JP2004063023A - 半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】不良列救済のための冗長情報をプログラムするヒューズプログラム回路の占有面積を低減する。
【解決手段】メモリセルアレイブロック(MBW0−MBW7,MBE0−MBE7)それぞれに対応して、不良列救済のためのコラム冗長情報を格納するコラム冗長情報格納回路ブロック(1W0−1W7,1E0−1E7)を配置する。このコラム冗長情報格納回路の格納情報は、データパスに隣接するスペアコラムデコーダ帯(2W,2E)に配置される冗長情報保持回路へ転送し、コラムアクセス時にスペアデコーダ帯においてデコードしてページ選択を行なう。
【選択図】 図1
【解決手段】メモリセルアレイブロック(MBW0−MBW7,MBE0−MBE7)それぞれに対応して、不良列救済のためのコラム冗長情報を格納するコラム冗長情報格納回路ブロック(1W0−1W7,1E0−1E7)を配置する。このコラム冗長情報格納回路の格納情報は、データパスに隣接するスペアコラムデコーダ帯(2W,2E)に配置される冗長情報保持回路へ転送し、コラムアクセス時にスペアデコーダ帯においてデコードしてページ選択を行なう。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体記憶装置に関し、特に、冗長セルとの置換により不良メモリセルを救済するために用いられる不良メモリセルを特定する冗長情報を格納する冗長情報格納部の配置および冗長情報の読出の構成に関する。より特定的には、この発明は、ロジックと同一半導体基板に集積化される混載メモリの冗長情報格納部の配置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図25は、従来の半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図25において、この半導体記憶装置は、2つのメモリアレイMAEおよびMAWを含む。メモリアレイMAEは、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7にセンスアンプ帯SABE1−SABE7により分割される。メモリセルアレイブロックMBE0およびMBE7の外部に、センスアンプ帯SABE0およびSABE8が配置される。
【0003】
メモリアレイMAWも、同様、センスアンプ帯SABW1−SABW7により、メモリセルアレイブロックMBW0およびMBW7に分割される。メモリセルアレイブロックMBW0およびMBW7の外部に、センスアンプ帯SABW0およびSABW8が配置される。
【0004】
メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7およびMBW0−MBW7それぞれにおいて、メモリセルが行列状に配列される。センスアンプ帯SABE0−SABE8およびSABW0−SABW8それぞれにおいては、対応のメモリセルアレイブロックの列に対応してセンスアンプが配置される。センスアンプは、列延在方向(以下列方向と称す)についての両側のメモリセルアレイブロックにより共有される。
【0005】
メモリアレイMAEおよびMAWの間の領域にデコーダ帯DBDが配置される。このデコーダ帯DBDは、メモリセルアレイブロックに対応して、デコーダブロックDEB0−DEB7に分割される。このデコーダブロックDEB0−DEB7それぞれにおいては、行を選択するためのロウデコーダおよび列を選択するためのコラムデコーダが配置される。
【0006】
メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7およびMBW0−MBW7それぞれにおいては、メモリセル行に対応してワード線WLが配置され、またメモリセル列に対応してビット線対(図示せず)が配置される。ロウデコーダにより、選択メモリセルアレイブロックにおいてアドレス指定された行に対応するワード線が選択状態へ駆動される。コラムデコーダにより、対応のメモリセルアレイブロックが選択状態のときに、コラムアドレス信号に従って複数の列(ビット線対)を同時に選択する。列選択信号線は、従って、行延在方向(以下、行方向と称す)に沿って延在して配置される。
【0007】
メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7およびMBW0−MBW7それぞれにおいては、不良行を救済するために、スペアロウが配置される。この不良行救済のために、不良行アドレスを記憶するロウヒューズ回路が、デコーダブロックDEB0−DEB7それぞれに配置される。
【0008】
一方、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいては、64対のI/O線(データ線)と1つのスペアデータ線が配置される。図25においては、メモリアレイMAEにおけるI/O線対GIOを代表的に示す。
【0009】
1つのI/O線対に対応して、例えば16ビットのビット線対が配置される。
列選択動作時においては、選択メモリセルアレイブロックにおいて64ビットのメモリセルが選択されて、対応のI/O線対I/O線対に結合され、合計128ビットのデータが転送される。スペアI/O線対を用いることにより、I/O線対単位で不良列の救済を行なう。このI/O線対GIOは、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいて、列方向に沿ってメモリセルアレイブロック上をわたって配設される。
【0010】
メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれに対応してデータパス帯DPEおよびDPWが配置される。I/O線対GIOは、それぞれ対応のデータパス帯DPEおよびDPWに結合される。データパス帯DPEおよびDPW内においては、I/O置換を行なうための冗長置換回路、内部データの書込/読出を行なうライトドライブ/プリアンプが配置され、また入出力バッファ回路も配置される。
【0011】
データパス帯DPEおよびDPWそれぞれにおいては、さらに、I/O置換により不良列を救済するための冗長情報を記憶するコラムヒューズ回路が配置される。このデータパス帯DPEおよびDPWに配置されるコラムヒューズ回路は、メモリアレイブロックMBE0−MBE7およびMBW0−MBW7個々に、冗長情報を記憶する。メモリセルアレイブロックごとに冗長置換を行なうことにより、冗長置換の救済効率を改善する。
【0012】
この図25に示すメモリアレイ構造において、行選択時においては、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいて、並行して、2つのメモリセルアレイブロックが選択状態へ駆動される。すなわち、メモリアレイMAEにおいて、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE3の下位ブロックとメモリセルアレイブロックMBE4−MBE7の上位ブロックの同一位置にあるメモリセルアレイブロックが選択される。メモリアレイMAWにおいても同様、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW3の下位ブロックおよびメモリセルアレイブロックMBW4−MBW7の上位ブロックの同一位置のメモリセルアレイブロックが同時に選択される。従って、例えば、メモリセルアレイブロックMBW3およびMBW7が同時に選択される。
【0013】
データパス帯DPEおよびDPWの間の領域に中央制御帯CCTBが配置される。この中央制御帯CCTBにおいては、メイン制御回路、アドレス信号および制御信号の入力回路およびロウアドレスのプリデコード回路が配置される。中央制御体に配置されるメイン制御回路の制御の下にメモリセルアレイブロック単位で行および列の選択が行われる。
【0014】
図26および図27は、不良列救済のための冗長置換の構成を概略的に示す図である。図26および図27においては、メモリセルアレイブロックMB1およびMB0を代表的に示す。このメモリセルアレイブロックMB0およびMB1は、図25に示すメモリアレイMAEおよびMAWのいずれに含まれていてもよい。1つのメモリセルアレイにおいて、64対のI/O線対I/O<0>−I/O<63>が配設される。これらの64対のI/O線I/O<63:0>に対して、1つのスペアI/O線対SI/Oが配設される。
【0015】
データパス帯DPにおいて、スペアI/O線SI/OおよびI/O線対I/O<0:63>と内部データ線DB<0:63>を選択的に接続するシフトスイッチ回路SHTが配置される。このシフトスイッチ回路SHTは、図示しないシフト制御信号に従って、不良メモリセルに結合されるI/O線対を内部データバス線から分離し、スペアI/O線対と残りのI/O線対を64ビットの内部データパス線対に接続する。このシフトスイッチ回路SHTは、プリアンプの出力信号およびライトドライバの出力信号の転送経路を不良セルアクセス時に切換える。
【0016】
今、図26に示すように、メモリセルアレイブロックMB0においてワード線WLa上には、I/O線対I/O<0>に結合される不良メモリセルMCaが存在する状態を考える。この場合、列選択時に、シフトスイッチ回路SHTにおいて、スペアI/O線対SI/Oを内部データ線対DB<0>に接続し、I/O線対I/O<0>を対応の内部データバス線DB<0>から分離する。I/O線対I/O<1>−I/O<63>が、それぞれ、内部データ線DB<1>−DB<63>に結合される。これにより、不良メモリセルMCaが、スペアI/O線SI/Oに結合されるメモリセルにより置換される。
【0017】
ここで、デコーダブロックDEB0において、コラムデコーダが配置されており、コラムデコーダからの列選択線は、ワード線WLと同様、行方向に沿って配設される。またワード線WLaは、メモリセルアレイブロックMB0およびMB1それぞれにおいて、行方向に沿って延在して配置される。したがって、メモリセルアレイブロックMB0の選択時においては、ノーマルメモリセルおよびスペアメモリセルが同時に選択される。コラムデコーダにより列選択を行なうことにより、データ読出時においては、ノーマルメモリセルデータの転送と並行して、スペアメモリセルのデータがスペアI/O線対SI/Oに読出される。
【0018】
今、図27に示すように、メモリセルアレイブロックMB1が選択され、ワード線WLbが選択される状態を考える。このメモリセルアレイブロックMB1においては、選択ワード線WLb上に、I/O線対I/O<1>に対応して配置される不良メモリセルMCbが存在する。この場合、列選択時において、シフトスイッチ回路SHTにおいて接続経路を切替えて、I/O線対I/O<1>を内部データバス線DB<1>から分離する。スペアI/O線対SI/OおよびI/O線対I/O<0>を、それぞれ内部データ線対DB<0>およびDB<1>に接続する。残りのI/O線対I/O<2:63>を、それぞれ内部データバス線対DB<2>−DB<63>にそれぞれ接続する。これにより、不良メモリセルMCbが、スペアメモリセルで置換される。
【0019】
したがって、メモリセルアレイブロックの行を選択するアクト動作(行アクセス)の後、コラム動作(データリードまたはデータライト;列アクセス)を行なう場合には、ロウ系アドレスおよびコラム系アドレスにより、どのメモリセルアレイブロックに対しコラム動作が行なわれるかを判断し、各メモリセルアレイに対応して配置される合計8個のコラム冗長ヒューズセットのうちから、その判断結果に従ってコラム冗長ヒューズセットを選択し、その冗長情報に従って冗長置換を行なう。ここで、ロウアドレスを用いることにより、2つのメモリセルアレイブロックが特定され、コラムアドレスにより、この2つの同時に選択されるメモリセルアレイブロックの1つが特定される。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
ロジック混載メモリにおいては、ロジックの仕様が、ユーザの用途により異なり、応じて混載メモリの仕様に対する要求がユーザにより異なる。したがって、混載メモリについては、同一世代のプロセスで多種類の製品に展開することが要求される。すなわち、ユーザの要求に応じて、メモリ容量、バンク数、ページ数、I/O数(データビット幅)などさまざまなメモリセルアレイ構成が必要となる。通常、ロジック混載メモリは、さまざまなメモリセルアレイ構成の要求に対応することができるように、数多くのメモリセルアレイブロックを配置することを想定して、回路が形成される。本例においては、最大32個のメモリセルアレイブロックを配置することを想定して回路が形成される。
【0021】
したがって、データパス帯DPに配置されるコラムヒューズセットについても、この最大メモリセルアレイブロック数に対応して配置する必要がある。従って、本例においては、コラムヒューズセットが32セット配置される。
【0022】
図28は、コラムヒューズセットの配置を概略的に示す図である。図28において、データパス帯DPは、プリアンプを含むリード回路を配置するリード回路配置領域RKTと、ライトドライバが配置されるライトドライバ配置領域WKTと、読出回路配置領域RKTおよび書込回路配置領域WKTの間に配置されるヒューズセット配置領域(帯)FBを含む。
【0023】
このヒューズセット帯FBにおいては、メモリセルアレイの最大数に対応することができるように、32個の冗長情報格納回路FU0−FU32が配置される。この冗長情報格納回路FU0−FU32それぞれは、7ビットのヒューズ素子と、このヒューズプログラムされた情報を読出す読出回路とを含む。7ビットの冗長情報が用いられるのは、64I/O線対からの1つを選択するために、6ビットが用いられ、冗長置換を行うかを示すために1ビットが用いられるためである。
【0024】
これらの冗長情報格納回路FU0−FU32の出力信号は、コラムスペアデコーダ帯CSPDBに配置されるシフトデコーダ910へ与えられる。シフトデコーダ910は、与えられた7ビットの冗長情報をデコードし、図26および図27に示すシフトスイッチ回路SHTの接続経路を設定するスペア信号SFTRおよびSFTWを生成する。スペア信号SFTRは、プリアンプを含むリード回路の出力データ転送経路を設定し、スペア信号SFTWは、ライトドライバを含むライト回路の書込データ転送経路を設定する。ここでは、内部読出データと書込みデータとば別々のデータ線を介して転送されるIO分離構造を想定している。I/O線のように、内部書込データと内部書込データが共通の内部データ線を介して転送される場合には、1種類のシフト制御信号が用いられる。
【0025】
シフトデコーダ910からのスペア信号SFTRおよびSFTWは、それぞれ64ビットの信号を含み、64I/OおよびスペアI/Oの接続経路を設定する。シフト動作としては、各I/O線に対して2つのスイッチ回路を配置し、1つのスイッチ回路をシフト制御信号に従って導通状態に設定して、接続経路を確立する。
【0026】
中央制御帯CCTBにおいては、このヒューズセット帯FBに配置される冗長情報格納回路FU0−FU32を選択するために、ヒューズ選択デコーダ900が配置される。ヒューズ選択デコーダ900へは、ロウアドレスビットRABおよびコラムアドレスビットCABが与えられる。ロウアドレスビットRABにより、選択メモリセルアレイブロックが特定され、コラムアドレスビットにより、同時に選択された2つのメモリセルアレイブロックのうちの1つのメモリセルアレイブロックが特定される。このヒューズ選択デコーダ900からのヒューズ選択トリガ信号FTRGに従って、冗長情報格納回路FU0−FU32に配置されるヒューズ読出回路が選択され、対応のヒューズセットによりプログラムされた冗長情報が読出されてシフトデコーダ910へ与えられる。
【0027】
前述のごとく、冗長情報格納回路FU0−FU31は、各々、7ビットのヒューズ素子を含む。ヒューズ素子は、トランジスタに比べてその占有面積が大きく、また溶断時の破片が飛散して他回路に悪影響を及ぼすのを防止するために、その配置にはある程度の余裕が設けられる。したがって、このヒューズセット帯FBの占有面積は比較的大きい。また、素子のプログラムのためには、レーザ線などのエネルギ線が用いられるため、ヒューズ素子上部には、配線を配置することはできない。
【0028】
このヒューズセット帯FBには、最大使用可能なメモリセルアレイの数に対応して、32個の冗長情報格納回路FU0−FU31が配置される。しかしながら、実際には、使用されるメモリセルアレイブロックの数が、たとえば8個の場合、残りの24セットの冗長情報格納回路は不要である。したがって、メモリセルアレイブロック数が小さい場合、無駄な冗長情報格納回路が配置されることになり、メモリセルアレイブロックの数に応じてチップ面積を低減することができず、コストを低減することができないという問題が生じる。
【0029】
また、ヒューズ素子のために配線をレイアウトすることができないため、配線を効率的に行うことができないという問題が生じる。
【0030】
また、配線を配置する、ヒューズ素子の数が制限され、救済効率を高くする事ができないという問題が生じる。
【0031】
それゆえ、この発明の目的は、メモリセルアレイブロック数に応じて冗長情報格納回路の占有面積を変更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。
【0032】
この発明の他の目的は、必要最小限の冗長情報格納回路を備える半導体記憶装置を提供することである。
【0033】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1の観点に係る半導体記憶装置は、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アレイブロックと、各メモリアレイブロックに物理的に対応して分散して配置され、各々が対応のメモリセルアレイブロックの不良列を特定する冗長情報を記憶する複数の冗長情報格納回路を含む。
【0034】
好ましくは、冗長情報格納回路は、対応のメモリブロックの冗長情報をプログラムして記憶するプログラム回路を含む。
【0035】
これに代えて、好ましくは、各冗長情報格納回路は、対応のメモリアレイブロックの冗長情報を保持する保持回路を含む。
【0036】
これに代えて好ましくは、各冗長情報格納回路は、対応のメモリアレイブロックの冗長情報をプログラムにより記憶するプログラム回路と、このプログラム回路の記憶情報を受けて保持する保持回路とを含む。
【0037】
好ましくは、プログラム回路と保持回路とは、対応のメモリアレイブロックに関して対向して配置される。
【0038】
また、好ましくは、プログラム回路は、対応のメモリアレイブロックの外側に配置される。
【0039】
好ましくは、行選択時、アドレス信号に従って、選択されたメモリアレイブロックに対応して配置される冗長情報格納回路の格納情報を転送する転送回路と、この転送回路から転送された冗長情報を保持する保持回路と、活性化時、少なくともこの保持回路の保持情報に従って不良列救済の冗長置換情報を生成するスペアデコード回路とが設けられる。
【0040】
好ましくは、アドレス信号に従って選択メモリアレイブロックを指定するブロック選択信号を生成するブロック選択回路が設けられる。転送回路は、このブロック選択信号の活性化に応答して選択メモリアレイブロックの冗長情報を転送する。
【0041】
好ましくは、データアクセスが行なわれる通常動作モードと異なる特定動作モードを指定する特定動作モード指示信号に応答して、この転送回路を非活性状態に維持する禁止回路が設けられる。
【0042】
好ましくは、保持回路は、少なくとも行選択時に活性化されるロウ系制御信号に従って、与えられた冗長情報を取込み保持する。
【0043】
また、好ましくは、転送回路は、メモリアレイブロックに対応して配置され、各々が活性化時、対応の冗長情報格納回路の格納情報を出力するドライブ回路を含む。このドライブ回路から保持回路への冗長情報転送方向と保持回路の取込を行なわせるロウ系制御信号の転送方向は同一である。
【0044】
また、好ましくは、保持回路は、データアクセスが行なわれる通常動作モードと異なる所定の動作モード時には、冗長情報の取込動作が禁止される。
【0045】
好ましくは、さらに、各メモリアレイブロックに対応して配置され、活性化時、対応の冗長情報格納回路の格納情報を冗長情報転送線に伝達する複数の転送ドライブ回路と、各メモリアレイブロックに対応して配置され、行選択動作時、少なくともブロック選択信号に従って対応の転送ドライブ回路を活性化する複数の転送制御回路と、冗長情報転送線を転送された冗長情報を取込み保持する保持回路と、行選択動作時、少なくとも予め定められた行系制御信号に従って、冗長情報転送線と平行に配置された取込制御線を介して保持回路に対し、取込制御信号を転送する取込制御回路が設けられる。この取込制御信号および冗長情報転送線の冗長情報の転送方向は同じである。
【0046】
好ましくは、取込制御回路は、データアクセスが行なわれる通常動作モードと異なる所定の動作モードを指定する特定動作モード指示信号の活性化時、この取込制御信号を非活性状態に維持する。
【0047】
好ましくは、メモリアレイブロックは複数のグループに分割される。この構成において、さらに、各グループに対応して配置される複数のローカルバスと、各メモリアレイブロックに対応して配置され、活性化時、対応の冗長情報格納回路の格納情報を対応のローカルバスに伝達する複数の転送ドライブ回路と、各ローカルバスに対応して配置され、活性化時、対応のローカルバスの冗長情報に従ってメインバスを駆動する複数のドライブ回路と、メインバスの冗長情報を取込み保持する保持回路が設けられる。
【0048】
好ましくは、さらに、行選択時、アドレス信号に従って生成されるグループ選択信号を複数のドライブ回路へ転送する転送制御回路と、行選択時、少なくとも行系制御信号に従って生成された取込指示信号を保持回路へ転送する取込制御ドライブ回路が設けられる。グループ選択信号および取込指示信号は同一方向に沿って転送される。
【0049】
この発明の第2の観点に係る半導体記憶装置は、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アレイブロックと、各メモリアレイブロックに物理的に対応して配置され、各々が対応のメモリアレイブロックの不良行および不良列を特定する冗長情報を記憶する複数の冗長情報記憶回路と、各メモリアレイブロックに物理的に対応して配置され、各々が対応のメモリアレイブロックの不良行および不良列を特定する冗長情報を保持する複数の冗長情報保持回路と、冗長情報記憶回路と冗長情報保持回路との間で冗長情報を転送する転送回路と、内部回路の初期化動作時、この転送回路の転送動作を制御する転送制御回路を含む。
【0050】
好ましくは、転送制御回路は、初期化動作時に実行される行選択時に、この転送回路を活性化する。
【0051】
好ましくは、転送制御回路は、行選択時に生成される行系制御信号に従って転送回路を活性化する。
【0052】
好ましくは、転送制御回路は、この初期化動作時の行選択回数をカウントするカウント回路を含む。
【0053】
好ましくは、転送制御回路は、カウント回路のカウント値が所定値に到達するとカウント動作および転送回路の活性化を停止し、転送完了指示信号を生成する。
【0054】
好ましくは、冗長情報保持回路は、不良行情報を保持する冗長行情報保持回路と、不良列情報を保持する冗長列情報保持回路とを含む。冗長行情報保持回路と冗長列情報保持回路とは、転送制御回路からの転送指示に従って保持情報をシフトするシフトレジスタを構成する。
【0055】
メモリアレイブロックに物理的に対応して冗長情報格納回路を配置することにより、実際に配置されるメモリセルアレイブロックに必要な冗長情報格納回路が配置されるだけであり、無駄な冗長情報格納回路が配置されるのを防止でき、冗長情報格納回路に必要な面積を低減することができる。
【0056】
また、メモリアレイブロックに物理的に対応して冗長情報記憶回路および冗長情報保持回路を配置し、初期化動作時に、この冗長情報記憶回路から冗長情報保持回路へ冗長情報を転送することにより、無駄な冗長情報格納回路が不要となり、また、初期化動作時に冗長情報の転送を行なうことにより、冗長情報転送のための専用の動作シーケンスが不要となり、効率的に内部状態を初期化することができる。
【0057】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図1において、この半導体記憶装置は、2つのメモリアレイMAWおよびMAEと、これらのメモリアレイMAWおよびMAEの間に配置されるデコーダ帯DBDを含む。メモリアレイMAWは、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW7にセンスアンプ帯により分割され、またメモリアレイMAEは、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7にセンスアンプ帯により分割される。図1においては、センスアンプ帯は斜線ブロックで示す。
【0058】
デコーダ帯DBDにおいては、メモリセルアレイブロックMBW0,MBE0−MBW7,MBE7に対応して、デコーダブロックDEB0−DEB7が配置される。これらのデコーダブロックDEB0−DEB7それぞれにおいて、ロウデコーダおよびコラムデコーダが配置され、またスペア行を選択するための冗長情報を記憶する行ヒューズプログラム回路が配置される。
【0059】
メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいて、64対のI/O線対GIOと1つのスペアI/O線対が配置される。
【0060】
メモリアレイMAWの外部に配置されるコラムヒューズ帯5Wにおいて、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW7に対応してコラム冗長情報を格納するヒューズブロック1W0−1W7が配置される。メモリアレイMAEの外部に配置されるコラムヒューズ帯5Eにおいて、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7それぞれに対応して、ヒューズブロック1E0−1E7が配置される。
【0061】
