一方、Hレベルデータが読出された場合
には、このHレベルデータを受ける共通ビット線の電圧
はプリチャージ電圧VBLよりも高い。したがって、M
OSトランジスタN1およびN2は、Lレベルデータが
読出された場合にはそのゲート−ソース間電圧がHレベ
ルデータが読出された場合よりも低くなるため、Hレベ
ルデータ読出時に比べてLレベル読出時にはNチャネル
MOSトランジスタN1およびN2のセンス動作が遅く
なる。
メモリセルMCのストレージノードSNの電圧V(S
N)に比例する大きさを有する。したがって、センスア
ンプSAKが正確に動作するようにセンスマージンを大
きくするためには、このメモリセルから読出される電荷
量をできるだけ大きくする必要がある。ストレージノー
ドSNのLレベル時のデータの記憶時の電圧レベルは接
地電圧VSSレベルであり、またこのストレージノード
SNに、Hレベルデータが記憶される場合には、ストレ
ージノードSNの電圧V(SN)はセンス電源電圧VC
CSレベルである。このストレージノードSNのHレベ
ルデータ記憶時の電圧レベルをできるだけ高くするため
に、サブワード線SWLへは、昇圧電圧VPPが伝達さ
れる。この昇圧電圧VPPは、センス電源電圧VCCS
とアクセストランジスタMTのしきい値電圧の和よりも
十分高い電圧レベルである。この昇圧電圧VPPをサブ
ワード線SWLに伝達することにより、メモリアクセス
トランジスタMTのしきい値電圧損失を伴うことなく、
センス電源電圧VCCSを、ストレージノードSNに伝
達することができる。
了すると、ビット線BLLおよびZBLLは、センス電
源電圧VCCSおよび接地電圧レベルに駆動される。こ
の後、リードコマンドまたはライトコマンド(コラムア
クセスコマンド)が与えられると、列選択動作が行なわ
れ、列選択線CSL上の列選択信号が活性化され、列選
択ゲートCSGが導通し、共通ビット線CBLおよびZ
CBLが、ローカルデータ線LIOを介してグローバル
データ線GIOおよびZGIOに結合されて、データの
書込または読出が行なわれる。
に示す図である。図69において、P型基板領域900
表面に、間をおいてN型不純物領域901aおよび90
1bが形成される。これらの不純物領域901aおよび
901bの間のチャネル領域上に、図示しないゲート絶
縁膜を介してワード線WLとなる第1の導電層902が
形成される。不純物領域901aは、ビット線BLとな
る第2の導電層903に接続され、不純物領域901b
は、ストレージノードSNとなる第3の導電層904に
接続される。この第3の導電層904は、不純物領域9
01bに接続される脚部と、この脚部上部の中空構造の
円筒形部分とを有する。この円筒形部分にキャパシタ絶
縁膜905を介してセルプレート電極となる第4の導電
層906が配設される。このセルプレートとなる第4の
導電層906は、メモリサブアレイ単位で対応のメモリ
サブアレイ上に延在して配設されかつ共通にセルプレー
ト電圧VCPを受ける。第3の導電層904の上部の円
筒形領域と第4の導電層906のキャパシタ絶縁膜90
5を介して対向する領域が、メモリセルキャパシタとし
て機能する。
物領域901aおよび901bと、第1の導電層902
とで形成され、基板領域900が、このメモリアクセス
トランジスタのバックゲートとして機能する。基板領域
900へは、負電圧Vbbが印加される。第3の導電層
904の電位が、記憶データに応じて決定される。しか
しながら、図65に破線で示すように、このストレージ
ノードSNの接合容量(不純物領域901bと基板領域
900の間のPN接合)におけるリーク電流および第2
の導電層902の下のチャネル領域に対するリーク電
流、およびキャパシタ絶縁膜905に対するリーク電流
などの種々のリーク電流により、このメモリキャパシタ
に蓄積された電荷が減少する。
ベルの時間変化を示す図である。この図70において
は、ビット線BLにはプリチャージ電圧VBL(=VC
CS/2)が印加され、ワード線WL(サブワード線S
WL)に接地電圧VSSが印加されたときの電圧変化を
示す。リーク電流によりストレージノードSNの電圧V
(SN)は、次式で表わされる時間依存性を有する。
b)・exp(−T/τa) ここでTは時間を示す。係数τaは、メモリセルの
“H”データ書込時の電荷保持特性を示す特性値であ
る。この特性値τaが大きければ、メモリセルの電荷保
持時間が長いことを示す。
が書込まれたとき、このストレージノードの電圧V(S
N)は、センス電源電圧VCCSレベルである。時間T
が経過するにつれて、接合間のリーク電流に従ってスト
レージノード電圧V(SN)が徐々に低下する。時刻T
1におけるストレージノードの電圧Vcrのときにメモ
リセルデータをビット線に読出した場合、ビット線間の
電位差(Vcr−VBL)・(Cs/(Cs+Cb))
がセンスアンプの感度以下となる。ここで、Csおよび
Cbは、それぞれ、メモリセルキャパシタおよびビット
線寄生容量の容量値を示す。すなわち、この時間T1を
経過すると、センスアンプが誤動作し、Hレベルデータ
をLレベルデータへと増幅するHデータの読出エラーが
生じる。したがって、このメモリセルに対し、時間T1
以内に、リフレッシュを行なう必要がある。特性値τa
は、メモリセルごとにより異なり(製造パラメータのば
らつきによる)、リフレッシュ間隔は最悪ケースで決定
される。すなわち、この半導体記憶装置内で一番短いデ
ータ保持時間を有する、すなわち特性値τaの最も小さ
い値により、リフレッシュ間隔tREFmaxが決定さ
れる。
スにおいては、同一チップ上に集積化されるロジックと
同一の製造プロセスが適用される。したがって、ロジッ
クのトランジスタの性能を引出すために、ロジックプロ
セスにおいては標準となっているトランジスタのソース
およびドレイン拡散層へのサリサイドプロセス等も混載
DRAMのプロセスに導入されている。したがって、メ
モリキャパシタ形成時の高熱処理のサーマルバジェット
(熱処理の実行時間と温度との積)を低減している。そ
のため、混載DRAMは、汎用DRAMに比べて、不純
物領域および絶縁膜に十分な時間所定の温度で熱処理で
きず、接合リーク電流およびキャパシタ絶縁膜のリーク
電流が少し大きい。
ックトキャパシタセル構造を有する場合、DRAM部と
ロジック部との間に大きな段差が生じる。CMP(ケミ
カル・メカニカル・ポリッシング)プロセスにより、配
線間の層間絶縁膜をある程度平坦化しても、段差を完全
になくすことはできない。したがって、写真製版工程に
おける露光工程での段差部における反射光の乱反射等に
より、メタル配線のピッチを十分小さくすることができ
ない。このため、ロジックの高密度ライブラリに必要と
されるメタル配線ピッチを実現することが困難となる。
そこで、メモリセルキャパシタの容量値をある程度犠牲
にして、スタックトキャパシタのストレージノードの高
さを低くする(円筒形部分の高さを低くする)ことによ
り、配線間の層間絶縁膜の完全な平坦化を図り、DRA
M部とロジック部との段差をなくして、ロジックライブ
ラリのゲート密度を高くしている。したがって、このメ
モリセルキャパシタの容量値が汎用DRAMに比べて小
さくなっており、蓄積電荷量も応じて低減される。
ック部と同一半導体チップ上に集積化されている。この
ため、高速動作するロジック部からの熱伝導により、汎
用DRAMに比べて、混載DRAM部の温度が高くなる
傾向があり、またこのロジック部の高速動作により、混
載DRAM部の電源線および基板へのノイズも受けやす
くなる。これらのプロセス上またはチップ動作上の種々
の要因により、混載DRAMのリフレッシュ特性が汎用
DRAMに比べて劣化する。また、動作期間中におい
て、混載DRAMのリフレッシュ間隔を、汎用DRAM
に比べて短くする必要があり、データ保持のための消費
電流が増大する。
ジック部が動作を停止している場合に、混載DRAMの
記憶データを保持するために、周期的にリフレッシュを
実行するセルフリフレッシュを行なう必要がある。この
場合においても、セルフリフレッシュモード時のリフレ
ッシュ間隔が、汎用DRAMに比べて短くなるため、ス
リープモード時の消費電流が増大する。特に、電池駆動
の携帯情報機器およびデジタルカメラ等の製品に混載D
RAMを用いたシステムLSIを応用する場合、記憶容
量の増大よりも、低消費電力が重要な要因となる。した
がって、上述のようなリフレッシュ特性の悪化に伴う消
費電流の増大は、電池駆動の機器への用途に対し大きな
問題となる。
基板上に集積化される。混載DRAMは、したがって、
できるだけ高速動作するロジックの動作速度に応じて動
作し、ロジックのウェイト時間を短くするのが好まし
い。従来の混載DRAMにおいては、階層ワード線構成
が用いられ、この行選択に対する時間を短くすることが
図られている。したがって、消費電流を低減するととも
に、このロウアクセス時間(行選択に要する時間)をで
きるだけ短くするのが好ましい。
成を変更した場合、冗長置換による不良救済構成が変更
されても、不良救済効率を低下させるのを防止して歩留
りを改善する必要がある。
を実現することのできる半導体記憶装置を提供すること
である。
が改善される混載DRAMを提供することである。
でかつロウアクセス時間を短縮することのできる半導体
記憶装置を提供することである。
ュ特性およびロウアクセス時間が共に改善される混載D
RAMを提供することである。この発明のさらに他の目
的は、効率的にロウの不良を救済することのできる低消
費電流の半導体記憶装置を提供することである。
救済効率を改善することのできる、ツインセルモードで
動作する半導体記憶装置を提供することである。
憶装置は、行列状に配列される複数のメモリセルと、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
接続する複数のワード線と、各列に対応して配置され、
各々に対応の列のメモリセルが接続する複数のビット線
とを備える。これら複数のビット線は対をなして配設さ
れ、かつ各メモリセルは、対をなすビット線の一方と対
応のワード線との交差部に対応して配置される。
に、アドレス信号に従ってアドレス指定された行および
関連の行のワード線を同時に選択するための行選択手段
を備える。この行選択手段は、アドレス指定された行お
よび関連の行と対をなすビット線との交差部それぞれに
対応してメモリセルが配置されるようにアドレスに従っ
て関連の行を選択する。この行選択手段はアドレス指定
された行および関連の行をそれぞれ個々に選択状態へ駆
動するためのドライブ回路を含む。
に、各ビット線対に対応して配置され、活性化時対応の
ビット線対の電位を差動増幅するセンスアンプ回路を備
える。
あり、行選択手段は、好ましくは、アドレス信号の所定
のビットを縮退してアドレス指定された行および関連の
行を同時に指定する手段を含む。
いては、対応のビット線へ接続するためのビット線コン
タクトが行方向に整列して配置され、またビット線コン
タクトは、行方向において1列きに配置され、かつさら
にこのビット線コンタクトは列方向に隣接するメモリセ
ルで共有される。この配置では、対をなすビット線は、
行方向において隣接されるビット線であり、アドレス指
定される行のワード線および関連の行のワード線は、列
方向において隣接するワード線である。
モリセルが対応のビット線に接続するためのビット線コ
ンタクトを共有する。ビット線コンタクトを共有する2
つのメモリセルを単位として、列方向にこの単位が2行
おきに配置されかつ隣接列のビット線コンタクトは1行
ずれて配置されるように配置される。この配置では、対
をなすビット線は1列間をおいたビット線であり、ま
た、アドレス指定される行のワード線および関連の行の
ワード線は1行間をおいたワード線である。
ード指示信号が第1の動作モードを指定するときには複
数ビットのアドレス信号の特定のビットを縮退状態と
し、これによりアドレス指定された行および関連の行を
同時に指定される状態に設定し、かつ動作モード指示信
号が第2の動作モードを指定するときには、このアドレ
ス信号に従ってアドレス指定された行を選択しかつ関連
の行は非選択状態に維持するためのモード切換回路を備
える。
の、ストレージノードと一定電圧レベルのセルプレート
電圧を受けるセルプレートノードとを有するキャパシタ
を含む。好ましくは、複数のワード線が非選択状態にあ
るスタンバイ状態時においては、セルプレート電圧のセ
ルプレートノードへの供給を停止するためのセルプレー
ト電圧制御回路が設けられる。
メモリセルの電荷保持特性を試験するためのリフレッシ
ュ不良テストモード指示信号である。
良行を救済するための冗長行をさらに備える。この冗長
行の数は、アドレス指定される行および関連の行の合計
数の整数倍である。
よび関連の行の少なくとも一方が不良行のとき、少なく
ともアドレス指定される行および関連の行を同時に冗長
行で置換するための冗長回路を備える。
ワード線各々に対応して配置され、かつ複数のワード線
の両側に交互に配置される。複数のワード線において互
いに関連して配置されるワード線は、導電層により両側
で電気的に接続される。
行列状に配列される複数のメモリセルを有する複数のメ
モリサブアレイと、各メモリサブアレイにおいて、各メ
モリセル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サブワード線と、複数のメモ
リサブアレイに共通に行方向に延在して設けられかつ各
々が各メモリサブアレイの所定数のサブワード線に対応
して配置される複数のメインワード線と、複数のサブワ
ード線に対応して配置され、各々が対応のメインワード
線とサブデコード信号とに従って対応のサブワード線を
選択状態へ駆動するための複数のサブワード線ドライバ
を備える。サブデコード信号は、所定数のサブワード線
において2本のサブワード線を同時に特定する。
は、さらに、各メモリサブアレイにおいてメモリセル列
に対応して設けられ、各々に対応の列のメモリセルが接
続する複数のビット線対と、これら複数のビット線対に
対応して設けられ、各々が対応のビット線対の電圧を差
動増幅するための複数のセンスアンプ回路を備える。各
ビット線対においては、サブデコード信号が同時に特定
する2本のサブワード線との各交差部に対応して、各ビ
ット線にメモリセルが接続される。また、サブデコード
信号により同時に特定されるサブワード線の対は、それ
らの両端において導電層により接続される。
線は列方向において隣接するサブワード線である。
憶装置は、行列状に配列される複数のメモリセルと、メ
モリセルの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ワード線と、メモリセルの
各列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセル
が接続する複数の列線と、これらの列線に対応して設け
られ、スタンバイ状態時対応の列線を所定電圧レベルに
保持するための複数の列電圧保持回路とを備える。これ
ら複数の列電圧保持回路は、電流制限された電圧を上記
所定電圧として対応の列線へ伝達する。
態時活性化するための電圧制御回路が設けられる。この
電圧制御回路は、電圧保持回路をスタンバイ状態時高抵
抗の導通状態に設定しかつメモリセル選択動作時電圧保
持回路を高抵抗の非導通状態に設定する。
定電圧を対応の列線に伝達するトランジスタを含む。電
圧制御回路は、スタンバイ状態時には、電圧保持回路の
トランジスタを低抵抗の導通状態に設定し、次いで高抵
抗の導通状態に設定する。
に好ましくは分割される。電圧制御回路は、行ブロック
を特定するブロック選択信号とメモリセル選択を指示す
るロウアクティブ信号の遅延信号とに応答して制御信号
を生成する回路と、この制御信号とブロック選択信号と
に応答して対応の行ブロックの電圧保持回路に電圧保持
指示信号を発生するドライブ回路と、このドライブ回路
の出力ノードを定電圧にクランプするための電流駆動能
力の小さなクランプ用素子とを備える。この定電圧レベ
ルの電圧保持指示信号により、電圧保持回路が高抵抗の
導通状態となる。
基準電圧と第2の基準電圧を動作電源電圧として受け、
クランプ用素子は、ドライブ回路の出力ノードと第1お
よび第2の基準電圧の間の定電圧を供給するノードとの
間に結合されかつゲートに第3の基準電圧を受ける高抵
抗のトランジスタである。
ルの記憶データのハイレベルデータに対応する電圧レベ
ルである。各電圧保持回路は、Pチャネルの絶縁ゲート
型電界効果トランジスタを構成要素として含む。
の電圧保持回路の組ごとにサブ電源回路が対応して設け
られる。このサブ電源回路は、対応の電圧保持回路の組
に所定電圧を伝達する。これらのサブ電源回路の各々
は、電流制限機能を有する。
冗長列が好ましくは設けられる。この冗長列は、電圧保
持回路の組に対応する列の組に対応して設けられる。
内部データ線がさらに設けられる。この内部データ線の
各々は、電圧保持回路の組にそれぞれ対応して設けられ
る。
回路が設けられ、そのトランジスタ素子は、対応の電圧
保持回路に所定電圧を伝達する。
続されるPチャネルの絶縁ゲート型電界効果トランジス
タである。所定電圧は、メモリセルの記憶データのハイ
レベルデータに対応する電圧レベルである。
ジック回路と同一半導体基板上に集積化される。サブ電
源回路のトランジスタ素子は、電界効果トランジスタで
あり、好ましくは、ロジック回路の構成要素の電界効果
トランジスタとゲート絶縁膜膜厚およびゲート絶縁膜の
材料が同じである。
ド時複数のワード線から同時に2本のワード線をアドレ
ス信号に従って選択するための行選択回路が設けられ
る。列線は、相補データを伝達するビット線の対を含
む。複数のメモリセルは、同時に選択される2本のワー
ド線と各列線のビット線との交差部に対応して配置され
る。
置は、ロジック回路と同一半導体基板上に集積化されて
形成される。電圧保持回路は、好ましくは、このロジッ
ク回路の構成要素の電界効果型トランジスタとゲート絶
縁膜の膜厚および材料が同じである電界効果型トランジ
スタを構成要素として含む。
憶装置は、行列状に配列される複数のノーマルメモリセ
ルと、各ノーマルメモリセル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、各々が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、少なくとも所定数の行に配置される複数のスペ
アメモリセルと、このスペアメモリセルの行に対応して
配置され、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、複数のスペアサブワー
ド線の所定数のサブワード線に対応して各々が配置され
る少なくとも1本のスペアメインワード線と、アドレス
信号に従って不良のノーマルサブワード線が指定された
か否かを判定する第1のスペア判定回路と、このアドレ
ス信号に従って不良ノーマルメインワード線が指定され
たか否かを判定する第2のスペア判定回路と、アドレス
信号と第1および第2の判定回路の出力信号とに従って
ノーマルメインワード線およびノーマルサブワード線を
選択的に選択状態に駆動するノーマル行選択回路と、こ
れらのアドレス信号と第1および第2の判定回路の出力
信号とに従ってスペアメインワード線およびスペアサブ
ワード線を選択的に選択状態に駆動するスペア行選択回
路とを含む。
不良検出時にはノーマルメインワード線および対応のノ
ーマルサブワード線を非選択状態とし、かつ第2の判定
回路の不良検出時には、アドレス指定されたメインワー
ド線を選択状態に駆動しかつ対応の所定数のノーマルサ
ブワード線のうち予め定められたノーマルサブワード線
をアドレス信号にかかわらず非選択状態に保持しつつア
ドレス指定されたノーマルサブワード線を選択状態に選
択的に駆動する。
良検出時には、アドレス信号に従って対応のスペアメイ
ンワード線およびスペアサブワード線を選択状態に駆動
し、かつ第2の判定回路の不良検出時には、対応のスペ
アメインワード線を選択状態に駆動しかつ対応のスペア
サブワード線のうち予め定められたノーマルサブワード
線に対応するスペアサブワード線を除くスペアサブワー
ド線を非選択状態に保持しつつアドレス信号に対応する
スペアサブワード線を選択的に選択状態に駆動する。
ーマルメインワード線が指定されたか否かを判定する第
3の判定回がさらに設けられる。この第3の判定回路
は、第2の判定回路が検出する不良と異なる態様の不良
をノーマルメインワード線が有するかを判定する。ノー
マル行選択回路は、第3の判定回路の検出信号に応答し
てノーマルサブワード線の予め定められたノーマルサブ
ワード線を非選択状態に保持しつつアドレス信号に従っ
てノーマルメインワード線およびノーマルサブワード線
を選択的に選択状態に駆動する。スペア行選択回路は、
第3の判定回路の検出信号に応答してスペアサブワード
線の予め定められたスペアサブワード線を非選択状態に
保持しつつアドレス信号に従ってスペアサブワード線を
選択的に選択状態に駆動する。
ワード線は、物理的に隣接するノーマルサブワード線で
ある。
たノーマルサブワード線は、同一のノーマルメインワー
ド線に対応して配置される。
ルサブワード線は、隣接ノーマルメインワード線に対応
して配置される。
は、第1の動作モード時には、アドレス信号に従って不
良非検出時には各列に相補メモリセルデータが読出され
るように2本のノーマルサブワード線を同時に選択状態
に駆動し、かつ第2の動作モード時には、アドレス信号
に従って不良非検出時には1本のノーマルサブワード線
を選択状態に駆動する。
憶装置は、行列状に配列される複数のメモリセルと、各
メモリセル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ワード線と、特定動作モード
時には、複数のワード線のうち1本間をおいたワード線
の対を同時に選択状態へ駆動するための行選択回路とを
含む。
ット線対が配置される。特定動作モード時においては、
各ビット線対に相補データが読み出され、通常の1本の
ワード線が選択される時には、各ビット線対において1
本のビット線にメモリセルデータが読み出されるように
メモリセルが配置される。
チセル配置」に配置される。1ビットの情報を2つのメ
モリセルで記憶する。これらの2つのメモリセルにはセ
ンスアンプ回路により相補データが書込まれる。したが
って、メモリセル選択時、対をなすビット線には、相補
な信号が伝達され、ビット線間の電位差は大きくなる。
したがって、Hレベルデータを記憶するメモリセルの電
荷がリーク電流により減少しても、十分な大きさの電位
差をビット線間に生じさせることができ、応じてリフレ
ッシュ間隔を長くすることができる。これにより、デー
タ保持モード時におけるリフレッシュ回数を低減して、
消費電力を低減することができる。
ード線を、その両端において導電層で接続することによ
り、両側から、サブワード線ドライバにより駆動される
ため、高速でサブワード線を選択状態へ駆動することが
でき、応じて高速でメモリセルデータをビット線対に読
出すことができる。したがって、センスアンプ回路のセ
ンス開始タイミングを早くでき、ロウアクセス時間を短
くすることができる。
電圧)を電流制限機能を通して伝達することにより、ビ
ット線とたとえばサブワード線との間にマイクロショー
トが存在する場合においても、このマイクロショートに
おけるスタンバイ状態時のリーク電流を低減することが
でき、応じてマイクロショートが多数存在する場合にお
いても、消費電流を低減することができる。
ブワード線が同時に選択状態へ駆動される。このサブワ
ード線対を単位としてスペアサブワード線で置換する場
合、隣接対のサブワード線間においてショートなどの不
良が存在した場合、これらの2対のサブワード線を冗長
置換する必要が生じ、不良救済効率が低下する。この不
良の形態に応じて、冗長置換の態様を変更する。これに
より、隣接対のサブワード線間にたとえばショートなど
の不良が存在する場合においても、この対をなすサブワ
ード線において不良のサブワード線を冗長置換するだけ
で不良救済を行なうことができ、不良救済効率が改善さ
れる。
ード時において、1本のワード線を間においてワード線
対を選択することにより、相補データを格納するメモリ
セル単位のメモリセル間距離を大きくすることができ、
隣接メモリセルのセルプレート間のリーク電流の影響を
小さくすることができ、データ保持特性が改善される。
明の実施の形態1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1においては、メモリセ
ルMCは、列方向に隣接するメモリセルがビット線コン
タクトBCTを共有するように配置される。ビット線コ
ンタクトBCTを共有する2つのメモリセルMCにより
1つのレイアウト単位LUが構成される。このレイアウ
ト単位LUは、列方向において1列おきに配置され、ま
た行方向において2行おきに配置される。ビット線コン
タクトBCTも、したがって、列方向に整列して4行お
きに配置され、また行方向においてもビット線コンタク
トBCTは1列おきに配置される。行方向においては、
レイアウト単位LUが1列ずれて配置される。図1に示
すように、ビット線コンタクトBCTを斜め方向に結ん
で求められるメモリセルMCの最小ピッチ長のビット線
方向への斜影した長さが、メモリセルMCの列方向の配
置ピッチの1/2であり、この図1に示すメモリセル配
置は、「ハーフピッチセル」配置と呼ばれる。
各列に対応してビット線BLおよびZBLが交互に配置
される。これらのビット線BLおよびZBLは対をなし
て配設され、各ビット線対に対しセンスアンプ回路S/
Aが配置される。
ド線SWLが配置され、サブワード線SWLには、それ
ぞれ対応の行のメモリセルMCが接続される。サブワー
ド線SWLは、メモリサブアレイMSAの両側に配置さ
れるサブワードドライバ帯SWDEBおよびSWDOB
に含まれるサブワードドライバにより駆動される。サブ
ワードドライバ帯SWDEBに含まれるサブワードドラ
イバSWDE0、SWDE1およびSWDE2は、それ
ぞれ偶数のサブワード線SWLL0、SWLL2、SW
LL4、SWLL6、およびSWLL8を、図示しない
対応のメインワード線およびサブデコード信号SD<0
>およびSD<2>に従って駆動する。これらのサブワ
ードドライバSWDE0、SWDE1およびSWDE2
は、対応のメインワード線が選択状態のとき、サブデコ
ード信号SD<0>およびSD<2>に従って、対応の
2つのサブワード線のうちの一方を選択状態へ駆動する
(サブデコード信号が選択状態のとき)。
は、奇数サブワード線SWLR1、SWLR3、SWL
R5およびSWLR7に対してサブワードドライバSW
DO0、SWDO1およびSWDO2が設けられる。こ
れらのサブワードドライバSWDO0、SWDO1、S
WDO2には、それぞれ2つのサブワード線が対応して
設けられ、これらのサブワードドライバSWDO0、S
WDO1およびSWDO2は、図示しないメインワード
線上の信号とサブデコード信号SD<3>およびSD<
1>に従って対応のサブワード線を選択状態へ駆動す
る。
対して1本配置される。すなわち、サブワード線SWL
L0、SWLR1、SWLL2およびSWLR3に対し
て1つのメインワード線が位置され、サブワード線SW
LL4、SWLR5、SWLL6およびSWLR7に対
して1つのメインワード線が配置される。
線を同時に選択する。すなわち、アドレス信号に従っ
て、アドレス指定されたサブワード線およびこの隣接す
るサブワード線の対SWLPを同時に選択する。図1に
示すように、たとえばサブワード線SWLL0およびS
WLR1が同時に選択される。メモリセルMC1および
MC2を1ビット/2セルモード(ツインセルモード)
時のメモリ単位(以下、ツインセル単位と称す)MTU
として、1ビット情報を記憶する。すなわち、メモリセ
ルMC1およびMC2の一方に、Hレベルデータを書込
み、他方のメモリセルにLレベルデータを書込む。セン
スアンプ回路S/Aは、ビット線BLおよびZBLの電
位を差動増幅している。したがって、ビット線BLおよ
びZBLに、常に相補メモリセルデータが読出されるた
め、HレベルデータおよびLレベルデータがビット線B
LおよびZBLに伝達され、これをセンスアンプ回路S
/Aで差動増幅する。
線コンタクトの間に配置される2つのサブワード線を同
時に選択する。ハーフピッチセル配置であるため、ビッ
ト線コンタクトの間に配置されるサブワード線を同時に
2本選択状態へ駆動することにより、行および列方向に
おいて隣接するレイアウト単位LUの近接メモリセルM
Cがビット線BLおよびZBLにそれぞれ結合される。
これにより、ツインセルモード時におけるメモリ単位M
TUの2つのメモリセルにHレベルデータおよびLレベ
ルデータを書込む。
ブワード線SWLaおよびSWLbとビット線ZBLお
よびBLの交差部には、それぞれメモリセルMC1およ
びMC2が配置される。これらの2つのメモリセルMC
1およびMC2を、1ビット/2セルモード(以下、ツ
インセルモードと称す)においては、1ビット情報を記
憶するための単位MTUとして用いる。ビット線BLお
よびZBLは、センスアンプ回路S/Aに結合されてお
り、それらの電位が差動増幅される。したがって、常
に、メモリセルMC1およびMC2には、相補なデータ
が記憶される。
のビット“0”の記憶情報読出時におけるビット線の電