これらのヒューズブロック1W0−1W7および1E0−1E7それぞれにおいては、対応のメモリアレイブロックの冗長情報が格納され、この冗長情報の記憶転送のために、7ビットのヒューズプログラム回路と、このヒューズプログラム回路の情報を読出す読出回路と、読出回路が読み出した冗長情報を選択時転送する転送ドライブ回路が配置される。7ビットのヒューズプログラム回路は、スペアコラムの使用の有無を示す1ビットのヒューズ素子と、64I/O線対の1つを特定する6ビットのヒューズ素子を含む。
【0062】
メモリアレイMAWおよびMAEに対応してデータパス帯3Wおよび3Eが配設される。これらのデータパス帯3Wおよび3Eにおいては、コラムヒューズは配置されない。書込/読出回路およびI/O線対切換のためのシフトスイッチ回路が配置される。
【0063】
データパス帯3Wおよび3Eの外部に、スペアデコーダ帯2Wおよび2Eが配置される。コラムスペアデコーダ帯2Wへは、コラムヒューズ帯5Wに含まれるヒューズブロック1W0−1W7からの冗長情報が転送される。同様、スペアデコーダ帯2Eに対して、コラムヒューズ帯5Eに配置されるヒューズブロック1E0−1E7の冗長情報が転送される。
【0064】
データパス帯3Wおよび3Eの間に、従来と同様、中央制御帯CCTBが配置される。
【0065】
このメモリアレイMAWおよびMAEの外部に、コラムヒューズ帯5Wおよび5Eを配置することにより、メモリセルアレイMAWおよびMAEの内部配線に影響を及ぼすことなくヒューズブロック1W0−1W7および1E0−1E7を配置することができる。また、内部配線の配置を考慮することなくヒューズ素子を配置することができ、ヒューズ素子の数を増加させることができ。また、効率的にヒューズ素子を配置することができる。
【0066】
また、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW7およびMBE0−MBE7に対応してヒューズブロック1W0−1W7および1E0−1E7を配置することにより、実際に用いられるヒューズブロックが配置されるだけであり、不使用のヒューズブロックは存在せず、ヒューズブロックの占有面積を低減することができる。
【0067】
図2は、ヒューズブロック1W0−1W7および1E0−1E7に配置されるヒューズ読出回路の1ビットの構成の一例を示す図である。図2において、1ビットヒューズ読出回路10は、リセット信号ZRSTの活性化時導通し、導通時ノードNAへ電源電圧VDDを伝達するPチャネルMOSトランジスタ10aと、ノードNAに結合されるヒューズ素子10bと、ヒューズ素子10bと接地ノードの間に接続されかつそのゲートにリセット信号ZRSTを受けるNチャネルMOSトランジスタ10cと、ノードNAの信号を反転するインバータ10dと、インバータ10dの出力信号に従って選択的に導通し、導通時ノードNAへ電源電圧VDDを伝達するPチャネルMOSトランジスタ10eと、インバータ10dの出力信号を反転するインバータ10fを含む。
【0068】
リセット信号ZRSTは、電源投入時またはシステムリセット時の初期化時にLレベルに設定される。
【0069】
ヒューズ素子10bは、レーザ線などのエネルギ線で溶断可能なリンク素子であればよいが、例えば、アルミニュウムヒューズで構成される。
【0070】
ヒューズブロックにおいては転送回路として、ヒューズ読出回路10の出力信号を、トリガ信号TRGに応答して選択的に活性化されて、スペアデコーダ帯の保持回路へ伝達するトライステートバッファ12が設けられる。この図2に示す構成が7ビット分並列に設けられ、個々のヒューズ素子が記憶する冗長情報に従って選択的に溶断される。
【0071】
このヒューズ読出回路10においては、半導体記憶装置の起動時に、リセット信号ZRSTがLレベルに所定期間設定される。応じて、MOSトランジスタ10aが導通し、MOSトランジスタ10cが非導通状態のため、ヒューズ素子の状態に係らず、ノードNAが電源電圧VDDレベルにプリチャージされる。このプリチャージ状態においては、インバータ10dの出力信号がLレベルであり、MOSトランジスタ10eも導通状態にある。
【0072】
このリセット信号ZRSTがHレベルに所定期間経過後に復帰すると、NチャネルMOSトランジスタ10cが導通する。ヒューズ素子10bが非溶断状態の場合には、MOSトランジスタ10eの電流駆動力は十分小さいため、ノードNAは、ヒューズ素子10bおよびMOSトランジスタ10cにより接地電圧レベルに放電され、インバータ10dの出力信号がHレベルとなり、応じてインバータ10fの出力信号がLレベルに設定される。一方、ヒューズ素子10bが溶断されている場合には、ノードNAは、プリチャージ状態を維持し、インバータ10dの出力信号がLレベルに維持され、応じてMOSトランジスタ10eが導通状態を維持し、ノードNAは、電源電圧VDDレベルに維持される。この状態においては、インバータ10fの出力信号はHレベルとなる。
【0073】
このトライステートバッファ12は、対応のメモリセルアレイが選択されたときに、トリガ信号TRGに従って活性化され、このヒューズ読出回路10にプログラムされた冗長情報を転送する。
【0074】
図3は、図1に示すコラムヒューズ帯およびコラムスペアデコーダ帯の構成をより具体的に示す図である。図3においては、1つのメモリアレイに対応して配置されるコラムヒューズ帯5およびコラムスペアデコーダ帯2の構成を示す。コラムヒューズ帯5においては、メモリセルアレイブロックそれぞれに対応して冗長情報記憶転送回路20−0〜20−7が配置される。これらの冗長情報記憶転送回路20−0〜20−7は、それぞれ、図1に示すコラムヒューズブロック1W0−1W7または1E0−1E7に配置される。上位メモリセルアレイブロックに対応して配置される冗長情報記憶転送回路20−4〜20−7は、それぞれトリガ信号TRG4−TRG7に従ってヒューズ素子によりプログラムされた冗長情報を冗長情報転送線22aに伝達する。
【0075】
下位メモリセルアレイブロックに対応して配置される冗長情報記憶転送回路20−0〜20−3は、それぞれ、トリガ信号TRG0−TRG3に従って、対応の冗長情報を冗長情報転送バス22bに伝達する。メモリアレイMAにおいて2つのメモリセルアレイブロックが同時に選択されるため、冗長情報記憶転送回路20−4〜20−7の1つの記憶情報が冗長情報転送バス22aに伝達され、また冗長情報記憶転送回路20−0〜20−3のうちの1つの記憶冗長情報が、冗長情報転送線22bに伝達される。これらのトリガ信号TRG0−TRG7は、メモリセルアレイブロックを指定するアドレス信号に基づいて生成される。
【0076】
スペアデコーダ帯2においては、冗長情報転送バス22aおよび22bをそれぞれ介して転送される冗長情報を、取込信号CPTに従って取込み保持する冗長情報保持回路24aおよび24bと、コラムアドレス信号ビット(ページ選択アドレス)CABに従って冗長情報保持回路24aおよび24bの一方の冗長情報を選択するセレクタ25と、セレクタ25の選択情報をデコードして、シフト信号SFTを生成するシフトデコーダ26が設けられる。
【0077】
ここでは、冗長置換の構成として、従来と同様のシフトリダンダンシ方式を想定する。また、冗長置換は、I/O線対を単位として行われる。
【0078】
メモリセルアレイブロックに対応して冗長情報記憶転送回路20を配置することにより、メモリセルアレイ内の配線に対し影響を及ぼすことなくヒューズプログラム回路を配置することができる。また、メモリセルアレイの構成が変更される場合においても、単にメモリセルアレイブロックに対応して冗長情報記憶転送回路が配置されているだけであり、メモリセルアレイブロックの数の変更に応じて冗長情報記憶転送回路の数も変更されるため、不必要な冗長情報を記憶するためのヒューズ素子を配置する必要がなく、占有面積の増大を抑制することができる。
【0079】
また、データパス帯においては、コラムヒューズが配置されないため、データパス帯においては、このヒューズ素子を避けて配線をするという制約がなくなり、データパスの配線レイアウトが容易となる。
【0080】
図4は、冗長情報の転送の制御を行なう部分の構成を概略的に示す図である。図4において、メモリセルアレイブロックMB0−MB7それぞれに対応して、デコーダ帯DBDに配置されたデコーダブロックDEB0−DEB7それぞれにおいて、ローカルロウ制御部が配置される。このローカルロウ制御部は、それぞれ、中央制御帯CCTBに配置されるメイン制御回路およびアドレスプリデコーダからのアドレスプリデコード信号に従って、対応のメモリセルアレイブロックの活性/非活性を制御する。図4においては、ローカルロウ制御部に配置される転送制御信号を発生する部分の構成を代表的に示す。
【0081】
図4において、ローカルロウ制御部は、中央制御帯CCTBに配置されるロウプリデコーダからの上位ロウプリデコード信号XPをデコードし、ブロック選択信号を生成するデコーダ30と、中央制御帯CCTBに含まれるメイン制御回路からのロウアドレスラッチ信号RALに従ってデコーダ30の出力信号をラッチするラッチ回路32と、ラッチ回路32からのブロック選択信号BS(BS0−BS7)と、リフレッシュ指示信号/REFとバーンイン指示信号/WBIとを受けてトリガ信号TRGを生成するAND回路34を含む。このトリガ信号TRG0−TRG7は、対応のセンスアンプ帯を横切って、メモリアレイMAの外側に配置された冗長情報記憶転送回路へ与えられる。
【0082】
リフレッシュ指示信号/REFは、記憶データのリフレッシュを行うときに活性状態のLレベルに設定される。従って、このリフレッシュ指示信号/REFは、外部からのオードリフレッシュコマンドに従ってリフレッシュを行うときおよびセルフリフレッシュモードで内部で自動的にリフレッシュを行うときに活性化される。
【0083】
バーンイン指示信号/WBIは、電圧および温度の加速を行って潜在的な欠陥を顕在化させる行われるバーンインモード時に活性化され、従って、ウェファーレベルでのバーンインおよびパッケージ実装後のバーンインいずれにおいても活性化される。
【0084】
冗長情報記憶転送回路20−0〜20−7の各々は、コラム冗長情報を記憶するヒューズセットを含む冗長情報記憶回路28と、対応のトリガ信号TRGに従って冗長情報記憶回路28の保持する冗長情報を冗長情報転送バス22aまたは22bに伝達する転送回路29を含む。この転送回路29は、7ビットのトライステートバッファで構成される。
【0085】
冗長情報記憶転送回路20−4〜20−7の転送回路29が、冗長情報転送バス22aを駆動し、冗長情報記憶転送回路20−0〜20−3の転送回路29が選択時冗長情報転送バス22bを駆動する。
【0086】
この冗長情報転送バス22aおよび22bは、それぞれ、コラムスペアデコーダ帯2に配置される冗長情報保持回路24aおよび24bに結合される。冗長情報保持回路24aおよび24bは、それぞれ、7ビットのフリップフロップ回路で構成され、取込信号CPTに従って冗長情報転送バス22aおよび22b上に伝達される7ビット冗長情報を取込みラッチする。
【0087】
この取込信号CPTを生成するために、デコーダ帯DBDの中央制御帯からの最遠方端において、中央制御帯CCTBからのロウアドレスラッチ信号RALとリフレッシュ指示信号/REFとウェハバーンイン信号/WBIを受けるAND回路36と、AND回路36の出力信号に従って取込信号線40を駆動するドライブ回路38が設けられる。
【0088】
この取込信号線40は、冗長情報転送バス22aおよび22bと平行に配列され、またAND回路36の出力信号は、行方向に伝達される。したがって、この取込信号CPTおよび冗長情報の転送に要する時間は、ほぼ同じであり、冗長情報保持回路24aおよび24bにおける冗長情報取込時のセットアップ/ホールドのタイミングマージンを確保することができる。次に、冗長情報転送動作を、メモリセルアレイブロックMB3およびMB7が選択される状態を一例として説明する。
【0089】
中央制御帯CCTBに、行選択を指示するアクトコマンドと選択行を指定するロウアドレス信号が与えられる。このロウアドレス信号は、中央制御帯CCTBに含まれるロウプリデコーダによりプリデコードされて、デコーダ帯DBDを転送される。このロウプリデコード信号のうち上位のロウプリデコード信号XPが、デコーダブロックDEB0−DEB7それぞれに含まれるデコーダ30によりデコードされ、ブロック指定信号が生成される。
【0090】
中央制御帯CCTBは、またこのアクトコマンドが与えられると、所定のタイミングでロウアドレスラッチ信号RALを活性化する。デコーダブロックDEB0−DEB7それぞれにおいて、デコーダ30の出力信号がラッチ回路32によりラッチされ、ロウブロック選択信号が生成される。
【0091】
通常動作時においては、リフレッシュ指示信号/REFおよびバーンイン指示信号/WBIはともにHレベルである。ロウブロック選択信号BS3およびBS7が活性化されると、AND回路34の出力信号がHレベルとなり、トリガ信号TRG3およびTRG7が活性化され、冗長情報記憶転送回路20−7および20−3の転送回路29が活性化され、メモリセルアレイブロックMB7およびMB3に対するコラム冗長情報が、それぞれ冗長情報転送バス22aおよび22bを介してコラムスペアデコーダ帯2に含まれる冗長情報保持回路24aおよび24bに伝達される。
【0092】
一方、ラッチ信号RALの活性化に従って、AND回路36の出力信号がHレベルとなり、応じてドライブ回路38の出力信号がHレベルとなる。冗長情報保持回路24aおよび24bが、この取込信号線40上の取込信号CPTに従ってそれぞれ冗長情報記憶転送回路20−3および20−7から転送された冗長情報を取込みラッチする。
【0093】
行選択動作時においては、中央制御帯CCTBからの下位のロウプリデコード信号に従って、ワード線選択が行なわれる。このとき、また中央制御帯CCTBからのメイン制御信号に従って、選択されたメモリセルアレイブロックに対応するローカルロウ制御部において、ビット線イコライズ指示信号BLEQが非活性状態へ駆動されてビット線のイコライズおよびプリチャージが完了する。また、この選択メモリブロックとセンスアンプ帯を共有するメモリセルアレイブロックに対するビット線分離指示信号BLIがLレベルとなり、非選択メモリセルアレイブロックがセンスアンプ帯から分離される。
【0094】
この後、ワード線イネーブル信号(図示せず)に従って、アドレス指定された行に対応するワード線が選択状態へ駆動され、メモリセルの情報がビット線(図示せず)に読出される。この後、所定のタイミングで、メモリセルアレイブロックMB7およびMB3に対して設けられたセンスアンプ帯に対して伝達されるセンスアンプ活性化信号が活性化され、選択メモリセルアレイブロックMB7およびMB3のメモリセルデータのセンスおよびラッチが行なわれる。
【0095】
リフレッシュ動作時およびバーンイン動作時においては、通常のデータアクセス動作時に比べて、選択ワード線の数が増大される。従って、これらの動作モード時において冗長情報を転送した場合、転送情報が衝突し、保持回路の保持情報が不定状態となる可能性があり、以後の動作において、正確に冗長情報を保持することができなくなる可能性がある。これらのリフレッシュ動作時およびバーンイン動作時においてはデータアクセスは行なう必要はなく、不良コラムの冗長置換による救済を行なう必要はない。したがって、これらのリフレッシュ動作時およびバーンイン動作時においては、AND回路34および36の出力信号をLレベルに固定し、冗長情報の読出、転送および取込は禁止する。
【0096】
図5は、ページ選択アドレス発生部の構成を概略的に示す図である。同時に選択された2つのメモリセルアレイブロックのうち1つのメモリセルアレイブロックが、ページ選択アドレスビットCABのより特定される。このページ選択アドレスビットCABは、中央制御帯CCTBに配置されるコラムアドレス入力バッファ50からデータパスDPを介してコラムスペアデコーダ帯2へ転送される。このコラムアドレス入力バッファ50からのコラムアドレス信号CAは、デコーダ帯内に配置されるコラムデコーダへ与えられる。各メモリセルアレイブロックに対応した配置されるデコーダブロックにおいては、対応のロウデコーダの活性化時、コラムデコーダがイネーブルされ、与えられたコラムアドレス信号CAをコラムアドレスデコードイネーブル信号(図示せず)に従って活性化されてデコードする。
【0097】
このページ選択アドレスビットCABは、これらのスペアデコーダ帯2に含まれるセレクタ25へ与えられる。セレクタ25は、このページ選択アドレスビットCABに従って、冗長情報保持回路24aおよび24bに格納される冗長情報の一方を選択してシフトデコーダ26へ与える。シフトデコーダ26は、この選択回路25からの冗長情報をデコードし、シフト信号SFTを生成する。このシフト信号SFTに従って、図示しないシフト切換回路においてデータバス線とI/O線対との結合の切換が、シフトリダンダンシー方式に従って実行される。
【0098】
このシフトリダンダンシー方式に従ってI/O線対の接続経路を切換える構成としては、種々の構成が考えられる。置換対象のI/O線対が内部データ線対から分離され、スペアI/O線対および残りのI/O線対が順次内部データ線対に接続される構成であれば、シフトスイッチ回路およびシフトデコーダとして任意の構成を用いることができる。
【0099】
図6は、冗長情報の転送動作を示すタイミング図である。以下、図6を参照して冗長情報転送動作について説明する。
【0100】
図6において、クロック信号CLKの立上がりに同期して、行選択を指示するロウアクトコマンドRACTが与えられる。このロウアクトコマンドRACTと並行して、ロウアドレス信号RADが与えられる。中央制御帯CCTBにおいては、このロウアドレス信号RADに含まれるブロックアドレスをプリデコードして、ブロックプリデコード信号XPを生成する。このロウアドレス信号RADには、ワード線を特定するアドレスも含まれる。
【0101】
このメモリセルアレイブロックを特定するブロックプリデコード信号XPに従って、図4に示すデコーダ30により選択メモリセルアレイブロックに対するブロック選択信号BSが選択状態へ駆動される。このブロック選択信号BSが選択状態へ駆動されると、図4に示すAND回路34の出力信号がHレベルとなり、このブロック選択信号BSに従って転送トリガ信号TRGが生成され、選択メモリセルアレイブロックに対して設けられた冗長情報記憶転送回路から、冗長情報が転送される。
【0102】
一方、クロック信号CLKの立上がりに同期して、ロウアクトコマンドRACTが、中央制御帯CCTBに含まれるメイン制御回路においてデコードされ、ロウアクセスが指定されたことが判定されて、アドレスラッチ信号RALが生成される。アドレスラッチ信号RALに従って、図4に示すAND回路36からドライブ回路38を介して転送される取込信号CPTが、活性状態へ駆動される。
【0103】
スペアデコーダ帯に配置された冗長情報保持回路においては、この取込信号CPTに従って、転送トリガ信号TRGに従って転送された冗長情報を取込みラッチする。
【0104】
取込信号線40は、ドライブ回路38により駆動され、この取込信号CPTは比較的高速で転送される。一方、冗長情報転送バス22aおよび22bにおいては、それぞれ、4つの転送回路(トライステートバッファ)が接続されており、冗長情報転送信号線の負荷は、取込信号線40よりも大きい。
【0105】
しかしながら、この取込信号CPTは、クロック信号CLKの立上がりに同期して、コマンドをデコードし、そのデコード結果に従って生成されるロウアドレスラッチ信号RALに従って生成され、一方、トリガ信号TRGは、クロック信号CLKと非同期で生成されるブロック選択信号BSに従って生成される。したがって、冗長情報転送動作が開始された後に、取込信号CPTの活性化が行なわれる。したがって、図7に示すように、冗長情報保持回路においては、冗長情報が転送された後に、取込信号CPTがHレベルとなる。これにより、冗長情報に対するセットアップ時間tsuを十分に確保することができる。
【0106】
したがって、このいわゆるRAS−CAS遅延時間tRCD経過後、列選択を行なうコラムアクトコマンドCACTが列アドレス信号CADとともに与えられても、既に、冗長情報は、冗長情報保持回路に転送されてラッチされており、正確に、シフト信号を生成することができる。
【0107】
また、冗長情報と取込信号CPTの転送方向は同じである。また、AND回路34および36の出力信号の転送方向は同じであり、また、その転送距離もほぼ等しい。この場合、取込信号CPTと転送冗長情報の時間差が最も小さくなるのは、冗長情報格納回路20−7から冗長情報を冗長情報保持回路24aおよび24bへ転送する場合である。しかしながら、この場合においても、アドレスラッチ信号RALとブロック選択信号BSの活性化の時間差を、この冗長情報記憶転送回路20−7からの冗長情報に対して最小限確保することができ、十分に、このメモリセルアレイブロックに対する冗長情報に対するセットアップ時間を確保することができる。
【0108】
以上のように、この発明の実施の形態1に従えば、メモリセルアレイブロックそれぞれに対応してコラム冗長情報を記憶するヒューズプログラム回路を配置し、選択メモリセルアレイブロックに対応するコラム冗長情報を、行選択動作が開始されてから列選択動作が行なわれるまでの間にコラムスペアデコーダ帯に転送して保持している。したがって、メモリセルアレイの構成が変わった場合においても、このメモリセルアレイブロックの数の変更に応じてコラム冗長情報記憶回路の数も自動的に変更され、ヒューズプログラム回路が不必要に配置されて面積が増大するのを防止することができる。
【0109】
また、ヒューズ素子を含むヒューズプログラム回路は、メモリセルアレイの外部に配置されており、配線レイアウトを考慮することなく、多数のヒューズ素子を、この冗長情報記憶転送回路内に配置することができる。また、データパスなどのその回路部分においては、配線の配置が禁止されるヒューズ素子が設けられないため、配線のレイアウトが容易となる。
【0110】
なお、この半導体記憶装置がバンク構成を取る場合には、各バンクに対して、図4に示す冗長情報保持回路を、スペアデコーダ帯に配置し、ページ選択アドレスおよびバンクアドレスに従って、冗長情報保持回路に保持された冗長情報を選択してシフトデコーダへ与える構成が用いられればよい。各バンクに物理的に対応して冗長情報保持回路を配置することにより、バンク数変更に応じて冗長情報保持回路の数を変更することができる。この場合、単に、取込信号にバンクアドレスを絡ませることにより、冗長情報の取り込みおよびシフトデコーダへの転送を、それぞれ共通のバス配線を用いて行うことができる。
【0111】
このバンク構成の場合、最大バンク数に応じて、予め、冗長情報保持回路およびセレクタが配置されていてもよい。ヒューズ素子を、最大メモリアレイブロック数分配置する構成に比べて、コラムスペアデコーダ帯の面積増大は十分に抑制することができる。
【0112】
[実施の形態2]
図8は、この発明の実施の形態2に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図8においては、メモリアレイMAWが32個のメモリセルアレイブロックMBW0−MBW31にセンスアンプ帯により分割され、メモリセルアレイMAEが、32個のメモリセルアレイブロックMBE0−MBE31に、センスアンプ帯により分割される。行選択時においては、メモリセルアレイMAWにおいて2つのメモリセルアレイブロックが同時に選択され、またメモリセルアレイMAEにおいても、2つのメモリセルアレイブロックが同時に選択される。この場合、16個の上位メモリセルアレイブロックおよび16個の下位メモリセルアレイブロックにおいて同じ位置にあるメモリセルアレイブロックが同時に選択される。たとえば、メモリセルアレイブロックMBE0およびMBE16が同時に選択され、またはメモリセルアレイブロックMBE1およびMBE17が同時に選択される。
【0113】
メモリアレイMAWおよびMAEの外側に、コラム冗長情報を保持するコラム冗長情報保持回路帯HWBおよびHEBが配置される。コラム冗長情報保持回路帯HWBは、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW31に対応して、コラム冗長情報保持ブロックHW0−HW31に分割される。コラム冗長情報保持回路帯HEBは、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE31に対応して、コラム冗長情報保持ブロックHE0−HE31に分割される。これらのコラム冗長情報保持ブロックHW0−HW31およびHE0−HE31は、それぞれ対応のメモリセルアレイブロックのコラム冗長情報を保持する。
【0114】
メモリセルアレイMAWおよびMAEの間にデコーダ帯DBDが配置される。このデコーダ帯DBDは、メモリセルアレイブロックに対応して、デコーダブロックDEB0−DEB31に分割される。これらのデコーダブロックDEB0−DEB31それぞれにおいては、ロウデコーダおよびコラムデコーダが配置され、さらに、ロウ冗長情報保持回路が配置される。すなわち、図1に示す構成と異なり、このデコーダ帯DBDには、ロウ冗長情報を記憶するロウヒューズ回路は配置されない。
【0115】
コラム冗長情報保持回路帯HEBの外側に、ロウ/コラム冗長情報記憶回路帯RCSBが配置される。このロウ/コラム冗長情報記憶回路帯RCSBは、メモリアレイMAEおよびMAWのメモリセルアレイブロックに対応して、ロウ/コラム冗長情報記憶転送ブロックRCS0−RCS31に分割される。メモリセルアレイブロックMBW0−MBW31およびMBE0−MBE31は、それぞれ、64本のワード線WLと1本のスペアワード線を含む。メモリセルアレイMAWおよびMAEそれぞれにおいては、64本のI/O線対と1本のスペアI/O線対が配置される。
【0116】
したがって、ロウ/コラム冗長情報記憶転送ブロックRCS0−RCS31においては、不良ワード線を救済するために、ワード線特定用の6ビットのアドレスと不良ワード線の存在の有無を示す1ビットの合計7ビットのビットのヒューズ素子が、不良ワード線救済のために用いられる。したがって、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいて不良行の救済を行うために、スペアワード線に対して、7ビットのヒューズセットが2つ配置される。また、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれに対する不良コラムを救済するために、7ビットのヒューズセットが2つ配置される。このロウ/コラム冗長情報記憶転送回路の記憶情報が、それぞれ対応のロウおよびコラム冗長情報保持回路へ、行方向に延在するヒューズデータ転送バス60を介して転送される。
【0117】
図9は、ロウ/コラム冗長情報記憶転送ブロックRCSiの構成の一例を概略的に示す図である。図9において、ロウ/コラム冗長情報記憶転送ブロックRCSiは、対応のメモリセルアレイブロックの不良行アドレス(冗長情報)を格納するロウ冗長情報記憶回路62aおよび62bと、対応のメモリセルアレイブロックの不良列(I/O線対)情報を記憶するコラム冗長情報記憶転送回路62cおよび62dを含む。ロウ冗長情報記憶転送回路62aおよび62bと、コラム冗長情報記憶転送回路62cおよび62dの各々は、7ビットのヒューズ素子と読出用の7ビットのスイッチングトランジスタとを含む。これらの冗長情報記憶転送回路62a−62dは、それぞれ、ヒューズデータ読出信号FDR<1>−FDR<3>およびFDR<0>に従って、そのプログラムされた冗長情報を7ビットのヒューズデータ転送バス60に転送する。
【0118】
なお、ヒューズデータ読出信号FDR<3>−FDR<0>と冗長情報との対応関係は任意であり、ロウ冗長情報およびコラム冗長情報の転送シーケンスとしては、適当な転送シーケンスが用いられればよい。
【0119】
図10は、1つのデコーダブロックDEBiの冗長情報に関連する部分の構成を概略的に示す図である。図10において、デコーダブロックDEBiは、ヒューズ情報転送路60を介して与えられるロウ冗長情報をそれぞれヒューズデータ取込信号FDT<1>およびFDT<2>に従って取込み保持するロウ冗長情報保持回路64aおよび64bと、これらのロウ冗長情報保持回路64aおよび64bの保持する冗長情報と図示しない与えられたワード線アドレス信号との一致/不一致を判定し、判定結果に従ってスペアロウイネーブル信号SPEを生成するロウスペア判定回路65を含む。
【0120】
ロウ冗長情報保持回路64aおよび64bは、それぞれ、メモリアレイMAEおよびMAWに含まれるメモリセルアレイブロックのロウ冗長情報を保持する。このロウスペア判定回路65は、これらのロウ冗長情報保持回路64aおよび64b個々にスペア判定を行い、各メモリセルアレイブロックに対してスペアイネーブル信号SPEを生成する。スペアイネーブル信号SPE(SPEE,SPEW)の活性化時、対応のノーマルロウデコーダが非活性化され、また、対応のスペアロウデコーダが活性化される。これにより、不良ノーマルワード線がスペアワード線で置換され、不良行の救済が行われる。
【0121】
ロウ冗長情報保持回路64aおよび64bは、それぞれ、7ビットのフリップフロップ回路で構成され、ヒューズデータ取込信号FDT<1>およびFDT<2>に従って、それぞれ与えられたロウ冗長情報を取込み保持する。
【0122】
図11は、コラム冗長情報保持ブロックHWiまたはHEiの構成を概略的に示す図である。冗長情報保持ブロックHWiおよびHEiは、その構成は同一であり、単に与えられるヒューズデータ取込信号が異なるだけであり、図11においては、1つのコラム冗長情報保持ブロックHEiの構成を示す。
【0123】
図11において、コラム冗長情報保持ブロックHEiは、ヒューズデータ取込信号FDT<1>に従って、ヒューズデータ転送バス60を介して与えられる冗長情報を取込み、トリガ信号TRGに従って、保持冗長情報をコラムスペアデコーダ帯へ転送するコラム冗長情報保持回路66を含む。このコラム冗長情報保持回路66は、ヒューズデータ取込信号FDT<3>に従って与えられた冗長情報を取込む7ビットのフリップフロップ回路と、トリガ信号TRGの活性化に応答してフリップフロップの保持情報を冗長情報転送路(24)へ転送する7ビットのトライステートバッファで構成される転送回路を含む。
【0124】
図12は、図9に示すロウ冗長情報記憶回路62aおよび62bとコラム冗長情報記憶回路62cおよび62dならびにコラム冗長情報保持回路66aの具体的構成を示す図である。図12においては、1ビットの冗長情報に関連する部分の構成を示す。
【0125】
図12において、ロウ冗長情報記憶回路62aは、ヒューズ素子62aaと、ヒューズデータ読出信号FDR<1>に従ってヒューズ素子62aaをノードNDに結合するNチャネルMOSトランジスタ62abを含む。ロウ冗長情報記憶回路62bは、ヒューズ素子62baと、ヒューズデータ読出信号FDR<2>に従ってヒューズ素子62baをノードNDに接続するNチャネルMOSトランジスタ62bbと、を含む。
【0126】
コラム冗長情報記憶回路62cは、ヒューズ素子62caと、ヒューズデータ読出信号FDR<3>に従ってヒューズ素子62caをノードNDに接続するNチャネルMOSトランジスタ62cbを含む。コラム冗長情報記憶回路62dは、ヒューズ素子62daと、ヒューズデータ読出信号FDR<0>に従ってヒューズ素子62daをノードNDに接続するNチャネルMOSトランジスタ62dbを含む。
【0127】
選択冗長情報記憶回路の記憶情報を読出すために、ヒューズデータ転送信号線60aを、ノードNDの電圧レベルに従って駆動するドライブ回路71が設けられる。ノードNDは、そのゲートに電源電圧を受けるPチャネルMOSトランジスタ70により、電源電圧VDDレベルにプルアップされる。
【0128】
コラムスペア情報保持ブロックHEiにおいて、コラム情報保持回路66aが、ヒューズデータ取込信号FDT<3>に従ってヒューズデータ転送信号線60a上の信号をラッチするフリップフロップ66aaを含む。
【0129】
この図12に示す冗長情報記憶回路62a−2dの構成においては、ヒューズデータ読出信号FDR<3:0>の1つが選択状態へ駆動されると、対応のMOSトランジスタが導通する。対応のヒューズ素子が溶断状態のときには、ノードNDは、MOSトランジスタ70によりプルアップされた電源電圧レベルに維持される。一方、対応のヒューズ素子が非溶断状態の場合には、ノードNDは、接地電圧レベルに放電される。
【0130】
図13は、図10に示すロウ冗長情報保持回路64aおよびbとコラムスペアデコーダ帯に配置されるコラム冗長情報を保持回路ブロックHWiに配置されるコラム冗長情報保持回路66bの構成を示す。この図13においても、1ビットの冗長情報に関連する部分の構成を代表的に示す。図13において、デコーダ帯DEBiに配置されるロウ冗長情報保持回路64aは、ヒューズデータ取込信号FDT<1>の活性化時、ヒューズデータ転送信号線60a上の信号を取込み保持するフリップフロップ64aaを含む。ロウ冗長情報保持回路64bは、ヒューズデータ取込信号FDT<2>の活性化時、ヒューズデータ転送信号線60a上の信号を取込み保持するフリップフロップ64baを含む。
【0131】
コラム冗長情報保持回路66bは、メモリセルアレイブロックMBWiの外側のコラム冗長保持回路帯HWi内に配置され、ヒューズデータ取込信号FDT<0>に応答してヒューズデータ転送信号線60a上の信号を取込み保持するフリップフロップ66baを含む。この図13に示すヒューズデータ転送信号線60a上に、図12に示すロウ/コラム冗長情報回路帯RCSiからのロウおよびコラム冗長情報が転送される。
【0132】
ヒューズデータ取込信号FDT<3:0>およびヒューズデータ読出信号FDR<3:0>は、中央制御帯から転送される。次に、この図9から図13に示す冗長情報記憶/保持回路の冗長情報保持動作について説明する。
【0133】
ロウおよびコラムの冗長情報は、図12に示すヒューズ素子62aa−62baを溶断/非溶断することによりプログラムされる。DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)においては、電源投入後のスタートアップ時(初期化動作時)においては、内部状態を確実に初期状態に設定するために、ダミーサイクルが実行される。クロック同期型DRAM(SDRAM)においては、この電源投入時またはシステムリセット時のスタートアップ時に、オートリフレッシュを8回実行することが仕様で定められている。このダミーサイクルの8回のオートリフレッシュ動作実行時に、併せて、ロウおよびコラムの冗長情報を転送する。したがって、2つのロウ冗長情報および2つのコラム冗長情報を転送する必要があり、合計4回のオートリフレッシュ動作実行時に、順次、これらのロウおよびコラムの冗長情報を転送する。
【0134】
図14は、この初期化動作時における冗長情報転送動作を示すタイミング図である。オートリフレッシュコマンドAREFが与えられたときには、内部でワード線を選択状態に維持する期間は自動的に定められ、プリチャージ動作が自動的に所定期間経過後に行なわれる。まずオートリフレッシュコマンドAREFが1回目に与えられると、このときの行選択動作に従って、データ読出信号FDR<0>を活性状態へ駆動する。これにより、コラム冗長情報記憶回路62aに格納されたコラム冗長情報が、ヒューズデータ転送バス60に伝達する。
【0135】
所定時間が経過すると、ヒューズデータ取込信号FDT<0>が活性化され、コラム冗長情報保持回路66bが、この転送されたコラム冗長情報を格納する。
【0136】
以後、オートリフレッシュコマンドが2回目および3回目に与えられると、それぞれ、ヒューズデータ読出信号FDR<1>およびFDR<2>が活性化され、続いて、ヒューズデータ取込信号FDT<1>およびFDT<2>がそれぞれ所定のタイミングで活性化される。これにより、ロウ冗長情報記憶回路62aおよび62bにそれぞれ格納されるロウ冗長情報が、ロウ冗長情報保持回路64aおよび64bに格納される。
【0137】
オートリフレッシュコマンドAREFが4回目に印加されると、次いで、ヒューズデータ読出信号FDR<3>が活性化され、コラム冗長情報記憶回路62cの記憶情報(プログラム情報)が、ヒューズデータ転送バス60上に伝達される。所定時間が経過すると、ヒューズデータ取込信号FDT<3>が活性化され、コラム冗長情報が、コラム冗長情報保持回路66aに取込まれて格納される。
【0138】
したがって、この初期化シーケンスにおけるオートリフレッシュ実行時、内部で生成されるロウ系制御信号に応じて、ヒューズデータ読出信号FDRおよびヒューズデータ取込信号FDTを活性/非活性化することにより、容易に冗長情報の転送を行なうことができる。これらのヒューズデータ読出信号FDR<3:0>およびヒューズデータ取込信号FDT<3:0>は、カウント回路を用いてオートリフレッシュコマンドをカウントすることにより順次生成される。
【0139】
図15は、中央制御帯に含まれるメイン制御信号発生部の構成を概略的に示す図である。図15において、メイン制御信号発生部は、クロック信号CLKに同期して外部からのコマンドCMDを取込み、このコマンドをデコードするコマンドデコーダ80と、コマンドデコーダ80からのオートリフレッシュ指示信号AREFに従ってオートリフレッシュに必要な動作を制御するフレッシュ制御回路82と、コマンドデコーダ80からのロウアクト指示信号RACTとプリチャージ指示信号PRDとリフレッシュ制御回路82からのリフレッシュ活性化信号RFACTとに従って、ワード線選択に必要なメインロウ系制御信号を生成するメインロウ系制御回路84を含む。
【0140】
リフレッシュ制御回路82は、コマンドデコーダ80からのオートリフレッシュ指示信号AREFの活性化時、所定の時間幅を有するワンショットのパルス信号を発生するワンショットパルス発生回路91と、ワンショットパルス発生回路91の出力信号RFACTを反転してリフレッシュ指示信号/REFを生成するインバータ回路92を含む。このワンショットパルス発生回路91は、またセルフリフレッシュモードが指定されたとき、リフレッシュ要求に応答してワンショットのパルス信号RFACTを生成する。このリフレッシュ活性化信号RFACTを、ワンショットのパルスの形態で生成することにより、オートリフレッシュ動作時およびセルフリフレッシュ動作時、内部でワード線選択および非選択を自動的に実行する。
【0141】
このリフレッシュ制御回路においては、リフレッシュアドレスを生成するためのリフレッシュアドレス発生回路、セルフリフレッシュモード時のリフレッシュタイミングを設定するタイマ回路などが含まれるが、これらの構成要素は示していない。
【0142】
リフレッシュ指示信号/REFは、図4に示すデコーダ帯DBD内のローカルロウ制御部で与えられ、リフレッシュ動作時においては、冗長情報の転送が禁止される。また、リフレッシュ指示信号/REFの活性化時、コラム系回路の動作が禁止される。リフレッシュ活性化信号RFACTの活性化期間により、リフレッシュ動作時のワード線の選択期間が決定される。
【0143】
なお、リフレッシュ指示信号/REFは、リフレッシュ活性化信号RFACTとセルフリフレッシュモード指示信号SRFの一方の活性化時、活性状態(Lレベル)となるように、インバータ92に代えて、リフレッシュ活性化信号RFACTとセルフリフレッシュモード指示信号SRFを受けるNOR回路から生成されてもよい。
【0144】
メインロウ系制御信号発生回路84は、コマンドデコーダ80からのロウアクト指示信号RACTの活性化に応答してセットされかつプリチャージ指示信号PRGの活性化に応答してリセットされるセット/リセットフリップフロップ93と、セット/リセットフリップフロップ93の出力信号とリフレッシュ活性化信号RFACTを受けるOR回路94と、OR回路94の出力信号の活性化に応答してロウアドレスラッチ信号RALをHレベルへ駆動するアドレスラッチ制御回路95と、ロウアドレスラッチ信号RALの活性化に応答して所定のタイミングでワード線イネーブル信号WLEを活性状態へ駆動するワード線活性制御回路96と、ワード線イネーブル信号WLEの活性化に応答して所定時間経過後にセンスアンプイネーブル信号SAEを活性化するセンスアンプ制御回路97と、センスアンプ活性化信号SAEの活性化後所定期間経過後に、ワード線ディスエーブル信号DSEWLを生成するワード線非選択タイミング制御回路98を含む。
【0145】
これらの制御回路95−98は、OR回路94の出力信号がLレベルになると所定のシーケンスでそれぞれ対応のロウ系制御信号を非活性状態へ駆動する。ワード線非選択タイミング制御回路98からのワード線ディスエーブル信号DSEWLは、活性化時にワンショットパルス発生回路91の出力するパルス信号を非活性化し、リフレッシュ動作時において内部のリフレッシュ期間を決定する。
【0146】
図16は、図15に示すメインロウ系制御回路のリフレッシュ時の動作を示す信号波形図である。以下、図16を参照して、図15に示す回路の動作について説明する。
【0147】
オートリフレッシュコマンドが与えられ、オートリフレッシュ指示信号AREFがHレベルとなると、図15に示すワンショットパルス発生回路91からのリフレッシュ活性化信号RFACTが活性化され、このリフレッシュ活性化信号RFACTは所定期間Hレベルを維持する。リフレッシュ活性化信号RFACTが活性化されると、アドレスラッチ制御回路95からロウアドレスラッチ信号RALがHレベルとなる。ロウアドレスラッチ信号RALが活性化されても、リフレッシュ指示信号/REFがLレベルであり、保持回路の保持内容の転送は行なわれない。
【0148】
ロウアドレスラッチ信号RALがHレベルに立上がって選択メモリセルアレイブロックに対するワード線アドレス(リフレッシュアドレス)が確定すると、ワード線活性制御回路96からのワード線イネーブル信号WLEがHレベルへ駆動される。応じて、リフレッシュアドレスが指定するワード線が選択状態へ駆動される。
【0149】
続いて、ワード線イネーブル信号WLEがHレベルへ駆動されると、所定時間経過後に、センスアンプ制御回路97からのセンスアンプ活性化信号SAEが活性化され、メモリセルデータの検知、増幅およびリストアが行なわれ、リフレッシュが実行される。
【0150】
センスアンプイネーブル信号SAEが活性化されて、所定期間が経過すると、ワード線非選択タイミング制御回路98からのワード線ディスエーブル信号DSEWLが活性化される。応じて、リフレッシュ活性化信号RFACTが非活性化される。
【0151】
リフレッシュ活性化信号RFACTが非活性化されると、OR回路94の出力信号がLレベルとなり、まずワード線活性制御回路96がワード線イネーブル信号WLEを非活性化し、続いて、ロウアドレスラッチ信号RALが非活性化され、アドレスのラッチが完了する。
【0152】
続いて、センスアンプ制御回路97からのセンスアンプイネーブル信号SAEが非活性化され、応じて、またワード線非選択タイミング制御回路98からのワード線ディスエーブル信号DSEWLが非活性化される。
【0153】
このワード線イネーブル信号WLEの活性化に応答して、冗長情報記憶回路に記憶された冗長情報を転送し、センスアンプイネーブル信号SAEの活性化に応答して、転送された冗長情報を取込み格納する。これらの冗長情報の読出および取込の完了は、ワード線ディスエーブル信号DSEWLにより設定される。
【0154】
図17は、ヒューズデータ読出および取込信号発生部の構成を概略的に示す図である。このヒューズデータ読出/取込信号発生部は、中央制御帯CCTBに配置される。
【0155】
図17において、ヒューズデータ読出/取込信号発生部は、カウントトリガ信号CNTRGの立上がりに同期してカウント動作を行なう2ビットバイナリカウンタ100と、2ビットバイナリカウンタ100の出力ビット<1:0>をデコードし4ビットの信号<3:0>を生成するデコーダ101と、ワード線ディスエーブル信号DSEWL、ワード線イネーブル信号WLEおよびレディ信号REDYを受けるゲート回路102と、ゲート回路102の出力信号とデコーダ101の出力信号とを受けて4ビットのヒューズデータ読出信号FDR<3:0>を生成するAND回路103と、ワード線ディスエーブル信号DSEWLとセンスアンプイネーブル信号SAEとレディ信号REDYとを受けるゲート回路104と、ゲート回路104の出力信号とデコーダ101の出力信号<3:0>とを受けて4ビットのヒューズデータ取込信号FDT<3:0>を生成する4ビットAND回路105とを含む。
【0156】
ゲート回路102は、ワード線ディスエーブル信号DSEWLがLレベルでありかつワード線イネーブル信号WLEおよびレディ信号REDYがHレベルのときにHレベルの信号を出力する。ゲート回路104は、ワード線ディスエーブル信号DSEWLがLレベルであり、センスアンプイネーブル信号SAEおよびレディ信号REDYがHレベルのときにHレベルの信号を出力する。レディ信号REDYは、Hレベルに初期設定され、冗長情報の転送完了後Lレベルに設定される。
【0157】
AND回路103は、デコーダ101の出力ビット<3:0>それぞれに対応して設けられるANDゲートを含み、ゲート回路102の出力信号とこれらのデコーダ101の出力ビット<3:0>それぞれのAND処理を行なって、4ビットのヒューズデータ読出信号FDR<3:0>を生成する。
【0158】
AND回路105も同様、デコーダ101の4ビットの出力<3:0>それぞれに対応して設けられるANDゲートを含み、ゲート回路104の1ビットの出力信号とこれらのデコーダ101の出力する4ビット<3:0>それぞれのAND処理を行なって4ビットのヒューズデータ取込信号FDT<3:0>を生成する。
【0159】
ヒューズデータ読出/取込信号発生部は、さらに、2ビットバイナリカウンタ100の2ビット<1:0>を受けるANDゲート106と、ANDゲート106の出力信号とレディ信号REDYとを受けるEXORゲート107と、カウントトリガ信号CNTRGの立上がりに応答してEXORゲート107の出力信号を取込みかつ出力するフリップフロップ108と、カウントトリガ信号CNTRGの立下がりに応答してフリップフロップ108の出力信号を取込み出力するフリップフロップ109を含む。
【0160】
フリップフロップ108からレディ信号REDYが出力され、フリップフロップ109から遅延レディ信号REDYDが出力される。これらのフリップフロップ108および109は、リセット信号ZRSTに従ってセット状態に初期設定され、初期状態においてはHレベルの信号を出力する。
【0161】
カウントトリガ信号CNTRGは、遅延レディ信号REDYDとゲート回路102の出力信号を受けるゲート回路110から出力される。このカウントトリガ信号CNTRGは、レディ信号REDYDがHレベルのときに、ゲート回路102の出力信号がLレベルとなるとHレベルへカウントトリガ信号CNTRGを駆動する。したがって、遅延レディ信号REDYDがHレベルのときには、このゲート回路110は、インバータとして動作し、ゲート回路102の出力信号を反転する。遅延レディ信号REDYDがLレベルとなると、このゲート回路110の出力信号はLレベルに固定される。
【0162】
図18は、図17に示すヒューズデータ読出/取込信号発生部の動作を示すタイミング図である。以下、図18を参照して、図17に示す回路の動作について説明する。
【0163】
2ビットバイナリカウンタ100は、リセット信号ZRSTにおり、そのカウント値が(0,0)にリセットされる。
【0164】
また、フリップフロップ108および109は、セット状態に初期設定されており、レディ信号REDYおよび遅延レディ信号REDYDは、ともにHレベルである。
【0165】
デコーダ101が、この2ビットバイナリカウンタ100の出力ビット<1:0>をデコードする。したがって、最初のサイクルにおいては、デコーダの出力信号<0>がHレベルであり、残りの3ビット<3:1>はLレベルである。
【0166】
初期化シーケンスにおいて、オートリフレッシュコマンドが与えられると、ワード線イネーブル信号WLE、センスアンプイネーブル信号SAEおよびワード線ディスエーブル信号DSEWLが所定のシーケンスで順次Hレベルに駆動される。ゲート回路102は、ワード線イネーブル信号WLEがHレベルでありかつワード線ディスエーブル信号DSEWLがLレベルの間Hレベルの信号を出力する。ゲート回路104は、センスアンプイネーブル信号SAEがHレベルでありかつワード線ディスエーブル信号DSEWLがLレベルの間Hレベルの信号を出力する。
【0167】
したがって、AND回路103から、デコーダ101の出力信号とゲート回路102の出力信号とに従って、ワード線イネーブル信号WLEの立上がりに応答して、ヒューズデータ読出信号FDR<0>がHレベルへ駆動される。残りのヒューズデータ読出信号FDR<3:1>はLレベルを維持する。応じて、図12に示すコラム冗長情報記憶回路62dの記憶情報(プログラム冗長情報)が、ヒューズデータ転送バス60を介して、冗長情報保持回路66bに転送される。
【0168】
センスアンプイネーブル信号SAEが活性化されると、ゲート回路104の出力信号はHレベルとなり、応じてAND回路105からのヒューズデータ取込信号FDT<0>がHレベルとなる。応じて、図13に示すコラム情報保持回路66bにおいて、転送された冗長情報の取込が行なわれる。
【0169】
ワード線ディスエーブル信号DSEWLがHレベルに立上がると、ゲート回路102および104の出力信号がLレベルに立下がり、ヒューズデータ読出信号FDR<0>およびヒューズデータ取込信号FDT<0>がLレベルとなり、冗長情報の転送および取込が完了する。
【0170】
このゲート回路102の出力信号がLレベルに立下がると、遅延レディ信号REDYDはHレベルであるため、ゲート回路110からのカウントトリガ信号CNTRGがHレベルに立上がり、2ビットバイナリカウンタ100のカウント値が1増分され、(0,1)となる。応じて、デコーダ101の出力ビット<1>がHレベルへ駆動される。
【0171】
オートリフレッシュコマンドが与えられるごとに、同様の動作が行なわれ、各オートリフレッシュ実行サイクル時においてヒューズデータ読出信号FDR<1>、FDR<2>が順次活性化され、またヒューズデータ取込信号FDT<1>およびFDT<2>が活性化され、それぞれ、ロウ冗長情報の転送および取込み保持が行なわれる。
【0172】
2ビットバイナリカウンタ100のカウント値が(1,1)に到達し、再びオートリフレッシュコマンドが与えられると、このバイナリカウンタ100のカウント(1,1)に従ってヒューズデータ読出信号FDR<3>およびヒューズデータ取込信号FDT<3>が、それぞれワード線イネーブル信号WLEおよびセンスアンプイネーブル信号SAEの活性化に応じて活性状態へ駆動され、コラム冗長情報の転送および取込が行なわれる。
【0173】
この図12に示すコラム冗長情報保持回路66aへのコラム冗長情報の転送が完了すると、カウントトリガ信号CNTRGが活性化されて2ビットバイナリカウンタ100がカウント動作を行ない、そのカウント値が(1,1)から(0,0)に変化する。
【0174】
2ビットバイナリカウンタ100のカウント値が(1,1)のとき、ANDゲート106の出力信号はHレベルであり、またEXORゲート107の出力信号はLレベルである。したがって、このカウントトリガ信号CNTRGの立上がりに応答してフリップフロップ108が、EXORゲート107の出力信号に従って、その出力信号すなわちレディ信号REDYをLレベルに立下げる。
【0175】
再び、オートリフレッシュコマンドが与えられ、初期化シーケンスにおいて5回目のオートリフレッシュ動作が行なわれるとき、ワード線イネーブル信号WLEの活性化に従ってカウントトリガ信号CNTRGがLレベルに立下がる。このカウントトリガ信号CNTRGの立下がりに応答して、フリップフロップ109が、フリップフロップ108の出力信号に従って遅延レディ信号REDYDをLレベルに駆動する。レディ信号REDYは既にLレベルであるため、この5回目のオートリフレッシュ動作時においては、ゲート回路102および104の出力信号はLレベルである。したがって、ヒューズデータ読出信号FDR<3:0>はすべてLレベルであり、また、ヒューズデータ取込信号FDT<3:0>もすべてLレベルであり、冗長情報も転送は行なわれない。遅延レディ信号REDYDがLレベルとなると、ゲート回路110の出力するカウントトリガ信号CNTRGはLレベルに固定され、2ビットバイナリカウンタ100はカウント動作が停止され、そのカウント値は初期値(0,0)に固定される。
【0176】