位変化を示す信号波形図である。スタンバイ状態時すな
わちサブワード線SWLaおよびSWLbが非選択状態
のとき、ビット線BLおよびZBLは、中間電圧VCC
S/2の電圧レベルにプリチャージされかつイコライズ
されている。ロウアクティブコマンドが与えられ行選択
動作が行なわれ、サブワード線が選択状態へ駆動される
と、サブワード線SWLaおよびSWLbがともに、昇
圧電圧VPPレベルに駆動される。このサブワード線S
WLaおよびSWLbが選択状態へ駆動されると、メモ
リセルMC1からHレベルデータがビット線ZBL上に
読出され、一方、メモリセルMC2からLレベルデータ
がビット線BL上に読出される。したがって、ビット線
ZBLは、中間電圧VCCS/2から読出電圧ΔV1だ
けその電圧レベルが上昇し、またビット線BLは、中間
電圧VCCS/2から読出電圧ΔV2だけその電圧レベ
ルが低下する。これが、セルデータ読出期間である。
ンスアンプ活性化信号SONおよびZSOPを活性化
し、センスアンプ回路S/Aを活性化する。センスアン
プ回路S/Aは、ビット線BLおよびZBLの電位差
(ΔV1+ΔV2)を差動増幅する。したがって、セン
スアンプ回路S/Aに含まれるNチャネルMOSトラン
ジスタN1およびN2の一方は、センスアンプ活性化信
号SONが活性化されると、即座に導通し、ローレベル
のビット線を接地電圧レベルへ駆動する。すなわち、こ
のセンスアンプ回路S/Aに対しては常に、ツインセル
単位MTUの記憶データの“1”および“0”のいずれ
にかかわらず、Hレベルの読出電圧およびLレベルの読
出電圧が伝達されるため、このセンスアンプ回路S/A
のNチャネルMOSトランジスタN1およびN2は高速
でセンス動作を、センスアンプ活性化信号SONの活性
化時実行する。したがって、従来の1ビット/1セルの
動作モードに比べて、高速センスが可能となる。また、
ビット線BLおよびZBLの電位差は(ΔV1+ΔV
2)であり、1ビット/1セルの動作モードに比べて、
読出電圧は大きく、センスマージンを十分に確保するこ
とができる。
のメモリセルMC1およびMC2の蓄積電荷量の時間変
化を示す図である。メモリセルMC1のストレージノー
ドSN1の電圧V(SN1)は、Hレベルデータが書込
まれているため、初期時アレイ電源電圧VCCSレベル
である。一方メモリセルMC2は、Lレベルデータを記
憶しているため、ストレージノードSN2の電圧V(S
N2)は、初期時、接地電圧VSS(=0V)である。
この状態でスタンバイ状態に入り、サブワード線SWL
aおよびSWLbを接地電圧レベルに設定し、かつビッ
ト線BLおよびZBLを中間電圧VCCS/2の電圧レ
ベルに設定する。メモリトランジスタの基板領域には、
負電圧Vbbが印加される。この場合、ストレージノー
ドSN1およびSN2の電圧の時間変化は次式で表わさ
れる。
b)・exp(−T/τa)、 V(SN2)≒Vbb・{1−exp(−T/τb)} この場合、ビット線BLおよびZBLの読出電圧差ΔV
BLは次式で表わされる。
N2))/(Cs+Cb) 時刻T1は、従来の1ビット/1セル構成のDRAM
で、センスマージンが不十分となり、読出エラーが生じ
る時間である。しかしながら、1ビット/2セルの動作
モードにおいては、この時刻T1においても、ストレー
ジノード電圧V(SN1)およびV(SN2)の差は十
分な大きさを有している。ストレージノードSN1の電
圧V(SN1)が中間電圧VCCS/2の電圧レベルに
まで低下しても、ストレージノードSN2の電圧V(S
N2)も同様に低下しており、これらの電圧V(SN
1)およびV(SN2)の電圧差は十分な大きさを有し
ている。
った場合、ビット線ZBLには、中間電圧VCCS/2
が伝達され、その電圧レベルは変化せず、一方、ビット
線BLに、Lレベルデータの読出電圧(−ΔV2)が伝
達される。
メモリセルデータのセンス動作を示す信号波形図であ
る。すなわち、図5に示すように、図4に示す時刻T2
においてメモリセルデータを読出した場合、ビット線Z
BL上の読出電圧ΔV1は0Vに等しい。一方、ビット
線BL上には、ストレージノードSN2の電圧レベルに
応じた読出電圧−ΔV2が伝達される。従来の1ビット
/1セル構成のDRAMにおけるLレベルデータ読出時
の読出電圧とほぼ同じ大きさの読出電圧が、ビット線B
L上に読出される。したがって、従来の1ビット/1セ
ル構成のDRAMのLレベルデータ読出時のセンス動作
時の信号波形と同じような波形が得られ、従来のDRA
Mと同様のセンス速度で正常にセンス動作を行なうこと
ができる。
を超えて経過し、ストレージノードSN1の電圧V(S
N1)がビット線プリチャージ電圧VCCS/2よりも
低くなっても、ビット線BLおよびZBLの電位差が、
センスアンプ回路のセンス感度以上であれば、センス動
作は遅くなるものの(NチャネルMOSトランジスタの
オン状態への移行速度が低下する)、正常にメモリセル
データの検知増幅を行なうことができる。
Fmaxを大きくするロングリフレッシュモードを設定
することができる。このロングリフレッシュモードにお
いては、図67に示すリフレッシュ要求信号FAYの周
期を、1桁近く大きくすることができ、データ保持のた
めの消費電流を低減することができる。
出される相補データにより、Hレベルデータの読出電圧
ΔV1が小さい場合でも、Lレベルデータの読出電圧−
ΔV2が十分な大きさであれば、正常なセンスを行なう
ことができる。したがって、ストレージノードSNに対
しフルVCCSを伝達する必要がなくなる。これは、ワ
ード線(メイン/サブワード線)の駆動電圧に必要な電
圧レベルが、アレイ電源電圧(センス電源電圧)VCC
Sとメモリセルのアクセストランジスタのしきい値電圧
(Vthc)よりも十分大きくしなければならないとい
う制約が緩和されることを意味する。すなわち、昇圧電
圧VPPの電圧レベルを適当に下げることができ、昇圧
電圧VPPを発生する昇圧電圧発生回路(通常チャージ
ポンプ回路で構成される)の消費電流を低減でき、応じ
て半導体記憶装置の通常動作時の消費電流をも小さくす
ることができる。
図である。図6においては、メインワード線ZMWL0
に関連する部分の構成を示す。
メインワード線ZMWL0に対して、4本のサブワード
線SWLL0、SWLR1、SWLL2、およびSWL
R3が配設される。
数サブワードドライバSWDOがサブワードドライバ帯
の一方に配設され、また他方のサブワードドライバ帯S
WDBにおいて偶数サブワードドライバSWDEが配設
される。偶数サブワードドライバSWDEは、メインワ
ード線ZMMWL0上の信号とサブデコード信号SD<
0>およびZSD<0>に従ってサブワード線SWLR
0を駆動するサブワードドライブ回路SWDR0と、メ
インワード線ZMWL0の信号とサブデコード信号SD
<2>およびZSD<2>に従ってサブワード線SWL
R2およびSWLL2を駆動するサブワードドライブ回
路SWDR2を含む。1つのサブワードドライブ回路S
WDRにより、2つのメモリサブアレイにおけるサブワ
ード線を駆動することによりサブワードドライバ帯の占
有面積を低減する。
ード線ZMWL0上の信号とサブデコード信号SD<1
>およびZSD<1>に従ってサブワード線SWLR1
およびSWLL1を駆動するサブワードドライブ回路S
WDR1と、メインワード線ZMWL0上の信号とサブ
デコード信号SD<3>およびZSD<3>に従ってサ
ブワード線SWLR3およびSWLL3を駆動するサブ
ワードドライブ回路SWDR3を含む。これらのサブワ
ードドライブ回路SWDR1およびSWDR3各々は、
2つのメモリサブアレイのサブワード線を同時に駆動す
る。
およびZSD<0>−SD<3>は、センスアンプ帯S
ABを延在する信号線上を伝達されるサブデコードファ
ースト信号ZSDF<0>−ZSDF<3>から生成さ
れる。すなわち、サブデコード信号SD<0>は、サブ
デコードファースト信号ZSDF<0>を受けるインバ
ータIV0から生成され、補のサブデコード信号ZSD
<0>は、インバータIV0の出力信号を受けるインバ
ータIV1から生成される。サブデコード信号SD<2
>は、サブデコードファースト信号ZSDF<2>を受
けるインバータIV2から生成され、サブデコード信号
ZSD<2>は、インバータIV2の出力信号を受ける
インバータIV3が生成される。サブデコード信号SD
<1>は、サブデコード信号ZSDF<1>を受けるイ
ンバータIV4から生成され、サブデコード信号ZSD
<1>は、インバータIV4の出力信号を受けるインバ
ータIV5から生成される。サブデコード信号SD<3
>は、サブデコードファースト信号ZSDF<3>を受
けるインバータIV6から生成される。サブデコード信
号ZSD<3>は、インバータIV6の出力信号を受け
るインバータIV7から生成される。これらのインバー
タIV0−IV7の出力信号線は、メモリサブアレイM
SA内にのみ延在する。センスアンプ帯SABとサブワ
ードドライバ帯SWDBの交差部に、これらのインバー
タIV0−IV7が、配置される。
DR3は、同一構成を有する。すなわち、サブワードド
ライブ回路SWDRi(i=0−3)は、メインワード
線ZMWL0上の信号がLレベルのときオン状態とな
り、サブデコード信号SD<i>を伝達するPチャネル
MOSトランジスタQ1と、メインワード線ZMWL0
上の信号電位がHレベルのとき導通し、対応のサブワー
ド線SWLRiおよびSWLLiを接地電位レベルに保
持するNチャネルMOSトランジスタQ2と、サブデコ
ード信号ZSD<i>がHレベルのとき導通し、対応の
サブワード線SWLRiおよびSWLLiを接地電位レ
ベルに保持するNチャネルMOSトランジスタQ3を含
む。
地電位レベルに駆動される。このときには、MOSトラ
ンジスタQ2はオフ状態である。PチャネルMOSトラ
ンジスタQ1は、サブデコード信号SD<i>がHレベ
ルのときには導通し、対応のサブワード線SWLRi
に、サブデコード信号SD<i>を伝達する。このと
き、補のサブデコード信号ZSD<i>はLレベルであ
り、NチャネルMOSトランジスタQ3はオフ状態にあ
る。
ベルのときには、PチャネルMOSトランジスタQ1
は、ソースおよびゲートが同一電位となり、オフ状態と
なる。このときには、サブデコード信号ZSD<i>が
オン状態となり、対応のサブワード線SWLRiおよび
SWLLiが接地電位レベルに保持される。これによ
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。サブデコード信号SD<0>−SD<3>
は、所定のロウアドレスビットをデコードして生成され
る。1つのメインワード線ZMWLに4本のサブワード
線SWLL0、SWLR1、SWLL2およびSWLR
3が配置される4ウェイ階層ワード線の構成の場合、同
時に選択状態に駆動されるサブワード線は、SWLL0
およびSWLR1の組またはSWLL2およびSWLR
3の組である。したがって、サブデコード信号SD<1
>およびSD<0>を同時に選択状態に設定するかまた
は、サブデコード信号SD<2>およびSD<3>を同
時に選択状態に設定する。
部の構成を概略的に示す図である。図7において、サブ
デコードファースト信号発生部は、ロウアドレスイネー
ブル信号RADEの活性化に応答して、ロジックから与
えられるロウアドレスの2ビットRA<1:0>を取込
み内部ロウアドレスビットRAF<1:0>を生成する
入力バッファ/ラッチ回路1と、内部ロウアドレスビッ
トRAF<1:0>をプリデコードしてプリデコード信
号X<3:0>を生成するプリデコード回路2と、ワー
ド線活性化信号RXACTの活性化に応答してプリデコ
ード信号X<3:0>に従ってサブデコードファースト
信号ZSDF<3:0>を生成するサブデコード信号発
生回路3を含む。
指示信号T_MODE_nが非活性状態(Hレベル)の
ときには、内部ロウアドレスビットRAF<1:0>を
プリデコードして4ビットのプリデコード信号X<3:
0>を生成する。ツインセルモード指示信号T_MOD
E_nが活性状態にあり1ビット/2セルの動作モード
を指定するときには、プリデコード回路2は、内部ロウ
アドレスビットRAF<0>を縮退してプリデコード信
号X<3:0>を生成する。サブデコードファースト信
号ZSDF<3:0>は、ワード線活性化信号RXAC
Tが活性化されると、プリデコード信号X<3:0>と
1対1対応で生成される。したがって、ツインセルモー
ド指示信号T_MODE_nの活性化時、サブデコード
ファースト信号ZSDF<3:0>も、2つが同時に選
択状態に駆動される。
構成の一例を示す図である。図8において、プリデコー
ド回路2は、内部ロウアドレスビットRAF<0>を受
けるインバータ2aと、インバータ2aの出力信号を受
けるインバータ2bと、インバータ2aの出力信号とツ
インセルモード指示信号T_MODE_nを受けるNA
NDゲート2cと、インバータ2bの出力信号とツイン
セルモード指示信号T_MODE_nを受けるNAND
回路2dを含む。NAND回路2cから内部ロウアドレ
スビットRAD<0>が生成され、NAND回路2dか
ら補の内部ロウアドレスビットZRD<0>が出力され
る。
レスビットRAF<1>を受けるインバータ2eと、イ
ンバータ2eの出力ビットZRAD<1>を受けるイン
バータ2fと、インバータ2fからのロウアドレスビッ
トRAD<1>とNAND回路2cからのロウアドレス
ビットRAD<0>を受け、プリデコード信号X<3>
を生成するAND回路2gと、インバータ2eからのロ
ウアドレスビットZRAD<1>とNAND回路2cか
らのロウアドレスビットRAD<0>を受けてプリデコ
ード信号X<1>を生成するAND回路2hと、インバ
ータ2fからのロウアドレスビットRAD<1>とNA
ND回路2dからのロウアドレスビットZRAD<0>
を受けてプリデコード信号X<2>を生成するAND回
路2iと、インバータ2eからのロウアドレスビットZ
RAD<1>とNAND回路2dからのロウアドレスビ
ットZRAD<0>を受けてプリデコード信号X<0>
を生成するAND回路2jを含む。
nは、1ビット/2セルのツインセル動作モードが指定
されたときにLレベルに設定される。この状態において
は、NAND回路2cおよび2dから出力されるロウア
ドレスビットRAD<0>およびZRAD<0>がとも
にHレベルの選択状態となり、ロウアドレスビットRA
<0>が縮退状態に設定される。したがって、インバー
タ2aおよび2fからのロウアドレスビットZRAD<
1>およびRAD<1>の論理値に従って、プリデコー
ド信号X<0>およびX<1>の組およびプリデコード
信号X<2>およびX<3>の組の一方がHレベルの選
択状態へ駆動される。したがって常に、隣接ワード線の
組が選択状態へ駆動される。
nをHレベルに設定すると、NAND回路2cおよび2
dはインバータとして動作する。したがって、ロウアド
レスビットRA<1:0>をプリデコードして、4つの
プリデコード信号X<0>−X<3>の1つが選択状態
へ駆動される。このツインセルモード指示信号T_MO
DE_nにより、1ビット/1セルモードおよびツイン
セルモードを切換えることができる。
の構成を概略的に示す図である。図9において、ロウ系
制御信号発生回路は、クロック信号CLKの立上がりエ
ッジで外部からの制御信号/RAS、/CASおよび/
WEを取込み、制御信号がロウアクティブコマンドのと
き、行選択動作活性化信号RACTを発生するコマンド
デコード回路4と、この行選択動作活性化信号RACT
に従ってロウアドレスイネーブル信号RADE、ワード
線活性化信号RXACTなどの行系制御信号を発生する
行系制御信号発生回路5を含む。この行系制御信号発生
回路5は、センスアンプ回路、ビット線プリチャージ/
イコライズ回路およびロウデコーダなどの行系回路に対
しても制御信号を生成する。ワード線活性化信号RXA
CTに従ってまた、メインワード線が選択状態へ駆動さ
れる。
生回路3の構成の一例を示す図である。図10において
は、1つのサブデコードファースト信号ZSDF<i>
に対する構成を示す。図10において、サブデコード信
号発生回路3は、プリデコード信号X<i>とワード線
活性化信号RXACTを受けるNAND回路3aを含
む。このNAND回路3aから、周辺電源電圧Vccp
レベルの信号を高電圧Vppレベルの信号に変換するレ
ベルシフタ3bを介してサブデコードファースト信号Z
SFD<i>が生成される。サブデコードファースト信
号ZSDF<i>は、プリデコード信号X<i>に従っ
て生成されており、2つのプリデコード信号X<0>お
よびX<1>またはX<2>およびX<3>が選択状態
へ駆動されるとき、応じて2つのサブデコードファース
ト信号も選択状態のLレベルへ駆動される。したがっ
て、プリデコード回路2においてツインセルモード指示
信号T_MODE_nにおいてロウアドレスビットを1
ビット縮退させることにより、2本のサブワード線を同
時に選択状態へ駆動することができる。
るリフレッシュカウンタ6の構成の一例を示す図であ
る。図11において、リフレッシュカウンタ6は、クロ
ック入力に与えられる信号の立上がりに応答して入力D
へ与えられる信号を取込みかつ出力するD型フリップフ
ロップ6a0−6a10と、ツインセルモード指示信号
T_MODE_nを受けるインバータ6bと、インバー
タ6bの出力信号に応答して、リフレッシュ動作完了指
示信号REF_RおよびD型フリップフロップ6a0の
出力ZQからの信号の一方を選択して、D型フリップフ
ロップ6a1のクロック入力へ与えるマルチプレクサ6
cを含む。
各々は、自身の出力ZQからの出力信号をD入力に受け
る。D型フリップフロップ6a1−6a10は、それぞ
れ、出力ZQからの信号を次段のD型フリップフロップ
のクロック入力へ与える。初段のD型フリップフロップ
6a0は、そのクロック入力にリフレッシュ動作完了指
示信号REF_Rを受ける。またこれらのD型フリップ
フロップ6a0−6a10は、リセット信号RSTに応
答して、その出力Qからの信号が“0”にリセットされ
る。
は、リプルカウンタをベースにしたカウンタであり、D
型フリップフロップ6a0−6a10の出力Qから、リ
フレッシュアドレスビットQA<0>−QA<10>が
出力されて、次段のプリデコーダへ与えられる。マルチ
プレクサ6cは、ツインセルモード指示信号T_MOD
E_nがLレベルであり、1ビット/2セルのツインセ
ルモードを示すときには、リフレッシュ動作完了信号R
EF_Rを選択する。したがって、この1ビット/2セ
ルモード(ツインセルモード)のときには、リフレッシ
ュ動作ごとに、ビットQA<1>−QA<10>のカウ
ント値が1ずつ増分される。1ビット/1セルモード時
においては、マルチプレクサ6cは、D型フリップフロ
ップ6a0の出力ZQからの出力信号を選択しており、
したがって、ビットQA<0>−QA<10>のカウン
ト値が、リフレッシュ動作ごとに、1ずつ増分される。
すリフレッシュアドレスカウンタ6の動作を示すタイミ
ングチャート図である。以下、図12(A)および
(B)を参照して、この図11に示すリフレッシュ動作
カウンタ6の動作について説明する。
モード指示信号T_MODE_nがHレベルの状態に設
定された1ビット/1セルモードでの動作について説明
する。この場合、マルチプレクサ6cは、D型フリップ
フロップ6a0の出力ZQからの信号を選択している。
したがって、リフレッシュ動作完了指示信号REF_R
が発生されるごとに、初段のD型フリップフロップ6a
0からの出力ビットQA<0>は、0および1を繰返
す。残りのフリップフロップ6a1−6a10は、それ
ぞれ前段のD型フリップフロップの出力ZQがHレベル
に立上がるとき、すなわち前段のD型フリップフロップ
6ajからのアドレスビットQA<j>が0に立下がる
ときに、その出力ビットの状態を変化させる。したがっ
て、ビットQA<10:1>のカウント値は、リフレッ
シュ動作完了指示信号REF_Rが2つ発生されるごと
に1ずつ増分される。したがって、この場合リフレッシ
ュアドレスは、ビットQA<10:0>の11ビットの
アドレスであるため、リフレッシュ動作完了指示信号R
EF_Rが発生されるごとに1ずつ増分される。この1
1ビットのリフレッシュアドレスであり、2K回リフレ
ッシュ動作が完了すると、1つのロウのリフレッシュ動
作が完了する。
ルモードの動作について説明する。ツインセルモード時
においては、マルチプレクサ6cは、リフレッシュ動作
完了指示信号REF_Rを選択してD型フリップフロッ
プ6a1のクロック入力へ与える。初段のD型フリップ
フロップ6a0にも、リフレッシュ動作完了指示信号R
EF_Rが与えられている。したがって、このフリップ
フロップ動作完了指示信号REF_Rが発生されるごと
に、ビットQA<0>が、0および1を繰返す。一方、
アドレスビットQA<10:1>も、リフレッシュ動作
完了指示信号REF_Rのカウント値であり、ビットQ
A<10:1>のカウント値が、0、1、2、…とリフ
レッシュ動作完了指示信号REF_Rが発生されるごと
に1ずつ増分する。
ビットQA<0>は、プリデコーダにより縮退される。
したがって、リフレッシュアドレスは(0,1)、
(2,3)、(4,5)、…と2ずつ増分し、2つのロ
ウアドレスの行(サブワード線)が同時に選択される。
1K回リフレッシュを行なえば全ロウが1回リフレッシ
ュされる。これにより、ツインセルモード時および1ビ
ット/1セルモード時いずれにおいても、正確にリフレ
ッシュを行なうことができる。
発生部の構成を概略的に示す図である。図13におい
て、リフレッシュ動作完了指示信号発生部は、リフレッ
シュ要求信号FAYに応答してメモリセルデータのリフ
レッシュに必要な内部RAS幅(ロウアクティブ期間)
を決定する所定の時間幅を有するワンショットのパルス
信号を発生するワンショットパルス発生回路7と、ワン
ショットパルス発生回路7からのパルス信号ACTrの
立下がり(非活性化)に応答してワンショットのパルス
信号を発生するワンショットパルス発生回路8を含む。
このワンショットパルス発生回路8から、リフレッシュ
動作完了指示信号REF_Rが出力される。ワンショッ
トパルス発生回路7からのパルス信号ACTrが、行選
択動作活性化信号として行系制御回路へ与えられる。こ
のパルス信号ACTrが活性状態の間、行系制御回路
が、先の図9に示すようなワード線活性化信号RXAC
Tなどを所定のシーケンスで発生する。
混載DRAMの全体の構成を概略的に示す図である。こ
の図14においては、ロウアドレス入力回路/リフレッ
シュカウンタ16およびロウプリデコーダ20へは、ツ
インセルモード指示信号T_MODE_nが制御信号と
して与えられる。また、内部電圧発生回路/セルフリフ
レッシュタイマブロック25に対しても、ツインセルモ
ード指示信号T_MODE_nが与えられる。このロウ
プリデコーダ20は、図7および図8に示すプリデコー
ド回路を含み、ツインセルモード時においては、最下位
のアドレスビットを縮退する。ロウアドレス入力回路/
リフレッシュカウンタ16は、図11に示すリフレッシ
ュカウンタ6を含み、ツインセルモード時においてはリ
フレッシュ回数が1/2倍となるようにそのアドレス発
生態様を変更する。
を発生する回路およびリフレッシュ要求信号FAYを発
生するためのセルフリフレッシュタイマが含まれる。ツ
インセルモード時においては、昇圧電圧VPPの電圧レ
ベルを低下させ、またセルフリフレッシュ間隔を長くす
る。他の構成は図29に示す構成と同じであり、対応す
る部分には同一参照符号を付す。
/セルフリフレッシュタイマブロック25に含まれるV
PP発生回路の構成を概略的に示す図である。図15に
おいて、VPP発生回路25aは、昇圧電圧Vppを所
定の分圧比で分圧して分圧電圧Vppdを生成する分圧
回路20aと、セルフリフレッシュモード指示信号SR
EFの非活性化時起動され、基準電圧Vref1と分圧
回路26aの出力する分圧電圧Vppdの電圧レベルを
比較するレベル検出回路26bと、レベル検出回路26
bからのイネーブル信号EN1の活性化時起動され、所
定の周期で発振動作を行なうリングオシレータ26c
と、リングオシレータ26cからの発振信号に従ってチ
ャージポンプ動作を行なって昇圧電圧VPPを生成する
チャージポンプ回路26dを含む。レベル検出回路26
bは、この基準電圧Vref1よりも分圧電圧Vppd
が低くなった場合にイネーブル信号EN1を活性化し、
昇圧電圧VPPを、電圧VP1の電圧レベルに保持す
る。このチャージポンプ26dは、セルフリフレッシュ
モード指示信号SREFの非活性化時チャージポンプ動
作を行なうため、比較的大きな電荷供給能力を有してい
る。
リフレッシュモード指示信号SREFが活性状態にあ
り、かつツインセルモード指示信号T_MODE_nが
非活性状態のHレベルのときに活性化され、基準電圧V
ref1と分圧電圧Vppdとを比較するレベル検出回
路26eと、ツインセルモード指示信号T_MODE_
nの非活性化時導通し、レベル検出回路26eからのイ
ネーブル信号EN2を伝達するトランスファーゲート2
6gと、セルフリフレッシュ指示信号SREFが活性状
態にありかつツインセルモード指示信号T_MODE_
nが活性状態のときに活性化され、基準電圧Vref2
と分圧電圧Vppdとを比較するレベル検出回路26f
と、ツインセルモード指示信号T_MODE_nが活性
状態のとき導通し、レベル検出回路26fからのイネー
ブル信号EN3を伝達するトランスファーゲート26h
と、トランスファーゲート26gおよび26hから与え
られるイネーブル信号の活性化時起動され所定の周期で
発振動作を行なうリングオシレータ26iと、リングオ
シレータ26iからの発振信号に従ってチャージポンプ
動作を行なって昇圧電圧VPPを生成するチャージポン
プ26jを含む。
シュモード時において1ビット/1セルモードの動作時
に活性化され、分圧電圧Vppdが、基準電圧Vref
1よりも低くなるとイネーブル信号EN2を活性化す
る。1ビット/1セルモード時においては、トランスフ
ァーゲート26gが導通状態であり、リングオシレータ
26iが、このレベル検出回路26eからのイネーブル
信号EN2に従って発振動作を実行する。このチャージ
ポンプ26jは、セルフリフレッシュモード時に動作す
るだけであり、その電荷供給能力は、比較的小さくされ
る。レベル検出回路26eにより、昇圧電圧VPPは、
電圧VP1の電圧レベルに保持される。
シュモード時において、ツインセルモードが指定された
ときに活性化され、基準電圧Vref2よりも、分圧電
圧Vppdが低くなったときに、イネーブル信号EN3
を活性化する。ツインセルモード時にはトランスファー
ゲート26hがオン状態となり、リングオシレータ26
iは、レベル検出回路26fからのイネーブル信号EN
3に従って発振動作を行なう。したがって、このレベル
検出回路26fは、昇圧電圧VPPを、電圧VP0の電
圧レベルに設定する。上述のように、基準電圧Vref
2が、基準電圧Vref1よりも低い電圧レベルであ
り、電圧VP1>VP0の関係を満たす。
昇圧電圧Vppが電圧VP0の電圧レベルに維持され、
1ビット/1セルモード時においては、昇圧電圧VPP
は、電圧VP1のレベルに維持される。したがって、こ
の1ビット/1セルモードおよび1ビット/2セルモー
ド(ツインセルモード)に応じて昇圧電圧VPPの電圧
レベルを容易に変更することができる。
ンセルモードは、セルフリフレッシュモードが設定され
たときに設定されている。しかしながら、このツインセ
ルモードが通常動作モード時において設定される場合に
おいては、レベル検出回路26bと並列に、基準電圧V
ref2と分圧電圧Vppdとを比較する追加のレベル
検出回路を設け、この追加のレベル検出回路とレベル検
出回路26bからのイネーブル信号の一方を1ビット/
1セルモードおよびツインセルモードに応じてリングオ
シレータ26cへ与える。
び26fの構成としては、通常用いられているレベル検
出回路を利用することができる。すなわち、昇圧電圧V
PPをダイオード接続されたMOSトランジスタにより
電圧降下した後、基準電圧をゲートに受ける比較用MO
Sトランジスタのソースへ、この電圧降下された昇圧電
圧を印加する。昇圧電圧VPPが所定のレベルに到達し
たか否かを、この比較用MOSトランジスタの導通/非
導通により区別することができる。
/セルフリフレッシュタイマブロック25に含まれるセ
ルフリフレッシュタイマ25bの構成を概略的に示す図
である。図16において、セルフリフレッシュタイマ2
5bは、セルフリフレッシュモード指示信号SREFの
活性化時活性化され所定の周期で発振動作を行なうリン
グオシレータ26iと、リングオシレータ26iの出力
する発振信号をカウントし所定のカウント値に到達する
とリフレッシュ要求信号FAYを発行するカウンタ26
jを含む。リングオシレータ26iへは、ツインセルモ
ード指示信号T_MODE_nが与えられる。このツイ
ンセルモード指示信号T_MODE_nが活性状態のと
きには、リングオシレータ26iの発振周期が長くされ
る。1ビット/1セルモード時においては、リングオシ
レータ26iの発振周期は短くされる。リングオシレー
タの反転遅延段の段数がツインセルモード指示信号T_
MODE_nに応じて切換えられる。ツインセルモード
時においては、リングオシレータ26iの発振周期が長
くなるため、カウンタ26jがカウントアップ値に到達