フリップフロップ108および109は、それぞれ、2段の縦続接続されるラッチ回路で例えば構成される。たとえば、フリップフロップ108は、そのカウントトリガ信号CNTRGがLレベルのときにEXORゲート107の出力信号を取込み、カウントトリガ信号CNTRGがHレベルとなると、その取込んだ信号を出力する。同様、フリップフロップ109は、カウントトリガ信号CNTRGがHレベルのときに、フリップフロップ108の出力信号を取込み、カウントトリガ信号CNTRGがLレベルとなると、この取込んだ信号を出力する。
【0177】
このスタートアップ時の初期化シーケンスにおいて行なわれるオートリフレッシュと並行してヒューズデータ読出信号FDR<3:0>およびヒューズデータ取込信号FDT<3:0>を生成して冗長情報の転送および保持を行なうことにより、この冗長情報の転送/保持のための特別のサイクルを設ける必要がなく、初期化シーケンスを簡略化することができる。
【0178】
この冗長情報保持回路に保持された冗長情報の通常動作モード時の読出は、実施の形態1と同様にして行なわれる。
【0179】
以上のように、この発明の実施の形態2に従えば、ロウおよびコラムの冗長情報記憶素子(ヒューズ素子)を、それらの対応するメモリセルアレイ外部に配置しており、初期化シーケンス時に、この対応の冗長情報保持回路に転送している。したがって、メモリセルアレイ外部に、その上に配線を配置することができないヒューズ素子を配置することができ、ロウ/コラムヒューズ帯に、他の配線レイアウトの影響を受けることなく多数のヒューズ素子を効率的に配置することができる。
【0180】
また、デコーダ帯DBDにおいては、ヒューズ素子が配置されていないため、配線不能領域がなくなり、配線のレイアウトが容易となり、また、効率的に回路を配置することができる。
【0181】
また、実施の形態1と同様、通常動作モード時においては、選択を行なうロウアクセス動作時から、列選択を行なうコラムアクセスまでの期間(tRCD)の間に、冗長情報をコラムスペアデコーダ帯に転送することにより、メモリセルアレイ構成変更時においても、応じてヒューズプログラム回路(冗長情報記憶回路)の数も自動的に変更され、不要な冗長情報記憶回路が存在するのを防止することができ、面積増大を抑制することができる。また、データパスにおいても、ヒューズ素子は配置されないため、配線レイアウトが容易となる。
【0182】
[実施の形態3]
図19は、この発明の実施の形態3に従う半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。図19においては、1つのコラム冗長情報保持回路帯の構成を示す。
【0183】
図19において、メモリセルアレイブロックは、実施の形態2と同様、32個配置される。これらのメモリセルアレイブロックに対応して、コラム冗長情報保持回路CPH0−CPH31が配置される。これらの冗長情報保持回路CPH0−CPH31が、4つの保持回路群MBG0−MBG3に分割される。保持回路群MBG0は、コラム冗長情報保持回路CPH0−CPH7を含み、保持回路群MBG1は、冗長情報保持回路CPH8−CPH15を含み、保持回路群MBG2が、コラム冗長情報保持回路CPH16−CPH23を含む。保持回路群MBG3が、コラム冗長情報保持回路CPH24−CPH31を含む。
【0184】
これらの冗長情報保持回路CPH0−CPH31は、それぞれ転送回路LDR0−LDR31に結合される。保持回路群MBG0−MBG3においてそれぞれ、ローカルバスLB0−LB3が配置される。これらのローカルバスLB0−LB3は、それぞれ対応の転送回路により駆動される。転送回路LDR0−LDR7がローカルバスLB0を選択時駆動し、ローカルバスLB1が、転送回路LDR8−LDR15により選択的に駆動される。ローカルバスLB2が、転送回路LDR16−LDR23により選択的に駆動される。ローカルバスLB3が、転送回路LDR24−LDR31により選択的に駆動される。
【0185】
これらの転送回路LDR0−LDR31は、それぞれ、先の実施の形態1と同様、メモリセルアレイブロックを特定するブロック選択信号に基づいて生成される信号により選択的に活性化される。
【0186】
これらのローカルバスLB0−LB3それぞれに対して、メインバスドライバMDR0−MDR3が配置される。メインバスドライバMDR0およびMDR2は、メインバストリガ信号TRGM<0>がHレベルのとき、活性化されてメインバスMB1およびMB0をそれぞれ駆動する。メインバスドライバMDR1およびMDR3は、メインバストリガ信号TRGM<1>がHレベルのとき活性化されて、メインバスMB1およびMB0をそれぞれ駆動する。このメインバストリガ信号TRGM<1:0>は、最上位のロウアドレスプリデコード信号XPに基づいて生成されて、バッファ回路120により、列方向に沿って転送される。
【0187】
メインバスMB1およびMB0は、同様、列方向に沿って配設されて、コラムスペアデコーダ帯2に含まれるコラム冗長情報保持回路24aおよび24bにそれぞれ結合される。これらのコラム冗長情報保持回路24aおよび24bに対し、バッファ(ドライブ回路)38から、取込信号線40を介して取込信号CPTが与えられる。この取込信号CPTは、実施の形態1と同様、ロウアドレスラッチ信号RALに基づいて生成される。取込信号CPTおよびメインバストリガ信号TRGMは、リフレッシュ指示信号/REFおよびバーンイン信号/WBIの活性化時、非活性状態に維持される。
【0188】
この図19に示す構成においては、コラム冗長情報保持回路CPH0−CPH31に格納される冗長情報の転送動作は、実施の形態1と実質的に同じである。しかしながら、この冗長情報転送線路を、ローカルバスLB0−LB3とメインバスMB0およびMB1の階層構造とすることにより、メインバスMB0およびMB1の負荷を軽減でき、高速で冗長情報を転送することができる。したがって、冗長情報転送線路が、メモリセルアレイブロックが32個設けられ長くなる場合においても、高速でこれらの冗長情報を転送することができる。
【0189】
また、実施の形態1と同様、取込信号CPTの転送方向と、冗長情報の転送方向を同一とし、またトリガ信号TRGMの転送方向と同一とすることにより、このコラム冗長情報保持回路24aおよび24bにおける取込動作に対するセットアップ/ホールドのタイミングマージンを十分に確保することができる。
【0190】
以上のように、この発明の実施の形態3に従えば、冗長情報をコラムスペアデコーダ帯に転送する冗長情報転送部をローカル/メインの階層構造としており、冗長情報転送線路が長くなる場合においても、高速でコラム冗長情報を転送することができ、十分に、時間tRCD内で、コラム冗長情報を転送して保持することができる。
【0191】
また、実施の形態1と同様、冗長情報の取込に対するセットアップ/ホールド条件を十分にマージンを、取込信号およびメインバストリガ信号TRGMの転送方向を同じとすることにより、十分に余裕を持って冗長情報の取込ができる。
【0192】
[実施の形態4]
図20は、この発明の実施の形態4に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図20においては、メモリセルアレイMAEの外側に、ロウ/コラムヒューズ帯RCSBが配置される。これらのロウ/コラムヒューズ帯RCSBは、メモリセルアレイブロックMBE0,MBW0−MBE31,MBW31に対応して、32個のヒューズブロックRCS0−RCS31に分割される。ヒューズブロックRCS28からのロウ/コラム冗長情報は、冗長情報転送バス130を介してデコーダ帯DBDに配置されるロウ/コラム冗長情報保持回路に転送される。
【0193】
また、デコーダ帯DBDにおいて、コラム冗長情報保持回路が配置されるため、この中央制御帯CCTBの両側に、コラムスペアデコーダ帯2Wおよび2Eが配置される。この図20に示す他の構成は、図8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。
【0194】
図21は、ロウ/コラムヒューズブロックRCSiおよび1つのデコーダブロックDEDiの構成を示す図である。図21においては、1ビットの冗長情報に関連する部分の構成を概略的に示す。
【0195】
図21において、ロウ/コラムヒューズブロックRCSiにおいては、実施の形態2と同様、ロウ冗長情報記憶回路62aおよび62bと、コラム冗長情報記憶回路62cおよび62dが設けられる。これらの冗長情報記憶回路62a−62dの構成は、図12に示すロウ/コラムヒューズブロックRCSiに配置される冗長情報記憶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。
【0196】
ロウ/コラムヒューズブロックRCSiの選択された冗長情報記憶回路の冗長情報が、ドライブ回路71を介して、ヒューズデータ(冗長情報)転送バス130を介してデコーダブロックDEBiに伝達される。デコーダブロックDEBiにおいては、コラム冗長情報保持回路166b、ロウ冗長情報記憶回路164aおよび164b、ならびにコラム冗長情報保持回路166aが配置される。コラム冗長情報保持回路166bは、7ビットのフリップフロップ回路166beを含み、ロウ冗長情報保持回路164aは、7ビットのフリップフロップ回路164aaを含み、ロウ冗長情報記憶回路164bは、7ビットのフリップフロップ回路164baを含み、コラム冗長情報記憶回路166aは、7ビットのフリップフロップ回路166aaを含む。
【0197】
これらのフリップフロップ回路166ba、164aa、164baおよび166aaは、取込信号FDTに従って順次保持情報を転送するシフトレジスタを構成する。すなわち、ヒューズブロックRCSiにおいて、ヒューズデータ読出信号FDR<3:0>により選択された冗長情報は、順次、フリップフロップ回路166aa、164ba、164aaおよび166baへ転送されて格納される。
【0198】
この図21に示す取込信号FDTおよび読出信号FDR<3:0>は、初期化シーケンスにおいて、オートリフレッシュ動作を行なうときに並行して活性化される。この場合、先の実施の形態2と同様、カウンタを用いて、リフレッシュ回数をカウントし、4回冗長情報の転送動作を行ない、以降禁止する。
【0199】
このコラム冗長情報保持回路166bおよび166aの保持する冗長情報の通常動作モード時の転送動作は、先の実施の形態1−3のいずれかと同じである。
【0200】
図22は、図21に示す冗長情報保持回路への冗長情報の転送動作を示すタイミング図である。冗長情報読出信号FDR<3:0>が、順次活性化されるとき、冗長情報取込信号FDTも、活性化される。冗長情報読出信号FDR<0>−FDR<3>に従って、コラム冗長情報SCLW、ロウ冗長情報SROW0、SROW1、およびコラム冗長情報SCLEが、それぞれ、冗長情報記憶回路62d、62a、62bおよび62cから順次読出される。これらが、フリップフロップ回路(FF)166aa、164ba、164aaおよび166baへ、順次ヒューズデータ取込信号FDTに従って転送される。したがって、ヒューズデータ読出信号FDR<1>の活性化時、フリップフロップ回路166aaへ、ロウ冗長情報SROW0が格納され、フリップフロップ回路164baに、メモリセルアレイMBWに対するコラム冗長情報SCLWが格納される。
【0201】
ヒューズデータ読出信号FDR<2>が活性化され、取込信号FDTが活性化されると、フリップフロップ回路166aaに、ロウ冗長情報SROW1が格納され、フリップフロップ回路164baに、ロウ冗長情報SROW0が格納され、フリップフロップ回路FF164aaに、コラム冗長情報SCLWが格納される。
【0202】
最後に、ヒューズデータ読出信号FDR<3>が活性化され、続いて、ヒューズデータ取込信号FDTが活性化されると、フリップフロップ回路166aaに、メモリアレイブロックMBWiに対するコラム冗長情報SCLEが格納され、フリップフロップ回路164baに、ロウ冗長情報SROW1が格納され、フリップフロップ回路164aaにロウ冗長情報SROW0が格納され、フリップフロップ回路166baに、メモリセルアレイブロックMBWiに対するコラム冗長情報SCLWが格納される。したがって、4回の転送動作を完了すると、これらの冗長情報保持回路166a、164b、164aおよび166bに、対応の冗長情報を格納することができる。
【0203】
図23は、ヒューズデータ読出信号FDR<3:0>および取込信号FDTを発生する部分の構成を示す図である。この図23に示す読出/取込信号発生部の構成は、図17に示す読出/取込信号発生部の構成と以下の点が異なっている。すなわち、ワード線ディスエーブル信号DSEWL、センスアンプイネーブル信号SEAEおよびレディ信号REDYを受けるゲート回路104から、ヒューズデータ取込信号FDTが出力される。ヒューズデータ(冗長情報)取込のためには、単に冗長情報の転送動作が行なわれるだけであり、デコーダ101の出力ビット<3:0>は用いられない。他の構成は、図17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。
【0204】
したがって、この図23に示す読出/取込信号発生部の構成においては、先の図18に示す動作波形図において、取込信号FDT<3:0>に代えて取込信号FDTが各転送サイクルにおいて連続的に活性化されるだけであり、図17に示す回路と同様の動作が行なわれ、4回の転送動作完了後レディ信号REDYがLレベルに設定されて、転送動作が禁止される。
【0205】
図24は、コラムスペアデコーダ帯2Eおよび中央制御帯CCTBの要部の構成を概略的に示す図である。スペアデコーダ帯2Eにおいては、実施の形態1と同様、冗長情報保持回路24aおよび24bと、ページ選択アドレスビットCABに従ってこれらの冗長情報保持回路24aおよび24bの保持情報の一方を選択するセレクタ25と、セレクタ25の選択冗長情報をデコードしてシフト信号SFTRおよびSFTWを生成するシフトデコーダ26が設けられる。スペアデコード帯2Wにおいても同様の構成が設けられる。
【0206】
中央制御帯CCTBにおいては、外部からのアドレス信号に従って列アドレス信号CAを生成するコラムアドレスバッファ50が設けられる。コラムアドレスバッファ50からの最上位アドレスビットCABがページ選択アドレスビットとして用いられる。この場合、中央制御帯CCTBに隣接して、スペアコラムデコーダ帯2Eが配置されている。したがって、データパス帯DPEを越えてページ選択アドレス信号ビットを、このスペアコラムデコーダ帯2Eのセレクタ25に伝達する必要はなく、早いタイミングで、セレクタ25の出力データを確定状態に設定することができ、I/O線対の切換を早いタイミングで行なうことができ、アクセス時間が改善される。
【0207】
I/O線対切換えが、データパス帯DPEおよびDPWにおいてそれぞれ個々に行われる。
【0208】
以上のように、この発明の実施の形態4に従えば、ロウおよびコラムの冗長情報を記憶するヒューズ素子を、メモリセルアレイ外部に配置し、初期化動作時に、デコーダ帯に配置されたロウおよびコラム冗長情報保持回路に転送している。したがって、メモリセルアレイ外部に、集中して、配線が通過不能であるヒューズ素子を配置することができ、配線レイアウトにかかわらず、ヒューズ素子を配置することができ、多数のヒューズ素子を配置することができる。
【0209】
また、デコーダ帯には、冗長情報保持回路が配置されるだけであり、ヒューズ素子は配置されていないため、デコーダ帯の配線レイアウトが容易となる。また、メモリセルアレイブロックに対応してロウ/コラム冗長情報記憶/保持回路を配置し、通常動作時においては、ロウアクセスからコラムアクセスまでの間にコラムスペアデコーダ帯にコラム冗長情報を転送するため、メモリセルアレイブロック数変更時に応じて冗長情報記憶回路の数も変更されるため、不必要にヒューズ素子が配置されるのを防止することができ、面積増大を抑制することができる。
【0210】
また、中央制御帯に隣接してコラムスペアデコーダ帯を配置することができ、ページ選択アドレスをデータパスを越えて転送する必要がなく、アクセス時間を短縮することができる。
【0211】
なお、上述の説明においては、シフトリダンダンシー方式に従ってI/O線対を置換して、不良セルを救済している。しかしながら、スペアI/O線対と不良I/O線対とを置換するI/O置換方式であっても、本発明は適用可能である。シフト信号に代えて、スペアI/O線対と置換するためのI/O線対選択信号を生成する。また、スペアコラムと不良コラムとが置換されるコラム選択線置換方式の半導体記憶装置であっても、本発明は適用可能である。
【0212】
また、データ線は、書込データと読出データが、I/O線対を介して転送されている。しかしながら、書込データを伝達する書込データ線と読出データを伝達する読出データ線が別々に伝達されるI/O分離方式の半導体記憶装置であっても、本発明は、同様、適用可能である。
【0213】
【発明の効果】
以上のように、この発明に従えば、複数のメモリアレイブロックにそれぞれ物理的に対応して不良列の情報を記憶する複数の冗長情報格納回路を配置しており、メモリセルアレイブロック数変更時において、自動的に冗長情報格納回路の数も変更され、不要な冗長情報格納回路が配置されるのを防止することができ、面積増大を抑制することができる。
【0214】
また、この冗長情報格納回路として、不良列情報をプログラムして記憶するプログラム回路を配置することにより、不必要に、ヒューズ素子などのリンク素子で構成されるプログラム回路が配置されるのを防止することができ、面積増大を抑制することができる。
【0215】
また、情報格納回路として、対応のメモリアレイブロックの不良列情報を保持する保持回路を配置することにより、配線の通過不能なヒューズ素子を、メモリセルアレイ外部に集中して配置することができ、配線レイアウトが容易となる。
【0216】
また、冗長情報格納回路として、メモリアレイブロックそれぞれに対応して配置されるプログラム回路と、このプログラム回路の記憶情報を受けて保持する保持回路とで構成することにより、プログラム回路をメモリセルアレイ外部に集中して配置することができ、配線通過不能なヒューズ素子を効率的に配置することができる。また、アレイ内領域にヒューズ素子を配置する必要がなく、回路の配線レイアウトが容易となる。
【0217】
また、プログラム回路と保持回路とは対応のメモリアレイブロックの両側に対向して配置することにより、メモリアレイ外部に、通過不能なヒューズ素子を効率的に集中して配置することができ、配線レイアウトを考慮することなくヒューズ素子を効率的に多数配置することができる。また、アレイ内にヒューズ素子を配置する必要がなく、他の回路の配線レイアウトが容易となる。
【0218】
また、プログラム回路を対応のメモリアレイブロックの外側に配置することにより、他回路の配線レイアウトを考慮することなく効率的にヒューズ素子を配置することができる。
【0219】
また、行選択動作時、冗長情報格納回路の格納情報を保持回路に転送し、この保持回路に保持される冗長情報に従って、不良列救済の冗長置換情報を生成することにより、メモリセルアレイブロック数増大時においても、同時に選択されるメモリセルアレイブロックの数の保持回路を設けるだけでよく、保持回路の占有面積を低減することができる。また、行選択から列選択までの時間内に、冗長情報を転送するため、余裕を持って、選択メモリアレイブロックに対応する冗長情報を転送して保持することができる。
【0220】
また、アドレス信号に含まれるブロック選択信号の活性化に従って選択メモリアレイブロックの冗長情報を転送しており、冗長情報転送のために専用の信号を用いる必要がなく、冗長情報転送の制御が容易となる。
【0221】
また、通常動作モードと異なる特定動作モード時においては、この冗長情報の転送を禁止しており、誤った冗長情報が保持されるのを防止することができ、回路誤動作を防止することができる。
【0222】
また、行選択時に活性化されるロウ系制御信号を用い、冗長情報の取込および保持を制御しており、冗長情報の転送取込み保持に専用の信号を用いる必要がなく、制御が容易となる。また、行選択動作時に冗長情報を確実に転送することができる。
【0223】
冗長情報の転送方向と保持回路における冗長情報取込を行なわせるロウ系制御信号の転送方向を同一とすることにより、保持回路における冗長情報および取込用ロウ系制御信号に対するセットアップ/ホールド条件のマージンを十分に確保することができ、確実に、冗長情報を保持回路に取込むことができる。
【0224】
また、保持回路において、通常動作モードと異なる所定の動作モード時には冗長情報の取込を禁止することにより、回路誤動作を防止することができる。また、データメモリアレイブロックの冗長情報を少なくともブロック選択信号に従って選択して冗長情報転送線を介して転送し、かつこの行選択時行系制御信号に従って冗長情報転送線と平行に配置される取込制御線を介して保持回路に取込制御信号を伝達することにより、正確に、保持回路において、選択メモリアレイブロックに対応するコラム冗長情報を取込み保持することができる。
【0225】
また、通常動作モードと異なる所定の動作モード時には、この取込制御信号を非活性状態に維持することにより、特定動作モード時、複数の冗長情報が転送されて冗長情報の衝突が生じ、保持回路の保持内容が不定状態となるのを防止することができ、通常動作モード時における、冗長情報保持に悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【0226】
また、冗長情報転送線を、ローカルバスおよびメインバスの階層構造とすることにより、メモリアレイブロック数が多い場合においても、高速で冗長情報を転送することができる。
【0227】
また、このローカル/メイン冗長情報転送バス構成において、ローカルバスを選択するグループ選択信号および保持回路に対する取込指示信号の転送方向を同一とすることにより、メインバス駆動タイミングと保持回路の保持タイミングのマージンを十分に確保することができ、正確に、冗長情報を取込み保持することができる。
【0228】
また、メモリアレイブロックに物理的に対応して、不良行および不良セル救済のための冗長情報を有する冗長情報記憶回路を配置し、また、メモリアレイブロックに物理的に対応して対応のメモリアレイブロックの不良行および不良列情報を保持する複数の冗長情報保持回路とを設け、初期化動作時に、この冗長情報記憶回路から冗長情報保持回路へ冗長情報を転送することにより、メモリアレイブロック数に応じて冗長情報記憶回路を配置するだけでよく、面積増大を抑制することができる。また、冗長情報記憶回路を、メモリアレイブロックの外部に配置することにより、冗長情報を記憶するヒューズ素子を一括してメモリアレイ外部に配置でき、他回路の配線レイアウトが容易となる。また、ヒューズ素子配置を、他回路の配線を考慮する必要がなく、ヒューズ素子を効率的に配置することができる。
【0229】
また、冗長情報の転送を初期化時に実行される行選択時に実行することにより、この冗長情報転送のための特別の動作シーケンスを設ける必要がなく、初期化を高速化することができる。
【0230】
また、転送動作の制御を、この行選択時に生成される行系制御信号に従って行なうことにより、転送のための制御信号を新たに生成する必要がなく、正確に、行選択時に、冗長情報の転送/保持を行なうことができる。
【0231】
また、この転送制御時に、行選択回数をカウントするカウンタを用いることにより、正確に、冗長情報の転送を行なった後に、冗長情報の転送を完了させることができ、正確に冗長情報保持回路に必要な冗長情報を格納することができる。
【0232】
また、この冗長情報保持回路を転送指示に従ってシフト動作を行なうシフトレジスタで構成することにより、冗長情報保持回路を選択するための信号が不要となり、冗長情報転送/保持のための制御が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図2】この発明の実施の形態1において用いられるヒューズ読出回路の構成の一例を示す図である。
【図3】図1に示す冗長コラムヒューズ帯およびコラムスペアデコーダ帯の構成を概略的に示す図である。
【図4】この発明の実施の形態1に従う半導体記憶装置の構成をより具体的に示す図である。
【図5】この発明の実施の形態1に従って半導体記憶装置のコラム冗長デコーダ帯およびデータパスおよび中央制御帯の要部の構成を概略的に示す図である。
【図6】図5および図6に示す回路の冗長情報転送動作を示すタイミング図である。
【図7】図4および図5に示す冗長情報保持回路の冗長情報のセットアップ/ホールド条件を示す図である。
【図8】この発明の実施の形態2に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図9】図8に示す冗長ロウ/コラムヒューズ帯の構成を概略的に示す図である。
【図10】図8に示すデコーダ帯のデコードブロックの要部の構成を概略的に示す図である。
【図11】図8に示すコラム冗長保持ブロックの構成を概略的に示す図である。
【図12】図9に示す冗長情報記憶回路の構成をより具体的に示す図である。
【図13】図10および図11に示す冗長情報保持回路の具体的構成を示す図である。
【図14】この発明の実施の形態2における半導体記憶装置の冗長情報転送動作を示すタイミング図である。
【図15】この発明の実施の形態2における中央制御帯のロウ系制御信号発生部の構成を概略的に示す図である。
【図16】図15に示す回路の動作を示すタイミング図である。
【図17】この発明の実施の形態2に従うヒューズデータ読出および取込信号を発生する部分の構成を概略的に示す図である。
【図18】図17に示す回路の動作を示すタイミング図である。
【図19】この発明の実施の形態3に従う半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。
【図20】この発明の実施の形態4に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図21】図20に示す半導体記憶装置のデコーダブロックおよびロウ/コラムヒューズブロックの構成の一例を示す図である。
【図22】図21に示す回路の転送動作を示すタイミング図である。
【図23】図21に示すヒューズデータ読出信号およびヒューズデータ取込信号を発生する部分の構成を概略的に示す図である。
【図24】図20に示すコラムスペアデコーダ帯および中央制御帯の要部の構成を概略的に示す図である。
【図25】従来の半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図26】従来の半導体記憶装置の不良列救済を示す図である。
【図27】従来の半導体記憶装置の不良列救済を示す図である。
【図28】従来のコラム冗長情報発生部の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
1W0−1W7,1E0−1E7 コラムヒューズブロック、2W,2E コラムスペアデコーダ帯、3W,3E データパス帯、CCTB 中央制御帯、5W,5E コラムヒューズ帯、DEB0−DEB7 デコーダブロック、MBW0−MBW11,MBE0−MBE31 メモリセルアレイブロック、MAE,MAW メモリアレイ、10 ヒューズ読出回路、12 バッファ回路、20−0〜20−7 冗長情報記憶転送回路、22a,22b 冗長情報転送バス、24a,24b 冗長情報保持回路、25 セレクタ、26 シフトデコーダ、28 冗長情報記憶回路、29 転送回路、30 デコーダ、32 ラッチ回路、34,36 AND回路、38 ドライブ回路、40 取込信号線、50 コラムアドレス入力バッファ、RCS0−RCS31 ロウ/コラムヒューズブロック、HWB,HEB コラム冗長情報保持帯、60 ヒューズデータ転送バス、HE0−HE31,HW0−HW31 コラム冗長情報保持ブロック、62a,62d コラム冗長情報記憶回路、62b,62c ロウ冗長情報記憶回路、64a,64b ロウ冗長情報保持回路、66,66a,66b コラム冗長情報保持回路、62aa,62ba,62ca,62da ヒューズ素子、60a ヒューズデータ転送線、66aa、64aa,64ba,66ba フリップフロップ回路、100 2ビットバイナリカウンタ、101 デコーダ、102,104,110 ゲート回路、103,105,106 AND回路、107 EXOR回路、108,109 フリップフロップ、LB0−LB3 ローカルバス、MB0,MB1 メインバス、MDR0−MDR3 メインバスドライバ、164aa,164ba,166aa,166ba フリップフロップ回路、166a,166b コラム冗長情報保持回路、164a,164b ロウ冗長情報保持回路。
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体記憶装置に関し、特に、冗長セルとの置換により不良メモリセルを救済するために用いられる不良メモリセルを特定する冗長情報を格納する冗長情報格納部の配置および冗長情報の読出の構成に関する。より特定的には、この発明は、ロジックと同一半導体基板に集積化される混載メモリの冗長情報格納部の配置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図25は、従来の半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図25において、この半導体記憶装置は、2つのメモリアレイMAEおよびMAWを含む。メモリアレイMAEは、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7にセンスアンプ帯SABE1−SABE7により分割される。メモリセルアレイブロックMBE0およびMBE7の外部に、センスアンプ帯SABE0およびSABE8が配置される。
【0003】
メモリアレイMAWも、同様、センスアンプ帯SABW1−SABW7により、メモリセルアレイブロックMBW0およびMBW7に分割される。メモリセルアレイブロックMBW0およびMBW7の外部に、センスアンプ帯SABW0およびSABW8が配置される。
【0004】
メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7およびMBW0−MBW7それぞれにおいて、メモリセルが行列状に配列される。センスアンプ帯SABE0−SABE8およびSABW0−SABW8それぞれにおいては、対応のメモリセルアレイブロックの列に対応してセンスアンプが配置される。センスアンプは、列延在方向(以下列方向と称す)についての両側のメモリセルアレイブロックにより共有される。
【0005】
メモリアレイMAEおよびMAWの間の領域にデコーダ帯DBDが配置される。このデコーダ帯DBDは、メモリセルアレイブロックに対応して、デコーダブロックDEB0−DEB7に分割される。このデコーダブロックDEB0−DEB7それぞれにおいては、行を選択するためのロウデコーダおよび列を選択するためのコラムデコーダが配置される。
【0006】
メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7およびMBW0−MBW7それぞれにおいては、メモリセル行に対応してワード線WLが配置され、またメモリセル列に対応してビット線対(図示せず)が配置される。ロウデコーダにより、選択メモリセルアレイブロックにおいてアドレス指定された行に対応するワード線が選択状態へ駆動される。コラムデコーダにより、対応のメモリセルアレイブロックが選択状態のときに、コラムアドレス信号に従って複数の列(ビット線対)を同時に選択する。列選択信号線は、従って、行延在方向(以下、行方向と称す)に沿って延在して配置される。
【0007】
メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7およびMBW0−MBW7それぞれにおいては、不良行を救済するために、スペアロウが配置される。この不良行救済のために、不良行アドレスを記憶するロウヒューズ回路が、デコーダブロックDEB0−DEB7それぞれに配置される。
【0008】
一方、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいては、64対のI/O線(データ線)と1つのスペアデータ線が配置される。図25においては、メモリアレイMAEにおけるI/O線対GIOを代表的に示す。
【0009】
1つのI/O線対に対応して、例えば16ビットのビット線対が配置される。
列選択動作時においては、選択メモリセルアレイブロックにおいて64ビットのメモリセルが選択されて、対応のI/O線対I/O線対に結合され、合計128ビットのデータが転送される。スペアI/O線対を用いることにより、I/O線対単位で不良列の救済を行なう。このI/O線対GIOは、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいて、列方向に沿ってメモリセルアレイブロック上をわたって配設される。
【0010】
メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれに対応してデータパス帯DPEおよびDPWが配置される。I/O線対GIOは、それぞれ対応のデータパス帯DPEおよびDPWに結合される。データパス帯DPEおよびDPW内においては、I/O置換を行なうための冗長置換回路、内部データの書込/読出を行なうライトドライブ/プリアンプが配置され、また入出力バッファ回路も配置される。
【0011】
データパス帯DPEおよびDPWそれぞれにおいては、さらに、I/O置換により不良列を救済するための冗長情報を記憶するコラムヒューズ回路が配置される。このデータパス帯DPEおよびDPWに配置されるコラムヒューズ回路は、メモリアレイブロックMBE0−MBE7およびMBW0−MBW7個々に、冗長情報を記憶する。メモリセルアレイブロックごとに冗長置換を行なうことにより、冗長置換の救済効率を改善する。
【0012】
この図25に示すメモリアレイ構造において、行選択時においては、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいて、並行して、2つのメモリセルアレイブロックが選択状態へ駆動される。すなわち、メモリアレイMAEにおいて、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE3の下位ブロックとメモリセルアレイブロックMBE4−MBE7の上位ブロックの同一位置にあるメモリセルアレイブロックが選択される。メモリアレイMAWにおいても同様、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW3の下位ブロックおよびメモリセルアレイブロックMBW4−MBW7の上位ブロックの同一位置のメモリセルアレイブロックが同時に選択される。従って、例えば、メモリセルアレイブロックMBW3およびMBW7が同時に選択される。
【0013】
データパス帯DPEおよびDPWの間の領域に中央制御帯CCTBが配置される。この中央制御帯CCTBにおいては、メイン制御回路、アドレス信号および制御信号の入力回路およびロウアドレスのプリデコード回路が配置される。中央制御体に配置されるメイン制御回路の制御の下にメモリセルアレイブロック単位で行および列の選択が行われる。
【0014】
図26および図27は、不良列救済のための冗長置換の構成を概略的に示す図である。図26および図27においては、メモリセルアレイブロックMB1およびMB0を代表的に示す。このメモリセルアレイブロックMB0およびMB1は、図25に示すメモリアレイMAEおよびMAWのいずれに含まれていてもよい。1つのメモリセルアレイにおいて、64対のI/O線対I/O<0>−I/O<63>が配設される。これらの64対のI/O線I/O<63:0>に対して、1つのスペアI/O線対SI/Oが配設される。
【0015】
データパス帯DPにおいて、スペアI/O線SI/OおよびI/O線対I/O<0:63>と内部データ線DB<0:63>を選択的に接続するシフトスイッチ回路SHTが配置される。このシフトスイッチ回路SHTは、図示しないシフト制御信号に従って、不良メモリセルに結合されるI/O線対を内部データバス線から分離し、スペアI/O線対と残りのI/O線対を64ビットの内部データパス線対に接続する。このシフトスイッチ回路SHTは、プリアンプの出力信号およびライトドライバの出力信号の転送経路を不良セルアクセス時に切換える。
【0016】
今、図26に示すように、メモリセルアレイブロックMB0においてワード線WLa上には、I/O線対I/O<0>に結合される不良メモリセルMCaが存在する状態を考える。この場合、列選択時に、シフトスイッチ回路SHTにおいて、スペアI/O線対SI/Oを内部データ線対DB<0>に接続し、I/O線対I/O<0>を対応の内部データバス線DB<0>から分離する。I/O線対I/O<1>−I/O<63>が、それぞれ、内部データ線DB<1>−DB<63>に結合される。これにより、不良メモリセルMCaが、スペアI/O線SI/Oに結合されるメモリセルにより置換される。
【0017】
ここで、デコーダブロックDEB0において、コラムデコーダが配置されており、コラムデコーダからの列選択線は、ワード線WLと同様、行方向に沿って配設される。またワード線WLaは、メモリセルアレイブロックMB0およびMB1それぞれにおいて、行方向に沿って延在して配置される。したがって、メモリセルアレイブロックMB0の選択時においては、ノーマルメモリセルおよびスペアメモリセルが同時に選択される。コラムデコーダにより列選択を行なうことにより、データ読出時においては、ノーマルメモリセルデータの転送と並行して、スペアメモリセルのデータがスペアI/O線対SI/Oに読出される。
【0018】
今、図27に示すように、メモリセルアレイブロックMB1が選択され、ワード線WLbが選択される状態を考える。このメモリセルアレイブロックMB1においては、選択ワード線WLb上に、I/O線対I/O<1>に対応して配置される不良メモリセルMCbが存在する。この場合、列選択時において、シフトスイッチ回路SHTにおいて接続経路を切替えて、I/O線対I/O<1>を内部データバス線DB<1>から分離する。スペアI/O線対SI/OおよびI/O線対I/O<0>を、それぞれ内部データ線対DB<0>およびDB<1>に接続する。残りのI/O線対I/O<2:63>を、それぞれ内部データバス線対DB<2>−DB<63>にそれぞれ接続する。これにより、不良メモリセルMCbが、スペアメモリセルで置換される。
【0019】
したがって、メモリセルアレイブロックの行を選択するアクト動作(行アクセス)の後、コラム動作(データリードまたはデータライト;列アクセス)を行なう場合には、ロウ系アドレスおよびコラム系アドレスにより、どのメモリセルアレイブロックに対しコラム動作が行なわれるかを判断し、各メモリセルアレイに対応して配置される合計8個のコラム冗長ヒューズセットのうちから、その判断結果に従ってコラム冗長ヒューズセットを選択し、その冗長情報に従って冗長置換を行なう。ここで、ロウアドレスを用いることにより、2つのメモリセルアレイブロックが特定され、コラムアドレスにより、この2つの同時に選択されるメモリセルアレイブロックの1つが特定される。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
ロジック混載メモリにおいては、ロジックの仕様が、ユーザの用途により異なり、応じて混載メモリの仕様に対する要求がユーザにより異なる。したがって、混載メモリについては、同一世代のプロセスで多種類の製品に展開することが要求される。すなわち、ユーザの要求に応じて、メモリ容量、バンク数、ページ数、I/O数(データビット幅)などさまざまなメモリセルアレイ構成が必要となる。通常、ロジック混載メモリは、さまざまなメモリセルアレイ構成の要求に対応することができるように、数多くのメモリセルアレイブロックを配置することを想定して、回路が形成される。本例においては、最大32個のメモリセルアレイブロックを配置することを想定して回路が形成される。
【0021】
したがって、データパス帯DPに配置されるコラムヒューズセットについても、この最大メモリセルアレイブロック数に対応して配置する必要がある。従って、本例においては、コラムヒューズセットが32セット配置される。
【0022】
図28は、コラムヒューズセットの配置を概略的に示す図である。図28において、データパス帯DPは、プリアンプを含むリード回路を配置するリード回路配置領域RKTと、ライトドライバが配置されるライトドライバ配置領域WKTと、読出回路配置領域RKTおよび書込回路配置領域WKTの間に配置されるヒューズセット配置領域(帯)FBを含む。
【0023】
このヒューズセット帯FBにおいては、メモリセルアレイの最大数に対応することができるように、32個の冗長情報格納回路FU0−FU32が配置される。この冗長情報格納回路FU0−FU32それぞれは、7ビットのヒューズ素子と、このヒューズプログラムされた情報を読出す読出回路とを含む。7ビットの冗長情報が用いられるのは、64I/O線対からの1つを選択するために、6ビットが用いられ、冗長置換を行うかを示すために1ビットが用いられるためである。
【0024】
これらの冗長情報格納回路FU0−FU32の出力信号は、コラムスペアデコーダ帯CSPDBに配置されるシフトデコーダ910へ与えられる。シフトデコーダ910は、与えられた7ビットの冗長情報をデコードし、図26および図27に示すシフトスイッチ回路SHTの接続経路を設定するスペア信号SFTRおよびSFTWを生成する。スペア信号SFTRは、プリアンプを含むリード回路の出力データ転送経路を設定し、スペア信号SFTWは、ライトドライバを含むライト回路の書込データ転送経路を設定する。ここでは、内部読出データと書込みデータとば別々のデータ線を介して転送されるIO分離構造を想定している。I/O線のように、内部書込データと内部書込データが共通の内部データ線を介して転送される場合には、1種類のシフト制御信号が用いられる。
【0025】
シフトデコーダ910からのスペア信号SFTRおよびSFTWは、それぞれ64ビットの信号を含み、64I/OおよびスペアI/Oの接続経路を設定する。シフト動作としては、各I/O線に対して2つのスイッチ回路を配置し、1つのスイッチ回路をシフト制御信号に従って導通状態に設定して、接続経路を確立する。
【0026】
中央制御帯CCTBにおいては、このヒューズセット帯FBに配置される冗長情報格納回路FU0−FU32を選択するために、ヒューズ選択デコーダ900が配置される。ヒューズ選択デコーダ900へは、ロウアドレスビットRABおよびコラムアドレスビットCABが与えられる。ロウアドレスビットRABにより、選択メモリセルアレイブロックが特定され、コラムアドレスビットにより、同時に選択された2つのメモリセルアレイブロックのうちの1つのメモリセルアレイブロックが特定される。このヒューズ選択デコーダ900からのヒューズ選択トリガ信号FTRGに従って、冗長情報格納回路FU0−FU32に配置されるヒューズ読出回路が選択され、対応のヒューズセットによりプログラムされた冗長情報が読出されてシフトデコーダ910へ与えられる。
【0027】
前述のごとく、冗長情報格納回路FU0−FU31は、各々、7ビットのヒューズ素子を含む。ヒューズ素子は、トランジスタに比べてその占有面積が大きく、また溶断時の破片が飛散して他回路に悪影響を及ぼすのを防止するために、その配置にはある程度の余裕が設けられる。したがって、このヒューズセット帯FBの占有面積は比較的大きい。また、素子のプログラムのためには、レーザ線などのエネルギ線が用いられるため、ヒューズ素子上部には、配線を配置することはできない。
【0028】
このヒューズセット帯FBには、最大使用可能なメモリセルアレイの数に対応して、32個の冗長情報格納回路FU0−FU31が配置される。しかしながら、実際には、使用されるメモリセルアレイブロックの数が、たとえば8個の場合、残りの24セットの冗長情報格納回路は不要である。したがって、メモリセルアレイブロック数が小さい場合、無駄な冗長情報格納回路が配置されることになり、メモリセルアレイブロックの数に応じてチップ面積を低減することができず、コストを低減することができないという問題が生じる。
【0029】
また、ヒューズ素子のために配線をレイアウトすることができないため、配線を効率的に行うことができないという問題が生じる。
【0030】
また、配線を配置する、ヒューズ素子の数が制限され、救済効率を高くする事ができないという問題が生じる。
【0031】
それゆえ、この発明の目的は、メモリセルアレイブロック数に応じて冗長情報格納回路の占有面積を変更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。
【0032】
この発明の他の目的は、必要最小限の冗長情報格納回路を備える半導体記憶装置を提供することである。
【0033】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1の観点に係る半導体記憶装置は、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アレイブロックと、各メモリアレイブロックに物理的に対応して分散して配置され、各々が対応のメモリセルアレイブロックの不良列を特定する冗長情報を記憶する複数の冗長情報格納回路を含む。
【0034】
好ましくは、冗長情報格納回路は、対応のメモリブロックの冗長情報をプログラムして記憶するプログラム回路を含む。
【0035】
これに代えて、好ましくは、各冗長情報格納回路は、対応のメモリアレイブロックの冗長情報を保持する保持回路を含む。
【0036】
これに代えて好ましくは、各冗長情報格納回路は、対応のメモリアレイブロックの冗長情報をプログラムにより記憶するプログラム回路と、このプログラム回路の記憶情報を受けて保持する保持回路とを含む。
【0037】
好ましくは、プログラム回路と保持回路とは、対応のメモリアレイブロックに関して対向して配置される。
【0038】
また、好ましくは、プログラム回路は、対応のメモリアレイブロックの外側に配置される。
【0039】
好ましくは、行選択時、アドレス信号に従って、選択されたメモリアレイブロックに対応して配置される冗長情報格納回路の格納情報を転送する転送回路と、この転送回路から転送された冗長情報を保持する保持回路と、活性化時、少なくともこの保持回路の保持情報に従って不良列救済の冗長置換情報を生成するスペアデコード回路とが設けられる。
【0040】
好ましくは、アドレス信号に従って選択メモリアレイブロックを指定するブロック選択信号を生成するブロック選択回路が設けられる。転送回路は、このブロック選択信号の活性化に応答して選択メモリアレイブロックの冗長情報を転送する。
【0041】
好ましくは、データアクセスが行なわれる通常動作モードと異なる特定動作モードを指定する特定動作モード指示信号に応答して、この転送回路を非活性状態に維持する禁止回路が設けられる。
【0042】
好ましくは、保持回路は、少なくとも行選択時に活性化されるロウ系制御信号に従って、与えられた冗長情報を取込み保持する。
【0043】
また、好ましくは、転送回路は、メモリアレイブロックに対応して配置され、各々が活性化時、対応の冗長情報格納回路の格納情報を出力するドライブ回路を含む。このドライブ回路から保持回路への冗長情報転送方向と保持回路の取込を行なわせるロウ系制御信号の転送方向は同一である。
【0044】
また、好ましくは、保持回路は、データアクセスが行なわれる通常動作モードと異なる所定の動作モード時には、冗長情報の取込動作が禁止される。
【0045】
好ましくは、さらに、各メモリアレイブロックに対応して配置され、活性化時、対応の冗長情報格納回路の格納情報を冗長情報転送線に伝達する複数の転送ドライブ回路と、各メモリアレイブロックに対応して配置され、行選択動作時、少なくともブロック選択信号に従って対応の転送ドライブ回路を活性化する複数の転送制御回路と、冗長情報転送線を転送された冗長情報を取込み保持する保持回路と、行選択動作時、少なくとも予め定められた行系制御信号に従って、冗長情報転送線と平行に配置された取込制御線を介して保持回路に対し、取込制御信号を転送する取込制御回路が設けられる。この取込制御信号および冗長情報転送線の冗長情報の転送方向は同じである。
【0046】
好ましくは、取込制御回路は、データアクセスが行なわれる通常動作モードと異なる所定の動作モードを指定する特定動作モード指示信号の活性化時、この取込制御信号を非活性状態に維持する。
【0047】
好ましくは、メモリアレイブロックは複数のグループに分割される。この構成において、さらに、各グループに対応して配置される複数のローカルバスと、各メモリアレイブロックに対応して配置され、活性化時、対応の冗長情報格納回路の格納情報を対応のローカルバスに伝達する複数の転送ドライブ回路と、各ローカルバスに対応して配置され、活性化時、対応のローカルバスの冗長情報に従ってメインバスを駆動する複数のドライブ回路と、メインバスの冗長情報を取込み保持する保持回路が設けられる。
【0048】
好ましくは、さらに、行選択時、アドレス信号に従って生成されるグループ選択信号を複数のドライブ回路へ転送する転送制御回路と、行選択時、少なくとも行系制御信号に従って生成された取込指示信号を保持回路へ転送する取込制御ドライブ回路が設けられる。グループ選択信号および取込指示信号は同一方向に沿って転送される。
【0049】
この発明の第2の観点に係る半導体記憶装置は、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アレイブロックと、各メモリアレイブロックに物理的に対応して配置され、各々が対応のメモリアレイブロックの不良行および不良列を特定する冗長情報を記憶する複数の冗長情報記憶回路と、各メモリアレイブロックに物理的に対応して配置され、各々が対応のメモリアレイブロックの不良行および不良列を特定する冗長情報を保持する複数の冗長情報保持回路と、冗長情報記憶回路と冗長情報保持回路との間で冗長情報を転送する転送回路と、内部回路の初期化動作時、この転送回路の転送動作を制御する転送制御回路を含む。
【0050】
好ましくは、転送制御回路は、初期化動作時に実行される行選択時に、この転送回路を活性化する。
【0051】
好ましくは、転送制御回路は、行選択時に生成される行系制御信号に従って転送回路を活性化する。
【0052】
好ましくは、転送制御回路は、この初期化動作時の行選択回数をカウントするカウント回路を含む。
【0053】
好ましくは、転送制御回路は、カウント回路のカウント値が所定値に到達するとカウント動作および転送回路の活性化を停止し、転送完了指示信号を生成する。
【0054】
好ましくは、冗長情報保持回路は、不良行情報を保持する冗長行情報保持回路と、不良列情報を保持する冗長列情報保持回路とを含む。冗長行情報保持回路と冗長列情報保持回路とは、転送制御回路からの転送指示に従って保持情報をシフトするシフトレジスタを構成する。
【0055】
メモリアレイブロックに物理的に対応して冗長情報格納回路を配置することにより、実際に配置されるメモリセルアレイブロックに必要な冗長情報格納回路が配置されるだけであり、無駄な冗長情報格納回路が配置されるのを防止でき、冗長情報格納回路に必要な面積を低減することができる。
【0056】
また、メモリアレイブロックに物理的に対応して冗長情報記憶回路および冗長情報保持回路を配置し、初期化動作時に、この冗長情報記憶回路から冗長情報保持回路へ冗長情報を転送することにより、無駄な冗長情報格納回路が不要となり、また、初期化動作時に冗長情報の転送を行なうことにより、冗長情報転送のための専用の動作シーケンスが不要となり、効率的に内部状態を初期化することができる。
【0057】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図1において、この半導体記憶装置は、2つのメモリアレイMAWおよびMAEと、これらのメモリアレイMAWおよびMAEの間に配置されるデコーダ帯DBDを含む。メモリアレイMAWは、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW7にセンスアンプ帯により分割され、またメモリアレイMAEは、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7にセンスアンプ帯により分割される。図1においては、センスアンプ帯は斜線ブロックで示す。
【0058】
デコーダ帯DBDにおいては、メモリセルアレイブロックMBW0,MBE0−MBW7,MBE7に対応して、デコーダブロックDEB0−DEB7が配置される。これらのデコーダブロックDEB0−DEB7それぞれにおいて、ロウデコーダおよびコラムデコーダが配置され、またスペア行を選択するための冗長情報を記憶する行ヒューズプログラム回路が配置される。