する時間が長くなり、リフレッシュ要求信号FAYが発
行される周期が長くなる。
は、リングオシレータ26iの発振周期が短くされ、カ
ウンタ26jは、たとえば通常の汎用DRAMと同様の
リフレッシュ間隔で、リフレッシュ要求信号FAYを発
行する。
を示すように、ツインセルモード指示信号T_MODE
_nをカウンタ26jへ与え、カウンタ26jのカウン
トアップ値を、1ビット/1セルモード時とツインセル
モード時とで切換えるように構成してもよい。カウンタ
の段数を切換えることによりカウントアップ値の増減
(変更)は容易に実現される(図11に示すリフレッシ
ュカウンタの構成参照)。
AMの構成は、内部電圧発生回路/セルフリフレッシュ
タイマブロック25、ロウプリデコーダ20、およびロ
ウアドレス入力回路/リフレッシュカウンタ16へ、ツ
インセルモード指示信号T_MODE_nが与えられる
点が従来の混載DRAMとその構成が異なるだけであ
り、他の構成は同じである。したがって、従来の混載D
RAMの全体の構成を利用して、1ビット/1セルモー
ドおよび1ビット/2セルモード(ツインセルモード)
のいずれでも動作する混載DRAMを実現することがで
きる。
DE_nは、特定のパッドの電位を固定して生成されて
もよく、モードレジスタにコマンドにより設定されても
よい。
態1の変更例のアレイ部の構成を概略的に示す図であ
る。図17に示す構成においては、ワード線は8ウェイ
階層構造を有しており、1つのメインワード線MWLに
対し、8本のサブワード線SWLL0、SWLR1、S
WLL2、SWLR3、SWLL4、SWLR5、SW
LL6、およびSWLR7が設けられる。偶数サブワー
ド線SWLL0、SWLL2、SWLL4およびSWL
L6に対し、偶数サブワードドライブ回路SWDE0−
SWDE3がそれぞれ配置される。奇数サブワード線S
WLR1、SWLR3、SWLR5およびSWLR7に
対し、奇数サブワードドライブ回路SWDO0−SWD
O3がそれぞれ配置される。
ーフピッチセルであり、ビット線コンタクトが、行方向
および列方向それぞれにおいて1列おきおよび3行おき
に配置される。
SWLL7から1つのサブワード線を選択するために、
8ビットのサブデコードファースト信号ZSDF<0>
−ZSDF<7>が生成される。これらのサブデコード
ファースト信号ZSDF<0>−ZSDF<7>それぞ
れに対し、相補サブデコード信号を生成するドライブ回
路DR0−DR7が設けられる。これらのドライブ回路
DR0−DR7は、図6に示すサブワードドライブ回路
と同様の構成を有しており、サブデコードファースト信
号ZSDF<i>から、相補なサブデコード信号SD<
i>およびZSD<i>がドライブ回路DRiから生成
される。
R5およびDR7からの相補サブデコード信号が、それ
ぞれ、サブワードドライブ回路SWDO0−SWDO3
へ与えられる。またドライブ回路DR0、DR2、DR
4およびDR6からの相補サブデコード信号が、それぞ
れ、偶数サブワードドライブ回路SWDE0。SWDE
1、SWDE2およびSWDE3へ与えられる。
おいても、メモリセルの配置が、ハーフピッチセル配置
であり、隣接サブワード線の組(SWLL0,SWLR
1)、(SWLL2,SWLR3)、(SWLL4,S
WLR5)、および(SWLL6,SWLR7)の1つ
が選択状態へ駆動される。これにより、2本のサブワー
ド線によりビット線BLおよびZBL上に、相補メモリ
セルデータが読出される。
SDF<7:0>を発生する部分の構成を概略的に示す
図である。図18において、サブデコードファースト信
号発生部は、先の4ウェイ階層ワード線構成の場合と同
様、ロウアドレスイネーブル信号RADEに従って外部
ロウアドレスビットRA<2:0>から内部ロウアドレ
スビットRAF<2:0>を生成する入力バッファ/ラ
ッチ回路31と、内部ロウアドレスビットRAF<2:
0>をプリデコードしてプリデコード信号X<7:0>
を生成するプリデコード回路32と、ワード線活性化信
号RXACTに応答して活性化され、プリデコード信号
X<7:0>に従ってサブデコードファースト信号ZS
DF<7:0>を生成するサブデコード信号発生回路3
3を含む。入力バッファ/ラッチ回路31は、図14に
示すロウアドレス入力回路/リフレッシュカウンタ16
に含まれ、プリデコード回路32は、図14に示すロウ
プリデコーダ20に含まれる。サブデコード信号発生回
路33は、ロウ/コラムデコーダ帯RCDBに含まれ
る。
ド指示信号T_MODE_nが活性状態のLレベルのと
き、ロウアドレスビットRAF<0>を縮退状態に設定
してプリデコードを行ない、プリデコード信号X<7:
0>のうち2つのプリデコード信号を選択状態へ駆動す
る。サブデコード信号発生回路33は、活性化時プリデ
コード信号X<7:0>に従ってサブデコードファース
ト信号ZSDF<7:0>を生成しており、したがっ
て、2つのサブデコードファースト信号が選択状態へ駆
動される。
32の構成の一例を示す図である。図19において、こ
のロウプリデコード回路32において、2ビットのロウ
アドレスRAF<0>およびRAF<1>から内部信号
C<3>−C<0>を生成する部分の構成は、図8に示
すプリデコード回路2の構成と同じであり、対応する部
分には同一参照番号を付し、詳細説明は省略する。
ドレスビットRAF<2>を受けて補の内部アドレスビ
ットZRAD<2>を生成するインバータ2sと、イン
バータ2sの出力信号を反転して内部ロウアドレスビッ
トRAD<2>を生成するインバータ2tと、AND回
路2gの出力信号C<3>とインバータ2tの出力ビッ
トRAD<2>を受けてプリデコード信号X<7>を生
成するAND回路2kと、インバータ2sの出力ビット
ZRAD<2>とAND回路2gの出力信号C<3>を
受けてプリデコード信号X<5>を生成するAND回路
2lと、AND回路2hの出力信号C<1>とインバー
タ2tからのビットRAD<2>を受けてプリデコード
信号X<3>を生成するAND回路2mと、AND回路
2hの出力信号C<1>とインバータ2sの出力ビット
ZRAD<2>とを受けてプリデコード信号X<1>を
生成するAND回路2nと、ビットRAD<2>とAN
D回路2iの出力信号C<2>を受けてプリデコード信
号X<6>を生成するAND回路2oと、ビットZRA
D<2>とAND回路2iの出力信号C<2>を受けて
プリデコード信号X<4>を生成するAND回路2p
と、AND回路2jの出力信号C<0>とビットRAD
<2>を受けてプリデコード信号X<2>を生成するA
ND回路2qと、ビットZRAD<2>とAND回路2
jの出力信号C<0>を受けてプリデコード信号X<0
>を生成するAND回路2rを含む。
モード指示信号T_MODE_nがLレベルとなり、内
部ロウアドレスビットRAD<0>およびZRAD<0
>がともに選択状態となる。この状態においては、信号
C<3>およびC<2>の組および信号C<1>および
C<0>の組の一方がロウアドレスビットRAD<1>
の値に応じて選択状態へ駆動される。今、信号C<3>
およびC<2>がともにHレベルの状態を考える。この
場合には、ビットRAD<2>およびZRAD<2>に
より、プリデコード信号X<7>およびC<6>がとも
に選択されるかまたはプリデコード信号X<5>および
X<4>が同時に選択状態へ駆動される。同様、信号C
<1>およびC<0>がともに選択状態のときには、ロ
ウアドレスビットRAD<2>の値に応じて、プリデコ
ード信号X<3>およびX<2>が同時に選択されるか
または、プリデコード信号X<1>およびX<0>が同
時に選択される。
X<7>において、隣接する2つのプリデコード信号の
組が、同時に選択状態へ駆動される。したがって、8ウ
ェイ階層ワード線構成においても、隣接するサブワード
線を選択状態へ駆動して、行および列方向において最も
近いメモリセルを同時に選択してビット線BLおよびZ
BLに接続することができ、1ビット/2セルモードを
実現することができる。
線構成と同じである。以上のように、この発明の実施の
形態1に従えば、2つのメモリセルで1ビットの情報を
記憶するように構成しており、これらの2つのセルが相
補ビット線に接続されているため、ビット線間電圧を長
期にわたって保持することができ、リフレッシュ回数を
低減でき、応じてデータ保持モード時の消費電力を低減
することができる。
トの縮退を行なってツインセルモードを実現しているだ
けであり、簡易な回路構成で、1ビット/1セルモード
および1ビット/2セルモードの切換を実現することが
できる。
施の形態2に従う半導体記憶装置のメモリサブアレイM
SAの構成を概略的に示す図である。この図20に示す
構成においては、メモリセルMCは、いわゆるクォータ
ピッチセルであり、また4ウェイ階層ワード線構成が採
用される。クォータピッチセルの場合、メモリセルを対
応のビット線に接続するビット線コンタクトBCTが4
列ごとおよび4行ごとに配置される。ビット線コンタク
トBCTを斜め方向に結んで求められるメモリセルMC
の最小ピッチ長のビット線方向へ斜影した長さが、メモ
リセルMCの列方向の配置ピッチの1/4である。すな
わち、行および列方向において最も近いメモリ単位MT
Uは、列方向において1行ずれている。行方向において
は、メモリセルは、2行おきに2つのメモリセルを有す
るレイアウト単位LUが配置される。
なすビット線は1列おきのビット線であり、センスアン
プ回路S/Aは、それぞれ間に別のセンスアンプ回路に
接続するビット線を挟むビット線の対に結合される。こ
のクォータピッチセルの場合、ツインセルモード時の単
位MTUは、1列離れたかつ1行離れたメモリセルで構
成される。図20においては、メモリセルMC1および
MC2がツインセル単位MTUを構成する状態を一例と
して示す。したがって、1行おきまたはメモリセルMC
1およびMC2を同時に選択するため、サブワード線
は、1行おいたサブワード線を対として選択する必要が
ある。
ワード線SWLL0、SWLR2、SWLL1、SWL
R3、SWLL4、SWLR6、SWLL5、SWLR
7およびSWLL8が配置される。サブワード線SWL
L0およびSWLL1は、サブワード線ドライバSWD
E0により駆動され、サブワード線SWLR3およびS
WLR6は、サブワード線ドライバSWDE1により駆
動され、サブワード線SWLL8(および図示しないサ
ブワード線SWLL9)が、サブワード線ドライバSW
DE2により駆動される。これらのサブワード線ドライ
バSWDE0−SWDE2へは、サブデコード信号SD
<0>およびSD<2>の相補信号対が与えられる。
は、サブワード線ドライバSWDO0により駆動され、
サブワード線SWLR6およびSWLR7が、サブワー
ド線ドライバSWDO1により駆動される。これらのサ
ブワード線ドライバSWDO0−SWDO2には、サブ
デコード信号SD<1>およびSD<3>の相補信号対
が与えられる。同時に選択状態へ駆動されるサブワード
線の組SWLPは、サブワード線(SWLL0,SWL
L1)、(SWLR2,SWLR3)、(SWLL4,
SWLL5)、(SWLR6,SWLR7)である。こ
れらのサブワード線対は、それぞれ1行、間をおいて配
置されている。常に、ビット線BLおよびZBL上に、
メモリセルが記憶するデータが読出され、センスアンプ
回路S/Aにより、差動増幅することにより、実施の形
態1と同様の効果を得ることができる。
るサブデコード信号の配置を示す図である。図21にお
いては、メインワード線ZMWL0に関連する4つのサ
ブワード線SWLL0、SWLR1、SWLL2、およ
びSWLR3を示す。サブワード線SWLL0およびS
WLR1に対しサブワード線ドライブ回路SWDR0お
よびSWDR1がそれぞれ配置され、サブワード線SW
LR2およびSWLR3に対しサブワード線ドライブ回
路SWDR2およびSWDR3がそれぞれ配置される。
サブワード線ドライブ回路SWDR0には、サブデコー
ド信号SD<0>およびZSD<0>が与えられ、サブ
ワード線ドライブ回路SWDR1に対しては、サブデコ
ード信号SD<1>およびZSD<1>が与えられる。
サブワード線SWLR2を駆動するサブワード線ドライ
ブ回路SWDR2へは、サブデコード信号ZSD<2>
およびSD<2>が与えられる。サブワード線SWLR
3を駆動するサブワード線ドライブ回路SWDR3へ
は、サブデコード信号SD<3>およびZSD<3>が
与えられる。これらのサブデコード信号SD<0>−S
D<3>は、サブデコードファースト信号ZSDF<0
>−ZSDF<3>から生成される。この図21に示す
配置においてはサブデコード信号SD<1>およびZS
D<1>とサブデコード信号SD<2>およびZSD<
2>の位置が、実施の形態1の構成と較べて交換されて
いる。
ワードドライバ帯SWDBを伝達されるサブデコード信
号が選択状態へ駆動される。したがって、実施の形態1
と同様のアドレスビット縮退を行なうことにより、1行
おきのサブワード線を選択状態へ駆動することができ、
実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
従えば、クォータピッチセルにおいては、1行おきのサ
ブワード線をツインセルモード時に同時に選択するよう
に構成してかつ1列おいたビット線を対として用いてい
るため、容易にセンスアンプ回路に接続される相補ビッ
ト線対に相補なメモリセルデータを読出すことができ
る。
施の形態3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22においては、メモリマットのメモリ
アレイMA0−MAnそれぞれに対し、VCP発生回路
25cからのセルプレート電圧VCPを伝達するための
VCP制御回路40−0〜40−nが配置される。これ
らのVCP制御回路40−0〜40−nは、対応のメモ
リアレイMAiを選択するブロック選択信号BSiが選
択状態のときには対応のメモリアレイMAiへセルプレ
ート電圧VCPを伝達し、対応のブロック選択信号BS
iが非選択状態のときには、対応のメモリアレイへのセ
ルプレート電圧VCPの供給を停止し、対応のメモリア
レイMAi内におけるセルプレート電極をハイインピー
ダンス状態に設定する。
ロック選択信号BSiに応答して動作するトランスミッ
ションゲートでたとえば構成される。
ル単位の等価的構成を示す図である。同時に選択される
サブワード線を1本のサブワード線SWLで示す。ツイ
ンセルモード時においては、メモリアレイ内においてど
のような蓄積データパターンであっても、メモリアレイ
の半分のメモリセルにHレベルデータが書込まれ、残り
の半分のメモリセルにLレベルデータが書込まれる。こ
の図23におけるメモリキャパシタMQ1にHレベルデ
ータが書込まれた場合、メモリキャパシタMQ2にはL
レベルデータが書込まれる。セルプレート容量Cp全体
の1/2がHレベルデータが書込まれたセルおよびLレ
ベルデータが書込まれたセルにそれぞれ割付けられる。
したがって、セルプレートノードCPにセルプレート電
圧VCP(=VCCS/2)を供給するVCP制御回路
40−iを対応のメモリアレイのスタンバイ状態におい
て、出力ハイインピーダンス状態に設定する。この場
合、セルプレートノードがフローティング状態となり、
H側またはL側のストレージノードの電位低下とほぼ同
じ大きさの電位低下が、LまたはHレベルデータを記憶
するストレージノードに容量結合によって現われる。こ
のスタンバイ状態時において、ストレージノードSN1
およびSN2の電圧は、 V(SN1)=VCCS−δV1−δV2′、 V(SN2)=0V−δV1′−δV2 で表わされる。ここで、δV1およびδV2は、接合リ
ーク電流またはチャネルリーク電流などによる電位低下
量である。δV1′およびδV2′は、ストレージノー
ドSN1およびSN2の電位低下δV1およびδV2の
容量結合によって生じる電位変化である。したがって、
これらは、δV1およびδV2は、それぞれδV1′お
よびδV2′とほぼ同じ大きさとなる。
ロウアクティブ状態に戻る場合に、再び、このVCP制
御回路40−iにより、対応のメモリアレイMAiのセ
ルプレートノードへセルプレート電圧VCP(=VCC
S/2)を供給する。この場合、セルプレートノードC
Pのリーク電流により低下したセルプレート電圧VCP
が上昇するため、その容量結合により、ストレージノー
ドSN1およびSN2に対しほぼ同じ大きさの電位変化
δV3およびδV3′が生じる。ワード線選択前のスト
レージノードSN1およびSN2の電圧V(SN1)お
よびV(SN2)は、それぞれ次式で表わされる。
ルのストレージノードSN1およびSN2の間の電位差
は、次式で表わされる。
MTUに蓄積していたデータの変化量が失われる量は極
めて少なくなる。したがって、単にセルプレート電圧V
CPを制御するだけで、擬似的にリフレッシュフリーと
することができるくらいリフレッシュ時間を長くするこ
とができる。
イ状態時セルプレートモードをハイインピーダンス状態
にし、アクティブ状態のときにセルプレート電圧を供給
しているため、ストレージノードとセルプレートの間の
容量結合により、ほぼ同じ大きさの電位変化をツインセ
ル単位内のストレージノード対に生じさせることがで
き、ツインセル単位内の2つのメモリセルのストレージ
ノードの電圧差を、ほぼアレイ電源電圧VCCSレベル
に保持することができ、擬似的にリフレッシュフリーと
することができ、データ保持のためのリフレッシュ回数
を極端に少なくすることができ、消費電流を大幅に低減
することができる。
は、ロウアドレスビットの適当なビットをデコードする
ことにより生成される。このブロック選択信号は対応の
メモリアレイがロウアクティブ状態の間活性状態に維持
される。また、セルプレート電圧VCPの制御は、メモ
リアレイMA0−MAnに対し共通に実行されてもよ
い。
施の形態4に従う半導体記憶装置(混載DRAM)の要
部の構成を概略的に示す図である。図24においては、
ノーマルメインワード線NZMWLに対して、スペアメ
インワード線SZMWLが配設される。このスペアメイ
ンワード線SZMWLは、メモリアレイごとに配置され
てもよく、救済専用のメモリブロックが設けられてお
り、その救済専用メモリブロック内にメモリアレイ共通
に設けられたスペアメインワード線により不良ノーマル
メインワード線が救済される構成であってもよい。
対してはノーマルロウデコーダ50が配置され、またス
ペアメインワード線SZMWLにはスペアロウデコーダ
50が配置される。ノーマルロウデコーダ50は、ロウ
アドレスビットをデコードして対応のメインワード線が
選択時、対応のノーマルメインワード線NZMWLを選
択状態(Lレベル)へ駆動する。
スをメインワード線レベルでプログラムして記憶するた
めの不良アドレスプログラム回路52と、不良アドレス
プログラム回路52からの信号に従って不良メインワー
ド線がアドレス指定されたか否かを判定するスペア判定
回路53が設けられる。不良アドレスプログラム回路5
2の構成としては、不良アドレスプログラム回路52
が、内部ロウアドレスビットRADの各ビットと不良ア
ドレスプログラム回路に格納された不良アドレスの各ビ
ットとの比較結果を示す信号をスペア判定回路53へ与
え、このスペア判定回路53が各ビットごとの判定結果
に基づいてノーマルロウデコーダ50およびスペアロウ
デコーダ51の一方を活性化する構成が用いられてもよ
い。また、スペアメインワード線SZMWLが複数個設
けられている場合、不良アドレスプログラム回路52が
それぞれスペアメインワード線SZMWLに対応して設
けられており、複数の不良アドレスプログラム回路52
からの比較結果に従ってスペア判定回路53が冗長置換
判定を行なうように構成されてもよい。このスペア判定
回路53は、メインワード線レベルで、冗長置換を行な
うか否かを判定する機能を有していればよい。
最終工程として、ウェハレベルでの判定試験の1つに不
良ビット救済のための冗長テストがある。この場合、不
良行が存在するか否かの判定および不良行が存在した場
合の不良救済を行なう必要がある。この冗長テストにお
いて、不良項目がリフレッシュ特性の場合に1ビット/
2セルモード(ツインセルモード)を用いた場合、リフ
レッシュ周期が長く設定されているため、テスト時間が
大幅に長くなる。したがって、この冗長テストのリフレ
ッシュ特性をテストする場合、1ビット/1セルモード
でリフレッシュ特性を検査する。これにより、テスト時
間を短縮する。
位の行であり、各行単位で良/不良の判定が行なわれ
る。したがって、不良救済を行なう場合、メインワード
線単位で冗長置換を行なう。ツインセルモード時におい
て、サブデコード信号は、スペアメインワード線のサブ
ワード線デコーダへも与えられるため、同じ対応関係
で、2つのスペアサブワード線を同時に選択状態へ駆動
することができる。したがって、1行の不良救済の場合
においても、ツインセルモード時において同時に選択状
態へ駆動されるサブワード線が冗長置換され、正確に、
スペアサブワード線を、ツインセルモード時において
も、対をなすように選択状態へ駆動することができる。
形態4の変更例1の構成を概略的に示す図である。この
図25においていは、サブワード線の対単位で冗長置換
が行なわれる。ノーマルメインワード線NZMWLに対
して、ノーマルサブワード線NSWL0−NSWL3が
配設される。ツインセルモード時においては、ノーマル
サブワード線NSWL0およびNSWL1が同時に選択
状態へ駆動されるか、またはノーマルサブワード線NS
WL2およびNSWL3が同時に選択状態へ駆動され
る。
も同様に、スペアサブワード線SSWL0−SSWL3
が配設される。ノーマルスペアワード線対SWLP単位
で冗長置換を行なう。すなわち、ノーマルサブワード線
NSWL0およびNSWL1の対が、スペースサブワー
ド線SSWL0およびSSWL1またはスペアサブワー
ド線SSWL2およびSSWL3の対SSWLPで置換
される。このサブワード線の対単位での置換を行なうた
め、各サブワード線の対ごとに不良アドレスをプログラ
ムする不良アドレスプログラム回路62が設けられる。
この不良アドレスプログラム回路62においては、サブ
ワード線対レベルのアドレスがプログラムされる(最下
位ロウアドレスビットが縮退状態に設定される)。また
スペアサブワード線の対それぞれに対応するスペアサブ
デコード回路を含むスペースサブデコーダ64が設けら
れる。このスペアサブデコーダ64は、不良アドレスプ
ログラム回路62の各アドレスプログラム回路それぞれ
に対応するスペアサブデコード回路を含む。
アドレスプログラム回路62からの不良アドレス一致検
出信号が与えられると、対応のスペアサブデコード回路
がイネーブルされ、与えられた内部ロウアドレスビット
AD0(ビットRAD〈0〉に相当)に従ってスペアサ
ブデコード信号を生成する。これらのスペアサブデコー
ド信号SSD〈0〉およびSSD〈1〉が1つのスペア
サブデコード回路から生成され、またスペアサブデコー
ド信号SSD〈2〉およびSSD〈3〉が1つのスペア
サブデコード回路から生成される。不良アドレスプログ
ラム回路62からの不良アドレス一致検出信号に応じて
活性化されたスペアサブデコード回路が、そのアドレス
ビットAD0に従って、スペアサブデコード信号の一方
を選択状態へ駆動する。このスペアサブデコード回路
は、スペアサブワード線の対に対応して設けられてい
る。
の一致検出信号はスペア判定回路63へ与えられる。ス
ペア判定回路63は、不良アドレスプログラム回路62
のいずれかのプログラム回路から一致検出信号が与えら
れるとノーマルロウデコーダ60を非活性化しかつスペ
アロウデコーダ61を活性化する。不良アドレスがアド
レス指定された場合には、スペアロウデコーダ61が活
性化され、スペアメインワード線SZMWLが選択状態
へ駆動される。一方、ノーマルロウデコーダ60は非活
性状態にありノーマルメインワード線NZMWLは非選
択状態を維持する。次いで、このスペアサブデコーダ6
4のスペアサブデコード回路が、不良アドレスプログラ
ム回路62からの一致検出信号に応答して活性化され、
アドレスビットAD0をデコードする。たとえば、スペ
アサブワード線SSWL0およびSSWL1の組に対応
する不良アドレスプログラム回路が一致を検出した場
合、スペアサブデコーダ64においては、スペアサブデ
コード信号SSD〈0〉およびSSD〈1〉の一方がア
ドレスビットAD0に従って活性化する(1ビットセル
モード時)。これにより、1ビット/1セルモード時に
おいては、スペアサブワード線SSWL0およびSSW
L1の一方が選択状態へ駆動される。ツインセルモード
時においては、このアドレスビットAD0が縮退状態と
され、スペアサブデコード信号SSD〈0〉およびSS
D〈1〉がともに選択状態へ駆動され、スペアサブワー
ド線SSWL0およびSSWL1がともに選択状態へ駆
動され、ツインセルモード動作が行なわれる。スペアサ
ブワード線SSWL2およびSSWL3の組についても
同じであり、スペアサブデコード信号SSD〈2〉およ
びSSD〈3〉が、アドレスビットAD0に従って選択
状態へ駆動される。
単位で冗長置換を行なう場合においても、正確に、対を
なすスペアサブワード線が選択状態へ駆動され、正確に
不良ビット救済を行なうことができかつツインセルモー
ドで動作させることができる。
形態4の変更例2の構成を概略的に示す図である。図2
6においては、ノーマルメインワード線NZMWLに対
し8本のノーマルスペアワード線NSWLが配設され
る。同様に、スペアメインワード線SZMWLに対して
8本のスペアサブワード線SSWLが配設される。ツイ
ンセルモード時においては、ノーマルサブワード線NS
WLの対SWLPが同時に選択状態へ駆動される。この
場合、4本のノーマルスペアサブワード線NSWLを単
位としてスペアサブワード線との置換を行なう。この4
本のサブワード線単位での冗長置換を行なった場合で
も、冗長置換時においては、同時に選択されるスペアサ
ブワード線の対を同時に選択されるノーマルサブワード
線の対SWLPに対応付けることができ、正確な不良ビ
ット救済を行なうことができる。
に示す構成を利用することができ、スペアサブデコーダ
64に対し2ビットのアドレス信号が与えられる。残り
の上位アドレスビットについてプログラムが行なわれ
る。このスペアサブデコーダ64において、1ビット/
1セルモード時においては、4:1デコード動作が行な
われ、ツインセルモード時においては、4:2デコード
動作が行なわれ、対をなすスペアサブワード線が同時に
選択状態へ駆動される。
ルモード時において同時に選択状態へ駆動されるサブワ
ード線の整数倍のスペアサブワード線で冗長置換を行な
うことにより、対をなすノーマルサブワード線が、異な
る対のスペアサブワード線に置換されるのが防止され
る。
従えば、ツインセルモード時の単位となるノーマルサブ
ワード線の数の整数倍のスペアサブワード線を単位とし
て冗長置換を行なっており、容易に、1ビット/1セル
モードでリフレッシュ特性不良を検出する場合において
も、対をなすノーマルサブワード線が異なる対のスペア
サブワード線で置換されるのを防止でき、正確に不良ビ
ット救済を行なうことができる。
施の形態5に従う半導体記憶装置の要部の構成を示す図
である。この図27は、図1に示す構成と同様、ハーフ
ピッチセル配置を有し、2つのメモリセルMCを有する
レイアウト単位LUがビット線BLおよびZBLに交互
に接続される。
択状態へ駆動されるサブワード線対SWLPを、サブワ
−ドドライバ帯において、たとえばサブワード線と同一
の配線層を用いて相互接続する。図27において、サブ
ワードドライバ帯SWDEBにおいて、導電線DSLE
により、サブワード線対SWLPが相互接続され、また
奇数サブワードドライバ帯SWDOBにおいても、サブ
ワード線対SWLPが、導電線DSLOにより相互接続
される。他の構成は図1に示す構成と同じである。同一
部分には同一参照番号を付し、詳細説明は省略する。
ド線対SWLPが、両側の偶数サブワードドライバSW
DBおよび奇数サブワードドライバSWDOにより駆動
される。したがって、サブワード線対SWLPにおい
て、その中央部に配置されたメモリセルが最も遅いタイ
ミングで選択状態へ駆動される。一方側に配置されたサ
ブワードドライバのみでサブワード線を駆動する場合、
サブワードドライバから最も離れた位置のメモリセルが
最も遅いタイミングで選択状態へ駆動される。したがっ
て、一方側のサブワードドライバでサブワード線を駆動
する構成に比べて、このサブワード線に接続される1行
のメモリセルが選択状態に駆動される時間を十分短くす
ることができ、特に、センスアンプ回路の動作開始タイ
ミングを早くすることができる。
部分の構成を示す図である。この図28に示す構成は、
図6に示す構成に対応する。この図28に示す構成にお
いては、ツインセルモードにおいて同時に選択状態へ駆
動されるサブワード線SWLL0およびSWLR1が、
それぞれ両端において、導電線DSLE0およびDSL
O0により相互接続される。また、サブワード線SWL
L2およびSWLR3が、その両端において、導電線D
SLE1およびDSLO1によりそれぞれ相互接続され
る。偶数サブワード線SWLL0は、偶数サブワード線
ドライ部回路SWDR0により駆動され、またサブワー
ド線SWLR1は、奇数サブワード線ドライブ回路SW