【0059】
メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいて、64対のI/O線対GIOと1つのスペアI/O線対が配置される。
【0060】
メモリアレイMAWの外部に配置されるコラムヒューズ帯5Wにおいて、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW7に対応してコラム冗長情報を格納するヒューズブロック1W0−1W7が配置される。メモリアレイMAEの外部に配置されるコラムヒューズ帯5Eにおいて、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE7それぞれに対応して、ヒューズブロック1E0−1E7が配置される。
【0061】
これらのヒューズブロック1W0−1W7および1E0−1E7それぞれにおいては、対応のメモリアレイブロックの冗長情報が格納され、この冗長情報の記憶転送のために、7ビットのヒューズプログラム回路と、このヒューズプログラム回路の情報を読出す読出回路と、読出回路が読み出した冗長情報を選択時転送する転送ドライブ回路が配置される。7ビットのヒューズプログラム回路は、スペアコラムの使用の有無を示す1ビットのヒューズ素子と、64I/O線対の1つを特定する6ビットのヒューズ素子を含む。
【0062】
メモリアレイMAWおよびMAEに対応してデータパス帯3Wおよび3Eが配設される。これらのデータパス帯3Wおよび3Eにおいては、コラムヒューズは配置されない。書込/読出回路およびI/O線対切換のためのシフトスイッチ回路が配置される。
【0063】
データパス帯3Wおよび3Eの外部に、スペアデコーダ帯2Wおよび2Eが配置される。コラムスペアデコーダ帯2Wへは、コラムヒューズ帯5Wに含まれるヒューズブロック1W0−1W7からの冗長情報が転送される。同様、スペアデコーダ帯2Eに対して、コラムヒューズ帯5Eに配置されるヒューズブロック1E0−1E7の冗長情報が転送される。
【0064】
データパス帯3Wおよび3Eの間に、従来と同様、中央制御帯CCTBが配置される。
【0065】
このメモリアレイMAWおよびMAEの外部に、コラムヒューズ帯5Wおよび5Eを配置することにより、メモリセルアレイMAWおよびMAEの内部配線に影響を及ぼすことなくヒューズブロック1W0−1W7および1E0−1E7を配置することができる。また、内部配線の配置を考慮することなくヒューズ素子を配置することができ、ヒューズ素子の数を増加させることができ。また、効率的にヒューズ素子を配置することができる。
【0066】
また、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW7およびMBE0−MBE7に対応してヒューズブロック1W0−1W7および1E0−1E7を配置することにより、実際に用いられるヒューズブロックが配置されるだけであり、不使用のヒューズブロックは存在せず、ヒューズブロックの占有面積を低減することができる。
【0067】
図2は、ヒューズブロック1W0−1W7および1E0−1E7に配置されるヒューズ読出回路の1ビットの構成の一例を示す図である。図2において、1ビットヒューズ読出回路10は、リセット信号ZRSTの活性化時導通し、導通時ノードNAへ電源電圧VDDを伝達するPチャネルMOSトランジスタ10aと、ノードNAに結合されるヒューズ素子10bと、ヒューズ素子10bと接地ノードの間に接続されかつそのゲートにリセット信号ZRSTを受けるNチャネルMOSトランジスタ10cと、ノードNAの信号を反転するインバータ10dと、インバータ10dの出力信号に従って選択的に導通し、導通時ノードNAへ電源電圧VDDを伝達するPチャネルMOSトランジスタ10eと、インバータ10dの出力信号を反転するインバータ10fを含む。
【0068】
リセット信号ZRSTは、電源投入時またはシステムリセット時の初期化時にLレベルに設定される。
【0069】
ヒューズ素子10bは、レーザ線などのエネルギ線で溶断可能なリンク素子であればよいが、例えば、アルミニュウムヒューズで構成される。
【0070】
ヒューズブロックにおいては転送回路として、ヒューズ読出回路10の出力信号を、トリガ信号TRGに応答して選択的に活性化されて、スペアデコーダ帯の保持回路へ伝達するトライステートバッファ12が設けられる。この図2に示す構成が7ビット分並列に設けられ、個々のヒューズ素子が記憶する冗長情報に従って選択的に溶断される。
【0071】
このヒューズ読出回路10においては、半導体記憶装置の起動時に、リセット信号ZRSTがLレベルに所定期間設定される。応じて、MOSトランジスタ10aが導通し、MOSトランジスタ10cが非導通状態のため、ヒューズ素子の状態に係らず、ノードNAが電源電圧VDDレベルにプリチャージされる。このプリチャージ状態においては、インバータ10dの出力信号がLレベルであり、MOSトランジスタ10eも導通状態にある。
【0072】
このリセット信号ZRSTがHレベルに所定期間経過後に復帰すると、NチャネルMOSトランジスタ10cが導通する。ヒューズ素子10bが非溶断状態の場合には、MOSトランジスタ10eの電流駆動力は十分小さいため、ノードNAは、ヒューズ素子10bおよびMOSトランジスタ10cにより接地電圧レベルに放電され、インバータ10dの出力信号がHレベルとなり、応じてインバータ10fの出力信号がLレベルに設定される。一方、ヒューズ素子10bが溶断されている場合には、ノードNAは、プリチャージ状態を維持し、インバータ10dの出力信号がLレベルに維持され、応じてMOSトランジスタ10eが導通状態を維持し、ノードNAは、電源電圧VDDレベルに維持される。この状態においては、インバータ10fの出力信号はHレベルとなる。
【0073】
このトライステートバッファ12は、対応のメモリセルアレイが選択されたときに、トリガ信号TRGに従って活性化され、このヒューズ読出回路10にプログラムされた冗長情報を転送する。
【0074】
図3は、図1に示すコラムヒューズ帯およびコラムスペアデコーダ帯の構成をより具体的に示す図である。図3においては、1つのメモリアレイに対応して配置されるコラムヒューズ帯5およびコラムスペアデコーダ帯2の構成を示す。コラムヒューズ帯5においては、メモリセルアレイブロックそれぞれに対応して冗長情報記憶転送回路20−0〜20−7が配置される。これらの冗長情報記憶転送回路20−0〜20−7は、それぞれ、図1に示すコラムヒューズブロック1W0−1W7または1E0−1E7に配置される。上位メモリセルアレイブロックに対応して配置される冗長情報記憶転送回路20−4〜20−7は、それぞれトリガ信号TRG4−TRG7に従ってヒューズ素子によりプログラムされた冗長情報を冗長情報転送線22aに伝達する。
【0075】
下位メモリセルアレイブロックに対応して配置される冗長情報記憶転送回路20−0〜20−3は、それぞれ、トリガ信号TRG0−TRG3に従って、対応の冗長情報を冗長情報転送バス22bに伝達する。メモリアレイMAにおいて2つのメモリセルアレイブロックが同時に選択されるため、冗長情報記憶転送回路20−4〜20−7の1つの記憶情報が冗長情報転送バス22aに伝達され、また冗長情報記憶転送回路20−0〜20−3のうちの1つの記憶冗長情報が、冗長情報転送線22bに伝達される。これらのトリガ信号TRG0−TRG7は、メモリセルアレイブロックを指定するアドレス信号に基づいて生成される。
【0076】
スペアデコーダ帯2においては、冗長情報転送バス22aおよび22bをそれぞれ介して転送される冗長情報を、取込信号CPTに従って取込み保持する冗長情報保持回路24aおよび24bと、コラムアドレス信号ビット(ページ選択アドレス)CABに従って冗長情報保持回路24aおよび24bの一方の冗長情報を選択するセレクタ25と、セレクタ25の選択情報をデコードして、シフト信号SFTを生成するシフトデコーダ26が設けられる。
【0077】
ここでは、冗長置換の構成として、従来と同様のシフトリダンダンシ方式を想定する。また、冗長置換は、I/O線対を単位として行われる。
【0078】
メモリセルアレイブロックに対応して冗長情報記憶転送回路20を配置することにより、メモリセルアレイ内の配線に対し影響を及ぼすことなくヒューズプログラム回路を配置することができる。また、メモリセルアレイの構成が変更される場合においても、単にメモリセルアレイブロックに対応して冗長情報記憶転送回路が配置されているだけであり、メモリセルアレイブロックの数の変更に応じて冗長情報記憶転送回路の数も変更されるため、不必要な冗長情報を記憶するためのヒューズ素子を配置する必要がなく、占有面積の増大を抑制することができる。
【0079】
また、データパス帯においては、コラムヒューズが配置されないため、データパス帯においては、このヒューズ素子を避けて配線をするという制約がなくなり、データパスの配線レイアウトが容易となる。
【0080】
図4は、冗長情報の転送の制御を行なう部分の構成を概略的に示す図である。図4において、メモリセルアレイブロックMB0−MB7それぞれに対応して、デコーダ帯DBDに配置されたデコーダブロックDEB0−DEB7それぞれにおいて、ローカルロウ制御部が配置される。このローカルロウ制御部は、それぞれ、中央制御帯CCTBに配置されるメイン制御回路およびアドレスプリデコーダからのアドレスプリデコード信号に従って、対応のメモリセルアレイブロックの活性/非活性を制御する。図4においては、ローカルロウ制御部に配置される転送制御信号を発生する部分の構成を代表的に示す。
【0081】
図4において、ローカルロウ制御部は、中央制御帯CCTBに配置されるロウプリデコーダからの上位ロウプリデコード信号XPをデコードし、ブロック選択信号を生成するデコーダ30と、中央制御帯CCTBに含まれるメイン制御回路からのロウアドレスラッチ信号RALに従ってデコーダ30の出力信号をラッチするラッチ回路32と、ラッチ回路32からのブロック選択信号BS(BS0−BS7)と、リフレッシュ指示信号/REFとバーンイン指示信号/WBIとを受けてトリガ信号TRGを生成するAND回路34を含む。このトリガ信号TRG0−TRG7は、対応のセンスアンプ帯を横切って、メモリアレイMAの外側に配置された冗長情報記憶転送回路へ与えられる。
【0082】
リフレッシュ指示信号/REFは、記憶データのリフレッシュを行うときに活性状態のLレベルに設定される。従って、このリフレッシュ指示信号/REFは、外部からのオードリフレッシュコマンドに従ってリフレッシュを行うときおよびセルフリフレッシュモードで内部で自動的にリフレッシュを行うときに活性化される。
【0083】
バーンイン指示信号/WBIは、電圧および温度の加速を行って潜在的な欠陥を顕在化させる行われるバーンインモード時に活性化され、従って、ウェファーレベルでのバーンインおよびパッケージ実装後のバーンインいずれにおいても活性化される。
【0084】
冗長情報記憶転送回路20−0〜20−7の各々は、コラム冗長情報を記憶するヒューズセットを含む冗長情報記憶回路28と、対応のトリガ信号TRGに従って冗長情報記憶回路28の保持する冗長情報を冗長情報転送バス22aまたは22bに伝達する転送回路29を含む。この転送回路29は、7ビットのトライステートバッファで構成される。
【0085】
冗長情報記憶転送回路20−4〜20−7の転送回路29が、冗長情報転送バス22aを駆動し、冗長情報記憶転送回路20−0〜20−3の転送回路29が選択時冗長情報転送バス22bを駆動する。
【0086】
この冗長情報転送バス22aおよび22bは、それぞれ、コラムスペアデコーダ帯2に配置される冗長情報保持回路24aおよび24bに結合される。冗長情報保持回路24aおよび24bは、それぞれ、7ビットのフリップフロップ回路で構成され、取込信号CPTに従って冗長情報転送バス22aおよび22b上に伝達される7ビット冗長情報を取込みラッチする。
【0087】
この取込信号CPTを生成するために、デコーダ帯DBDの中央制御帯からの最遠方端において、中央制御帯CCTBからのロウアドレスラッチ信号RALとリフレッシュ指示信号/REFとウェハバーンイン信号/WBIを受けるAND回路36と、AND回路36の出力信号に従って取込信号線40を駆動するドライブ回路38が設けられる。
【0088】
この取込信号線40は、冗長情報転送バス22aおよび22bと平行に配列され、またAND回路36の出力信号は、行方向に伝達される。したがって、この取込信号CPTおよび冗長情報の転送に要する時間は、ほぼ同じであり、冗長情報保持回路24aおよび24bにおける冗長情報取込時のセットアップ/ホールドのタイミングマージンを確保することができる。次に、冗長情報転送動作を、メモリセルアレイブロックMB3およびMB7が選択される状態を一例として説明する。
【0089】
中央制御帯CCTBに、行選択を指示するアクトコマンドと選択行を指定するロウアドレス信号が与えられる。このロウアドレス信号は、中央制御帯CCTBに含まれるロウプリデコーダによりプリデコードされて、デコーダ帯DBDを転送される。このロウプリデコード信号のうち上位のロウプリデコード信号XPが、デコーダブロックDEB0−DEB7それぞれに含まれるデコーダ30によりデコードされ、ブロック指定信号が生成される。
【0090】
中央制御帯CCTBは、またこのアクトコマンドが与えられると、所定のタイミングでロウアドレスラッチ信号RALを活性化する。デコーダブロックDEB0−DEB7それぞれにおいて、デコーダ30の出力信号がラッチ回路32によりラッチされ、ロウブロック選択信号が生成される。
【0091】
通常動作時においては、リフレッシュ指示信号/REFおよびバーンイン指示信号/WBIはともにHレベルである。ロウブロック選択信号BS3およびBS7が活性化されると、AND回路34の出力信号がHレベルとなり、トリガ信号TRG3およびTRG7が活性化され、冗長情報記憶転送回路20−7および20−3の転送回路29が活性化され、メモリセルアレイブロックMB7およびMB3に対するコラム冗長情報が、それぞれ冗長情報転送バス22aおよび22bを介してコラムスペアデコーダ帯2に含まれる冗長情報保持回路24aおよび24bに伝達される。
【0092】
一方、ラッチ信号RALの活性化に従って、AND回路36の出力信号がHレベルとなり、応じてドライブ回路38の出力信号がHレベルとなる。冗長情報保持回路24aおよび24bが、この取込信号線40上の取込信号CPTに従ってそれぞれ冗長情報記憶転送回路20−3および20−7から転送された冗長情報を取込みラッチする。
【0093】
行選択動作時においては、中央制御帯CCTBからの下位のロウプリデコード信号に従って、ワード線選択が行なわれる。このとき、また中央制御帯CCTBからのメイン制御信号に従って、選択されたメモリセルアレイブロックに対応するローカルロウ制御部において、ビット線イコライズ指示信号BLEQが非活性状態へ駆動されてビット線のイコライズおよびプリチャージが完了する。また、この選択メモリブロックとセンスアンプ帯を共有するメモリセルアレイブロックに対するビット線分離指示信号BLIがLレベルとなり、非選択メモリセルアレイブロックがセンスアンプ帯から分離される。
【0094】
この後、ワード線イネーブル信号(図示せず)に従って、アドレス指定された行に対応するワード線が選択状態へ駆動され、メモリセルの情報がビット線(図示せず)に読出される。この後、所定のタイミングで、メモリセルアレイブロックMB7およびMB3に対して設けられたセンスアンプ帯に対して伝達されるセンスアンプ活性化信号が活性化され、選択メモリセルアレイブロックMB7およびMB3のメモリセルデータのセンスおよびラッチが行なわれる。
【0095】
リフレッシュ動作時およびバーンイン動作時においては、通常のデータアクセス動作時に比べて、選択ワード線の数が増大される。従って、これらの動作モード時において冗長情報を転送した場合、転送情報が衝突し、保持回路の保持情報が不定状態となる可能性があり、以後の動作において、正確に冗長情報を保持することができなくなる可能性がある。これらのリフレッシュ動作時およびバーンイン動作時においてはデータアクセスは行なう必要はなく、不良コラムの冗長置換による救済を行なう必要はない。したがって、これらのリフレッシュ動作時およびバーンイン動作時においては、AND回路34および36の出力信号をLレベルに固定し、冗長情報の読出、転送および取込は禁止する。
【0096】
図5は、ページ選択アドレス発生部の構成を概略的に示す図である。同時に選択された2つのメモリセルアレイブロックのうち1つのメモリセルアレイブロックが、ページ選択アドレスビットCABのより特定される。このページ選択アドレスビットCABは、中央制御帯CCTBに配置されるコラムアドレス入力バッファ50からデータパスDPを介してコラムスペアデコーダ帯2へ転送される。このコラムアドレス入力バッファ50からのコラムアドレス信号CAは、デコーダ帯内に配置されるコラムデコーダへ与えられる。各メモリセルアレイブロックに対応した配置されるデコーダブロックにおいては、対応のロウデコーダの活性化時、コラムデコーダがイネーブルされ、与えられたコラムアドレス信号CAをコラムアドレスデコードイネーブル信号(図示せず)に従って活性化されてデコードする。
【0097】
このページ選択アドレスビットCABは、これらのスペアデコーダ帯2に含まれるセレクタ25へ与えられる。セレクタ25は、このページ選択アドレスビットCABに従って、冗長情報保持回路24aおよび24bに格納される冗長情報の一方を選択してシフトデコーダ26へ与える。シフトデコーダ26は、この選択回路25からの冗長情報をデコードし、シフト信号SFTを生成する。このシフト信号SFTに従って、図示しないシフト切換回路においてデータバス線とI/O線対との結合の切換が、シフトリダンダンシー方式に従って実行される。
【0098】
このシフトリダンダンシー方式に従ってI/O線対の接続経路を切換える構成としては、種々の構成が考えられる。置換対象のI/O線対が内部データ線対から分離され、スペアI/O線対および残りのI/O線対が順次内部データ線対に接続される構成であれば、シフトスイッチ回路およびシフトデコーダとして任意の構成を用いることができる。
【0099】
図6は、冗長情報の転送動作を示すタイミング図である。以下、図6を参照して冗長情報転送動作について説明する。
【0100】
図6において、クロック信号CLKの立上がりに同期して、行選択を指示するロウアクトコマンドRACTが与えられる。このロウアクトコマンドRACTと並行して、ロウアドレス信号RADが与えられる。中央制御帯CCTBにおいては、このロウアドレス信号RADに含まれるブロックアドレスをプリデコードして、ブロックプリデコード信号XPを生成する。このロウアドレス信号RADには、ワード線を特定するアドレスも含まれる。
【0101】
このメモリセルアレイブロックを特定するブロックプリデコード信号XPに従って、図4に示すデコーダ30により選択メモリセルアレイブロックに対するブロック選択信号BSが選択状態へ駆動される。このブロック選択信号BSが選択状態へ駆動されると、図4に示すAND回路34の出力信号がHレベルとなり、このブロック選択信号BSに従って転送トリガ信号TRGが生成され、選択メモリセルアレイブロックに対して設けられた冗長情報記憶転送回路から、冗長情報が転送される。
【0102】
一方、クロック信号CLKの立上がりに同期して、ロウアクトコマンドRACTが、中央制御帯CCTBに含まれるメイン制御回路においてデコードされ、ロウアクセスが指定されたことが判定されて、アドレスラッチ信号RALが生成される。アドレスラッチ信号RALに従って、図4に示すAND回路36からドライブ回路38を介して転送される取込信号CPTが、活性状態へ駆動される。
【0103】
スペアデコーダ帯に配置された冗長情報保持回路においては、この取込信号CPTに従って、転送トリガ信号TRGに従って転送された冗長情報を取込みラッチする。
【0104】
取込信号線40は、ドライブ回路38により駆動され、この取込信号CPTは比較的高速で転送される。一方、冗長情報転送バス22aおよび22bにおいては、それぞれ、4つの転送回路(トライステートバッファ)が接続されており、冗長情報転送信号線の負荷は、取込信号線40よりも大きい。
【0105】
しかしながら、この取込信号CPTは、クロック信号CLKの立上がりに同期して、コマンドをデコードし、そのデコード結果に従って生成されるロウアドレスラッチ信号RALに従って生成され、一方、トリガ信号TRGは、クロック信号CLKと非同期で生成されるブロック選択信号BSに従って生成される。したがって、冗長情報転送動作が開始された後に、取込信号CPTの活性化が行なわれる。したがって、図7に示すように、冗長情報保持回路においては、冗長情報が転送された後に、取込信号CPTがHレベルとなる。これにより、冗長情報に対するセットアップ時間tsuを十分に確保することができる。
【0106】
したがって、このいわゆるRAS−CAS遅延時間tRCD経過後、列選択を行なうコラムアクトコマンドCACTが列アドレス信号CADとともに与えられても、既に、冗長情報は、冗長情報保持回路に転送されてラッチされており、正確に、シフト信号を生成することができる。
【0107】
また、冗長情報と取込信号CPTの転送方向は同じである。また、AND回路34および36の出力信号の転送方向は同じであり、また、その転送距離もほぼ等しい。この場合、取込信号CPTと転送冗長情報の時間差が最も小さくなるのは、冗長情報格納回路20−7から冗長情報を冗長情報保持回路24aおよび24bへ転送する場合である。しかしながら、この場合においても、アドレスラッチ信号RALとブロック選択信号BSの活性化の時間差を、この冗長情報記憶転送回路20−7からの冗長情報に対して最小限確保することができ、十分に、このメモリセルアレイブロックに対する冗長情報に対するセットアップ時間を確保することができる。
【0108】
以上のように、この発明の実施の形態1に従えば、メモリセルアレイブロックそれぞれに対応してコラム冗長情報を記憶するヒューズプログラム回路を配置し、選択メモリセルアレイブロックに対応するコラム冗長情報を、行選択動作が開始されてから列選択動作が行なわれるまでの間にコラムスペアデコーダ帯に転送して保持している。したがって、メモリセルアレイの構成が変わった場合においても、このメモリセルアレイブロックの数の変更に応じてコラム冗長情報記憶回路の数も自動的に変更され、ヒューズプログラム回路が不必要に配置されて面積が増大するのを防止することができる。
【0109】
また、ヒューズ素子を含むヒューズプログラム回路は、メモリセルアレイの外部に配置されており、配線レイアウトを考慮することなく、多数のヒューズ素子を、この冗長情報記憶転送回路内に配置することができる。また、データパスなどのその回路部分においては、配線の配置が禁止されるヒューズ素子が設けられないため、配線のレイアウトが容易となる。
【0110】
なお、この半導体記憶装置がバンク構成を取る場合には、各バンクに対して、図4に示す冗長情報保持回路を、スペアデコーダ帯に配置し、ページ選択アドレスおよびバンクアドレスに従って、冗長情報保持回路に保持された冗長情報を選択してシフトデコーダへ与える構成が用いられればよい。各バンクに物理的に対応して冗長情報保持回路を配置することにより、バンク数変更に応じて冗長情報保持回路の数を変更することができる。この場合、単に、取込信号にバンクアドレスを絡ませることにより、冗長情報の取り込みおよびシフトデコーダへの転送を、それぞれ共通のバス配線を用いて行うことができる。
【0111】
このバンク構成の場合、最大バンク数に応じて、予め、冗長情報保持回路およびセレクタが配置されていてもよい。ヒューズ素子を、最大メモリアレイブロック数分配置する構成に比べて、コラムスペアデコーダ帯の面積増大は十分に抑制することができる。
【0112】
[実施の形態2]
図8は、この発明の実施の形態2に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図8においては、メモリアレイMAWが32個のメモリセルアレイブロックMBW0−MBW31にセンスアンプ帯により分割され、メモリセルアレイMAEが、32個のメモリセルアレイブロックMBE0−MBE31に、センスアンプ帯により分割される。行選択時においては、メモリセルアレイMAWにおいて2つのメモリセルアレイブロックが同時に選択され、またメモリセルアレイMAEにおいても、2つのメモリセルアレイブロックが同時に選択される。この場合、16個の上位メモリセルアレイブロックおよび16個の下位メモリセルアレイブロックにおいて同じ位置にあるメモリセルアレイブロックが同時に選択される。たとえば、メモリセルアレイブロックMBE0およびMBE16が同時に選択され、またはメモリセルアレイブロックMBE1およびMBE17が同時に選択される。
【0113】
メモリアレイMAWおよびMAEの外側に、コラム冗長情報を保持するコラム冗長情報保持回路帯HWBおよびHEBが配置される。コラム冗長情報保持回路帯HWBは、メモリセルアレイブロックMBW0−MBW31に対応して、コラム冗長情報保持ブロックHW0−HW31に分割される。コラム冗長情報保持回路帯HEBは、メモリセルアレイブロックMBE0−MBE31に対応して、コラム冗長情報保持ブロックHE0−HE31に分割される。これらのコラム冗長情報保持ブロックHW0−HW31およびHE0−HE31は、それぞれ対応のメモリセルアレイブロックのコラム冗長情報を保持する。
【0114】
メモリセルアレイMAWおよびMAEの間にデコーダ帯DBDが配置される。このデコーダ帯DBDは、メモリセルアレイブロックに対応して、デコーダブロックDEB0−DEB31に分割される。これらのデコーダブロックDEB0−DEB31それぞれにおいては、ロウデコーダおよびコラムデコーダが配置され、さらに、ロウ冗長情報保持回路が配置される。すなわち、図1に示す構成と異なり、このデコーダ帯DBDには、ロウ冗長情報を記憶するロウヒューズ回路は配置されない。
【0115】