DL1により駆動される。このツインセルモードにおい
て、サブワード線ドライブ回路SWDR1およびSWD
R0が、サブデコードファースト信号ZSDF<0>お
よびZSDF<1>により同時に選択される。したがっ
て、これらのサブワード線SWLL0およびSWLR1
が、これらのサブワード線ドライブ回路SWDROおよ
びSWDR1により両側から同時に選択状態へ駆動され
る。
3は、その両端において、導電線DSLE1およびDS
LO1により相互接続される。ツインセルモードにおい
て、サブワード線ドライブ回路SWDR2およびSWD
R3が、サブデコードファースト信号ZSDF<2>お
よびZSDF<3>により同時に選択される。これらの
サブワード線SWL2およびSWLR3も、したがっ
て、同時にその両側から選択状態へ駆動される。
SWLL3においても、対をなすサブワード線(SWL
R0およびSWLR2)に対し、奇数サブワードドライ
バ対SWDOにおいて導電線DSLEにより相互接続さ
れる。同様に、サブワード線SWLR0およびSWLR
2についても、偶数サブワードドライバ帯SWDEにお
いて、導電線DSLOにより、対応のサブワード線と相
互接続される。したがって、いずれのサブワード線もそ
の両端に設けられたサブワード線ドライブ回路により同
時に選択状態へ駆動され、選択サブワード線対を高速で
選択状態へ駆動することができる。サブワード線選択が
高速化されると、メモリセルデータの対応のビット線の
読出タイミングが早くなり、応じてセンスアンプ活性化
タイミングを早くできる。応じて、メモリセルデータの
確定タイミングが早くなり、ロウアクセスを高速化でき
る。
必要なサブワード線を相互接続した場合、ツインセルモ
ード指示信号T_MODE_nは、Lレベルに固定され
る。常に、このDRAMは、ツインセルモードで動作す
るためである。一方、通常のDRAMと同様、1セル/
1ビットモードで動作する場合には、この導電線DSL
OおよびDSLEは設けられず、サブワード線がすべて
分離される。このときには、ツインセルモード指示信号
T_MODE_nが、Hレベルに固定されてもよいし、
また単にツインセルモード指示信号T_MODE_nに
より、1セル/1ビットモードおよびツインセルモード
に、図28に示すツインセルモード指示信号T_MOD
E_nにより選択的に設定されてもよい。この、ツイン
セルの構成においては、4ウエイ階層ワード線構成にお
いて、列方向において隣接するサブワード線が同時に選
択状態へ駆動される。8ウエイ階層ワード線構成であっ
ても、同時に選択されるサブワード線は、隣接サブワー
ド線であり、これらのサブワード線対の両端を、たとえ
ば第1層メタル配線で相互接続することにより、同様の
効果を得ることができる。
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29においては、メモリブロックM
BL(メモリアレイMAL)とメモリブロックMBR
(メモリアレイMAR)のビット線対に共有されるセン
スアンプSAKに関連する部分の構成を示す。
おいては、ビット線BLLおよびZBLLに対し、イコ
ライズ制御回路102lからのビット線イコライズ指示
信号BLEQLに応答してビット線BLLおよびZBL
Lをプリチャージ電圧VBLにプリチャージしかつイコ
ライズするためのビット線プリチャージ/イコライズ回
路BEQLが設けられる。ビット線ZBLLとサブワー
ド線SWLaの交差部に対応してメモリセルMCaが配
置され、ビット線BLLとサブワード線SWLbの交差
部に対応してメモリセルMCbが配置される。メモリセ
ルMCaは、セルプレート電圧VCPをセルプレート電
極に受けるメモリセルキャパシタMQと、サブワード線
SWLa上の信号に応答してメモリセルキャパシタMQ
のストレージノードSNをビット線ZBLLに接続する
アクセストランジスタMTを含む。メモリセルMCb
は、同様、セルプレート電圧VCPを受けるメモリキャ
パシタMQと、サブワード線SWLb上の信号に応答し
てメモリキャパシタMQをビット線BLLに結合するア
クセストランジスタMTを含む。
モリセルは、1ビット/1セルモードで情報を記憶する
かまたは、1ビット/2セルモード(ツインセルモー
ド)でデータを記憶する。このツインセルモードにおい
ては,サブワード線対SWLaおよびSWLbが活性化
され,ビット線BLLおよびZBLLにメモリセルMC
bおよびMCaがそれぞれ接続される。
EQLは、ビット線イコライズ指示信号BLEQLに応
答して導通しビット線BLLおよびZBLLを電気的に
短絡するイコライズ用NチャネルMOSトランジスタT
1と、ビット線イコライズ指示信号BLEQLに応答し
て導通し、ビット線BLLおよびZBLLにビット線プ
リチャージ電圧VBLを伝達するプリチャージ用Nチャ
ネルMOSトランジスタT3およびT2を含む。このプ
リチャージ電圧VBLは、中間電圧VCCS/2または
アレイ電源電圧(センス電源電圧)VCCSの電圧レベ
ルである。
ト線CBLおよびZCBLにビット線分離ゲートBIG
Lを介して結合される。ビット線分離ゲートBIGL
は、分離制御回路104lからのビット線分離指示信号
BLILに応答して選択的に導通/非導通状態となる。
対しセンスアンプ(センスアンプトランジスタ)SAK
が設けられる。センスアンプ(センスアンプトランジス
タ)SAKは、交差結合されるPチャネルMOSトラン
ジスタP1およびP2と、交差結合されるNチャネルM
OSトランジスタN1およびN2を含む。このセンスア
ンプ(センスアンプトランジスタ)SAKに対し、セン
ス制御回路106からのセンスアンプ活性化信号ZSO
Pに応答して導通し、センス共通電源ノードS2Pへセ
ンス電源電圧VCCSを伝達するセンス駆動用Pチャネ
ルMOSトランジスタP3と、センス制御回路106か
らのセンスアンプ活性化信号SONに応答して導通し、
センス共通接地ノードS2Nに接地電圧を伝達するセン
ス駆動用NチャネルMOSトランジスタN3が設けられ
る。センスアンプ(センスアンプトランジスタ)SAK
は、これらのセンス共通電源ノードS2Pおよびセンス
共通接地ノードS2Nがそれぞれセンス電源電圧VCC
Sおよび接地電圧GNDレベルとなると活性化されて、
共通ビット線CBLおよびZCBLの電圧を差動増幅し
かつラッチする。
が、また、メモリブロックMBRのビット線BLRおよ
びZBLRにビット線分離ゲートBIGRを介して結合
される。このビット線分離ゲートBIGRは、分離制御
回路104rからのビット線分離指示信号BLIRに応
答して選択的に導通/非導通状態となる。ビット線BL
RおよびZBLRに対しても、イコライズ制御回路10
2rからのビット線イコライズ指示信号BLEQRに応
答して活性化されるビット線プリチャージ/イコライズ
回路BEQRが設けられる。このビット線プリチャージ
/イコライズ回路BEQRも、ビット線プリチャージ/
イコライズ回路BEQLと同様、イコライズ用のNチャ
ネルMOSトランジスタT1と、プリチャージ用のNチ
ャネルMOSトランジスタT2およびT3を含む。
選択信号CSLに応答して導通する列選択ゲートCSG
を介してローカルデータ線対LIOPに結合される。こ
のローカルデータ線対LIOPは、複数のメモリブロッ
ク(メモリアレイ)に共通に設けられるグローバルデー
タ線対GIOPに結合される。
ズ制御回路102lは、アレイ活性化信号RASとブロ
ック選択信号BSLに応答して、このビット線イコライ
ズ指示信号BLEQLを3値駆動する。分離制御回路1
04lは、ブロック選択信号BSRとアレイ活性化信号
RASに従ってビット線分離指示信号BLILを2値駆
動する。センス制御回路106は、アレイ活性化信号R
ASとブロック選択信号BSLおよびBSRに従ってセ
ンス活性化信号ZSOPおよびSONを2値駆動する。
分離制御回路104rは、ブロック選択信号BSLおよ
びアレイ活性化信号RASに従ってビット線分離指示信
号BLIRを2値駆動する。またイコライズ制御回路1
02rは、アレイ活性化信号RASとブロック選択信号
BSRに従ってビット線イコライズ指示信号BLEQR
を3値駆動する。
それぞれメモリブロックMBLおよびMBRを指定す
る。アレイ活性化信号RASは、外部からのロウアクセ
スコマンドの印加時活性化され、この半導体記憶装置内
において行選択が行なわれる間活性状態に保持される
(プリチャージコマンドの印加により非活性化され
る)。
信号波形図である。図30においては、メモリブロック
MBLにおいてサブワード線SWLが選択される場合の
信号波形を示す。
状態に保持されるロウアクティブ期間中は、アレイ活性
化信号RASがHレベルの活性状態にあり、応じてサブ
ワード線SWLも選択状態にある。この状態においては
センスアンプ活性化信号SONが周辺電源電圧VCCP
レベルのHレベル、センスアンプ活性化信号ZSOPは
接地電位レベルである。メモリブロックMBLにおいて
サブワード線SWLが選択されているため、ビット線イ
コライズ指示信号BLEQLは、接地電圧レベルであ
り、ビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQLは
非活性状態にあり、MOSトランジスタT1−T3は、
すべてオフ状態にある(高抵抗、非導通状態にある)。
また、ビット線分離指示信号BLILは、ビット線BL
LおよびZBLLを、共通ビット線CBLおよびZCB
Lに接続するため、Hレベル(昇圧電圧VPPレベル)
にある。
ンプSAKと切り離されるため、ビット線分離指示信号
BLIRはLレベルであり、ビット線分離ゲートBIG
Rは、非導通状態にある。この状態においては、メモリ
ブロックMBRはプリチャージ状態を維持するため、ビ
ット線イコライズ指示信号BLEQRは、Hレベル時よ
りも電圧レベルの低い中間電圧レベル(電圧Vaレベ
ル)にある。したがって、これらのビット線プリチャー
ジ/イコライズ回路BEQRのMOSトランジスタT1
−T3は、高抵抗でかつ導通状態にあり、その電流供給
能力が制限されて、ビット線BLRおよびZBLRに、
所定電圧レベルのプリチャージ電圧VBLを伝達する。
活性化信号RASがLレベルに立下がり、応じてサブワ
ード線SWLも非選択状態へ駆動される。次いで、セン
ス制御回路106からのセンスアンプ活性化信号SON
およびZSOPが非活性状態となり、それぞれLレベル
およびHレベルとなる。ビット線イコライズ指示信号B
LEQLは、このアレイ活性化信号RASの非活性化に
応答して、イコライズ制御回路102lの制御の下に、
一旦周辺電源電圧VCCPレベルに駆動され、ビット線
プリチャージ/イコライズ回路BEQLが導通状態とな
り、MOSトランジスタT1−T3が、比較的大きな電
流供給能力で、ビット線BLLおよびZBLLに、プリ
チャージ電圧VBLを伝達する。ビット線BLLおよび
ZBLLが、所定電圧VBLレベルにプリチャージされ
ると、このビット線イコライズ指示信号BLEQLは、
中間電圧Vaレベルに低下する。この中間電圧Vaの電
圧レベルは、VCCS/2の電圧レベル(プリチャージ
電圧が中間電圧レベルの時)またはセンス電源電圧VC
CS(プリチャージ電圧がアレイ電源電圧レベルの時)
の電圧レベルである。したがって、この状態において
は、ビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQLの
MOSトランジスタT1−T3のコンダクタンスが小さ
くなり、高抵抗の導通状態となり、その電流供給能力が
低減される。
タンバイ期間中再びHレベルとなり、共通ビット線CB
LおよびZCBLはビット線BLL,BLRおよびZB
LL、ZBLRにそれぞれ結合される。この状態におい
てはビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQLお
よびBEQRは、電流供給能力が低減された状態で、所
定電圧レベルのプリチャージ電圧VBLを伝達する。
イ活性化信号RASが活性化される。このロウアクティ
ブ期間においてメモリブロックMBLのサブワード線S
WLが選択されるとき、ビット線イコライズ指示信号B
LEQLがLレベルとなり、ビット線分離指示信号BL
IRが接地電圧レベルとなる。ビット線イコライズ指示
信号BLEQRは、中間電圧Vaの電圧レベルを維持す
る。
クにおいては、ビット線プリチャージ/イコライズ回路
BEQ(BEQL,BEQR)を、高抵抗の導通状態に
設定し、その電流供給能力を低減する。このビット線プ
リチャージ/イコライズ回路の電流供給能力を低減し、
いわゆる「電流リミッタ」として動作させることによ
り、以下に述べるような、マイクロショートによる消費
電流を低減する。
WLとビット線ZBLLの間に、製造工程時のパーティ
クル混入などにより、マイクロショートMRが存在する
場合を考える。このマイクロショートMRは、高抵抗で
あるものの、電流リークパスを形成する。このマイクロ
ショートMRは、高抵抗であり微小電流を流すだけであ
り、ロウアクティブ期間中においては、センスアンプの
センス動作およびラッチ動作には悪影響を及ぼさない。
また、このマイクロショートMRを介して流れる電流は
微小であり、ロウアクティブ期間中の消費電流には大き
な影響を及ぼさない。
は、サブワード線SWLがLレベルとなり、ビット線B
LLおよびZBLLは、ビット線プリチャージ/イコラ
イズ回路BEQ(BEQL,BEQR)により、プリチ
ャージ電圧VBLレベルにプリチャージされかつイコラ
イズされる。このマイクロショートMRが数多く存在し
た場合、ビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQ
により、これらの多くのマイクロショートMRを介して
非選択状態のサブワード線SWLに微小電流が流れ、そ
の合計電流が大きくなり、スタンバイ電流が大きくな
る。スタンバイ期間中、ビット線イコライズ指示信号B
LEQの電圧レベルを中間電圧Vaレベルに設定し、M
OSトランジスタT1−T3のチャネル抵抗Rを大きく
し、ビット線プリチャージ電圧VBLの供給源からビッ
ト線BLL(ZBLL)およびマイクロショートMRを
介してサブワード線SWLへ流れる電流を制限する。こ
れにより、マイクロショートMRが数多く存在する場合
においても、このMOSトランジスタT2およびT3の
電流制限機能により、スタンバイ期間中のリーク電流を
低減することができ、スタンバイ電流の増大を抑制する
ことができる。
路BEQのMOSトランジスタT1−T3のチャネル抵
抗Rを大きくした場合、マイクロショートMRによるリ
ーク電流のために、ビット線のプリチャージ電圧が、た
とえ、センス電源電圧(アレイ電源電圧)VCCSまた
は中間電圧VCCS/2レベルの所定のプリチャージ電
圧レベルからずれても、1ビット/2セルモード(ツイ
ンセルモード)でデータを記憶している場合、ビット線
BLLおよびZBLLには、相補データが読出されるた
め、センス動作には悪影響は及ぼさない。すなわち、こ
のビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQの電流
駆動能力を小さくして、ビット線BLLおよびZBLL
のプリチャージ電圧レベルが、中間電圧VBLレベルよ
りもずれても、正確に、ツインセルモード時センス動作
を行なうことができる。
路102lおよび102rの構成を示す図である。これ
らのイコライズ制御回路102lおよび102rは、与
えられるブロック選択信号が異なるだけであり、その内
部構成は同じである。したがって、図32においては、
イコライズ制御回路102の構成を代表的に示す。
02は、アレイ活性化信号RASを反転して補のアレイ
活性化信号ZRASを生成するインバータ110と、ア
レイ活性化信号RASおよびZRASに従って、ブロッ
ク選択信号BSを通過させるCMOSトランスミッショ
ンゲート111と、CMOSトランスミッションゲート
111を介して与えられるブロック選択信号BSをラッ
チするインバータラッチ112と、アレイ活性化信号R
ASを所定時間遅延する遅延回路113と、遅延回路1
13からの遅延活性化信号RAS_DLとインバータラ
ッチ112からのラッチブロック選択信号BS_LCH
を受けるNOR回路114と、ラッチブロック選択信号
BS_LCHを受けるインバータ115と、NAND回
路114の出力信号φ1およびインバータ回路115の
出力信号φ2に従ってノード118を2値駆動するトラ
イステートインバータバッファ116と、ノード118
の電圧レベルを、電圧Vaレベルにプルダウンするため
のNチャネルMOSトランジスタ117を含む。
路102内に設けられるように示すが、この遅延回路1
13は、中央制御回路に設けられていてもよい。アレイ
活性化信号RASおよびブロック選択信号BSは、中央
に配置された制御回路から伝達されて、各センスアンプ
帯に対応して設けられるイコライズ制御回路へ伝達され
る。
は、NAND回路114の出力信号がLレベルのとき導
通し、ノード118を周辺電源電圧VCCPレベルに充
電するPチャネルMOSトランジスタ116aと、イン
バータ115の出力信号φ2に従って、ノード118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116bを含む。
は、ゲートに一定電圧Vbを受ける。この一定電圧Vb
は、センス電源電圧VCCSまたは中間電圧VCCS/
2の電圧レベルのいずれかであり、また電圧Vaも、セ
ンス電源電圧VCCSまたは中間電圧VCCS/2の電
圧レベルである。これらの電圧VbおよびVaは、Vb
≧Vaの関係を満たす。また、このプルダウン用のMO
Sトランジスタ117の電流駆動能力は充分に小さくさ
れる。これは、オン抵抗(チャネル抵抗)を大きくする
かまたはサイズ(チャネル幅とチャネル長の比)を小さ
くすることにより実現される。
7は、上述のように、高チャネル抵抗を有するかまた
は、トライステートインバータバッファ116に含まれ
るMOSトランジスタ116aおよび116bに比べて
その電流駆動能力は十分小さくされており、ノード11
8を、電圧Vaレベルにプルダウンするプルダウン素子
として機能する。次に、この図32に示すイコライズ制
御回路102の動作を、図33に示す信号波形図を参照
して説明する。
CLKの立上がりエッジを示す。メモリセル行選択を指
示するロウアクティブコマンドRACTが与えられる
と、このときまたロウアドレス信号が与えられる。この
ロウアドレス信号の最上位ビットをクロック信号CLK
と非同期でデコードして、ブロック選択信号BSを選択
状態へ駆動する。クロック信号CLKが立上がると、こ
のロウアクティブコマンドRACTに従ってアレイ活性
化信号RASが活性化される。クロック信号の立上がり
前では、CMOSトランスミッションゲート111は導
通状態にあり、ブロック選択信号BSを通過させ、イン
バータラッチ112が、このブロック選択信号BSをラ
ッチし、応じてラッチブロック選択信号BS_LCHが
Lレベルに低下する。このラッチブロック選択信号BS
_LCHの立上がりに応答してインバータ115からの
信号φ2がHレベルに立上がる。遅延回路113からの
遅延活性化信号RAS_DLはLレベルであるため、N
AND回路114からの信号φ1は、Hレベルであり、
トライステートインバータバッファ116においてNチ
ャネルMOSトランジスタ116bがオン状態、Pチャ
ネルMOSトランジスタ116aがオフ状態となり、ノ
ード118からのビット線イコライズ指示信号BLEQ
がLレベルに立下がる。
アレイ活性化信号RASがHレベルとなると、CMOS
トランスミッションゲート111が非導通状態となり、
ラッチブロック選択信号BS_LCHはLレベルに保持
される。このラッチブロック選択信号BS_LCHがL
レベルの間、NAND回路114からの信号φ1がHレ
ベル、インバータ回路115からの信号φ2がHレベル
であり、ビット線イコライズ指示信号BLEQはLレベ
ルを維持する。プルダウン用MOSトランジスタ117
の電流駆動能力は、NチャネルMOSトランジスタ11
6bの電流駆動能力より小さく、ビット線イコライズ指
示信号BLEQは、高速でLレベルに放電される。
ドPRGが与えられると、メイン制御回路において、ア
レイ活性化信号RASがリセットされてLレベルに立下
がる。アレイ活性化信号RASがLレベルに立下がる
と、CMOSトランスミッションゲート111が導通
し、Lレベルのブロック選択信号BSに従って、ラッチ
ブロック選択信号BS_LCHがHレベルに立上がる。
遅延回路113からの遅延活性化信号RAS_DLは、
Hレベルを維持しており、したがって、NAND回路1
14からの信号φ1がLレベルとなる。一方、インバー
タ115からの信号φ2は、ラッチブロック選択信号B
S_LCHの立上がりに応答してLレベルとなってい
る。したがって、トライステートインバータバッファ1
16において、PチャネルMOSトランジスタ116a
がオン状態、MOSトランジスタ116bがオフ状態と
なり、ノード118が、MOSトランジスタ116aを
介して周辺電源電圧VCCPレベルにまで充電され、ビ
ット線イコライズ指示信号BLEQが、応じて、周辺電
源電圧VCCPレベルにまで上昇する。
ると、遅延活性化信号RAS_DLがLレベルとなり、
応じてNAND回路114の出力信号φ1がHレベルと
なり、トライステートインバータバッファ116は、出
力ハイインピーダンス状態となる。したがって、ノード
118は、プルダウン用MOSトランジスタ117によ
り放電され、ビット線イコライズ指示信号BLEQは、
中間電圧Vaの電圧レベルとなる。
り、ビット線イコライズ指示信号BLEQを、3値駆動
することができ、ビット線プリチャージ/イコライズ回
路を、スタンバイ期間内において、高抵抗の導通状態に
設定することができる。
を、低抵抗の導通状態に設定することにより、ビット線
BLLおよびZBLLを中間電圧VBLにプリチャージ
する期間は、遅延回路113の有する遅延時間により決
定される。この期間は、いわゆるRASプリチャージ期
間の時間幅であればよい。この遅延回路113の遅延時
間は、ビット線BLLおよびZBLLの負荷に応じて、
すなわち、これらのビット線BLLおよびZBLLの中
間電圧レベルへの充放電に要する時間に応じて適当に定
められればよい。
る場合、プルダウン用のMOSトランジスタ117のゲ
ートへセルフリフレッシュ指示信号SRF(セルフリフ
レッシュモード指示信号SREF)を与えてもよい。す
なわち、セルフリフレッシュ指示信号SRFのHレベル
を電圧Vbレベルとする。通常のアクセスモード時に
は、プルダウン用のMOSトランジスタ117を高抵抗
のオフ状態として、ビット線イコライズ指示信号BLE
QをHレベルおよびLレベルの間で変化させる2値駆動
をする。1ビット/1セルモードでデータを記憶する通
常動作モード時のスタンバイ期間中の消費電流が増加す
るものの正確にビット線を所定の電圧レベルにプリチャ
ージすることができる。
態6の変更例に従うビット線プリチャージ/イコライズ
回路の構成を示す図である。図34において、ビット線
プリチャージ/イコライズ回路BEQは、ビット線イコ
ライズ指示信号ZBLEQがLレベルのときに導通する
PチャネルMOSトランジスタPT1−PT3を含む。
MOSトランジスタPT1は、導通時、ビット線BLL
およびZBLLを電気的に短絡する。MOSトランジス
タPT2およびPT3は、それぞれ、導通時、センス電
源電圧(アレイ電源電圧)VCCSをビット線ZBLL
およびBLLに伝達する。
イコライズ回路BEQの構成においては、ビット線BL
LおよびZBLLは、スタンバイ期間、センス電源電圧
(アレイ電源電圧)VCCSレベルにプリチャージされ
かつイコライズされる。このビット線VCCSプリチャ
ージ方式においても、ビット線プリチャージ/イコライ
ズ回路BEQを、スタンバイ期間、高抵抗導通状態と
し、その電流駆動力を小さくし、ビット線BLLおよび
ZBLLに対するアレイ電源からの電流を制限する。
ライズ指示信号を発生する部分の構成を示す図である。
図35において、イコライズ制御回路102は、ラッチ
ブロック選択信号BS_LCHをバッファ処理して制御
信号φ3を生成するバッファ回路120と、ラッチブロ
ック選択信号BS_LCHと遅延活性化信号RAS_D
Lを受けて制御信号φ4を生成するAND回路121
と、制御信号φ3およびφ4に従ってノード118を周
辺電源電圧VCCPまたは接地電圧レベルに駆動するト
ライステートインバータバッファ116と、ノード11
8を中間電圧レベルにプルアップするプルアップ用のN
チャネルMOSトランジスタ117aを含む。MOSト
ランジスタ117aは、ドレインに電圧Vcを受け、ゲ
ートに電圧Vdを受ける。このMOSトランジスタ11
7aも、その電流駆動能力は充分に小さくされる。
は、活性化時接地電圧レベルのLレベルであり、MOS
トランジスタ117aのソースノードはノード118に
接続するノードである。したがって、この電圧Vcが、
周辺電源電圧VCCPであっても、電圧Vdが、アレイ
電源電圧VCCSまたは中間電圧VCCS/2であれ
ば、このビット線イコライズ指示信号ZBLEQの電圧
レベルを、周辺電源電圧VCCPよりも低い電圧レベル
に設定することができる。したがって、これらの電圧V
cおよびVdの電圧レベルは、利用可能な電圧に応じて
適当に定められればよい。
は、制御信号φ3をゲートに受けるPチャネルMOSト
ランジスタ116aと、制御信号φ4をゲートに受ける
NチャネルMOSトランジスタ116bを含む。
び遅延活性化信号RAS_DLは、図32に示すインバ
ータラッチ112および遅延回路113からそれぞれ生
成される。次に、この図35に示すイコライズ制御回路
の動作を図36に示す信号波形図を参照して説明する。
チブロック選択信号BS_LCHがHレベルであるた
め、Hレベルであり、MOSトランジスタ116aはオ
フ状態を維持する。また、制御信号φ4は、遅延活性化
信号RAS_DLがLレベルであるため、Lレベルであ
り、MOSトランジスタ116bがオフ状態である。し
たがって、トライステートインバータバッファ116は
出力ハイインピーダンス状態にあり、ビット線イコライ
ズ指示信号ZBLEQは、MOSトランジスタ117a
により電圧VcおよびVdの電圧レベルの関係により定
められる中間電圧レベルに維持される。
示す信号波形と同様、選択メモリブロックに対しラッチ
ブロック選択信号BS_LCHがLレベルに立下がり、
応じて制御信号φ3がLレベルとなり、ビット線イコラ
イズ指示信号ZBLEQがHレベルとなり(周辺電源電
圧VCCPレベル)、図34に示すMOSトランジスタ
PT1−PT3がすべてオフ状態となる。制御信号φ4
は、ラッチブロック選択信号BS_LCHが選択時Lレ
ベルに立下がるため、Lレベルを維持する。ロウアクテ
ィブ期間中この状態が維持され、遅延活性化信号RAS
_DLが、アレイ活性化信号RASよりも遅れてHレベ
ルに立上がる。
期間が始まると、アレイ活性化信号RASがプリチャー
ジコマンドPRGに従ってLレベルとなり、応じて、ラ
ッチブロック選択信号BS_LCHがHレベルに立上が
る。このラッチブロック選択信号BS_LCHがHレベ
ルに立上がると、制御信号φ3がHレベルとなり、MO
Sトランジスタ116aがオフ状態となる。一方、遅延
活性化信号RAS_DLがHレベルであり、このAND
回路121からの制御信号φ4がHレベルとなり、MO
Sトランジスタ116bがオン状態となり、MOSトラ
ンジスタ117aよりもおきな電流駆動力でノード11
8が接地電圧レベルへ放電される。すなわち、ビット線
イコライズ指示信号ZBLEQが接地電圧レベルに放電
され、図30に示すMOSトランジスタPT1−PT3
がオン状態となり、ビット線BLLおよびZBLLが、
アレイ電源電圧VCCSレベルにプリチャージされかつ
イコライズされる。
立下がると、AND回路121からの制御信号φ4がL
レベルとなり、MOSトランジスタ116bがオフ状態
となり、トライステートインバータバッファ116が出
力ハイインピーダンス状態となる。したがって、この場
合には、ノード118は、プルアップ用MOSトランジ
スタ117により、ノ−ド118は、電圧VcおよびV
dで決定される電圧レベルにまでプルアップされ、ビッ
ト線イコライズ指示信号ZBLEQが中間電圧レベル
(VCCSレベルまたはVCCS/2の電圧レベル)に
保持される。
17aを、MOSトランジスタ116aおよび116b
の電流駆動能力よりも十分小さくすることにより、容易
に、ビット線イコライズ指示信号ZBLEQを3値駆動
することができる。
ッシュ指示信号SRFをMOSトランジスタ117aの
ゲートへ与えて、ツィンセルモードの時にのみ、ビット
線イコライズ信号BLEQを3値駆動してもよい。
従えば、ビット線プリチャージ/イコライズ回路を3値
駆動し、特にスタンバイ期間中、一旦低抵抗の導通状態
とした後に高抵抗の導通状態としてその電流駆動力を小
さくしており、マイクロショートがサブワード線とビッ
ト線の間に数多く存在する場合においても、スタンバイ
状態時におけるリーク電流を低減でき、応じてスタンバ
イ電流を低減することができる。
対に対してビット線プリチャージ/イコライズ回路が設
けられている。しかしながら、ビット線プリチャージ/
イコライズ回路は、センスアンプ回路に隣接して配置さ
れ、隣接ビット線対において共有される構成であっても
よい。
イクロショートの存在を取扱っているが、すなわち階層
ワード線構成をワード線は有しているが、通常のワード
線構成であっても、本実施の形態6は適用可能である。
施の形態7に従う半導体記憶装置を含む半導体集積回路
装置の構成を概略的に示す図である。図37において、
半導体集積回路装置130は、所定の処理を行なうロジ
ック132と、このロジック132に対する主記憶装置
または作業用メモリとして機能するDRAMマクロ13
4を含む。このDRAMマクロ134は、本実施の形態
1から6において説明した半導体記憶装置の構成を有す
る。ロジック132は高速動作をするため、その構成要
素であるMOSトランジスタは、しきい値電圧は絶対値
の小さい低しきい値電圧MOSトランジスタ(L−Vt
hトランジスタ)である。一方、DRAMマクロ134
のメモリセルトランジスタ(アクセストランジスタ)
は、そのゲートには昇圧電圧が与えられるため、または
サブスレッショルドリーク電流を低減するため、そのし
きい値電圧はロジック132の構成要素であるロジック
トランジスタ(Tr)のしきい値電圧の絶対値よりも大
きくされる。このロジックトランジスタをビット線プリ
チャージ/イコライズ回路において利用する。
ビット線プリチャージ/イコライズ回路の構成を示す図
である。図38において、ビット線プリチャージ/イコ
ライズ回路BEQは、ビット線イコライズ指示信号ZB
LEQに応答して導通する低しきい値電圧PチャネルM
OSトランジスタLP1−LP3を含む。これらのMO
SトランジスタLP1−LP3は、ロジックトランジス
タと同一構造を有する。すなわち、これらのMOSトラ
ンジスタLP1−LP3は、ロジックトランジスタと、
そのゲート絶縁膜膜厚およびゲート絶縁膜材料が同じで
ある。
イコライズ回路BEQに対し、ビット線イコライズ指示
信号ZBLEQを、図36に示すように3値駆動する。
したがって、この場合、アレイ電源電圧VCCS電圧レ
ベルが低い場合でも、確実に、これらのMOSトランジ
スタLP1−LP3のしきい値電圧損失の影響を伴うこ
となく、ビット線BLLおよびZBLLをアレイ電源電
圧VCCSレベルにプリチャージしかつイコライズする
ことができる。また、これらのMOSトランジスタLP
1−LP3は低しきい値電圧MOSトランジスタであ
り、ビット線イコライズ指示信号ZBLEQの活性化に
応答して高速でオン状態となり、ビット線BLLおよび
ZBLLを高速でアレイ電源電圧VCCSレベルにプリ
チャージすることができる。
信号ZBLEQを発生する回路としては、図35に示す
構成を利用することができる。図36の信号波形図に見
られるように、スタンバイ移行時、これらのMOSトラ
ンジスタLP1−LP3をオン状態として高速でビット
線BLLおよびZBLLをアレイ電源電圧VCCSレベ
ルにプリチャージした後、これらのMOSトランジスタ
LP1−LP3を、中間電圧レベルのビット線イコライ
ズ指示信号ZBLEQにより、高抵抗の導通状態として
その電流駆動能力を低減して電流を制限する。
態7の変更例の構成を示す図である。図39において
は、ビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQは、
ビット線イコライズ指示信号BLEQに応答して導通す
る低しきい値電圧NチャネルMOSトランジスタLN1
−LN3を含む。MOSトランジスタLN1が、導通時
ビット線BLLおよびZBLLをイコライズし、MOS
トランジスタLN2およびLN3が、導通時、ビット線
ZBLLおよびBLLに、アレイ電源電圧VCCSを伝
達する。
3は、ロジックトランジスタで構成され、低しきい値電
圧を有する。したがって、アレイ電源電圧VCCSと周
辺電源電圧VCCPの電圧差は、これらのMOSトラン
ジスタLN1−LN3のしきい値電圧以上であれば、確
実に、これらのMOSトランジスタLN1−LN3の導
通時ビット線BLLおよびZBLLをアレイ電源電圧V
CCSレベルにプリチャージすることができる。この場
合、特に、ビット線イコライズ指示信号BLEQを昇圧
する必要がなく、アレイ電源電圧VCCSおよび周辺電
源電圧VCCPを利用して、ビット線BLLおよびZB
LLのプリチャージ/イコライズを行なうことができ
る。
プリチャージ電圧VBLは、中間電圧VCCS/2であ
ってもよい。
従えば、ビット線プリチャージ/イコライズ回路の構成
要素として、半導体記憶装置と同一基板上に集積化され
るロジックの構成要素のロジックトランジスタと同一構
造のトランジスタを有しており、しきい値電圧の損失を
受けることなくビット線BLLおよびZBLLを、アレ
イ電源電圧VCCSレベルなどの所定電圧レベルにに高
速でプリチャージしかつイコライズすることができる。
施の形態8に従うメモリアレイ部の構成を概略的に示す
図である。図40において、メモリブロックMBAおよ
びMBBが、センスアンプ帯SBを共有する。メモリブ
ロックMBAは、8個のサブアレイMSAA0−MSA
A7に分割され、またメモリブロックMBBは、サブア
レイMSAB0−MSAB7に分割される。これらのサ
ブアレイ内においてサブワード線が配置される。
救済は、内部データ線対(グローバルデータ線対)の置
換をすることにより行なわれる。2つの行方向に隣接す
るサブアレイを1つのスペアIO線対の置換範囲(1つ
のスペアIO線対により救済される不良列(不良IO線
対)の範囲)として不良列の救済が行なわれる。すなわ
ち、サブアレイMSAA0、MSAA1、MSAB0、
MSAB1に対し1つのスペアIO線対が配置され、同
様、サブアレイMSAA6、MSAA7、MSAB6、
MSAB7に対し1つのスペアIO線対が配置される。
すなわち、メモリアレイにおいて、列方向に整列する2
つの列ブロック(列方向に整列して配置されるメモリブ
ロック)が1つの不良列救済単位として不良列の救済が
行なわれる。
スペアデータ線対との対応関係を概略的に示す図であ
る。図41において、1つのサブアレイに対しては、内
部データ線対が16対設けられる。図41においては、
メモリサブアレイMSAaに対し内部データ線対(IO
線対)IO0−IO15が配置され、メモリサブアレイ
MSAbに対し、内部データ線対IO16−IO31が
配置される。これらのメモリサブアレイMSAaに対
し、さらに、スペアデータ線対(IO線対)SIO1が
配置される。すなわち、32個の内部データ線対IO0
−IO31に対し1つのスペアデータ線対SIO1が配
置される。
と通常列(通常ビット線対)との対応を概略的に示す図
である。図42において、内部データ線対IOaおよび
IObおよびスペアデータ線対SIOを示す。1つのサ
ブアレイにおいて、図1に示すように、センスアンプS
Aは、交互配置される。したがって、この図42に示す
ように、内部データ線対IOaに対し、1つのメモリサ
ブアレイにおいて、上側のセンスアンプ群SAGauお
よび下側のセンスアンプ群SAGalが配置される。こ
こで、内部データ線対IObに対し、上側のセンスアン
プ群SAGbuおよび下側のセンスアンプ群SAGbl
が配置される。
Gbu,SAGal,SAGblは、それぞれ8個のセ
ンスアンプSAを含む。したがって、1つの内部データ
線対に対し16ビット線対(BLP)が配置される。ス
ペアデータ線対SIOに対しては、上側スペアセンスア
ンプ群SSAGuおよび下側スペアセンスアンプ群SS
AGlが配置される。
スアンプ群SSAGuおよび下側スペアセンスアンプ群
SSAGlが配置される。これらのスペアセンスアンプ
群SSAGuおよびSSAGlは、それぞれ、8個のス
ペアセンスアンプを含む。したがって、このスペアデー
タ線対SIOに対し、16スペアビット線対(SBL
P)が配置される。
uおよびSSAGuに対し共通に8ビットの上側列選択
信号UCSLが与えられ、またセンスアンプ群SAGa
l,SAGblおよびSSAGlに対し共通に、8ビッ
トの下側列選択信号LCSLが伝達される。列選択信号
UCSLおよびLCSLが、ワード線と同一方向に沿っ
て伝達されるため、スペアセンスアンプおよび通常セン
スアンプが同時に選択されて、それぞれスペアデ−タ線
対SIOおよび通常内部データ線対IOaおよびIOb
にメモリセルデータが伝達される。
(以下、単にIO線対と称す)IOaに対し、マルチプ
レクサ(MUX)SRKaが設けられ、内部データ線対
IObに対しマルチプレクサSRKbが設けられる。マ
ルチプレクサSRKaは、スペアヒット信号SPHaに
従って、IO線対IOaおよびスペアIO線対SIOの
一方を内部データ線対DBaに結合する。マルチプレク
サSRKbは、IO線対IObおよびスペアIO線対S
IObの1つを、スペアヒット信号SPHbに従って内
部データ線対DBbに結合する。これらのスペアヒット
信号SPHaおよびSPHbの生成については、各メモ
リブロック(メモリアレイ)単位で、不良列アドレスを
32IO線対ごとに記憶しており、列アクセス時、この
32IO線対を単位として、不良列のアクセスの判定が
行なわれる。
多数存在し、ビット線のプリチャージ/イコライズを正
確に行なうことができず、メモリセルデータの正確な書
込/読出を行なうことができない場合、IO置換によ
り、この不良列は救済することができる。しかしなが
ら、このマイクロショート自体は、半導体記憶装置内に
存在しており、そのリーク電流によりスタンバイ電流を
増大させる。そこで、本実施の形態8においては、この
不良救済単位となる8ビット線対ごとに、ビット線プリ
チャージ電圧の電流を制限するためのクランプトランジ
スタを設ける。
センスアンプ帯の構成を概略的に示す図である。図43
において、センスアンプ帯において、センスアンプ群S
AGa−SAGnが配置される。これらのセンスアンプ
群SAGa−SAGnは、ビット線分離回路119を介
して、イコライズ回路群EQGa−EQGnに結合され
る。センスアンプ群SAGa−SAGnは、各々、不良
置換単位であり、一例として8個のセンスアンプSAを
含む。これらのイコライズ回路群EQGa−EQGn
も、センスアンプ群SAGa−SAGnのセンスアンプ
と1対1に配置されるイコライズ回路を含み、それぞ
れ、8個のイコライズ回路を含む。
ぞれに対応して、サブプリチャージ電圧線124a−1
24nが配設される。これらのサブプリチャージ電圧線
124a−124nの各々は、クランプトランジスタ1
22a−122nを介してメインプリチャージ電圧線1
20に結合される。クランプトランジスタ122a−1
22nは、それぞれ、抵抗接続されるNチャネルMOS
トランジスタで構成される。これらのクランプトランジ
スタ122a−122nの各々の電流駆動能力は十分小
さくされる(チャネル幅とチャネル長の比が小さくされ
るかまたは、チャネル抵抗が高くされる)。
単位に対応して、クランプトランジスタ122a−12
2nが配設されているため、たとえマイクロショートに
より、ビット線不良が生じても、そのマイクロショート
に対する電流を対応のクランプトランジスタ122(1
22a−122nのいずれか)により制限することがで
き、不良列救済後においても存在するマイクロショート
によるスタンバイ電流の増大を抑制することができる。
クランプトランジスタ122a−122nの各々は、セ
ルフリフレッシュ指示信号SRFによりオン/オフが制
御されてもよい。
QGnの構成の一例を示す図である。図44において
は、1つのセンスアンプ帯における不良列救済単位であ
る8個のセンスアンプSAK0−SAK7に対応するイ
コライズ回路群の構成を示す。一方側のメモリブロック
においてイコライズ回路群EQGauが配置され、他方
側のメモリブロックにおいてイコライズ回路群EQGa
lが配置される。イコライズ回路群EQGauは、セン
スアンプSAK0−SAK7にそれぞれビット線分離ゲ
ートBIGL0−BIGL7を介して結合されるイコラ
イズ回路BEQu0−BEQu7を含む。これらのイコ
ライズ回路BEQu0−BEQu7に共通に、サブプリ
チャージ電圧線124uが配置される。このサブプリチ
ャージ電圧線124uはクランプトランジスタ122u
を介してメインプリチャージ電圧線124に結合され
る。サブプリチャージ電圧線124uは、ビット線プリ
チャージ/イコライズ回路BEQu0−BEQu7のプ
リチャージ用MOSトランジスタに結合される。
ンプSAK0−SAK7それぞれにビット線分離ゲート
BIGR0−BIGR7を介して結合されるビット線プ
リチャージ/イコライズ回路BEQl0−BEQl7を
含む。これらのビット線プリチャージ/イコライズ回路
BEQl0−BEQl7に共通にサブプリチャージ電圧
線124lが配設される。このサブプリチャージ電圧線
124lが、ビット線プリチャージ/イコライズ回路B
EQl0−BEQl7のプリチャージ用のトランジスタ
に共通に結合される。サブプリチャージ電圧線124l
は、クランプトランジスタ122lを介してメインプリ
チャージ電圧線120に結合される。
に、センス共通電源線(ノード)S2Pおよびセンス共
通接地線(ノード)S2Nに結合される。
2lは、それぞれのゲートが、メインプリチャージ電圧
線120に結合される。これらのクランプトランジスタ
122uおよび122lは、そのチャネル幅とチャネル
長の比が小さくされるかまたはチャネル抵抗が大きくさ
れており、その電流駆動能力は十分小さくされる。した
がって、この不良救済単位でビット線プリチャージ電圧
の供給電流を調整することにより、不良メモリサブアレ
イにおいてマイクロショートが数多く存在して不良ビッ
ト線が数多く存在しても、スタンバイ時の電流を制限す
ることができ、消費スタンバイ電流を低減することがで
きる。
および122lの電流駆動能力が小さくされていても、
ビット線イコライズ動作により、Hレベルのビット線の
電荷がLレベルのビット線へ伝達されるため、単に、こ
れらのクランプトランジスタ122uおよび122l
は、リーク電流によるビット線プリチャージ電圧の低下
を抑制することが要求されるだけであり、特にビット線
のプリチャージ/イコライズ動作に悪影響を及ぼさな
い。
おいてクランプトランジスタ122a−122nおよび
122uおよび122lは、そのゲートが接地電圧レベ
ルに保持され、いわゆるサブスレッショルドリーク電流
により、マイクロショートを流れる微小電流を補償する
ように構成されてもよい。この場合、先の実施の形態7
におけるようにロジックトランジスタでクランプトラン
ジスタが構成されてもよい。
ネルMOSトランジスタが用いられている。しかしなが
ら、PチャネルMOSトランジスタが用いられてもよ
く、またPチャネルMOSトランジスタのゲートをアレ
イ電源電圧または周辺電源電圧に固定して、そのサブス
レッショルドリーク電流により、マイクロショートを流
れる電流を補償するように構成されてもよい。
スタが、不良列救済単位に対応して配置されている。し
かしながら、このクランプトランジスタは、所定数のビ
ット線プリチャージ/イコライズ回路に対応して設けら
れていれば良い。たとえば、クランプトランジスタは、
メモリブロックごとに配置されてもよく、またメモリサ
ブアレイごとに設けられてもよい。
ならず、電流制限用のクランプトランジスタは、ロジッ
クトランジスタで構成されても良い(NMOSおよびP
MOS途端ジスタのいずれが用いられる場合でも)。
QLおよびBLEQRは、先の実施の形態6または7に
おけるように、3値駆動されてもよい。さらに、マイク
ロショートにおけるリーク電流を低減することができ
る。また、これらのビット線イコライズ指示信号BLE
QLおよびBLEQRは、2値駆動されてもよい。
アンプでなくてもよい。以上のように、この発明の実施
の形態8に従えば、所定数のビット線プリチャージ/イ
コライズ回路ごとにクランプトランジスタを設け、この
クランプトランジスタを介してプリチャージ電圧VBL
を伝達しており、マイクロショートが多数存在する場合
においても、このクランプトランジスタによる電流制限
機能により、リーク電流を抑制することができ、応じて
スタンバイ電流の増大を抑制することができる。
施の形態9に従う半導体記憶装置のビット線イコライズ
部の構成を概略的に示す図である。図45において、ビ
ット線対BLPa−BLPnそれぞれに対応して、ビッ
ト線プリチャージ/イコライズ回路BEQa−BEQn
が配置される。ビット線対BLPa−BLPnの各々
は、ビット線BLLおよびZBLLを含む。
EQa−BEQnそれぞれに対応して、クランプトラン
ジスタ122a−122nが設けられる。これらのクラ
ンプトランジスタ122a−122nは、それぞれ、メ
インプリチャージ電圧線120上のプリチャージ電圧V
BLを、対応のビット線プリチャージ/イコライズ回路
BEQa−BEQnに伝達する。これらのクランプトラ
ンジスタ122a−122nのゲートは、それぞれ、メ
インプリチャージ電圧線120に結合され、抵抗モード
で動作する。これらのクランプトランジスタ122a−
122nのサイズ(チャネル幅とチャネル長の比)が小
さくされるかオン抵抗(チャネル抵抗)が十分高くされ
て、それらの電流駆動能力は十分小さくされる。
ャージ/イコライズ回路BEQa−BEQnそれぞれに
対応して、クランプトランジスタ122a−122nを
配置することにより、対応のビット線対においてサブワ
ード線との間のマイクロショートが存在する場合におい
ても、そのサブワード線非選択時におけるプリチャージ
電圧線120から非選択サブワード線へのリーク電流を
低減することができ、応じてスタンバイ電流を低減する
ことができる。
イコライズ回路部の構成を具体的に示す図である。図4
6においては、センスアンプ帯において、センスアンプ
SAKa−SAKnが配置される。これらのセンスアン
プSAKa−SAKnに対し、センス共通電源ノードS
2Pおよびセンス共通接地ノードS2Nが配置される。
これらのセンス共通電源ノード(線)S2Pおよびセン
ス共通接地ノード(線)S2Nは、所定数のセンスアン
プごとに設けられる。これらのセンス共通電源線(ノー
ド)S2Pおよびセンス共通接地線(ノード)S2N
は、センスアンプ駆動トランジスタを介してセンス電源
線およびセンス接地線に接続される。これらのセンス駆
動トランジスタは、所定数のセンスアンプごとに設けら
れる。
それぞれに対応して、ビット線プリチャージ/イコライ
ズ回路BEQLa−BEQLnが配置される。これらの
ビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQLa−B
EQLnは、ビット線イコライズ指示信号BLEQLに
応答して、対応のビット線対BLPLa−BLPLnを
プリチャージ電圧VBLレベルにプリチャージする。こ
れらのビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQL
a−BEQRnそれぞれに対応して、クランプトランジ
スタ122la−122lnが配置される。
−122lnは、ローカルプリチャージ電圧線120l
に並列に結合され、かつそれぞれのゲートがローカルプ
リチャージ線120lに接続され、それぞれ対応のビッ
ト線プリチャージ/イコライズ回路BEQLa−BEQ
Rnに、プリチャージ電圧VBLを供給する。このロー
カルプリチャージ電圧線120lは、メインプリチャー
ジ電圧線120mに結合される。センスアンプSAKa
−SAKnとビット線プリチャージ/イコライズ回路B
EQLa−BEQLnはそれぞれ、ビット線分離指示信
号BLILに応答するビット線分離ゲートBIGLa−
BIGLnを介してセンスアンプSAKa−SAKnに
結合される。
線対BLPRa−BLPRnそれぞれに対応してビット
線プリチャージ/イコライズ回路BEQRa−BEQR
nが配設される。これらのビット線プリチャージ/イコ
ライズ回路BEQRa−BEQRnそれぞれに対応し
て、クランプトランジスタ122ra−122rnが配
置される。これらのクランプトランジスタ122ra−
122rnは、ローカルプリチャージ電圧線120rに
結合されかつそれぞれのゲートがローカルプリチャージ
電圧線に接続され、抵抗モードで動作してローカルプリ
チャージ電圧線120rから対応のビット線プリチャー
ジ/イコライズ回路BEQRa−BEQRnにプリチャ
ージ電圧VBLを供給する。ローカルプリチャージ電圧
線120rは、またメインプリチャージ電圧線120m
に結合される。メインプリチャージ電圧線120mが、
複数のメモリブロックに共通に設けられ、このローカル
プリチャージ電圧線120lおよび120rが、それぞ
れ、メモリブロックごとに、行方向に延在して配設され
て、対応のビット線プリチャージ/イコライズ回路にプ
リチャージ電圧VBLを供給する。
lnのゲートは、ローカルプリチャージ電圧線120l
に結合され、それぞれ、ビット線プリチャージ/イコラ
イズ回路BEQLa−BEQLnのプリチャージ用のト
ランジスタにプリチャージ電圧VBLを供給する。同
様、クランプトランジスタ122ra−122rnも、
そのゲートが、ローカルプリチャージ電圧線120rに
結合され、対応のビット線プリチャージ/イコライズ回
路BEQRa−BEQRnに含まれるプリチャージ用ト
ランジスタにビット線プリチャージ電圧VBLを供給す
る。
ランプトランジスタを設けることにより、ビット線とサ
ブワード線の間のマイクロショートによるリーク電流を
確実に抑制することができる。
施の形態9の変更例の構成を概略的に示す図である。図
47(A)においては、ビット線プリチャージ/イコラ
イズ回路BEQとメインプリチャージ電圧線120の間
のクランプトランジスタ133が、低しきい値電圧(L
−Vth)MOSトランジスタで構成される。このクラ
ンプトランジスタ133は、たとえばロジックトランジ
スタで構成され、ビット線プリチャージ/イコライズ回
路BEQに対するプリチャージ電圧VBLの供給時、し
きい値電圧損失による電圧降下をできるだけ抑制して、
ビット線プリチャージ/イコライズ電圧VBLを対応の
ビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQに伝達す
る。
スタ133は、PチャネルMOSトランジスタで構成さ
れており、抵抗モードで動作するが、その電流供給能力
は十分小さくされる。このクランプトランジスタ133
は、ロジック回路と同じ構造のNMOSトランジスタで
構成されてもよい。
実施の形態9の変更例2の構成を概略的に示す図であ
る。この図47(B)においては、PチャネルMOSト
ランジスタ134をクランプトランジスタとして利用し
て、メインプリチャージ電圧線120から対応のビット
線プリチャージ/イコライズ回路BEQへ、プリチャー
ジ電圧VBLを供給する。この図47(B)において
は、ゲートがメイン(ローカル)プリチャージ線圧線1
20に接続されるPチャネルMOSトランジスタが、ク
ランプトランジスタとして利用されている。したがっ
て、このクランプトランジスタは常時オフ状態であり、
オフリーク電流(サブスレッショルド電流)Ioffに
より、ビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQ
へ、プリチャージ電圧VBLを伝達する。
トランジスタで構成されるクランプトランジスタ134
も、またロジックトランジスタで構成されてもよい。
は、ビット線プリチャージ電圧VBLは、中間電圧VC
CS/2の電圧レベルでもよく、またセンス電源電圧
(アレイ電源電圧)VCCSレベルであってもよい。
て、クランプトランジスタ133としてPMOSトラン
ジスタが用いられている。しかしながら、NチャネルM
OSトランジスタがクランプトランジスタとして用いら
れてもよい。この場合、NMOSトランジスタのゲート
はメインプリチャージ電圧線120に接続される。ま
た、これに代えて、NMOSクランプトランジスタのゲ
ートをビット線プリチャージ/イコライズ回路BEQの
プリチャージ用トランジスタに接続し、このNMOSク
ランプトランジスタのオフリーク電流により、ビット線
プリチャージ電圧VBLを供給するように構成してもよ
い。
ートにセルフリフレッシュ指示信号SRFを与え、これ
らのクランプトランジスタの電流駆動能力をツィンセル
モード時に低減するように構成してもよい。
従えば、ビット線プリチャージ/イコライズ回路それぞ
れに電流制限用のクランプトランジスタを設けているた
め、ビット線とサブワード線の間にマイクロショートが
存在しても、確実にこのマイクロショートを流れるリー
ク電流を抑制することができ、応じてスタンバイ電流の
増大を抑制することができる。
ト線イコライズ指示信号BLEQ(BEQL,BEQ
R)は、3値駆動されてもよく、また2値駆動されても
よい。
用のクランプトランジスタを設けた場合、プリチャージ
電圧供給が遅れるものの、ツインセルモード時において
は、そのビット線プリチャージ電圧が中間電圧レベルか
らずれてきても、十分にセンス動作を行なうことがで
き、データ保持モード時におけるリフレッシュを正確に
行なうことができる。
アレイMSAの構成を示す図である。この図48におい
ては、「ハーフピッチセル」配置に従って、メモリセル
MCが配置される。この図48に示すメモリサブアレイ
MSAの構成は、図1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し、その詳細説明は省略す
る。サブワード線SWLL0、SWLR1、SWLL2
およびSWLR3に対応して、メインワード線ZMWL
<0>が配置され、サブワード線SWLL4、SWLR
5、SWLL6およびSWLR7に対応して、メインワ
ード線ZMWL<1>が配置される。
WLR1およびSWLL2の間に、サブワード線間ショ
ートRZが存在する場合を考える。ツインセルモード
時、サブワード線SWLR1は、サブワード線SWLL
0と同時に選択状態へ駆動され、サブワード線SWLL
2は、サブワード線SWLR3と同時に選択状態へ駆動
される。先に、図25を参照して説明した冗長置換の構
成では、ツインセルモード時に、同時に選択状態へ駆動
されるサブワード線対SWLP単位で、不良救済のため
の冗長置換が行なわれる。したがって、この場合、この
サブワード線間ショートRZにより、メインワード線Z
MWL<0>に対応して配置される4本のサブワード線
SWLL0、SWLR1、SWLL2およびSWLR3
がすべてスペアサブワード線と置換されることになる。
このようなサブワード線間不良を、より効率的に救済す
るための構成について以下に説明する。
う行選択に関連する回路の構成を概略的に示す図であ
る。この図49においては、図25と同様、1つの行ブ
ロックに対応して配置される行選択系回路の構成を示
す。このノーマルメインワード線NZMWLに対応し
て、4本ノーマルサブワード線NSWL0−NSWL3
が配置され、また1つのスペアメインワード線SZMW
Lに対応して、4本のスペアサブワード線SSWL0−
SSWL3が配置される。
SWL1が、サブワード線対SWLPを構成し、ノーマ
ルサブワード線NSWL2およびNSWL3が、サブワ
ード線対SWLPを構成する。通常の図25に示す冗長
置換においては、スペアサブワード線SSWL0および
SSWL1が、サブワード線対SWLPを構成し、スペ
アサブワード線SSWL2およびSSWL3が、サブワ
ード線対SWLPを構成する。サブワード線対SWLP
は、物理的に隣接するサブワード線により構成される。
したがって、サブワード線対SWLPは、偶数サブワー
ドドライバ帯SWDEBおよび奇数サブワードドライバ
帯の対向して配置されるサブワード線ドライバによりそ
れぞれドライブされる。
をプリデコードするノーマルプリデコード回路260
と、ノーマルプリデコード回路260からのプリデコー
ド信号をデコードして、ノーマルサブワード線NSWL
0−NSWL3のうちの1つを特定するサブデコード信
号NZSDF<3:0>を生成するノーマルサブデコー
ダ262と、ノーマルプリデコード回路260からのプ
リデコード信号をデコードし、ノーマルメインワード線
NZMWLを駆動するノーマルロウデコーダ264と、
このノーマルサブワード線NSWL0−NSWL3の対
のレベルでの不良ロウアドレスを格納する不良アドレス
プログラム回路250と、不良アドレスプログラム回路
250からの不良アドレス指定検出結果に従って、ノー
マルワード線(メインワード線/サブワード線)を選択
状態へ駆動するか否かを判定してスペア判定結果信号S
P1を生成するスペア判定回路252を含む。
は、ノーマルサブワード線対SPWLPごとに不良アド
レスをプログラムする。すなわち、この場合、不良アド
レスプログラム回路250においては、ロウアドレスビ
ットRA<m:0>の最下位ロウアドレスビットRA0
が縮退状態に設定されてプログラムされる。不良アドレ
スプログラム回路250は、複数のプログラム回路を含
み、与えられたアドレスRA(ノーマルプリデコード回
路260からの内部バッファアドレス信号RAD)にし
たがって、不良ロウアドレスが指定されたかの判定を行
ない、該判定結果を示す信号をスペア判定回路252へ
出力する。
スプログラム回路250からの複数の検出信号に従っ
て、スペア判定結果信号SP1を生成する。ノーマルロ
ウデコーダ264は、このスペア判定結果信号SP1の
活性化時、非活性状態とされ、またノーマルサブデコー
ダ252も、非活性状態とされ、ノーマルメインワード
線/ノーマルサブワード線は非選択状態に置かれる。
レベルでの不良アドレスを格納する不良アドレスプログ