コラム冗長情報保持回路帯HEBの外側に、ロウ/コラム冗長情報記憶回路帯RCSBが配置される。このロウ/コラム冗長情報記憶回路帯RCSBは、メモリアレイMAEおよびMAWのメモリセルアレイブロックに対応して、ロウ/コラム冗長情報記憶転送ブロックRCS0−RCS31に分割される。メモリセルアレイブロックMBW0−MBW31およびMBE0−MBE31は、それぞれ、64本のワード線WLと1本のスペアワード線を含む。メモリセルアレイMAWおよびMAEそれぞれにおいては、64本のI/O線対と1本のスペアI/O線対が配置される。
【0116】
したがって、ロウ/コラム冗長情報記憶転送ブロックRCS0−RCS31においては、不良ワード線を救済するために、ワード線特定用の6ビットのアドレスと不良ワード線の存在の有無を示す1ビットの合計7ビットのビットのヒューズ素子が、不良ワード線救済のために用いられる。したがって、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれにおいて不良行の救済を行うために、スペアワード線に対して、7ビットのヒューズセットが2つ配置される。また、メモリアレイMAEおよびMAWそれぞれに対する不良コラムを救済するために、7ビットのヒューズセットが2つ配置される。このロウ/コラム冗長情報記憶転送回路の記憶情報が、それぞれ対応のロウおよびコラム冗長情報保持回路へ、行方向に延在するヒューズデータ転送バス60を介して転送される。
【0117】
図9は、ロウ/コラム冗長情報記憶転送ブロックRCSiの構成の一例を概略的に示す図である。図9において、ロウ/コラム冗長情報記憶転送ブロックRCSiは、対応のメモリセルアレイブロックの不良行アドレス(冗長情報)を格納するロウ冗長情報記憶回路62aおよび62bと、対応のメモリセルアレイブロックの不良列(I/O線対)情報を記憶するコラム冗長情報記憶転送回路62cおよび62dを含む。ロウ冗長情報記憶転送回路62aおよび62bと、コラム冗長情報記憶転送回路62cおよび62dの各々は、7ビットのヒューズ素子と読出用の7ビットのスイッチングトランジスタとを含む。これらの冗長情報記憶転送回路62a−62dは、それぞれ、ヒューズデータ読出信号FDR<1>−FDR<3>およびFDR<0>に従って、そのプログラムされた冗長情報を7ビットのヒューズデータ転送バス60に転送する。
【0118】
なお、ヒューズデータ読出信号FDR<3>−FDR<0>と冗長情報との対応関係は任意であり、ロウ冗長情報およびコラム冗長情報の転送シーケンスとしては、適当な転送シーケンスが用いられればよい。
【0119】
図10は、1つのデコーダブロックDEBiの冗長情報に関連する部分の構成を概略的に示す図である。図10において、デコーダブロックDEBiは、ヒューズ情報転送路60を介して与えられるロウ冗長情報をそれぞれヒューズデータ取込信号FDT<1>およびFDT<2>に従って取込み保持するロウ冗長情報保持回路64aおよび64bと、これらのロウ冗長情報保持回路64aおよび64bの保持する冗長情報と図示しない与えられたワード線アドレス信号との一致/不一致を判定し、判定結果に従ってスペアロウイネーブル信号SPEを生成するロウスペア判定回路65を含む。
【0120】
ロウ冗長情報保持回路64aおよび64bは、それぞれ、メモリアレイMAEおよびMAWに含まれるメモリセルアレイブロックのロウ冗長情報を保持する。このロウスペア判定回路65は、これらのロウ冗長情報保持回路64aおよび64b個々にスペア判定を行い、各メモリセルアレイブロックに対してスペアイネーブル信号SPEを生成する。スペアイネーブル信号SPE(SPEE,SPEW)の活性化時、対応のノーマルロウデコーダが非活性化され、また、対応のスペアロウデコーダが活性化される。これにより、不良ノーマルワード線がスペアワード線で置換され、不良行の救済が行われる。
【0121】
ロウ冗長情報保持回路64aおよび64bは、それぞれ、7ビットのフリップフロップ回路で構成され、ヒューズデータ取込信号FDT<1>およびFDT<2>に従って、それぞれ与えられたロウ冗長情報を取込み保持する。
【0122】
図11は、コラム冗長情報保持ブロックHWiまたはHEiの構成を概略的に示す図である。冗長情報保持ブロックHWiおよびHEiは、その構成は同一であり、単に与えられるヒューズデータ取込信号が異なるだけであり、図11においては、1つのコラム冗長情報保持ブロックHEiの構成を示す。
【0123】
図11において、コラム冗長情報保持ブロックHEiは、ヒューズデータ取込信号FDT<1>に従って、ヒューズデータ転送バス60を介して与えられる冗長情報を取込み、トリガ信号TRGに従って、保持冗長情報をコラムスペアデコーダ帯へ転送するコラム冗長情報保持回路66を含む。このコラム冗長情報保持回路66は、ヒューズデータ取込信号FDT<3>に従って与えられた冗長情報を取込む7ビットのフリップフロップ回路と、トリガ信号TRGの活性化に応答してフリップフロップの保持情報を冗長情報転送路(24)へ転送する7ビットのトライステートバッファで構成される転送回路を含む。
【0124】
図12は、図9に示すロウ冗長情報記憶回路62aおよび62bとコラム冗長情報記憶回路62cおよび62dならびにコラム冗長情報保持回路66aの具体的構成を示す図である。図12においては、1ビットの冗長情報に関連する部分の構成を示す。
【0125】
図12において、ロウ冗長情報記憶回路62aは、ヒューズ素子62aaと、ヒューズデータ読出信号FDR<1>に従ってヒューズ素子62aaをノードNDに結合するNチャネルMOSトランジスタ62abを含む。ロウ冗長情報記憶回路62bは、ヒューズ素子62baと、ヒューズデータ読出信号FDR<2>に従ってヒューズ素子62baをノードNDに接続するNチャネルMOSトランジスタ62bbと、を含む。
【0126】
コラム冗長情報記憶回路62cは、ヒューズ素子62caと、ヒューズデータ読出信号FDR<3>に従ってヒューズ素子62caをノードNDに接続するNチャネルMOSトランジスタ62cbを含む。コラム冗長情報記憶回路62dは、ヒューズ素子62daと、ヒューズデータ読出信号FDR<0>に従ってヒューズ素子62daをノードNDに接続するNチャネルMOSトランジスタ62dbを含む。
【0127】
選択冗長情報記憶回路の記憶情報を読出すために、ヒューズデータ転送信号線60aを、ノードNDの電圧レベルに従って駆動するドライブ回路71が設けられる。ノードNDは、そのゲートに電源電圧を受けるPチャネルMOSトランジスタ70により、電源電圧VDDレベルにプルアップされる。
【0128】
コラムスペア情報保持ブロックHEiにおいて、コラム情報保持回路66aが、ヒューズデータ取込信号FDT<3>に従ってヒューズデータ転送信号線60a上の信号をラッチするフリップフロップ66aaを含む。
【0129】
この図12に示す冗長情報記憶回路62a−2dの構成においては、ヒューズデータ読出信号FDR<3:0>の1つが選択状態へ駆動されると、対応のMOSトランジスタが導通する。対応のヒューズ素子が溶断状態のときには、ノードNDは、MOSトランジスタ70によりプルアップされた電源電圧レベルに維持される。一方、対応のヒューズ素子が非溶断状態の場合には、ノードNDは、接地電圧レベルに放電される。
【0130】
図13は、図10に示すロウ冗長情報保持回路64aおよびbとコラムスペアデコーダ帯に配置されるコラム冗長情報を保持回路ブロックHWiに配置されるコラム冗長情報保持回路66bの構成を示す。この図13においても、1ビットの冗長情報に関連する部分の構成を代表的に示す。図13において、デコーダ帯DEBiに配置されるロウ冗長情報保持回路64aは、ヒューズデータ取込信号FDT<1>の活性化時、ヒューズデータ転送信号線60a上の信号を取込み保持するフリップフロップ64aaを含む。ロウ冗長情報保持回路64bは、ヒューズデータ取込信号FDT<2>の活性化時、ヒューズデータ転送信号線60a上の信号を取込み保持するフリップフロップ64baを含む。
【0131】
コラム冗長情報保持回路66bは、メモリセルアレイブロックMBWiの外側のコラム冗長保持回路帯HWi内に配置され、ヒューズデータ取込信号FDT<0>に応答してヒューズデータ転送信号線60a上の信号を取込み保持するフリップフロップ66baを含む。この図13に示すヒューズデータ転送信号線60a上に、図12に示すロウ/コラム冗長情報回路帯RCSiからのロウおよびコラム冗長情報が転送される。
【0132】
ヒューズデータ取込信号FDT<3:0>およびヒューズデータ読出信号FDR<3:0>は、中央制御帯から転送される。次に、この図9から図13に示す冗長情報記憶/保持回路の冗長情報保持動作について説明する。
【0133】
ロウおよびコラムの冗長情報は、図12に示すヒューズ素子62aa−62baを溶断/非溶断することによりプログラムされる。DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)においては、電源投入後のスタートアップ時(初期化動作時)においては、内部状態を確実に初期状態に設定するために、ダミーサイクルが実行される。クロック同期型DRAM(SDRAM)においては、この電源投入時またはシステムリセット時のスタートアップ時に、オートリフレッシュを8回実行することが仕様で定められている。このダミーサイクルの8回のオートリフレッシュ動作実行時に、併せて、ロウおよびコラムの冗長情報を転送する。したがって、2つのロウ冗長情報および2つのコラム冗長情報を転送する必要があり、合計4回のオートリフレッシュ動作実行時に、順次、これらのロウおよびコラムの冗長情報を転送する。
【0134】
図14は、この初期化動作時における冗長情報転送動作を示すタイミング図である。オートリフレッシュコマンドAREFが与えられたときには、内部でワード線を選択状態に維持する期間は自動的に定められ、プリチャージ動作が自動的に所定期間経過後に行なわれる。まずオートリフレッシュコマンドAREFが1回目に与えられると、このときの行選択動作に従って、データ読出信号FDR<0>を活性状態へ駆動する。これにより、コラム冗長情報記憶回路62aに格納されたコラム冗長情報が、ヒューズデータ転送バス60に伝達する。
【0135】
所定時間が経過すると、ヒューズデータ取込信号FDT<0>が活性化され、コラム冗長情報保持回路66bが、この転送されたコラム冗長情報を格納する。
【0136】
以後、オートリフレッシュコマンドが2回目および3回目に与えられると、それぞれ、ヒューズデータ読出信号FDR<1>およびFDR<2>が活性化され、続いて、ヒューズデータ取込信号FDT<1>およびFDT<2>がそれぞれ所定のタイミングで活性化される。これにより、ロウ冗長情報記憶回路62aおよび62bにそれぞれ格納されるロウ冗長情報が、ロウ冗長情報保持回路64aおよび64bに格納される。
【0137】
オートリフレッシュコマンドAREFが4回目に印加されると、次いで、ヒューズデータ読出信号FDR<3>が活性化され、コラム冗長情報記憶回路62cの記憶情報(プログラム情報)が、ヒューズデータ転送バス60上に伝達される。所定時間が経過すると、ヒューズデータ取込信号FDT<3>が活性化され、コラム冗長情報が、コラム冗長情報保持回路66aに取込まれて格納される。
【0138】
したがって、この初期化シーケンスにおけるオートリフレッシュ実行時、内部で生成されるロウ系制御信号に応じて、ヒューズデータ読出信号FDRおよびヒューズデータ取込信号FDTを活性/非活性化することにより、容易に冗長情報の転送を行なうことができる。これらのヒューズデータ読出信号FDR<3:0>およびヒューズデータ取込信号FDT<3:0>は、カウント回路を用いてオートリフレッシュコマンドをカウントすることにより順次生成される。
【0139】
図15は、中央制御帯に含まれるメイン制御信号発生部の構成を概略的に示す図である。図15において、メイン制御信号発生部は、クロック信号CLKに同期して外部からのコマンドCMDを取込み、このコマンドをデコードするコマンドデコーダ80と、コマンドデコーダ80からのオートリフレッシュ指示信号AREFに従ってオートリフレッシュに必要な動作を制御するフレッシュ制御回路82と、コマンドデコーダ80からのロウアクト指示信号RACTとプリチャージ指示信号PRDとリフレッシュ制御回路82からのリフレッシュ活性化信号RFACTとに従って、ワード線選択に必要なメインロウ系制御信号を生成するメインロウ系制御回路84を含む。
【0140】
リフレッシュ制御回路82は、コマンドデコーダ80からのオートリフレッシュ指示信号AREFの活性化時、所定の時間幅を有するワンショットのパルス信号を発生するワンショットパルス発生回路91と、ワンショットパルス発生回路91の出力信号RFACTを反転してリフレッシュ指示信号/REFを生成するインバータ回路92を含む。このワンショットパルス発生回路91は、またセルフリフレッシュモードが指定されたとき、リフレッシュ要求に応答してワンショットのパルス信号RFACTを生成する。このリフレッシュ活性化信号RFACTを、ワンショットのパルスの形態で生成することにより、オートリフレッシュ動作時およびセルフリフレッシュ動作時、内部でワード線選択および非選択を自動的に実行する。
【0141】
このリフレッシュ制御回路においては、リフレッシュアドレスを生成するためのリフレッシュアドレス発生回路、セルフリフレッシュモード時のリフレッシュタイミングを設定するタイマ回路などが含まれるが、これらの構成要素は示していない。
【0142】
リフレッシュ指示信号/REFは、図4に示すデコーダ帯DBD内のローカルロウ制御部で与えられ、リフレッシュ動作時においては、冗長情報の転送が禁止される。また、リフレッシュ指示信号/REFの活性化時、コラム系回路の動作が禁止される。リフレッシュ活性化信号RFACTの活性化期間により、リフレッシュ動作時のワード線の選択期間が決定される。
【0143】
なお、リフレッシュ指示信号/REFは、リフレッシュ活性化信号RFACTとセルフリフレッシュモード指示信号SRFの一方の活性化時、活性状態(Lレベル)となるように、インバータ92に代えて、リフレッシュ活性化信号RFACTとセルフリフレッシュモード指示信号SRFを受けるNOR回路から生成されてもよい。
【0144】
メインロウ系制御信号発生回路84は、コマンドデコーダ80からのロウアクト指示信号RACTの活性化に応答してセットされかつプリチャージ指示信号PRGの活性化に応答してリセットされるセット/リセットフリップフロップ93と、セット/リセットフリップフロップ93の出力信号とリフレッシュ活性化信号RFACTを受けるOR回路94と、OR回路94の出力信号の活性化に応答してロウアドレスラッチ信号RALをHレベルへ駆動するアドレスラッチ制御回路95と、ロウアドレスラッチ信号RALの活性化に応答して所定のタイミングでワード線イネーブル信号WLEを活性状態へ駆動するワード線活性制御回路96と、ワード線イネーブル信号WLEの活性化に応答して所定時間経過後にセンスアンプイネーブル信号SAEを活性化するセンスアンプ制御回路97と、センスアンプ活性化信号SAEの活性化後所定期間経過後に、ワード線ディスエーブル信号DSEWLを生成するワード線非選択タイミング制御回路98を含む。
【0145】
これらの制御回路95−98は、OR回路94の出力信号がLレベルになると所定のシーケンスでそれぞれ対応のロウ系制御信号を非活性状態へ駆動する。ワード線非選択タイミング制御回路98からのワード線ディスエーブル信号DSEWLは、活性化時にワンショットパルス発生回路91の出力するパルス信号を非活性化し、リフレッシュ動作時において内部のリフレッシュ期間を決定する。
【0146】
図16は、図15に示すメインロウ系制御回路のリフレッシュ時の動作を示す信号波形図である。以下、図16を参照して、図15に示す回路の動作について説明する。
【0147】
オートリフレッシュコマンドが与えられ、オートリフレッシュ指示信号AREFがHレベルとなると、図15に示すワンショットパルス発生回路91からのリフレッシュ活性化信号RFACTが活性化され、このリフレッシュ活性化信号RFACTは所定期間Hレベルを維持する。リフレッシュ活性化信号RFACTが活性化されると、アドレスラッチ制御回路95からロウアドレスラッチ信号RALがHレベルとなる。ロウアドレスラッチ信号RALが活性化されても、リフレッシュ指示信号/REFがLレベルであり、保持回路の保持内容の転送は行なわれない。
【0148】
ロウアドレスラッチ信号RALがHレベルに立上がって選択メモリセルアレイブロックに対するワード線アドレス(リフレッシュアドレス)が確定すると、ワード線活性制御回路96からのワード線イネーブル信号WLEがHレベルへ駆動される。応じて、リフレッシュアドレスが指定するワード線が選択状態へ駆動される。
【0149】
続いて、ワード線イネーブル信号WLEがHレベルへ駆動されると、所定時間経過後に、センスアンプ制御回路97からのセンスアンプ活性化信号SAEが活性化され、メモリセルデータの検知、増幅およびリストアが行なわれ、リフレッシュが実行される。
【0150】
センスアンプイネーブル信号SAEが活性化されて、所定期間が経過すると、ワード線非選択タイミング制御回路98からのワード線ディスエーブル信号DSEWLが活性化される。応じて、リフレッシュ活性化信号RFACTが非活性化される。
【0151】
リフレッシュ活性化信号RFACTが非活性化されると、OR回路94の出力信号がLレベルとなり、まずワード線活性制御回路96がワード線イネーブル信号WLEを非活性化し、続いて、ロウアドレスラッチ信号RALが非活性化され、アドレスのラッチが完了する。
【0152】
続いて、センスアンプ制御回路97からのセンスアンプイネーブル信号SAEが非活性化され、応じて、またワード線非選択タイミング制御回路98からのワード線ディスエーブル信号DSEWLが非活性化される。
【0153】
このワード線イネーブル信号WLEの活性化に応答して、冗長情報記憶回路に記憶された冗長情報を転送し、センスアンプイネーブル信号SAEの活性化に応答して、転送された冗長情報を取込み格納する。これらの冗長情報の読出および取込の完了は、ワード線ディスエーブル信号DSEWLにより設定される。
【0154】
図17は、ヒューズデータ読出および取込信号発生部の構成を概略的に示す図である。このヒューズデータ読出/取込信号発生部は、中央制御帯CCTBに配置される。
【0155】
図17において、ヒューズデータ読出/取込信号発生部は、カウントトリガ信号CNTRGの立上がりに同期してカウント動作を行なう2ビットバイナリカウンタ100と、2ビットバイナリカウンタ100の出力ビット<1:0>をデコードし4ビットの信号<3:0>を生成するデコーダ101と、ワード線ディスエーブル信号DSEWL、ワード線イネーブル信号WLEおよびレディ信号REDYを受けるゲート回路102と、ゲート回路102の出力信号とデコーダ101の出力信号とを受けて4ビットのヒューズデータ読出信号FDR<3:0>を生成するAND回路103と、ワード線ディスエーブル信号DSEWLとセンスアンプイネーブル信号SAEとレディ信号REDYとを受けるゲート回路104と、ゲート回路104の出力信号とデコーダ101の出力信号<3:0>とを受けて4ビットのヒューズデータ取込信号FDT<3:0>を生成する4ビットAND回路105とを含む。
【0156】
ゲート回路102は、ワード線ディスエーブル信号DSEWLがLレベルでありかつワード線イネーブル信号WLEおよびレディ信号REDYがHレベルのときにHレベルの信号を出力する。ゲート回路104は、ワード線ディスエーブル信号DSEWLがLレベルであり、センスアンプイネーブル信号SAEおよびレディ信号REDYがHレベルのときにHレベルの信号を出力する。レディ信号REDYは、Hレベルに初期設定され、冗長情報の転送完了後Lレベルに設定される。
【0157】
AND回路103は、デコーダ101の出力ビット<3:0>それぞれに対応して設けられるANDゲートを含み、ゲート回路102の出力信号とこれらのデコーダ101の出力ビット<3:0>それぞれのAND処理を行なって、4ビットのヒューズデータ読出信号FDR<3:0>を生成する。
【0158】
AND回路105も同様、デコーダ101の4ビットの出力<3:0>それぞれに対応して設けられるANDゲートを含み、ゲート回路104の1ビットの出力信号とこれらのデコーダ101の出力する4ビット<3:0>それぞれのAND処理を行なって4ビットのヒューズデータ取込信号FDT<3:0>を生成する。
【0159】
ヒューズデータ読出/取込信号発生部は、さらに、2ビットバイナリカウンタ100の2ビット<1:0>を受けるANDゲート106と、ANDゲート106の出力信号とレディ信号REDYとを受けるEXORゲート107と、カウントトリガ信号CNTRGの立上がりに応答してEXORゲート107の出力信号を取込みかつ出力するフリップフロップ108と、カウントトリガ信号CNTRGの立下がりに応答してフリップフロップ108の出力信号を取込み出力するフリップフロップ109を含む。
【0160】
フリップフロップ108からレディ信号REDYが出力され、フリップフロップ109から遅延レディ信号REDYDが出力される。これらのフリップフロップ108および109は、リセット信号ZRSTに従ってセット状態に初期設定され、初期状態においてはHレベルの信号を出力する。
【0161】
カウントトリガ信号CNTRGは、遅延レディ信号REDYDとゲート回路102の出力信号を受けるゲート回路110から出力される。このカウントトリガ信号CNTRGは、レディ信号REDYDがHレベルのときに、ゲート回路102の出力信号がLレベルとなるとHレベルへカウントトリガ信号CNTRGを駆動する。したがって、遅延レディ信号REDYDがHレベルのときには、このゲート回路110は、インバータとして動作し、ゲート回路102の出力信号を反転する。遅延レディ信号REDYDがLレベルとなると、このゲート回路110の出力信号はLレベルに固定される。
【0162】
図18は、図17に示すヒューズデータ読出/取込信号発生部の動作を示すタイミング図である。以下、図18を参照して、図17に示す回路の動作について説明する。
【0163】
2ビットバイナリカウンタ100は、リセット信号ZRSTにおり、そのカウント値が(0,0)にリセットされる。
【0164】
また、フリップフロップ108および109は、セット状態に初期設定されており、レディ信号REDYおよび遅延レディ信号REDYDは、ともにHレベルである。
【0165】
デコーダ101が、この2ビットバイナリカウンタ100の出力ビット<1:0>をデコードする。したがって、最初のサイクルにおいては、デコーダの出力信号<0>がHレベルであり、残りの3ビット<3:1>はLレベルである。
【0166】
初期化シーケンスにおいて、オートリフレッシュコマンドが与えられると、ワード線イネーブル信号WLE、センスアンプイネーブル信号SAEおよびワード線ディスエーブル信号DSEWLが所定のシーケンスで順次Hレベルに駆動される。ゲート回路102は、ワード線イネーブル信号WLEがHレベルでありかつワード線ディスエーブル信号DSEWLがLレベルの間Hレベルの信号を出力する。ゲート回路104は、センスアンプイネーブル信号SAEがHレベルでありかつワード線ディスエーブル信号DSEWLがLレベルの間Hレベルの信号を出力する。
【0167】
したがって、AND回路103から、デコーダ101の出力信号とゲート回路102の出力信号とに従って、ワード線イネーブル信号WLEの立上がりに応答して、ヒューズデータ読出信号FDR<0>がHレベルへ駆動される。残りのヒューズデータ読出信号FDR<3:1>はLレベルを維持する。応じて、図12に示すコラム冗長情報記憶回路62dの記憶情報(プログラム冗長情報)が、ヒューズデータ転送バス60を介して、冗長情報保持回路66bに転送される。
【0168】
センスアンプイネーブル信号SAEが活性化されると、ゲート回路104の出力信号はHレベルとなり、応じてAND回路105からのヒューズデータ取込信号FDT<0>がHレベルとなる。応じて、図13に示すコラム情報保持回路66bにおいて、転送された冗長情報の取込が行なわれる。
【0169】
ワード線ディスエーブル信号DSEWLがHレベルに立上がると、ゲート回路102および104の出力信号がLレベルに立下がり、ヒューズデータ読出信号FDR<0>およびヒューズデータ取込信号FDT<0>がLレベルとなり、冗長情報の転送および取込が完了する。
【0170】
このゲート回路102の出力信号がLレベルに立下がると、遅延レディ信号REDYDはHレベルであるため、ゲート回路110からのカウントトリガ信号CNTRGがHレベルに立上がり、2ビットバイナリカウンタ100のカウント値が1増分され、(0,1)となる。応じて、デコーダ101の出力ビット<1>がHレベルへ駆動される。
【0171】
オートリフレッシュコマンドが与えられるごとに、同様の動作が行なわれ、各オートリフレッシュ実行サイクル時においてヒューズデータ読出信号FDR<1>、FDR<2>が順次活性化され、またヒューズデータ取込信号FDT<1>およびFDT<2>が活性化され、それぞれ、ロウ冗長情報の転送および取込み保持が行なわれる。
【0172】
2ビットバイナリカウンタ100のカウント値が(1,1)に到達し、再びオートリフレッシュコマンドが与えられると、このバイナリカウンタ100のカウント(1,1)に従ってヒューズデータ読出信号FDR<3>およびヒューズデータ取込信号FDT<3>が、それぞれワード線イネーブル信号WLEおよびセンスアンプイネーブル信号SAEの活性化に応じて活性状態へ駆動され、コラム冗長情報の転送および取込が行なわれる。
【0173】
この図12に示すコラム冗長情報保持回路66aへのコラム冗長情報の転送が完了すると、カウントトリガ信号CNTRGが活性化されて2ビットバイナリカウンタ100がカウント動作を行ない、そのカウント値が(1,1)から(0,0)に変化する。
【0174】
2ビットバイナリカウンタ100のカウント値が(1,1)のとき、ANDゲート106の出力信号はHレベルであり、またEXORゲート107の出力信号はLレベルである。したがって、このカウントトリガ信号CNTRGの立上がりに応答してフリップフロップ108が、EXORゲート107の出力信号に従って、その出力信号すなわちレディ信号REDYをLレベルに立下げる。
【0175】