ラム回路254と、不良アドレスプログラム回路254
からの不良検出結果指示に従って冗長置換を行なうか否
かの判定を行なうスペア判定回路256と、これのスペ
ア判定回路252および256からのスペア判定結果信
号SP1およびSP2に従って、対応のスペアメインワ
ード線SZMWLを選択状態へ駆動するスペアロウデコ
ーダ266と、ツインセルモード指示信号T_MODE
_nとロウアドレスビットRA<1:0>とを受け、選
択的にこれらのスペア判定結果信号SP1およびSP2
に従ってプリデコードを行なうスペア用プリデコード回
路268と、スペア用プリデコード回路268のプリデ
コード信号をデコードして、スペアサブワード線SSW
L0−SSWL3に対するスペアサブデコード信号SZ
SDF<0>−SZSDF<3>を生成するスペアサブ
デコーダ270を含む。
ンワード線に対応して設けられるノーマルサブワード線
対SWLP間のショート不良を認識するために、不良ア
ドレスプログラム回路254には、このようなノーマル
サブワード線対間不良を有するメインワード線のアドレ
スRA<m:2>を格納する。
数のプログラム回路を含み、各プログラム回路に格納さ
れる不良メインワード線アドレスが外部からのアドレス
RA(ノーマルプリデコード回路からの内部バッファア
ドレスRAD)と一致しているか否かを判定し、それぞ
れの判定結果を出力する。スペア判定回路256は、複
数の判定結果の1つが一致を示しているとき、スペア判
定結果信号SP2を活性化する。このスペア判定結果信
号SP2の活性化時、ノーマルロウデコーダ264およ
びスペアロウデコーダ266はともに活性化されて、デ
コード動作を行ない対応のノーマルメインワード線NZ
MWLおよびスペアメインワード線SZMWLを選択状
態へ駆動する。
ンセルモード指示信号T_MODE_nに従って、最下
位ロウアドレスビットRA<0>を縮退状態に選択的に
設定する。このスペアプリデコード回路268は、ま
た、このスペア判定結果信号SP1およびSP2に従っ
て、選択的にプリデコード動作を行なう。スペア判定結
果信号SP1の活性化時には、ロウアドレスビットRA
<1:0>をプリデコードする。スペア判定結果信号S
P2の活性化時、スペア用プリデコード回路268は、
隣接サブワード線対SWLPにおいて隣接するスペアサ
ブワード線SSWL1およびSSWL2の1つを選択状
態とするようにプリデコード動作を実行する。したがっ
て、ツインセルモード時においては、ノーマルサブワー
ド線対間においてショートなどの不良が存在する場合に
は、ノーマルロウデコーダ264により選択されたノー
マルメインワード線NZMWLに対して1つのノーマル
サブワード線NSWL3またはNSWL0が選択状態へ
駆動され、またスペアサブワード線SSWL1およびS
SWL2の一方が選択状態へ駆動される。この結果、ノ
ーマルサブワード線対間の不良においても、サブワード
線単位での救済を行なうことができ、置換効率を改善す
ることができる。
0>からサブデコード信号ZSDF<3:0>およびS
ZSDF<3:0>を生成する信号の経路を概略的に示
す図である。図50において、中央の制御部において、
外部からのロウアドレスビットRA<1:0>をロウア
ドレスイネーブル信号RADEに従ってラッチし、内部
ロウアドレスビットRAF<1:0>を生成する入力バ
ッファ/ラッチ回路360が設けられる。この入力バッ
ファ/ラッチ回路360は、複数のメモリブロック(行
ブロック)に共通に設けられて、内部ロウアドレスビッ
トRAF<1:0>を各メモリブロックに対応して設け
られるローカルロウ選択回路(プリデコーダ/デコー
ダ)へ伝達する。
のロウアドレスビットRAF<1:0>は、ノーマルプ
リデコード回路260に設けられるノーマルプリデコー
ド回路260Sおよびスペアプリデコード回路268へ
与えられる。ノーマルプリデコード回路260Sは、ツ
インセルモード指示信号T_MODE_nとスペア判定
結果信号SP2とに従って、ロウアドレスビットRAF
<1:0>をプリデコードし、プリデコード信号X<
3:0>を生成する。ノーマルプリデコード回路260
残りのプリデコード回路は、残りの上位ロウアドレスビ
ットRRA<m:2>をプリデコードして、プリデコー
ド信号をノーマルロウデコーダ264へ与える。
この入力バッファ/ラッチ回路360からの2ビットの
ロウアドレスビットRAF<1:0>を、ツインセルモ
ード指示信号T_MODE_nおよびスペア判定結果信
号SP1およびSP2に従って決定された態様で、プリ
デコードし、スペアプリデコード信号SX<3:0>を
生成する。
Sおよびスペア用プリデコード回路268は、複数のメ
モリブロックに共通に設けられてもよく、またメモリブ
ロックそれぞれにおいて設けられてもよい。
ーマルプリデコード回路260Sからのプリデコード信
号X<3:0>を受けてサブデコード信号ZSDF<
3:0>を生成するノーマルサブデコーダ262が設け
られる。また、スペアプリデコード回路268からのス
ペアプリデコード信号SX<3:0>はスペアサブデコ
ーダ270へ与えられる。スペアサブデコーダ270
は、ワード線駆動タイミング信号RXACTの活性化に
応答して、スペアプリデコード信号SX<3:0>をデ
コードして、スペアサブデコード信号SZSDF<3:
0>を生成する。このスペアサブデコーダ270は、メ
モリブロックそれぞれに、スペアワード線が配置される
ため、各メモリブロックに対応して配置される。後に説
明するように、ツインセルモード時においては、サブワ
ード線間不良救済時においては、ノーマルおよびスペア
のサブワード線を一本づつ選択して相補データをビット
線対に読み出すため、各メモリブロック単位で不良救済
が行われる。
0>およびSZSDF<3:0>は、それぞれバッファ
回路を介してノーマルサブワード線ドライバおよびスペ
アサブワード線ドライバへ与えられる。ノーマルサブデ
コーダ262は、活性化時、ノーマルプリデコード信号
X<3:0>をレベル変換してノーマルサブデコード信
号ZSDF<3:0>を生成し、スペアサブデコーダ2
70は、活性化時、スペアプリデコード信号SX<3:
0>をレベル変換してスペアサブデコード信号SZSD
F<3:0>を生成する。これらのノーマルサブデコー
ダ262およびスペアサブデコーダ270の構成は、図
10に示す構成と同様である。
ード回路260Sの構成を示す図である。この図51に
示すノーマルプリデコード回路260Sの構成は、図8
に示すプリデコード回路2の構成と以下の点において異
なっている。すなわち、図49に示すスペア判定回路2
56からのスペア判定結果信号SP2を反転するインバ
ータ回路260aが、このノーマルプリデコード回路2
60S内に設けられる。図8に示すAND型デコード回
路2hおよび2iに代えて、アドレスビットZRAD<
1>およびRAD<0>とインバータ回路260aの出
力信号とを受けて、プリデコード信号X<1>を生成す
るAND回路260bと、ロウアドレスビットRAD<
1>およびZRAD<0>とインバータ回路260aの
出力信号とを受けてプリデコード信号X<2>を生成す
るAND回路260cが設けられる。他の構成は、図8
に示すプリデコード回路の構成と同じであり、対応する
部分には同一参照番号を付しその詳細説明は省略する。
ード信号X<0>−X<3>は、それぞれノーマルサブ
ワード線SWL0−SWL3を指定する。
ルモード指示信号T_MODE_nがHレベルであり、
1ビット/1セルモードが指定されている場合には、ア
ドレスビットRAF<0>およびRAF<1>に従って
4ビットのプリデコード信号X<3>−X<0>の1つ
が活性化される(スペア判定結果信号SP2がLレベル
のとき)。この1ビット/1セルモードにおいてスペア
判定結果信号SP2がHレベルとなると、インバータ回
路260aの出力信号はLレベルとなり、AND回路2
60bおよび260cからのプリデコード信号X<1>
およびX<2>は、アドレスビットRAF<0>および
RAF<1>の論理値にかかわらず、Lレベルに設定さ
れる。すなわち、このプリデコード信号X<1>および
X<2>に対応するノーマルサブワード線NSWL1お
よびNSWL2が、非選択状態とされる。
1>およびX<2>が選択状態へ駆動されるべきときに
は、対応のスペアプリデコード信号が選択状態へ駆動さ
れる。
ルモード指示信号T_MODE_nがLレベルであり、
アドレスビットRAD<0>およびZRAD<0>がと
もにHレベルとなり、プリデコード信号X<0>および
X<2>またはプリデコード信号X<1>およびX<3
>の対が指定される。図48に示すようなショート不良
RZが存在する場合、スペア判定結果信号SP2がHレ
ベルとなり、インバータ回路260aの出力信号はLレ
ベルとなり、プリデコード信号X<1>およびX<2>
がともにLレベルとなる。プリデコード信号X<0>お
よびX<3>の一方が、アドレスビットRAF<1>に
従って選択状態へ駆動される。したがって、ノーマルサ
ブワード線の1つが選択状態へ駆動される。他のサブワ
ード線は非活性状態を維持する。
ブワード線が1つ選択状態へ駆動される。これにより、
ビット線対に、ノーマルおよびスペアサブワード線に接
続されるメモリセルからの相補データが読出されること
になり、ツインセルモードでのデータの読出を行なうこ
とができる。したがって、この場合、各メモリブロック
においてノーマルメモリブロックおよびスペアメモリブ
ロックがともに配置される。
ダ270の構成を示す図である。図52において、スペ
アサブデコーダ270は、アドレスビットRAF<0>
を反転するインバータ回路270aと、インバータ回路
270aの出力信号とツインセルモード指示信号T_M
ODE_nを受けてロウアドレスビットRAD<0>を
生成するNAND回路270bと、インバータ回路27
0aの出力信号を反転するインバータ回路270cと、
インバータ回路270cの出力信号とツインセルモード
指示信号T_MODE_nとを受けて補のアドレスビッ
トZRAD<0>を生成するNAND回路270dと、
アドレスビットRAF<1>を反転して補のアドレスビ
ットZRAD<1>を生成するインバータ回路270e
と、補のアドレスビットZRAD<1>を反転し、アド
レスビットRAD<1>を生成するインバータ回路27
0fと、スペア判定結果信号SP1およびSP2を受け
るOR回路270gと、アドレスビットRAD<1>お
よびRAD<0>とスペア判定結果信号SP1とを受
け、スペアプリデコード信号SX<3>を生成するAN
D回路270hと、アドレスビットZRAD<1>およ
びRAD<0>とOR回路270eの出力信号とを受け
てスペアプリデコード信号SX<1>を生成するAND
回路270iと、OR回路270eの出力信号とアドレ
スビットRAD<1>およびZRAD<0>とを受けて
スペアプリデコード信号SX<2>を生成するAND回
路270jと、アドレスビットZRAD<1>およびZ
RAD<0>とスペア判定結果信号SP1を受けてスペ
アプリデコード信号SX<0>を生成するAND回路2
70Kを含む。
路268の構成において、スペア判定結果信号SP1が
活性状態のときには、スペアプリデコード信号SX<3
>―SX<0>の1つがスペアサブデコード信号にした
がって、活性化される。スペア判定結果信号SP2がH
レベルの活性状態となったときに、スペアプリデコード
信号SX<1>およびSX<2>の一方が選択状態へ駆
動される。スペア判定結果信号SP1およびSP2がと
もにLレベルのときには、これらのAND回路270h
−270kからのスペアプリデコード信号SX<3>―
SX<0>は全てLレベルの非活性状態を維持する。こ
の状態の場合には、不良は存在しないため、ノーマルプ
リデコード回路260およびノーマルサブデコーダ26
2により、ノーマルサブワード線が指定されて、ノーマ
ルメインワード線上の信号とノーマルサブデコード信号
とに従って、正常なノーマルサブワード線が選択状態へ
駆動される。次に、図51および図52に示すプリデコ
ード回路260および268の動作について簡単に説明
する。
合:対をなす(同時に選択状態へ駆動される)ノーマル
サブワード線がショートしているかまたは1つのサブワ
ード線が不良のときには、図49に示す不良アドレスプ
ログラム回路250に、最下位ロウアドレスビットRA
<0>を縮退したアドレスをプログラムする。すなわ
ち、上位ロウアドレスビットRA<m:1>またはそれ
に対応するプリデコード信号が、図49に示す不良アド
レスプログラム回路250にプログラムされる。
示すように、サブワード線SWL0およびSWL2の間
に、ショートRZaが存在するか、またはサブワード線
SWL2が不良である。
モード時において、ノーマルサブワード線SWL2がア
ドレス指定された場合には、不良アドレスプログラム回
路250からのスペア判定結果信号SP1が活性化さ
れ、ノーマルロウデコーダ264は、デコード動作を行
なわない。対応のノーマルメインワード線は非活性状態
を維持する。スペア用プリデコード回路268、スペア
ロウデコーダ266およびスペアサブデコーダ270が
動作する。
インセルモード指示信号T_MODE_nがHレベルで
あるため、スペアプリデコード信号SX<0>−SX<
3>の1つが選択状態へ駆動される。したがって、ノー
マルサブワード線SWL2がアドレス指定された場合に
は、スペアサブワード線SSWL2が選択状態へ駆動さ
れる。
ルモード指示信号T_MODE_nがLレベルであり、
アドレスビットRAD<0>およびZRAD<0>がと
もに選択状態へ駆動される。この場合、スペアプリデコ
ード信号SX<0>およびSX<1>の組またはスペア
プリデコード信号SX<2>およびSX<3>が選択状
態へ駆動される。したがって、スペアサブワード線SW
L2がアドレス指定された場合、ロウアドレスビットR
AD<1>がHレベルであり、対応のスペアサブワード
線SSWL2およびSSWL3がともに選択状態へ駆動
され、不良救済が行なわれる。
ョート不良が存在した場合を考える。具体的に、図54
に示すようにサブワード線SWL1およびSWL2の間
に、ショートRZbが存在する場合を考える。この場
合、メインワード線レベルでのアドレスRA<m:2>
を不良アドレスプログラム回路254にプログラムす
る。対応のメインワード線(不良ノーマルメインワード
線)がアドレス指定された場合には、スペア判定結果信
号SP2が活性化される。ショートの形態が異なるた
め、この場合、不良アドレスプログラム回路250から
の検出信号SP1は非活性状態である。
4にメインワード線レベルでのアドレスRA<m:2>
をプログラムしており、一方、不良アドレスプログラム
回路250には、サブワード線対レベルでのアドレスR
A<m:1>をプログラムしている。しかしながら、1
つのノーマルメインワード線については、サブワード線
間不良またはサブワード線対間不良のうちの1つのワー
ド線ショート不良が存在するとしており、これらの不良
アドレスプログラム回路250および254には、異な
るメインワード線レベルでのロウアドレスが格納される
ため、不良判定結果信号SP1およびSP2が同時に活
性化されることはない。
よびSP2が同時に活性化されても、ノーマルロウデコ
ーダ264が非活性状態であり、スペアサブワード線に
より不良救済が実行されるだけであり、このような状況
が生じても、特に問題ない。
2の間にショートRZbが存在する場合、スペア判定結
果信号SP2が活性化され、図51に示すノーマルプリ
デコード回路260において、ノーマルプリデコード信
号X<1>およびX<2>はともにLレベルの非活性状
態となる。
マルサブワード線SWL1およびSWL2の一方が指定
された場合には、スペア用プリデコード回路268にお
いて、スペアプリデコード信号SX<1>およびSX<
2>の一方が選択状態へ駆動され、不良救済が行なわれ
る。一方、ノーマルプリデコード信号X<3>およびX
<0>の一方が選択状態へ駆動される場合には、スペア
判定結果信号SP1がLレベルのため、スペアプリデコ
ード信号SX<3>およびSX<0>が非選択状態を維
持する。したがって、ノーマルメインワード線およびス
ペアサブワード線がともに選択状態に駆動されても、デ
ータ衝突が生じる可能性はない。
良アドレスプログラム回路254からのスペア判定結果
信号SP2が活性化されると、したがって、ノーマルお
よびスペアメインワード線が選択状態へ駆動されても、
サブワード線単位での不良救済が行なわれる。
ブワード線同時に選択状態へ駆動する必要が生じる。ノ
ーマルサブワード線SWL2が指定されたときには、ノ
ーマルサブワード線SWL3も同時に指定される。この
とき、スペア判定結果信号SP1はLレベルであり、A
ND回路270hおよび270kはディスエーブル状態
であり、したがって、スペアプリデコード信号SX<2
>が選択状態へ駆動され、ノーマルサブワード線SWL
0とスペアサブワード線SSWL2とが選択状態へ駆動
される。これらのワード線SWL0およびSSWL2に
よりビット線対にメモリセルデータが読み出され、ツイ
ンセルモード時のメモリセル単位、すなわち、ツインセ
ルユニットのメモリセルが、ノーマルメモリセルとスペ
アメモリセルとにより構成される。
れる時同時にスペア判定結果信号SP1が活性化される
時には、3本のノーマルサブワード線間においてショー
ト不良が存在する。この場合には、スペア判定結果信号
SP1が活性化されるため、ノーマルロウデコーダ26
4が非活性状態であり、スペアメインワード線のみが選
択されてスペアサブワード線対により不良救済が実行さ
れる(スペア判定結果信号SP1が活性状態の時にはA
ND回路270h−270kが全て活性状態にある)。
この場合においても、ツインセルモードにしたがってサ
ブワード線を選択することができる。
クショート不良が存在しても、メインワード線単位で置
換する必要がなく(4ウェイ階層ワード線構成の場
合)、サブワード線単位で不良救済のための冗長置換を
することができ、スペアサブワード線を他の不良ロウア
ドレスに使用することができ、冗長置換救済効率が改善
される。
を示している。しかしながら、1つのメインワード線に
8本のサブワード線が配置される8ウェイ階層ワード線
構成においても適用することができる。
形態10における変更例が救済するサブワード線間ショ
ート不良の態様を示す図である。図55においては、ノ
ーマルサブワード線SWLR3およびSWLL4の間に
ショートRZZが存在する。ノーマルサブワード線SW
LR3は、ノーマルメインワード線ZMWL<0>に対
応して配置されており、ノーマルサブワード線SWLL
4は、ノーマルメインワード線ZMWL<1>に対応し
て配置される。すなわち、サブワード線間ショートRZ
Zは、異なるメインワード線に対応して設けられるサブ
ワード線間に存在する。サブワード線対単位で冗長置換
を行なう場合、このような場合においても、2つのサブ
ワード線対を冗長置換する必要があり、冗長使用効率が
低い。そこで、このような異なるメインワード線に対応
して配置されるサブワード線間のショート不良を、効率
的に救済する構成を以下に示す。
更例1に従う行選択系回路の構成を概略的に示す図であ
る。この図56に示す構成においては、図49に示す構
成に加えて、さらに、メインワード線対レベルでの不良
アドレスを記憶するための不良アドレスプログラム回路
300と、この不良アドレスプログラム回路300の一
致検出動作に従ってスペア判定を行なってスペア判定結
果信号SP3を活性化するスペア判定回路302が設け
られる。
おいては、メインワード線レベルのアドレスの最下位ビ
ットがドントケア状態にされ、すなわちロウアドレスビ
ットRA<m:3>がプログラムされ、メインワード線
対レベルでの不良判定が行われる。不良アドレスプログ
ラム回路250および254には、先の図49に示す構
成と同様、それぞれアドレスビットRA<m:1>およ
びRA<m:2>を用いて不良アドレスが格納される。
一方が活性化されると、OR回路290により、スペア
ロウデコーダ266が活性化されて対応のスペアメイン
ワード線SZMWLを選択状態へ駆動する。
0>を生成するスペアプリデコード回路304へは、ス
ペア判定結果信号SP1、SP2およびSP3が与えら
れ、これらスペア判定結果信号SP1−SP3に従っ
て、そのプリデコードの態様を変更する。
ァ/ラッチ回路からノーマルサブデコード信号NZSD
F<3:0>およびスペアサブデコード信号SZSDF
<3:0>を生成する信号の経路は、先の図50に示す
構成と同じである。すなわち、中央の制御回路部に設け
られたアドレス入力バッファ/ラッチ回路から内部ロウ
アドレス信号RAFが生成されてノーマルプリデコード
回路260へ与えられ、ノーマルサブデコード信号X<
0>−X<3>が生成され、また、スペアプリデコード
回路304へ与えられ、選択的にスペアプリデコード信
号SX<3:0>が生成される。
ード回路260に含まれるサブワード線選択のためのプ
リデコード信号X<3>−X<0>を生成するプリデコ
ード回路の構成の一例を示す図である。この図57に示
すノーマルプリデコード回路260においては、図51
に示すノーマルプリデコード回路260Sの構成に対
し、スペア判定結果信号SP3とアドレス信号ビットR
AD<2>とに従って、ノーマルプリデコード信号X<
0>およびX<3>を選択的に非活性状態に保持するた
めの構成が設けられる。アドレス信号ビットRAD<2
>は、メインワード線アドレス信号RAD<m:2>の
最下位ビットであり、選択メインワード線が奇数メイン
ワード線であるか偶数ワード線であるのかを示す。スペ
ア判定結果信号SP3は、偶数ノーマルメインワード線
が選択されたとき、対応の4本のサブワード線のうち3
番のサブワード線NSWL3が隣接ノーマルメインワー
ド線の0番のノーマルサブワード線NSWL0と短絡し
ていることか、または、奇数ノーマルメインワード線が
選択されたときには、対応の4本のノーマルサブワード
線のうち0番のノーマルサブワード線SWL0が隣接ノ
ーマルメインワード線の3番のノーマルサブワード線S
WL3と短絡していることを示す。選択ノーマルメイン
ワード線の奇数/偶数に応じてプリデコード信号X<0
>およびX<3>を非活性状態に強制的に設定する。
て、スペア判定結果信号SP3とアドレス信号ビットR
AD<2>とを受けるNAND回路310bと、アドレ
ス信号ビットZRAD<1>およびZRAD<0>とN
AND回路310bの出力信号とを受けるAND回路3
10dが設けられる。ノーマルプリデコード信号X<3
>に対しては、補のアドレス信号ビットZRAD<2>
とスペア判定結果信号SP3とを受けるNAND回路3
10aと、このNAND回路310aの出力信号とアド
レス信号ビットRAD<0>およびRAD<1>とを受
けるAND回路310cが設けられる。他の構成は、図
51に示すノーマルプリデコード回路260Sの構成と
同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、詳
細説明は省略する。なお、この図57に示すプリデコー
ド回路260の構成においてアドレス信号ビットRAD
<2>が用いられているが、このアドレス信号ビットR
AD<2>は、プリデコード信号の活性/非活性の制御
のために用いられており、他のプリデコード回路の部分
において、ノーマルメインワード線を選択するために、
用いられている(プリデコードされている)。
路260の構成においては、スペア判定結果信号SP3
がHレベルとなると、NAND回路310aおよび31
0bがイネーブルされ、NAND回路310aおよび3
10bの出力信号の論理レベルは、アドレス信号ビット
RAD<2>により決定される。
ルの時には、奇数ノーマルメインワード線が指定されて
おり、NAND回路310bの出力信号がLレベルとな
り、AND回路310dからのプリデコード信号X<0
>が非活性状態に保持される。対応のノーマルサブワー
ド線のうち短絡不慮を生じている0番のノーマルサブワ
ード線SWL0を非選択状態に保持する。
Lレベルの時には、補のアドレス信号ビットRAD<2
>がHレベルとなり、NAND回路310aの出力信号
がLレベルに固定される。偶数のノーマルメインワード
線が選択され、3番のノーマルサブワード線SWL3が
短絡不良を生じているため、対応のプリデコード信号X
<3>を非選択状態に保持する。
には、隣接メインワード線のノーマルサブワード線との
短絡は生じていない。この状態においては、NAND回
路310aおよび310bはともにHレベルの信号を出
力しており、図51に示すプリデコード回路260Sと
同様の動作を行なう。
ード回路304の構成を示す図である。図58におい
て、スペア用プリデコード回路304は、スペア判定結
果信号SP1およびSP3を受ける複合ゲート回路30
4aおよび304bが、隣接メインワード線におけるサ
ブワード線間ショート不良を置換救済するために設けら
れる。複合ゲート回路304aは、スペア判定結果信号
SP3とアドレス信号ビットZRAD<2>とを受ける
AND回路と、このAND回路の出力信号とスペア判定
結果信号SP1とを受けるOR回路とを等価的に含む。
複合ゲート回路304bは、アドレス信号ビットRAD
<2>とスペア判定意結果信号SP3とを受けるAND
回路と、このAND回路の出力信号とスペア判定結果信
号SP1とを受けるOR回路とを等価的に含む。
て、スペアプリデコード信号SX<3>に対して、アド
レス信号ビットRAD<1>およびRAD<0>と複合
ゲート回路304aの出力信号とを受けるAND回路3
04cが設けられる。スペアプリデコード信号SX<0
>に対しては、アドレス信号ビットZRAD<1>およ
びZRAD<0>と複合ゲート回路304bの出力信号
とを受けるAND回路304dが設けられる。他の構成
は、図52に示すスペア用プリデコード回路304の構
成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付
し、その詳細説明は省略する。
インワード線NZMWL<1>に対して設けられるノー
マルサブワード線SWL01と、偶数ノーマルメインワ
ード線NZMWL<0>に対して設けられるサブワード
線SWL30の間にショートRZcが存在する場合を考
える。このショート不良の場合には、図56に示す不良
アドレスプログラム回路300において、ノーマルメイ
ンワード線NZMWL<0>およびNZMWL<1>に
ついて、ロウアドレスRAD<m:3>がプログラムさ
れる(最下位メインワード線アドレスビットRAD<2
>を縮退状態に設定する)。
1ビット/1セルモード時において、ノーマルサブワー
ド線SWL01がアドレス指定された場合を考える。ノ
ーマルメインワ−ド線NZMWL<1>は奇数のメイン
ワード線であり、アドレス信号ビットRAD<2>は、
Hレベルであリ、補のアドレス信号ビットZRAD<2
>はLレベルである。この場合、スペア判定結果信号S
P3が活性化され、図57に示すノーマルプリデコード
回路260において、NAND回路310bの出力信号
がLレベルとなり、AND回路310dはディスエーブ
ル状態とされ、ノーマルプリデコード信号X<0>は、
Lレベルの非活性状態に保持される。NAND回路31
0aの出力信号はHレベルであり、AND回路310c
は、イネーブルされデコード動作を行なう。
ス指定されているため、図57に示すノーマルプリデコ
ード回路260において、AND回路260b、260
cおよび310Cからのノーマルプリデコード信号X<
1>、X<2>およびX<3>もLレベルである。
おいては、図58に示すように、複合ゲート回路304
bの出力信号がHレベル、かつ複合ゲート回路304a
の出力信号がLレベルとなり、AND回路304dがイ
ネーブルされ、かつAND回路304cが、ディスエー
ブルされる。スペアプリデコード信号SX<3>が強制
的にLレベルに保持される。ノーマルサブワード線SW
L01がアドレス指定されているため、ノーマルプリデ
コード信号X<0>に対応するスペアプリデコード信号
SX<0>が活性化され、残りのスペアプリデコード信
号SX<1>−SX<3>はすべてLレベルである。
活性化されて、対応のスペアメインワード線が選択状態
へ駆動され、スペアサブワード線SSWL0により、こ
のノーマルサブワード線SW01が置換されてアクセス
される。ノーマルロウデコーダ264は、スペア判定結
果信号SP3の活性化時活性化されて、与えられたロウ
アドレス信号にしたがって、ノーマルメインワード線を
選択状態に駆動する。この場合、ノーマルプリデコード
信号X<0>−X<3>がすべてLレベルの非活性状態
であり、ノーマルメインワード線NZMWL<1>およ
びスペアメインワード線SZMWLがともに選択状態へ
駆動されても、特に問題は生じない。この場合、1ビッ
ト/1セルモード時には、スペア判定結果信号が活性化
される時には、ノーマルロウデコーダが非活性化される
ように構成されてもよい。
いてサブワード線SWL11がアドレス指定された場合
を考える。この状態においては、同様、スペア判定結果
信号SP3がHレベルとなり、同様、図57に示すノー
マルプリデコード回路260において、複合ゲート回路
310aの出力信号はLレベル、複合ゲート回路310
bの出力信号がHレベルとなっても、アドレス信号ビッ
トRAD<1:0>に従って、AND回路310cおよ
び310dからのプリデコード信号X<0>およびX<
3>はともにLレベルに保持される。このとき、スペア
判定結果信号SP2がLレベルであり、インバータ回路
260aの出力信号がHレベルであるため、AND回路
260bにより、ノーマルプリデコード信号X<1>が
Hレベルへ駆動され、ノーマルサブワード線SWL11
が選択状態へ駆動される。対応のノーマルメインワード
線は、ノーマルロウデコーダにより選択状態へ駆動され
る。
においては、AND回路304cまたは304dがイネ
ーブルされても、アドレス信号ビットRAD<1:0>
は、サブワード線SWL11を指定しており、AND回
路270iおよび270jは、ディスエーブル状態にあ
り、スペアプリデコード信号SX<1>およびSX<2
>は、Lレベルを維持し、スペアプリデコード信号SX
<0>−SX<3>はすべてLレベルの非選択状態を維
持する。したがって、この場合には、何ら置換は行なわ
れず、ノーマルサブワード線SWL11が選択状態へ駆
動される。
れた場合には、ノーマルメインワード線NZMWL<0
>が指定されるため、アドレス信号ビットRAD<2>
がLレベル、補のアドレス信号ビットZRAD<2>が
Hレベルとなる。ノーマルプリデコード回路260にお
いて、スペア判定結果信号SP3がHレベルとなるた
め、残りのプリデコード信号X<2:0>は、アドレス
信号ビットRAD<1:0>に従ってLレベルを維持す
る。
ゲート回路304aの出力信号がHレベルとなり、アド
レス信号ビットRAD<1:0>に従って、スペアプリ
デコード信号SX<3>がHレベルとなる。従って、ノ
ーマルプリデコード信号X<3>が非活性状態、一方、
スペアプリデコード信号SX<3>がHレベルとなり、
スペアサブワード線SSWL3が選択状態へ駆動され
る。
が、隣接ノーマルメインワード線NZMWL<2>のノ
ーマルサブワード線SWL02と短絡を生じている場
合、スペア判定結果信号SP3は非活性状態を維持する
ため、置換救済は行なわれない。これは、メインワード
線アドレスの最下位ビットを縮退して不良アドレスを指
定しているため、ノーマルメインワード線NXMWL<
1>およびNZMWL<2>は、アドレス信号ビットR
AD<3>のビット値が異なるためである。したがっ
て、アドレス信号ビットRAD<m:3>が同一である
メインワード線においてサブワード線が短絡不良を生じ
ている時にこの短絡不良を救済することができる。
モード時においては、アドレスビットRF<0>が縮退
状態に設定される。この状態において、サブワード線S
WL11およびSWL01がアドレス指定された場合を
考える。このときには、ノーマルプリデコード信号X<
1>は、Hレベルに駆動され、一方、ノーマルプリデコ
ード信号X<0>は、スペア判定結果信号SP3がHレ
ベルでありかつアドレス信号ビットRAD<2>がHレ
ベルであるため、Lレベルを維持する。したがって、ノ
ーマルメインワード線NZMWL<1>が、ノーマルロ
ウデコーダにより選択状態へ駆動された場合、ノーマル
サブワード線SWL11が選択状態へ駆動される。一
方、スペア用プリデコード回路304においては、AN
D回路304dにより、スペアプリデコード信号SX<
0>がHレベルへ駆動され、スペアサブワード線SSW
L0が選択状態へ駆動される。したがって、この場合、
ノーマルサブワード線SWL11およびスペアサブワー
ド線SSWL0が同時に選択状態へ駆動される。
20およびSWL30が同時にアドレス指定された場合
には、ノーマルサブワード線SWL20およびスペアサ
ブワード線SSWL3が選択状態へ駆動される。したが
って、ツインセルモード時には、ノーマルサブワード線
SWL1およびスペアサブワード線SSWL0が対をな
して、また、ノーマルサブワード線SWL20とスペア
サブワード線SSWL3が対をなして、同時に選択状態
へ駆動される。
P3が同時に選択状態へ駆動される場合には、メインワ
ード線単位での冗長置換が行われる。
ェイ階層ワード線構成が用いられているが、8ウェイ階
層ワード線構成に対しても容易に拡張可能である。
形態10の変更例2のスペア判定部の構成を概略的に示
す図である。図60においては、図56に示す不良アド
レスプログラム回路300に加えて、さらに、メインワ
ード線対間のノーマルサブワード線間のショート不良を
検出するための構成が設けられる。すなわち、メインワ
ード線対間不良検出部は、電源ノードとノード350d
の間に接続され、かつそのゲートにプリチャージ指示信
号/PRGを受けるPチャネルMOSトランジスタ35
0aと、ロウアドレスビットRAD<2>およびRAD
<1>がともにHレベル(“1”)のとき、ノード35
0dを接地電圧レベルに駆動する第1の一致検出回路3
50bと、ロウアドレスビットRAD<2>およびRA
D<1>がともにLレベル(“0”)のときに、ノード
350dを接地電圧レベルに駆動する第2の一致検出回
路350cを含む。
50bと接地ノードの間に直列に接続されるNチャネル
MOSトランジスタを含む。第2の一致検出回路350
cは、ロウアドレスビットRAD<2>およびRAD<
1>をそれぞれ反転するインバータ回路と、ノード35
0dと接地ノードの間に接続されかつそれぞれのゲート
にインバータ回路の出力信号を受けるNチャネルMOS
トランジスタを含む。
は、さらに、不良アドレスプログラム回路300からの
一致検出信号SP3Fとメインワード線対間不良検出部
からの一致検出信号SP3Cとを受け、最終一致検出信
号SP3Dを生成するAND回路350eを含む。この
AND回路350eからの最終一致検出信号SP3D
が、図56に示すスペア判定回路302へ与えられる。
メインワード線レベルのアドレスRAD<m:2>のう
ち最下位ビットを縮退したアドレスが格納される。した
がって、不良アドレスプログラム回路300において
は、ロウアドレスビットRAD<m:3>がプログラム
される。不良アドレスプログラム回路300により、メ
インワード線対間のサブワード線間の不良を有するメイ
ンワード線が検出される。一方、メインワード線対間不
良検出部においては、アドレスビットRAD<2>およ
びRAD<1>がともにその論理レベルが一致している
場合に、一致検出信号SP3CをLレベルに駆動する。
これにより、ツインセルモード時において、ショートを
生じているサブワード線対を含むサブワード線が指定さ
れたときのみ、最終一致検出信号SP3Dを活性状態へ
駆動する。
>およびNZMWL<1>およびサブワード線SWL0
−SWL3の各対応のロウアドレスビットを示す図であ
る。ノーマルメインワード線NZMWL<0>およびN
ZMWL<1>は、それぞれ、ロウアドレスビットRA
D<2>が“0”および“1”のときに指定される。
L0−SWL3は、ロウアドレスビットRAD<1:0
>により特定される。これらのノーマル/スペアサブワ
ード線SWL0−SWL3は、RAD<1:0>=
(0,0)、(0,1)、(1,0)、および(1,
1)により指定される。
ては、ノーマルメインワード線NZMWL<0>および
NZMWL<1>一方がアドレス指定されたときに、そ
の一致検出信号SP3Fを活性状態(Hレベル)へ駆動
される。今、ノーマルメインワード線NZMWL<1>
においてノーマルサブワード線SWL3がアドレス指定
された場合を考える。このときには、ロウアドレスビッ
トRAD<2>が“1”でありかつロウアドレスビット
RAD<1>が“1”であり、したがって、ノード35
0dからの一致検出信号SP3CがLレベルとなり、最
終一致検出信号SP3DはLレベルを維持する。したが
って、この場合、冗長置換は行なわれず、ツインセルモ
ード時においてはノーマルサブワード線SWL2および
SWL3が選択状態へ駆動される。
<1>においてノーマルサブワード線SWL0が指定さ
れた場合には、ロウアドレスビットRAD<2>が
“1”、ロウアドレスビットRAD<1>が、“0”と
なり、図60においてメインワード線間不良検出部のプ
リチャージノード350dからの一致検出信号SP3C
は、Hレベル(プリチャージ状態)を維持し、したがっ
て、不良アドレスプログラム回路300からの一致検出
信号SP3FがHレベルであるため、最終一致検出信号
SP3DがHレベルとなる。この場合には、スペア判定
結果信号SP3が活性化され、ノーマルサブワード線S
WL0がスペアサブワード線と置換され、ツインセルモ
ード時においては、ノーマルサブワード線SWL1およ
びスペアサブワード線SSWL0が同時に選択される。
<0>が指定されかつサブワード線SWL1が指定され
た場合には、ロウアドレスビットRAD<2>およびR
AD<1>がともに“0”であり、メインワード線対間
不良検出部からの一致検出信号SP3CがLレベルとな
り、冗長置換は行なわれない。一方、サブワード線SW
L3が指定された場合には、ロウアドレスビットRAD
<2>およびRAD<1>が、それぞれ“0”および
“1”となり、一致検出信号SP3CがHレベルとな
り、サブワード線単位での冗長置換が実行される。
様にして、サブワード線単位での冗長置換が行われる。
いて、上部対のサブワード線が指定されたか下部対のサ
ブワード線が指定されたか、およびメインワード線対に
おいて上部のメインワード線が指定されたかまたは下部
のメインワード線が指定されたかに応じて選択的に冗長
置換を行なうことにより、ツインセルモード時および1
ビット/1セルモード時において、サブワード線間不良
が生じていないサブワード線がアドレス指定された場合
において、正確に、ノーマルサブワード線の対を選択状
態へ駆動することができ(ツインセルモード時)、より
不良救済効率を改善することができる。
イコード表示とし、隣接メインワード線のアドレスが、
1ビットのみその論理レベルが異なる構成とすると、こ
の1ビットのアドレスを縮退状態とするように不良アド
レスプログラム回路300にプログラムすれば、任意の
メインワード線の対におけるサブワード線間ショート不
良を救済することができる。この場合も、縮退状態とさ
れたロウアドレスビットとサブワード線対レベルのロウ
アドレスビットRAD<1>との論理レベルの一致/不
一致を見ることにより、ショートの存在しないサブワー
ド線対の選択時冗長置換を行なうことなくノーマルサブ
ワード線の対をツインセルモード時選択状態へ駆動する
ことができる。ただし、この場合、グレイコード表示さ
れたアドレスは順次大きくなる必要がある。一般のグレ
イコード表示のロウアドレスを利用する場合、その不良
メインワード線対のグレイコード表示されたアドレスと
実際のビット値に応じて、上側のサブワード線がアドレ
ス指定されたか下側のサブワード線がアドレス指定され
たかを判定するように構成すればよい。
層ワード線構成が示されている。しかしながら、8ウェ
イ階層ワード線構成においても、同様メインワード線対
間とのサブワード線間ショートの場合、隣接サブワード
線SWL0およびSWL7に対応するプリデコード信号
X<0>およびX<7>を、スペア判定結果信号SP3
に従って非活性状態に駆動する構成を利用することによ
り、容易にこの冗長救済構成を、4ウェイ階層ワード線
構成から8ウェイ階層ワード線構成へ拡張することがで
きる。
ドレスビットの対応]図62は、この発明の実施の形態
10におけるロウアドレスビットRAD<m:0>とス
ペア判定結果信号SP1−SP3またはSP3Dの対応
関係を概略的に示す図である。ロウアドレスビットRA
D<m:1>によりサブワード線対が特定され、同一メ
インワード線に接続されるサブワード線対の不良が救済
される。この場合にはスペア判定結果信号SP1が活性
化され、ノーマルメインワード線は非選択状態を維持す
る。
>より、メインワード線が特定される。その場合、1つ
のメインワード線において隣接サブワード線対間のショ
ート不良が検出され、スペア判定結果信号SP2が活性
化される。この場合には、スペアメインワード線および
ノーマルメインワード線がともに選択状態へ駆動され
る。
>により、メインワード線対レベルのショートが検出さ
れ、スペア判定結果信号SP3が活性化される。
RAD<m:3>と、ロウアドレスビットRAD<2:
1>の不一致検出信号SP3Cとの論理積により、隣接
メインワード線対におけるサブワード線対のショートが
検出され、一致検出信号SP3Dが活性化される。これ
らの場合においても、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選択状態へ駆動される。
に、不良アドレスが対応の不良アドレスプログラム回路
にプログラムされる。
ログラム回路からの一致検出信号SP3Fと一致検出信
号SP3Cとに従って、最終一致検出信号SP3Dを生
成してスペア判定回路302へ与えている。しかしなが
ら、この一致検出信号SP3Cをスペア判定回路302
へ与え、スペア判定回路302が、複数の不良アドレス
プログラム回路からの一致検出信号SP3Cに従ってス
ペア判定結果信号SP3の活性/非活性を行なうように
構成されてもよい。
る場合、差金図57および図58に示すプリデコード回
路の構成を以下のように構成してもよい。すなわち、図
57に示すノーマルプリデコード回路260の構成にお
いて、NAND回路310aおよび310bに代えて、
スペア判定結果信号SP3を受けるインバータ開とが配
置される。図58に示すスペアプリデコード回路の構成
において、複合ゲート回路304aおよび304bに代
えて、スペア判定結果信号SPSP1およびSP3を受
けるOR回路を配置する。この構成の場合、不良アドレ
スとして、メインワード線レベルのアドレスRAD<
m:2>をここにプログラムする。隣接メインワード線
の対の制限が生じることがなく、メインワード線間の短
絡不良を救済することができる。
に従えば、ショートの存在するサブワード線対の位置に
応じてプリデコードを行なう態様を変更しており、隣接
サブワード線対間のショートを効率的に救済することが
でき、置換効率を改善することができる。
実施の形態11に従うプリデコード回路の構成を示す図
である。この図63に示すプリデコード回路は、図7に
示すプリデコード回路2の構成に対応し4ウェイ階層ワ
ード線構成において、4つのプリデコード信号X<0>
−X<3>のうちの2つをツインセルモード時選択状態
へ駆動する。
内部ロウアドレスビットRAF<1>を受けるインバー
タ402aと、インバータ402aの出力信号を受ける
インバータ402bと、インバータ402aの出力信号
とツインセルモード指示信号T_MODE_nを受ける
NANDゲート402cと、インバータ402bの出力
信号とツインセルモード指示信号T_MODE_nを受
けるNAND回路402dを含む。NAND回路402
cから内部ロウアドレスビットRAD<1>が生成さ
れ、NAND回路402dから補の内部ロウアドレスビ
ットZRAD<1>が出力される。
レスビットRAF<0>を受けるインバータ402e
と、インバータ402eの出力ビットZRAD<0>を
受けるインバータ402fと、インバータ402fから
のロウアドレスビットRAD<0>とNAND回路40
2cからのロウアドレスビットRAD<1>を受け、プ
リデコード信号X<3>を生成するAND回路402g
と、インバータ402eからのロウアドレスビットZR
AD<0>とNAND回路402cからのロウアドレス
ビットRAD<1>を受けてプリデコード信号X<2>
を生成するAND回路402hと、インバータ402f
からのロウアドレスビットRAD<0>とNAND回路
402dからのロウアドレスビットZRAD<1>を受
けてプリデコード信号X<1>を生成するAND回路4
02iと、インバータ402eからのロウアドレスビッ
トZRAD<0>とNAND回路402dからのロウア
ドレスビットZRAD<1>を受けてプリデコード信号
X<0>を生成するAND回路402jを含む。
nは、1ビット/2セルのツインセル動作モードが指定
されたときにLレベルに設定される。この状態において
は、NAND回路402cおよび402dから出力され
るロウアドレスビットRAD<1>およびZRAD<1
>がともにHレベルの選択状態となり、ロウアドレスビ
ットRA<1>が縮退状態に設定される。これらのプリ
デコード信号X<0>−X<3>は互いに隣接するサブ
ワード線SWL0−SWL3に対応する。したがって、
インバータ402eおよび402fからのロウアドレス
ビットZRAD<0>およびRAD<0>の論理値に従
って、プリデコード信号X<0>およびX<2>の組お
よびプリデコード信号X<1>およびX<3>の組の一
方がHレベルの選択状態へ駆動される。したがって常
に、1本のワード線(サブワード線)を間に置いた隣接
ワード線の組SWL0およびSWL2またはSWL1お
よびSWL3が同時に選択状態へ駆動される。
nをHレベルに設定すると、NAND回路402cおよ
び402dはインバータとして動作する。したがって、
ロウアドレスビットRA<1:0>をプリデコードし
て、4つのプリデコード信号X<0>−X<3>の1つ
が選択状態へ駆動される。このツインセルモード指示信
号T_MODE_nにより、1ビット/1セルモードお
よびツインセルモードを切換えることができる。
ロウアドレスビットRA<1>をツインセルモード時に
縮退状態に設定している点が、図8に示すプリデコーダ
2の構成と異なる。
略的に示す図である。この図64に示すように、メモリ
セルMCは、図1に示す配置と同様、「ハーフピッチセ
ル配置」に配置されており、ビット線コンタクトBCT
が、列方向において、4行おきに配置され、行方向にお
いて、1列おきに配置される。
に沿って配置され、各列においてビット線BLおよびZ
BLに交互にレイアウト単位LTが接続される。ここ
で、メモリセルの1列にビット線BLおよびZBLが配
置されるとする。
ード時におけるセル単位、すなわち、ツインセル単位M
TUは、行方向において隣接するメモリセルMC1およ
びMC2である。しかしながら、本実施の形態11にお
いては、隣接サブワード線は、同時に選択されず、1本
のサブワード線を間においたサブワード線の対が選択さ
れるため、ツインセル単位MTUは、メモリセルMC1
およびMC3で構成される。すなわち、同時に選択され
るサブワード線のピッチが、ツインセル単位LTのメモ
リセルMC1およびMC3のビット線コンタクトの列方
向におけるピッチに等しくなる。
C1およびMC2のキャパシタコンタクトCCTに接続
されるマイクロショートMRZが存在する状態を考え
る。メモリセルMC1およびMC2がツインセル単位M
TUを構成する場合、これらのメモリセルMC1および
MC2に常に相補データが格納される。したがって、マ
イクロショートMRZが存在する場合、Hレベルデータ
を格納するストレージノードからLレベルデータを格納
するストレージノードにリーク電流が流れる。これによ
り、ツインセルモード時のデータ保持特性が劣化しロン
グリフレッシュ特性が損なわれるという問題が生じる可
能性がある。
ット線コンタクトBCTの配置ピッチだけ離れたメモリ
セルMC1およびMC3で構成することにより、このよ
うなマイクロショートMRZが隣接メモリセルのストレ
ージノード間において生じていても、これらの隣接メモ
リセルMC1およびMC2に相補データが格納される可
能性を低減することができ、データ保持特性を改善する
ことができる。
うリフレッシュアドレスを発生するリフレッシュカウン
タ6の構成の一例を示す図である。この図65に示すリ
フレッシュカウンタ6は、図11に示すリフレッシュカ
ウンタ6の構成に対応する。
は、クロック入力に与えられる信号の立上がりに応答し
て入力Dへ与えられる信号を取込みかつ出力するD型フ
リップフロップ6a0−6a10と、ツインセルモード
指示信号T_MODE_nを受けるインバータ6bと、
インバータ6bの出力信号に応答して、D型フリップフ
ロップ6a0の出力ZQからの信号を次段のD型フリッ
プフロップ6a1およびさらに次段のD型フリップフロ
ップ6a2の一方へ与えるデマルチプレクサ6eを含
む。
ック入力にリフレッシュ動作完了指示信号REF#Rを
受け、リフレッシュ動作完了ごとに、リフレッシュアド
レスビットQA<0>を変化させる。
ド指示信号T#MODE#nが、Hレベルのときには、D
型フリップフロップ6a0の出力ZQからの信号を次段
のD型フリップフロップ6a1のクロック入力へ与え
る。デマルチプレクサ6eは、ツインセルモード指示信
号がLレベルにあり、ツインセルモードを指示している
時には、D型フリップフロップ6a0の出力ZQからの
出力信号をさらに次段のD型フリップフロップ6a2に
転送する。この時には、D型フリップフロップ6a1
は、そのクロック入力の信号レベルが固定されるため、
リフレッシュアドレスビットQA<1>は、ツインセル
モード時においては、リセット状態に保持される。
バータ6bの出力信号にしたがって、D型フリップフロ
ップ6a1の出力ZQからの信号とデマルチプレクサ6
eからの信号の一方を選択してD型フリップフロップ6
A2のクロック入力へ与えるマルチプレクサ6fを含
む。このマルチプレクサ6fは、ツインセルモード指示
信号T#MODE#nがHレベルにあり、1ビット/1セ
ルモードを指定している時には、D型フリップフロップ
6a1からの出力信号を選択し、一方、ツインセルモー
ド指示信号T#MODE#nがLレベルの時には、デマル
チプレクサ6eからの信号を選択する。
各々は、自身の出力ZQからの出力信号をD入力に受け
る。D型フリップフロップ6a2−6a10は、それぞ
れ、自身の出力ZQからの信号を次段のD型フリップフ
ロップのクロック入力へ与える。また、これらのD型フ
リップフロップ6a0−6a10は、リセット信号RS
Tに応答して、その出力Qからの信号が“0”にリセッ
トされる。
は、図11に示すリフレッシュカウンタ6と同様、リプ
ルカウンタをベースにしたカウンタであり、D型フリッ
プフロップ6a0−6a10の出力Qから、リフレッシ
ュアドレスビットQA<0>−QA<10>が出力され
て、次段のプリデコーダへ与えられる。
ド指示信号T_MODE_nがHレベルであり、1ビッ
ト/1セルモードを示すときには、D型フリップフロッ
プ6a0の出力信号を次段のD型フリップフロップ6a
1のクロック入力へ与える。この時、マルチプレクサ6
fが、D型フリップフロップ6a1の出力信号を選択し
て次段のD型フリップフロップ6a2のクロック入力へ
与える。したがって、この1ビット/1セルモードのと
きの動作は、図12(A)を参照して説明したものと同
じであり、プリデコード信号X<0>−X<3>が、1
つずつ、順次リフレッシュアドレスビットにしたがって
選択時状態へ駆動される。
ド時の動作について説明する。ツインセルモード時にお
いては、デマルチプレクサ6eは、D型フリップフロッ
プ6a0の出力信号をD型フリップフロップ6a2のク
ロック入力へマルチプレクサ6fを介して与える。初段
のD型フリップフロップ6a0には、リフレッシュ動作
完了指示信号REF_Rが与えられている。このフリッ
プフロップ動作完了指示信号REF_Rが発生されるご
とに、ビットQA<0>が、0および1を繰返す。リフ
レッシュアドレスビットQA<1>は、リセット状態の
“0“である。一方、アドレスビットQA<10:2>
は、ビットQA<0>がLレベルに立下がるごとに1増
分される。ビットQA<10:2>のカウント値が、
0、1、2、…とリフレッシュ動作完了指示信号REF
_Rが2回発生されるごとに1ずつ増分する。
ビットQA<1>は、図63に示すプリデコーダ6によ
り縮退される。したがって、リフレッシュアドレスは、
れフレッシュ動作完了指示信号REF#Rが活性化され
るごとに、(0,2)、(1,3)、(4,6)、…と
増分し、各リフレッシュ動作時において奇数または偶数
の2つのロウアドレスの行(サブワード線)が同時に選
択される。アドレスビットが11ビットであり1ビット
のアドレスビットQA<1>が縮退状態とされるため、
1K回リフレッシュを行なえば全ロウが1回リフレッシ
ュされる。これにより、ツインセルモード時および1ビ
ット/1セルモード時いずれにおいても、正確にリフレ
ッシュを行なうことができる。
の変化から明らかなように、8ウェイ階層ワード線構成
においても、アドレスビットRAD<1>をツインセル
モード時に縮退状態とすれば、同様に、ビット線コンタ
クトピッチと同じピッチだけ離れたサブワード線の対を
選択することができる。アドレスビットRAD<0>−
RAD<2>にしたがってプリデコード信号X<0>−
X<7>を生成する構成において、アドレスビットRA
D<1>を縮退するだけでよく、プリデコーダの構成と
しては、図19に示す構成を利用することができる。図
19において、NAND回路2cおよび2dとインバー
タ2eおよび2fとを入替えることにより、容易に8ウ
ェイ階層ワード線に対する構成を実現することができ
る。
に関連する部分の構成は、実施の形態1において用いら
れた構成を利用することができる。全体の構成として
は、したがって図11に示す構成と同じとなる。
おいては、データ保持を行なうセルフリフレッシュモー
ド時においてのみ、ビット線イコライズ指示信号の3値
駆動およびクランプトランジスタの電流制限機能を有効
とする構成が用いられてもよい。すなわち、セルフリフ
レッシュ指示信号SRFの活性化に応答して、ビット線
イコライズ指示信号BLEQを3値駆動し、通常アクセ
ス時においてはこのビット線イコライズ指示信号を2値
駆動する構成が用いられてもよい。これは、単に、プル
アップ/プルダウン用トランジスタを、セルフリフレッ
シュモード時においてのみ動作させることにより実現で
きる(セルフリフレッシュモード指示信号SRF活性化
時、プルアップ/プルダウントランジスタをオン状態と
し、それ以外、オフ状態とする)。
レッシュモード時においてのみ動作させる場合、クラン
プトランジスタのゲートへ、セルフリフレッシュ指示信
号SRFを与え、このセルフリフレッシュ指示信号SR
Fを、セルフリフレッシュモード時には、ビット線プリ
チャージ電圧VBLレベルとし、それ以外のときには、
これらクランプトランジスタを低抵抗の導通状態に設定
する昇圧電圧レベル(NチャネルMOSトランジスタを
クランプトランジスタとして利用する場合)に設定す
る。PチャネルMOSトランジスタをクランプトランジ
スタとして利用する場合には、セルフリフレッシュモー
ド指示信号SRFの非活性化時、これを接地電圧レベル
にしてクランプ用トランジスタのゲートに与える。これ
により、セルフリフレッシュモード時において、ツイン
セルモードでデータの保持が行なわれる場合、スタンバ
イ電流を確実に抑制しかつ正確にデータを保持すること
ができる。また、通常アクセス動作時の1ビット/1セ
ルモード時においては、高速で、ビット線のプリチャー
ジ/イコライズを実行することができる。
は、ツィンセルモードで動作する半導体記憶装置を対象
としている。しかしながら、通常の1ビット/1セルで
データを記憶する半導体記憶装置であっても、これらの
実施の形態6−9は適用可能である。不良と判定されな
いマイクロショートが存在する場合のスタンバイ電流を
低減することができる。
載DRAMが述べられている。しかしながら、本発明
は、一般のDRAM単体に対しても適用可能である。
のワード線を同時に選択して、相補ビット線対にそれぞ
れメモリセルが結合するように構成しており、長期にわ
たってデータを保持することができ、リフレッシュ回数
を大幅に低減でき、応じてデータ保持モードにおける消
費電力を低減することができる。
縮退して同時にワード線対を選択することにより、簡易
な回路構成で、同時にワード線対を選択状態へ駆動する
ことができ、また1ビット/1セルモードと1ビット/
2セルモードとの切換も容易となる。
ワード線を同時に選択することにより、確実に隣接ビッ
ト線対にメモリセルを結合させることができる。
をおいたビット線を対とし、また1行間をおいたワード
線を同時に選択することにより、相補ビット線対に対し
同時にメモリセルを結合することができる。
アドレス信号に従って行選択を行ない、かつ1ビット/
2セルモード時には、アドレス信号の所定のビットを縮
退して行選択を行なうことにより、容易に、1ビット/
1セルモードおよび1ビット/2セルモードの切換を行
なうことができ、従来のDRAMの構成を利用して、1
ビット/2セルモードで動作するDRAMを容易に実現
できる。
態時ハイインピーダンス状態とし、アクティブ状態時に
所定のセルプレート電圧を印加することにより、容量結
合でHレベルデータを保持するストレージノードおよび
Lレベルデータを保持するストレージノードに同様の電
位変化を生じさせることができ、応じて、相補ビット線
対に結合されるメモリセルのストレージノードの電位差
を一定に保持することができ、リフレッシュ間隔を大幅
に長くすることができ、消費電力を低減することができ
る。
に、1ビット/1セルモードで動作させることにより、
短時間でリフレッシュ特性をテストすることができる。
ード時の同時に選択されるワード線の数の整数倍設けて
おくことにより、同時に選択されるワード線の組単位で
冗長置換を行なうことが可能となり、不良ビット救済時
において同時に選択されるワード線が異なる組のスペア
ワード線に置換されるのを防止できる。
いて同時に選択されるワード線の組の整数倍の冗長行で
同時に置換する構成とすることにより、確実に、同時に
選択されるワード線は、同時に選択される冗長ワード線
で置換することができる。
線の両側に交互に配置するとともに、同時に関連して選
択状態へ駆動されるワード線をその両端において導電線
により相互接続することにより、高速でサブワード線を
選択状態へ駆動することができ、応じてメモリセルデー
タを高速で対応のビット線に読出すことができ、センス
開始タイミングを早くでき、応じてロウアクセス時間を
短縮することができる。また、対をなして同時に選択状
態へ駆動されるサブワード線の両端において導電線に相
互接続し、その両側に配置されるサブワードドライバで
同時に選択状態を駆動することにより、階層ワード線構
成による高速のサブワード線選択に加えてさらに高速に
サブワード線を選択状態へ駆動することができ、ロウア
クセス時間を短縮することができる。
択状態へ駆動される組として配置しており、導電線のレ
イアウトが容易となる。
に電流制限機能された電流を伝達するように構成するこ
とにより、列線にマイクロショートなどのような不良が
存在する場合においても、リーク電流を低減することが
でき、応じてスタンバイ時の消費電流の増大を抑制する
ことができる。
高抵抗の導通状態に設定し、メモリセル選択動作時には
高抵抗の非導通状態に設定することにより、マイクロシ
ョートなどの不良が存在しても、簡易な制御構成でメモ
リセル選択動作に悪影響を及ぼすことなくスタンバイ電
流を低減することができる。
イ時に一旦低抵抗の導通状態に設定してから高抵抗の導
通状態に設定することにより、確実に列線(ビット線
対)を所定電圧レベルに設定してこの列線の所定電圧レ
ベルからのずれを小さくすることができ、正確なメモリ
セルデータの検知を行なうことができる。これにより、
スタンバイ時の消費電流をメモリセルの保持データに悪
影響を及ぼすことなく低減することができる。
モリブロック単位で設け、遅延アレイ活性化信号とブロ
ック選択信号とにより制御信号出力ノードをドライブ
し、かつこの出力ノードにクランプトランジスタを配置
することにより、選択メモリブロックのスタンバイ復帰
時に列線を所定電圧レベルに設定した後、列線電圧保持
回路を高抵抗導通状態に設定することができ、確実に、
メモリブロック単位で列線電圧保持回路を3値駆動して
スタンバイ時の消費電流を低減することができる。
動能力の小さなトランジスタで構成することにより、こ
の制御回路の消費電流を低減して、列線電圧保持回路を
3値駆動することができる。
ルデータのハイレベルデータに相当する電圧レベルとす
るとき、クランプトランジスタとしてPチャネルMOS
トランジスタを利用することにより、列線電圧保持回路
を、たとえアレイ電源電圧レベルに列線をプリチャージ
する構成の場合でも、3値駆動することができ、また正
確に、電圧保持回路のトランジスタのしきい値の影響を
受けることなく、このハイレベルデータに相当する電圧
を列線に伝達することができる。
流制限機能を有するサブ電源回路を配置し、これらのサ
ブ電源回路を介して所定電圧を列線電圧保持回路に伝達
することにより、小占有面積で列線電圧保持回路の消費
電流を容易に低減することができる。
ごとに配置することにより、不良列救済時においても存
在する不良に起因するリーク電流を確実に低減すること
ができる。
の構成においても、不良列救済単位に対応するようにサ
ブ電源回路を配置することにより、正確に不良ブロック
(不良列救済単位)の不良に起因するリーク電流を低減
することができ、スタンバイ電流の増大を抑制すること
ができる。
てサブ電源回路を配置し、電流制限機能を有するトラン
ジスタ素子を介して対応の電圧保持回路へ所定電圧を伝
達することにより、列線単位でリーク電流を低減するこ
とができ、確実にスタンバイ時の消費電流の増大を抑制
することができる。
て、PMOSトランジスタを利用することにより、アレ
イ電源電圧レベルに列線をプリチャージする方式におい
ても、正確にプリチャージ電圧レベルに低消費電流で列
線を保持することができる。
ロジックトランジスタを利用することにより、トランジ
スタのしきい値電圧の影響を十分小さくして、列線の電
圧保持を行なうことができる。
ることにより、リーク電流の補償が十分でなく列線の電
圧レベルが所定電圧レベルからずれる場合においても、
その影響を受けることなく正確にデータの保持およびセ
ンスを行なうことができる。
タで構成することにより、たとえ列線の所定電圧がハイ
レベルデータに対応する電圧レベルであっても、トラン
ジスタのしきい値電圧の影響を受けることなく正確に所
定電圧レベルに列線を保持することができる。
う第1のスペア判定回路と、メインワード線単位で不良
を判定する第2のスペア判定回路とを設け、これらの判
定回路の判定結果に応じて、サブワード線の選択態様を
変更することにより、効率的にサブワード線における不
良の形態に応じて冗長置換形態を変更することができ、
冗長置換効率を改善することができる。
を行なう第3の判定回路をさらに設けることにより、よ
り数多くのサブワード線不良の形態に応じて柔軟に冗長
置換形態を変更することができ、サブワード線のショー
トの種類に応じて、不良救済のための冗長置換を全てサ
ブワード線単位で行なうことができ、不良救済効率を改
善することができる。
的に隣接するサブワード線とすることにより、隣接サブ
ワード線間のショートなどの不良をサブワード線単位の
冗長置換により容易に救済することができる。
置されたノーマルサブワード線を不良検出時非選択状態
とすることにより、同一メインワード線に接続される隣
接サブワード線間のショート等の不良を冗長置換により
サブワード線単位で容易に効率的に救済することができ
る。
して配置される隣接サブワード線を不良検出時非選択状
態とすることにより、隣接サブワード線間のショートな
どの不良をサブワード線単位の冗長置換により救済する
ことができる。
ンセルモード時、不良検出時スペアサブメインワード線
およびノーマルメインワード線を選択状態へ駆動するこ
とにより、サブワード線単位での冗長置換においても、
正確にビット線対に相補メモリセルデータを読出すこと
ができ、ツインセルモードで動作する不良救済効率の優
れた低消費電力の半導体記憶装置を実現することができ
る。
いたワード線の対を同時に選択状態へ駆動することによ
り、隣接メモリセルのストレージノード間にマイクロシ
ョートが存在しても、これらのストレージノードに相補
データが格納される可能性が、隣接メモリセルによりツ
インセル単位を構成する場合に比べて低くなり、リーク
電流を低減することができ、データ保持特性が劣化する
のを防止することができる。
いては、相補データが読み出される構成とすることによ
り、ビット線に現われる読出電圧が等価的に大きくな
り、リフレッシュ間隔を長くすることができ、消費電流
を低減することができる。
ル」配置とすることにより、選択ワード線対とビット線
対との間にメモリセルを配置すことができ、ツインセル
モードを容易に実現することができる。
置のアレイ部の構成を概略的に示す図である。
されるメモリセルの構成を示す図である。
す信号波形図である。
の電圧の時間変化を示す図である。
出時の信号波形を示す図である。
置のワード線駆動部の構成を示す図である。
概略的に示す図である。
である。
示す図である。
成を示す図である。
シュカウンタの構成の一例を示す図である。
レッシュカウンタの動作を示すタイミングチャート図で
ある。
号発生部の構成を概略的に示す図である。
装置の全体の構成を概略的に示す図である。
含まれる昇圧電圧発生回路の構成を概略的に示す図であ
る。
ロックに含まれるセルフリフレッシュタイマの構成を概
略的に示す図である。
概略的に示す図である。
成を概略的に示す図である。
す図である。
装置のアレイ部の構成を概略的に示す図である。
示す図である。
装置の要部の構成を概略的に示す図である。
装置の動作を説明するための図である。
装置の要部の構成を概略的に示す図である。
を概略的に示す図である。
を概略的に示す図である。
装置の要部の構成を概略的に示す図である。
ワード線に関連する部分の構成をより具体的に示す図で
ある。
装置の要部の構成を概略的に示す図である。
である。
プリチャージ/イコライズ回路の動作を模式的に示す図
である。
示す図である。
示す信号波形図である。
線プリチャージ/イコライズ回路の構成を示す図であ
る。
イコライズ制御回路の構成を示す図である。
示す信号波形図である。
回路装置の全体の構成を概略的に示す図である。
リチャージ/イコライズ回路の構成を示す図である。
である。
装置のアレイ部の構成を概略的に示す図である。
O線対とIO線対の対応関係を概略的に示す図である。
済単位を模式的に示す図である。
装置の要部の構成を概略的に示す図である。
り具体的に示す図である。
回路部の構成を概略的に示す図である。
回路部の構成をより具体的に示す図である。
形態9の変更例をそれぞれ示す図である。
サブアレイの配置およびショートを示す図である。
回路の構成を概略的に示す図である。
コード信号の伝達経路を概略的に示す図である。
の構成を示す図である。
成を示す図である。
アドレスプログラム時の冗長置換の対応を概略的に示す
図である。
グラム時における冗長置換の対応を概略的に示す図であ
る。
るショートの一例を示す図である。
ける行選択系回路の構成を概略的に示す図である。
構成を示す図である。
構成を示す図である。
ラム時の冗長置換の対応の一例を示す図である。
ける不良アドレスプログラム部の構成を概略的に示す図
である。
けるロウアドレスビットとノーマルメインワード線およ
びノーマルサブワード線の対応を示す図である。
ウアドレスビットと対応のスペア判定結果信号の対応関
係を模式的に示す図である。
ーダの構成を示す図である。
セル単位の構成を概略的に示す図である。
ッシュアドレスを発生するリフレッシュカウンタの構成
を概略的に示す図である。
ッシュアドレスの発生シーケンスの一例を示す図であ
る。
的に示す図である。
概略的に示す図である。
構造を概略的に示す図である。
電荷量の時間変化を示す図である。
センスアンプ回路、SWDE0−SWDE2,SWDO
0−SWDO2 サブワード線ドライバ、BL,ZBL
ビット線、SWLP ツインセルモード時のワード線
対、1 入力バッファ/ラッチ回路、2 プリデコード
回路、3 サブデコード信号発生回路、2c,2d N
AND回路、2g−2j AND回路、6 リフレッシ
ュカウンタ、16 ロウアドレス入力回路/リフレッシ
ュカウンタ、20 ロウプリデコーダ、25 内部電圧
発生回路/セルフリフレッシュタイマブロック、MA0
−MAn メモリアレイ、MSA メモリサブアレイ、
25a VPP発生回路、25b セルフリフレッシュ
タイマ、SWDE3,SWDO3 サブワード線ドライ
ブ、31 入力バッファ/ラッチ回路、32 プリデコ
ード回路、33 サブデコード信号発生回路、2k−2
r AND回路、SWDR0−SWDR3サブワード線
ドライブ回路、25c VCP発生回路、40−0−4
0−n VCP制御回路、NZMWL ノーマルメイン
ワード線、SZMWL スペアメインワード線、60
ノーマルロウデコーダ、51 スペアロウデコーダ、5
2不良アドレスプログラム回路、53 スペア判定回
路、60 ノーマルロウデコーダ、61 スペアロウデ
コーダ、62 不良アドレスプログラム回路、63スペ
ア判定回路、64 スペアサブデコーダ、NSWL ノ
ーマルサブワード線、SSWL スペアサブワード線、
DSLE,DSLE0−DSLE1,DSLO,DSL
O1,DSLO1 導電線、T1−T3 MOSトラン
ジスタ、102,102l,102r イコライズ制御
回路、112 インバータラッチ、113 遅延回路、
114 NAND回路、115 インバータ回路、11
6 トライステートインバータバッファ、117 プル
ダウントランジスタ、PT1−PT3 MOSトランジ
スタ、117a プルアップトランジスタ、LP1−L
P3,LN1−LN3 MOSトランジスタ(ロジック
トランジスタ)、SIOスペアIO線対、IOa,IO
b,IO IO線対、EQGa,EQGn,EQGa
u,EQGal イコライズ回路群、122a−122
n クランプ用MOSトランジスタ、120 メインプ
リチャージ電圧線、BEQa−BEQnビット線プリチ
ャージ/イコライズ回路、124a−124n サブプ
リチャージ電圧線、120m メインプリチャージ電圧
線、120l,120r ローカルプリチャージ電圧
線、122la−122ln,122ra−122rn
クランプトランジスタ、133,134 クランプト
ランジスタ、250,254不良アドレスプログラム回
路、252,255 スペア判定回路、260 ノーマ
ルプリデコード回路、262 ノーマルサブデコーダ、
264 ノーマルロウデコーダ、266 スペアロウデ
コーダ、268 スペア用プリデコード回路、270
スペアサブデコーダ、300 不良アドレスプログラム
回路、302スペア判定回路、304 スペア用プリデ
コード回路、350 メインワード線間不良検出部、3
50b,350c メインワード線間不良検出部、35
0eAND回路。
Claims (35)
- 【請求項1】 行列状に配列される複数のメモリセル、 各前記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ワード線、および各前記列に対応
して配置され、各々に対応の列のメモリセルが接続する
複数のビット線を備え、前記複数のビット線は対をなし
て配設され、かつ各メモリセルは、対をなすビット線の
一方と対応のワード線との交差部に対応して配置され、
さらにアドレス信号に従ってアドレス指定された行およ
び関連の行のワード線を同時に選択するための行選択手
段を備え、前記アドレス指定された行および前記関連の
行と対をなすビット線との交差部それぞれに対応してメ
モリセルが配置されるように前記関連の行が選択され、
前記行選択手段は前記アドレス指定された行および前記
関連の行をそれぞれ個別に選択状態へ駆動するためのド
ライブ回路を含み、さらに各ビット線対に対応して配置
され、活性化時対応のビット線対の電位を差動増幅する
ためのセンスアンプ回路を備える、半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記アドレス信号は複数ビットの信号で
あり、 前記行選択手段は、前記アドレス信号の所定のビットを
縮退して、アドレス指定された行および前記関連の行を
同時に指定するための手段を含む、請求項1記載の半導
体記憶装置。 - 【請求項3】 前記複数のメモリセルは、対応のビット
線へ接続するためのビット線コンタクトが行方向に整列
し、かつ行方向において1列おきにメモリセルが配置さ
れかつビット線コンタクトが列方向に隣接するメモリセ
ルで共有されかつビット線コンタクトが、整列行におい
て1列おきに配置されるように配置され、 前記対をなすビット線は、行方向において隣接するビッ
ト線であり、 前記アドレス指定されるワード線と関連のワード線は、
列方向において隣接するワード線である、請求項1記載
の半導体記憶装置。 - 【請求項4】 前記複数のメモリセルは、メモリセルを
対応のビット線に接続するためのビット線コンタクトが
行方向において整列して配置されかつ各ビット線コンタ
クトの整列行においてビット線コンタクトが4列ごとに
配置されかつビット線コンタクトは列方向において隣接
するメモリセルにより共有されるように、配置され、 前記対をなすビット線は、1列間をおいたビット線であ
り、 前記アドレス指定されるワード線および関連のワード線
は、1行間をおいたワード線である、請求項1記載の半
導体記憶装置。 - 【請求項5】 前記アドレス信号は複数ビットを有し、 前記行選択手段は、 動作モード指示信号が第1の動作モードを指定するとき
には前記アドレス信号の所定のビットを縮退状態として
前記アドレス指定された行および前記関連の行を同時に
指定する状態に設定し、かつ前記動作モード指示信号が
第2のモードを指定するとき前記アドレス信号に従って
アドレス指定された行を選択しかつ関連の行を非選択状
態とするためのモード切換回路を備える、請求項1記載
の半導体記憶装置。 - 【請求項6】 各前記メモリセルは、情報を記憶するた
めのストレージノードと一定電圧レベルのセルプレート
電圧を受けるセルプレートノードとを有するキャパシタ
を含み、 前記半導体記憶装置は、前記複数の行が非選択状態にあ
るスタンバイ状態時前記セルプレート電圧の前記セルプ
レートノードへの供給を停止するためのセルプレート電
圧制御回路をさらに備える、請求項1記載の半導体記憶
装置。 - 【請求項7】 前記動作モード指示信号は、前記メモリ
セルの電荷保持特性を試験するためのリフレッシュ不良
テストモードを指示するリフレッシュテストモード指示
信号である、請求項5記載の半導体記憶装置。 - 【請求項8】 前記複数のメモリセルの不良行を救済す
るための冗長行をさらに備え、 前記冗長行の数は、前記アドレス指定される行および関
連の行の合計数の整数倍である、請求項1記載の半導体
記憶装置。 - 【請求項9】 前記アドレス指定される行および関連の
行の少なくとも一方が不良行のとき、少なくとも前記ア
ドレス指定される行および関連の行を同時に冗長行で置
換するための冗長回路をさらに備える、請求項8記載の
半導体記憶装置。 - 【請求項10】 前記ドライブ回路は、前記複数のワー
ド線各々に対応して配置され、かつ前記複数のワード線
の両側に交互に配置され、かつさらに、前記複数のワー
ド線において互いに関連して同時に選択されるワード線
は導電層により両側で電気的に接続される、請求項1記
載の半導体記憶装置。 - 【請求項11】 各々が行列状に配列される複数のメモ
リセルを有する複数のメモリサブアレイ、 各前記メモリサブアレイにおいて各メモリセル行に対応
して配置され、各々に対応する行のメモリセルが接続さ
れる複数のサブワード線、 前記複数のメモリサブアレイに共通に行方向に延在して
設けられ、かつ各々が、各前記メモリサブアレイの所定
数のサブワード線に対応して配設される複数のメインワ
ード線、および前記複数のサブワード線に対応して配置
され、各々が対応のメインワード線上の信号とサブデコ
ード信号とに従って対応のサブワード線を選択状態へ駆
動するための複数のサブワード線ドライバを備え、前記
サブデコード信号は、前記所定数のサブワード線におい
て2本のサブワード線を同時に特定し、2つの前記サブ
デコード信号により特定される2つのサブワード線は、
両端において導電層により接続され、さらに各前記メモ
リサブアレイにおいて各メモリセル列に対応して設けら
れ、各々に対応の列のメモリセルが接続する複数のビッ
ト線対を備え、各ビット線対において前記サブデコード
信号が特定され2本のサブワード線との各交差部に対応
して各ビット線にメモリセルが接続され、さらに前記複
数のビット線対に対応して設けられ、かつさらに対応の
ビット線対の電圧を差動増幅するための複数のセンスア
ンプ回路を備える、半導体記憶装置。 - 【請求項12】 前記サブデコード信号は、前記所定数
のサブワード線において列方向において隣接するサブワ
ード線の対を同時に特定する、請求項11記載の半導体
記憶装置。 - 【請求項13】 行列状に配列される複数のメモリセル
と、 前記メモリセルの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ワード線、 前記メモリセルの各列に対応して配置され、各々に対応
の列のメモリセルが接続する複数の列線、および前記列
線に対応して設けられ、スタンバイ状態時、対応の列線
を所定電圧レベルに保持するための複数の列電圧保持回
路を備え、前記複数の列電圧保持回路は、電流制限され
た電圧を前記所定電圧として対応の列線に伝達する、半
導体記憶装置。 - 【請求項14】 前記電圧保持回路を前記スタンバイ状
態時活性化するための電圧制御回路をさらに備え、前記
電圧制御回路は、前記電圧保持回路を前記スタンバイ状
態時高抵抗の導通状態に設定しかつメモリセル選択動作
時前記電圧保持回路を高抵抗の非導通状態に設定する、
請求項13記載の半導体記憶装置。 - 【請求項15】 各前記電圧保持回路は、導通時前記所
定電圧を対応の列線に伝達するためのトランジスタを含
み、 前記電圧制御回路は、前記スタンバイ状態時、前記電圧
保持回路のトランジスタを低抵抗の導通状態に設定し、
次いで前記高抵抗の導通状態に設定する、請求項14記
載の半導体記憶装置。 - 【請求項16】 前記複数のメモリセルは複数の行ブロ
ックに分割され、 前記電圧制御回路は前記複数の行ブロックの行ブロック
を特定するブロック選択信号とメモリセル選択を指示す
るロウアクティブ信号の遅延信号とに応答して制御信号
を生成する回路と、前記制御信号と前記ブロック選択信
号とに応答して対応の行ブロックの電圧保持回路に電圧
保持指示信号を発生するドライブ回路と、前記ドライブ
回路の出力ノードを定電圧にクランプするための電流駆
動能力の小さなクランプ用の素子とを備え、前記定電圧
レベルの電圧保持指示信号により、前記電圧保持回路が
高抵抗導通状態となる、請求項14記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項17】 前記ドライブ回路は、第1の基準電圧
と第2の基準電圧を動作電源電圧として受け、前記クラ
ンプ用の素子は、前記ドライブ回路の出力ノードと前記
第1および第2の基準電圧の間の前記定電圧を供給する
ノードとの間に結合されかつゲートに第3の基準電圧を
受けるトランジスタである、請求項16記載の半導体記
憶装置。 - 【請求項18】 前記所定電圧は、前記メモリセルの記
憶データのハイレベルデータに対応する電圧レベルであ
り、 各前記電圧保持回路は、Pチャネル絶縁ゲート型電界効
果トランジスタを構成要素として含む、請求項13記載
の半導体記憶装置。 - 【請求項19】 前記複数の電圧保持回路の1以上の所
定数の電圧保持回路の組ごとに各々が対応して設けら
れ、各々が対応の電圧保持回路の組に前記所定電圧を伝
達する複数のサブ電源回路をさらに備え、前記複数のサ
ブ電源回路の各々は、電流制限機能を有するトランジス
タ素子を含む、請求項13記載の半導体記憶装置。 - 【請求項20】 前記複数の列の不良列を救済するため
の冗長列をさらに備え、前記冗長列は、前記電圧保持回
路の組に対応する列の組に対応して設けられる、請求項
19記載の半導体記憶装置。 - 【請求項21】 内部データを伝達するための複数の内
部データ線をさらに備え、各前記内部データ線は、前記
電圧保持回路の前記組に対応して設けられる、請求項1
9記載の半導体記憶装置。 - 【請求項22】 前記サブ電源回路は、各前記電圧保持
回路に対応して設けられ、前記トランジスタ素子が、対
応の電圧保持回路に前記所定電圧を伝達する、請求項1
9記載の半導体記憶装置。 - 【請求項23】 各前記トランジスタ素子は、抵抗接続
されるPチャネルの電界効果型トランジスタであり、前
記所定電圧は、前記メモリセルの記憶データのハイレベ
ルデータに対応する電圧レベルである、請求項22記載
の半導体記憶装置。 - 【請求項24】 前記半導体記憶装置はロジック回路と
同一半導体基板上に集積化され、前記トランジスタ素子
は、前記ロジック回路の構成要素の電界効果トランジス
タとゲート絶縁膜膜厚およびゲート絶縁膜材料が同じで
ある電界効果トランジスタである、請求項22記載の半
導体記憶装置。 - 【請求項25】 特定動作モード時前記複数のワード線
から同時に2本のワード線をアドレス信号に従って選択
するための行選択回路をさらに備え、 各前記列線は相補データを伝達するビット線の対を備
え、 前記複数のメモリセルは、同時に選択される2本のワー
ド線と各前記列線の各ビット線との交差部に対応して配
置される、請求項13記載の半導体記憶装置。 - 【請求項26】 前記半導体記憶装置は、ロジック回路
と同一半導体基板上に集積化されて形成され、前記電圧
保持回路は、前記ロジック回路の構成要素の電界効果型
トランジスタとゲート絶縁膜の膜厚および材料が同じ電
界効果型トランジスタで構成される、請求項13記載の
半導体記憶装置。 - 【請求項27】 行列状に配列される複数のノーマルメ
モリセル、 各前記ノーマルメモリセル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、 各々が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、 少なくとも前記所定数の行に配置される複数のスペアメ
モリセル、 前記スペアメモリセル行に対応して配置され、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、 前記複数のスペアサブワード線の前記所定数のサブワー
ド線に各々が対応して配置される少なくとも1本のスペ
アメインワード線、 アドレス信号に従って不良のノーマルサブワード線が指
定されたか否かを判定する第1のスペア判定回路、 前記アドレス信号に従って不良ノーマルメインワード線
が指定されたか否かを判定する第2のスペア判定回路、
および前記アドレス信号と前記第1の判定回路および第
2の判定回路の出力信号とに従って前記ノーマルメイン
ワード線およびノーマルサブワード線を選択的に選択状
態に駆動するためのノーマル行選択回路を備え、前記ノ
ーマル行選択回路は、前記第1の判定回路の不良検出時
には、前記ノーマルメインワード線および対応のノーマ
ルサブワード線を非選択状態とし、第2の判定回路の不
良検出時には、アドレス指定されたメインワード線を選
択状態に駆動しかつ対応の所定数のノーマルサブワード
線のうち予め定められたノーマルサブワード線を前記ア
ドレス信号にかかわらず非選択状態に保持しつつアドレ
ス指定されたノーマルサブワード線を選択状態に選択的
に駆動し、さらに、 前記アドレス信号と前記第1および第2の判定回路の出
力信号に従って、前記スペアメインワード線および対応
のスペアサブワード線を選択状態に駆動するためのスペ
ア行選択回路を備え、前記スペア行選択回路は、前記第
1の判定回路が不良検出をしているときには、前記アド
レス信号に従って対応のスペアメインワード線およびス
ペアサブワード線を選択状態に駆動し、かつ前記第2の
判定回路が不良を検出しているときには前記スペアメイ
ンワード線を選択状態に駆動しかつ対応のスペアサブワ
ード線のうち前記予め定められたノーマルサブワード線
に対応するスペアサブワード線を除くスペアサブワード
線を非選択状態に保持しつつ前記アドレス信号に対応す
るスペアサブワード線を選択的に選択状態に駆動する、
半導体記憶装置。 - 【請求項28】 前記アドレス信号に従って不良ノーマ
ルメインワード線が指定されたか否かを判定する第3の
判定回路をさらに備え、前記第3の判定回路は、前記第
2の判定回路が検出する不良と異なる態様の不良を前記
ノーマルメインワード線が有するかを判定し、 前記ノーマル行選択回路は、前記第3の判定回路の検出
信号に応答して、前記ノーマルサブワード線の前記予め
定められたノーマルサブワード線を除くノーマルサブワ
ード線を非選択状態に保持しつつ前記アドレス信号に従
ってノーマルメインワード線およびノーマルサブワード
線を選択的に選択状態に駆動し、 前記スペア行選択回路は、前記第3の判定回路の検出信
号に応答して、前記スペアサブワード線の前記予め定め
られたスペアサブワード線を非選択状態に保持しつつ前
記アドレス信号に従ってスペアサブワード線を選択的に
選択状態に駆動する、請求項27記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項29】 前記予め定められたノーマルサブワー
ド線は、物理的に隣接するノーマルサブワード線であ
る、請求項27記載の半導体記憶装置。 - 【請求項30】 前記予め定められたノーマルサブワー
ド線は、同一のノーマルメインワード線に対応して配置
される、請求項29記載の半導体記憶装置。 - 【請求項31】 前記予め定められたノーマルサブワー
ド線は、隣接ノーマルメインワード線に対応して配置さ
れる、請求項29記載の半導体記憶装置。 - 【請求項32】 前記ノーマル行選択回路は、第1の動
作モード時、前記アドレス信号に従って、不良非検出時
には、各列に相補メモリセルデータが読出されるように
2本のノーマルサブワード線を同時に選択状態に駆動
し、かつ第2の動作モード時には、前記アドレス信号に
従って、不良非検出時には1本のノーマルサブワード線
を選択状態に駆動する、請求項27記載の半導体記憶装
置。 - 【請求項33】 行列状に配列される複数のメモリセ
ル、 各前記メモリセル行に対応して配置され、各々に対応の
メモリセルが接続する複数のワード線、 特定動作モード時には、前記複数のワード線のうち一本
間をおいたワード線の対を同時に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。 - 【請求項34】 前記メモリセル列に対応して配置され
る複数のビット線対をさらに備え、前記メモリセルは、
前記特定動作モード時には、各ビット線対に相補データ
が読み出され、かつ通常モード時において1本のワード
線が選択される時には、各ビット線対において1ビット
のメモリセルのデータが読み出されるように配置され
る、請求項33記載の半導体記憶装置。 - 【請求項35】 前記メモリセルは、ハーフピッチセル
配置に配置される、請求項33記載の半導体記憶装置。
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