再び、オートリフレッシュコマンドが与えられ、初期化シーケンスにおいて5回目のオートリフレッシュ動作が行なわれるとき、ワード線イネーブル信号WLEの活性化に従ってカウントトリガ信号CNTRGがLレベルに立下がる。このカウントトリガ信号CNTRGの立下がりに応答して、フリップフロップ109が、フリップフロップ108の出力信号に従って遅延レディ信号REDYDをLレベルに駆動する。レディ信号REDYは既にLレベルであるため、この5回目のオートリフレッシュ動作時においては、ゲート回路102および104の出力信号はLレベルである。したがって、ヒューズデータ読出信号FDR<3:0>はすべてLレベルであり、また、ヒューズデータ取込信号FDT<3:0>もすべてLレベルであり、冗長情報も転送は行なわれない。遅延レディ信号REDYDがLレベルとなると、ゲート回路110の出力するカウントトリガ信号CNTRGはLレベルに固定され、2ビットバイナリカウンタ100はカウント動作が停止され、そのカウント値は初期値(0,0)に固定される。
【0176】
フリップフロップ108および109は、それぞれ、2段の縦続接続されるラッチ回路で例えば構成される。たとえば、フリップフロップ108は、そのカウントトリガ信号CNTRGがLレベルのときにEXORゲート107の出力信号を取込み、カウントトリガ信号CNTRGがHレベルとなると、その取込んだ信号を出力する。同様、フリップフロップ109は、カウントトリガ信号CNTRGがHレベルのときに、フリップフロップ108の出力信号を取込み、カウントトリガ信号CNTRGがLレベルとなると、この取込んだ信号を出力する。
【0177】
このスタートアップ時の初期化シーケンスにおいて行なわれるオートリフレッシュと並行してヒューズデータ読出信号FDR<3:0>およびヒューズデータ取込信号FDT<3:0>を生成して冗長情報の転送および保持を行なうことにより、この冗長情報の転送/保持のための特別のサイクルを設ける必要がなく、初期化シーケンスを簡略化することができる。
【0178】
この冗長情報保持回路に保持された冗長情報の通常動作モード時の読出は、実施の形態1と同様にして行なわれる。
【0179】
以上のように、この発明の実施の形態2に従えば、ロウおよびコラムの冗長情報記憶素子(ヒューズ素子)を、それらの対応するメモリセルアレイ外部に配置しており、初期化シーケンス時に、この対応の冗長情報保持回路に転送している。したがって、メモリセルアレイ外部に、その上に配線を配置することができないヒューズ素子を配置することができ、ロウ/コラムヒューズ帯に、他の配線レイアウトの影響を受けることなく多数のヒューズ素子を効率的に配置することができる。
【0180】
また、デコーダ帯DBDにおいては、ヒューズ素子が配置されていないため、配線不能領域がなくなり、配線のレイアウトが容易となり、また、効率的に回路を配置することができる。
【0181】
また、実施の形態1と同様、通常動作モード時においては、選択を行なうロウアクセス動作時から、列選択を行なうコラムアクセスまでの期間(tRCD)の間に、冗長情報をコラムスペアデコーダ帯に転送することにより、メモリセルアレイ構成変更時においても、応じてヒューズプログラム回路(冗長情報記憶回路)の数も自動的に変更され、不要な冗長情報記憶回路が存在するのを防止することができ、面積増大を抑制することができる。また、データパスにおいても、ヒューズ素子は配置されないため、配線レイアウトが容易となる。
【0182】
[実施の形態3]
図19は、この発明の実施の形態3に従う半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。図19においては、1つのコラム冗長情報保持回路帯の構成を示す。
【0183】
図19において、メモリセルアレイブロックは、実施の形態2と同様、32個配置される。これらのメモリセルアレイブロックに対応して、コラム冗長情報保持回路CPH0−CPH31が配置される。これらの冗長情報保持回路CPH0−CPH31が、4つの保持回路群MBG0−MBG3に分割される。保持回路群MBG0は、コラム冗長情報保持回路CPH0−CPH7を含み、保持回路群MBG1は、冗長情報保持回路CPH8−CPH15を含み、保持回路群MBG2が、コラム冗長情報保持回路CPH16−CPH23を含む。保持回路群MBG3が、コラム冗長情報保持回路CPH24−CPH31を含む。
【0184】
これらの冗長情報保持回路CPH0−CPH31は、それぞれ転送回路LDR0−LDR31に結合される。保持回路群MBG0−MBG3においてそれぞれ、ローカルバスLB0−LB3が配置される。これらのローカルバスLB0−LB3は、それぞれ対応の転送回路により駆動される。転送回路LDR0−LDR7がローカルバスLB0を選択時駆動し、ローカルバスLB1が、転送回路LDR8−LDR15により選択的に駆動される。ローカルバスLB2が、転送回路LDR16−LDR23により選択的に駆動される。ローカルバスLB3が、転送回路LDR24−LDR31により選択的に駆動される。
【0185】
これらの転送回路LDR0−LDR31は、それぞれ、先の実施の形態1と同様、メモリセルアレイブロックを特定するブロック選択信号に基づいて生成される信号により選択的に活性化される。
【0186】
これらのローカルバスLB0−LB3それぞれに対して、メインバスドライバMDR0−MDR3が配置される。メインバスドライバMDR0およびMDR2は、メインバストリガ信号TRGM<0>がHレベルのとき、活性化されてメインバスMB1およびMB0をそれぞれ駆動する。メインバスドライバMDR1およびMDR3は、メインバストリガ信号TRGM<1>がHレベルのとき活性化されて、メインバスMB1およびMB0をそれぞれ駆動する。このメインバストリガ信号TRGM<1:0>は、最上位のロウアドレスプリデコード信号XPに基づいて生成されて、バッファ回路120により、列方向に沿って転送される。
【0187】
メインバスMB1およびMB0は、同様、列方向に沿って配設されて、コラムスペアデコーダ帯2に含まれるコラム冗長情報保持回路24aおよび24bにそれぞれ結合される。これらのコラム冗長情報保持回路24aおよび24bに対し、バッファ(ドライブ回路)38から、取込信号線40を介して取込信号CPTが与えられる。この取込信号CPTは、実施の形態1と同様、ロウアドレスラッチ信号RALに基づいて生成される。取込信号CPTおよびメインバストリガ信号TRGMは、リフレッシュ指示信号/REFおよびバーンイン信号/WBIの活性化時、非活性状態に維持される。
【0188】
この図19に示す構成においては、コラム冗長情報保持回路CPH0−CPH31に格納される冗長情報の転送動作は、実施の形態1と実質的に同じである。しかしながら、この冗長情報転送線路を、ローカルバスLB0−LB3とメインバスMB0およびMB1の階層構造とすることにより、メインバスMB0およびMB1の負荷を軽減でき、高速で冗長情報を転送することができる。したがって、冗長情報転送線路が、メモリセルアレイブロックが32個設けられ長くなる場合においても、高速でこれらの冗長情報を転送することができる。
【0189】
また、実施の形態1と同様、取込信号CPTの転送方向と、冗長情報の転送方向を同一とし、またトリガ信号TRGMの転送方向と同一とすることにより、このコラム冗長情報保持回路24aおよび24bにおける取込動作に対するセットアップ/ホールドのタイミングマージンを十分に確保することができる。
【0190】
以上のように、この発明の実施の形態3に従えば、冗長情報をコラムスペアデコーダ帯に転送する冗長情報転送部をローカル/メインの階層構造としており、冗長情報転送線路が長くなる場合においても、高速でコラム冗長情報を転送することができ、十分に、時間tRCD内で、コラム冗長情報を転送して保持することができる。
【0191】
また、実施の形態1と同様、冗長情報の取込に対するセットアップ/ホールド条件を十分にマージンを、取込信号およびメインバストリガ信号TRGMの転送方向を同じとすることにより、十分に余裕を持って冗長情報の取込ができる。
【0192】
[実施の形態4]
図20は、この発明の実施の形態4に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。図20においては、メモリセルアレイMAEの外側に、ロウ/コラムヒューズ帯RCSBが配置される。これらのロウ/コラムヒューズ帯RCSBは、メモリセルアレイブロックMBE0,MBW0−MBE31,MBW31に対応して、32個のヒューズブロックRCS0−RCS31に分割される。ヒューズブロックRCS28からのロウ/コラム冗長情報は、冗長情報転送バス130を介してデコーダ帯DBDに配置されるロウ/コラム冗長情報保持回路に転送される。
【0193】
また、デコーダ帯DBDにおいて、コラム冗長情報保持回路が配置されるため、この中央制御帯CCTBの両側に、コラムスペアデコーダ帯2Wおよび2Eが配置される。この図20に示す他の構成は、図8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。
【0194】
図21は、ロウ/コラムヒューズブロックRCSiおよび1つのデコーダブロックDEDiの構成を示す図である。図21においては、1ビットの冗長情報に関連する部分の構成を概略的に示す。
【0195】
図21において、ロウ/コラムヒューズブロックRCSiにおいては、実施の形態2と同様、ロウ冗長情報記憶回路62aおよび62bと、コラム冗長情報記憶回路62cおよび62dが設けられる。これらの冗長情報記憶回路62a−62dの構成は、図12に示すロウ/コラムヒューズブロックRCSiに配置される冗長情報記憶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。
【0196】
ロウ/コラムヒューズブロックRCSiの選択された冗長情報記憶回路の冗長情報が、ドライブ回路71を介して、ヒューズデータ(冗長情報)転送バス130を介してデコーダブロックDEBiに伝達される。デコーダブロックDEBiにおいては、コラム冗長情報保持回路166b、ロウ冗長情報記憶回路164aおよび164b、ならびにコラム冗長情報保持回路166aが配置される。コラム冗長情報保持回路166bは、7ビットのフリップフロップ回路166beを含み、ロウ冗長情報保持回路164aは、7ビットのフリップフロップ回路164aaを含み、ロウ冗長情報記憶回路164bは、7ビットのフリップフロップ回路164baを含み、コラム冗長情報記憶回路166aは、7ビットのフリップフロップ回路166aaを含む。
【0197】
これらのフリップフロップ回路166ba、164aa、164baおよび166aaは、取込信号FDTに従って順次保持情報を転送するシフトレジスタを構成する。すなわち、ヒューズブロックRCSiにおいて、ヒューズデータ読出信号FDR<3:0>により選択された冗長情報は、順次、フリップフロップ回路166aa、164ba、164aaおよび166baへ転送されて格納される。
【0198】
この図21に示す取込信号FDTおよび読出信号FDR<3:0>は、初期化シーケンスにおいて、オートリフレッシュ動作を行なうときに並行して活性化される。この場合、先の実施の形態2と同様、カウンタを用いて、リフレッシュ回数をカウントし、4回冗長情報の転送動作を行ない、以降禁止する。
【0199】
このコラム冗長情報保持回路166bおよび166aの保持する冗長情報の通常動作モード時の転送動作は、先の実施の形態1−3のいずれかと同じである。
【0200】
図22は、図21に示す冗長情報保持回路への冗長情報の転送動作を示すタイミング図である。冗長情報読出信号FDR<3:0>が、順次活性化されるとき、冗長情報取込信号FDTも、活性化される。冗長情報読出信号FDR<0>−FDR<3>に従って、コラム冗長情報SCLW、ロウ冗長情報SROW0、SROW1、およびコラム冗長情報SCLEが、それぞれ、冗長情報記憶回路62d、62a、62bおよび62cから順次読出される。これらが、フリップフロップ回路(FF)166aa、164ba、164aaおよび166baへ、順次ヒューズデータ取込信号FDTに従って転送される。したがって、ヒューズデータ読出信号FDR<1>の活性化時、フリップフロップ回路166aaへ、ロウ冗長情報SROW0が格納され、フリップフロップ回路164baに、メモリセルアレイMBWに対するコラム冗長情報SCLWが格納される。
【0201】
ヒューズデータ読出信号FDR<2>が活性化され、取込信号FDTが活性化されると、フリップフロップ回路166aaに、ロウ冗長情報SROW1が格納され、フリップフロップ回路164baに、ロウ冗長情報SROW0が格納され、フリップフロップ回路FF164aaに、コラム冗長情報SCLWが格納される。
【0202】
最後に、ヒューズデータ読出信号FDR<3>が活性化され、続いて、ヒューズデータ取込信号FDTが活性化されると、フリップフロップ回路166aaに、メモリアレイブロックMBWiに対するコラム冗長情報SCLEが格納され、フリップフロップ回路164baに、ロウ冗長情報SROW1が格納され、フリップフロップ回路164aaにロウ冗長情報SROW0が格納され、フリップフロップ回路166baに、メモリセルアレイブロックMBWiに対するコラム冗長情報SCLWが格納される。したがって、4回の転送動作を完了すると、これらの冗長情報保持回路166a、164b、164aおよび166bに、対応の冗長情報を格納することができる。
【0203】
図23は、ヒューズデータ読出信号FDR<3:0>および取込信号FDTを発生する部分の構成を示す図である。この図23に示す読出/取込信号発生部の構成は、図17に示す読出/取込信号発生部の構成と以下の点が異なっている。すなわち、ワード線ディスエーブル信号DSEWL、センスアンプイネーブル信号SEAEおよびレディ信号REDYを受けるゲート回路104から、ヒューズデータ取込信号FDTが出力される。ヒューズデータ(冗長情報)取込のためには、単に冗長情報の転送動作が行なわれるだけであり、デコーダ101の出力ビット<3:0>は用いられない。他の構成は、図17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。
【0204】
したがって、この図23に示す読出/取込信号発生部の構成においては、先の図18に示す動作波形図において、取込信号FDT<3:0>に代えて取込信号FDTが各転送サイクルにおいて連続的に活性化されるだけであり、図17に示す回路と同様の動作が行なわれ、4回の転送動作完了後レディ信号REDYがLレベルに設定されて、転送動作が禁止される。
【0205】
図24は、コラムスペアデコーダ帯2Eおよび中央制御帯CCTBの要部の構成を概略的に示す図である。スペアデコーダ帯2Eにおいては、実施の形態1と同様、冗長情報保持回路24aおよび24bと、ページ選択アドレスビットCABに従ってこれらの冗長情報保持回路24aおよび24bの保持情報の一方を選択するセレクタ25と、セレクタ25の選択冗長情報をデコードしてシフト信号SFTRおよびSFTWを生成するシフトデコーダ26が設けられる。スペアデコード帯2Wにおいても同様の構成が設けられる。
【0206】
中央制御帯CCTBにおいては、外部からのアドレス信号に従って列アドレス信号CAを生成するコラムアドレスバッファ50が設けられる。コラムアドレスバッファ50からの最上位アドレスビットCABがページ選択アドレスビットとして用いられる。この場合、中央制御帯CCTBに隣接して、スペアコラムデコーダ帯2Eが配置されている。したがって、データパス帯DPEを越えてページ選択アドレス信号ビットを、このスペアコラムデコーダ帯2Eのセレクタ25に伝達する必要はなく、早いタイミングで、セレクタ25の出力データを確定状態に設定することができ、I/O線対の切換を早いタイミングで行なうことができ、アクセス時間が改善される。
【0207】
I/O線対切換えが、データパス帯DPEおよびDPWにおいてそれぞれ個々に行われる。
【0208】
以上のように、この発明の実施の形態4に従えば、ロウおよびコラムの冗長情報を記憶するヒューズ素子を、メモリセルアレイ外部に配置し、初期化動作時に、デコーダ帯に配置されたロウおよびコラム冗長情報保持回路に転送している。したがって、メモリセルアレイ外部に、集中して、配線が通過不能であるヒューズ素子を配置することができ、配線レイアウトにかかわらず、ヒューズ素子を配置することができ、多数のヒューズ素子を配置することができる。
【0209】
また、デコーダ帯には、冗長情報保持回路が配置されるだけであり、ヒューズ素子は配置されていないため、デコーダ帯の配線レイアウトが容易となる。また、メモリセルアレイブロックに対応してロウ/コラム冗長情報記憶/保持回路を配置し、通常動作時においては、ロウアクセスからコラムアクセスまでの間にコラムスペアデコーダ帯にコラム冗長情報を転送するため、メモリセルアレイブロック数変更時に応じて冗長情報記憶回路の数も変更されるため、不必要にヒューズ素子が配置されるのを防止することができ、面積増大を抑制することができる。
【0210】
また、中央制御帯に隣接してコラムスペアデコーダ帯を配置することができ、ページ選択アドレスをデータパスを越えて転送する必要がなく、アクセス時間を短縮することができる。
【0211】
なお、上述の説明においては、シフトリダンダンシー方式に従ってI/O線対を置換して、不良セルを救済している。しかしながら、スペアI/O線対と不良I/O線対とを置換するI/O置換方式であっても、本発明は適用可能である。シフト信号に代えて、スペアI/O線対と置換するためのI/O線対選択信号を生成する。また、スペアコラムと不良コラムとが置換されるコラム選択線置換方式の半導体記憶装置であっても、本発明は適用可能である。
【0212】
また、データ線は、書込データと読出データが、I/O線対を介して転送されている。しかしながら、書込データを伝達する書込データ線と読出データを伝達する読出データ線が別々に伝達されるI/O分離方式の半導体記憶装置であっても、本発明は、同様、適用可能である。
【0213】
【発明の効果】
以上のように、この発明に従えば、複数のメモリアレイブロックにそれぞれ物理的に対応して不良列の情報を記憶する複数の冗長情報格納回路を配置しており、メモリセルアレイブロック数変更時において、自動的に冗長情報格納回路の数も変更され、不要な冗長情報格納回路が配置されるのを防止することができ、面積増大を抑制することができる。
【0214】
また、この冗長情報格納回路として、不良列情報をプログラムして記憶するプログラム回路を配置することにより、不必要に、ヒューズ素子などのリンク素子で構成されるプログラム回路が配置されるのを防止することができ、面積増大を抑制することができる。
【0215】
また、情報格納回路として、対応のメモリアレイブロックの不良列情報を保持する保持回路を配置することにより、配線の通過不能なヒューズ素子を、メモリセルアレイ外部に集中して配置することができ、配線レイアウトが容易となる。
【0216】
また、冗長情報格納回路として、メモリアレイブロックそれぞれに対応して配置されるプログラム回路と、このプログラム回路の記憶情報を受けて保持する保持回路とで構成することにより、プログラム回路をメモリセルアレイ外部に集中して配置することができ、配線通過不能なヒューズ素子を効率的に配置することができる。また、アレイ内領域にヒューズ素子を配置する必要がなく、回路の配線レイアウトが容易となる。
【0217】
また、プログラム回路と保持回路とは対応のメモリアレイブロックの両側に対向して配置することにより、メモリアレイ外部に、通過不能なヒューズ素子を効率的に集中して配置することができ、配線レイアウトを考慮することなくヒューズ素子を効率的に多数配置することができる。また、アレイ内にヒューズ素子を配置する必要がなく、他の回路の配線レイアウトが容易となる。
【0218】
また、プログラム回路を対応のメモリアレイブロックの外側に配置することにより、他回路の配線レイアウトを考慮することなく効率的にヒューズ素子を配置することができる。
【0219】
また、行選択動作時、冗長情報格納回路の格納情報を保持回路に転送し、この保持回路に保持される冗長情報に従って、不良列救済の冗長置換情報を生成することにより、メモリセルアレイブロック数増大時においても、同時に選択されるメモリセルアレイブロックの数の保持回路を設けるだけでよく、保持回路の占有面積を低減することができる。また、行選択から列選択までの時間内に、冗長情報を転送するため、余裕を持って、選択メモリアレイブロックに対応する冗長情報を転送して保持することができる。
【0220】
また、アドレス信号に含まれるブロック選択信号の活性化に従って選択メモリアレイブロックの冗長情報を転送しており、冗長情報転送のために専用の信号を用いる必要がなく、冗長情報転送の制御が容易となる。
【0221】
また、通常動作モードと異なる特定動作モード時においては、この冗長情報の転送を禁止しており、誤った冗長情報が保持されるのを防止することができ、回路誤動作を防止することができる。
【0222】
また、行選択時に活性化されるロウ系制御信号を用い、冗長情報の取込および保持を制御しており、冗長情報の転送取込み保持に専用の信号を用いる必要がなく、制御が容易となる。また、行選択動作時に冗長情報を確実に転送することができる。
【0223】
冗長情報の転送方向と保持回路における冗長情報取込を行なわせるロウ系制御信号の転送方向を同一とすることにより、保持回路における冗長情報および取込用ロウ系制御信号に対するセットアップ/ホールド条件のマージンを十分に確保することができ、確実に、冗長情報を保持回路に取込むことができる。
【0224】
また、保持回路において、通常動作モードと異なる所定の動作モード時には冗長情報の取込を禁止することにより、回路誤動作を防止することができる。また、データメモリアレイブロックの冗長情報を少なくともブロック選択信号に従って選択して冗長情報転送線を介して転送し、かつこの行選択時行系制御信号に従って冗長情報転送線と平行に配置される取込制御線を介して保持回路に取込制御信号を伝達することにより、正確に、保持回路において、選択メモリアレイブロックに対応するコラム冗長情報を取込み保持することができる。
【0225】
また、通常動作モードと異なる所定の動作モード時には、この取込制御信号を非活性状態に維持することにより、特定動作モード時、複数の冗長情報が転送されて冗長情報の衝突が生じ、保持回路の保持内容が不定状態となるのを防止することができ、通常動作モード時における、冗長情報保持に悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【0226】
また、冗長情報転送線を、ローカルバスおよびメインバスの階層構造とすることにより、メモリアレイブロック数が多い場合においても、高速で冗長情報を転送することができる。
【0227】
また、このローカル/メイン冗長情報転送バス構成において、ローカルバスを選択するグループ選択信号および保持回路に対する取込指示信号の転送方向を同一とすることにより、メインバス駆動タイミングと保持回路の保持タイミングのマージンを十分に確保することができ、正確に、冗長情報を取込み保持することができる。
【0228】
また、メモリアレイブロックに物理的に対応して、不良行および不良セル救済のための冗長情報を有する冗長情報記憶回路を配置し、また、メモリアレイブロックに物理的に対応して対応のメモリアレイブロックの不良行および不良列情報を保持する複数の冗長情報保持回路とを設け、初期化動作時に、この冗長情報記憶回路から冗長情報保持回路へ冗長情報を転送することにより、メモリアレイブロック数に応じて冗長情報記憶回路を配置するだけでよく、面積増大を抑制することができる。また、冗長情報記憶回路を、メモリアレイブロックの外部に配置することにより、冗長情報を記憶するヒューズ素子を一括してメモリアレイ外部に配置でき、他回路の配線レイアウトが容易となる。また、ヒューズ素子配置を、他回路の配線を考慮する必要がなく、ヒューズ素子を効率的に配置することができる。
【0229】
また、冗長情報の転送を初期化時に実行される行選択時に実行することにより、この冗長情報転送のための特別の動作シーケンスを設ける必要がなく、初期化を高速化することができる。
【0230】
また、転送動作の制御を、この行選択時に生成される行系制御信号に従って行なうことにより、転送のための制御信号を新たに生成する必要がなく、正確に、行選択時に、冗長情報の転送/保持を行なうことができる。
【0231】
また、この転送制御時に、行選択回数をカウントするカウンタを用いることにより、正確に、冗長情報の転送を行なった後に、冗長情報の転送を完了させることができ、正確に冗長情報保持回路に必要な冗長情報を格納することができる。
【0232】
また、この冗長情報保持回路を転送指示に従ってシフト動作を行なうシフトレジスタで構成することにより、冗長情報保持回路を選択するための信号が不要となり、冗長情報転送/保持のための制御が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図2】この発明の実施の形態1において用いられるヒューズ読出回路の構成の一例を示す図である。
【図3】図1に示す冗長コラムヒューズ帯およびコラムスペアデコーダ帯の構成を概略的に示す図である。
【図4】この発明の実施の形態1に従う半導体記憶装置の構成をより具体的に示す図である。
【図5】この発明の実施の形態1に従って半導体記憶装置のコラム冗長デコーダ帯およびデータパスおよび中央制御帯の要部の構成を概略的に示す図である。
【図6】図5および図6に示す回路の冗長情報転送動作を示すタイミング図である。
【図7】図4および図5に示す冗長情報保持回路の冗長情報のセットアップ/ホールド条件を示す図である。
【図8】この発明の実施の形態2に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図9】図8に示す冗長ロウ/コラムヒューズ帯の構成を概略的に示す図である。
【図10】図8に示すデコーダ帯のデコードブロックの要部の構成を概略的に示す図である。
【図11】図8に示すコラム冗長保持ブロックの構成を概略的に示す図である。
【図12】図9に示す冗長情報記憶回路の構成をより具体的に示す図である。
【図13】図10および図11に示す冗長情報保持回路の具体的構成を示す図である。
【図14】この発明の実施の形態2における半導体記憶装置の冗長情報転送動作を示すタイミング図である。
【図15】この発明の実施の形態2における中央制御帯のロウ系制御信号発生部の構成を概略的に示す図である。
【図16】図15に示す回路の動作を示すタイミング図である。
【図17】この発明の実施の形態2に従うヒューズデータ読出および取込信号を発生する部分の構成を概略的に示す図である。
【図18】図17に示す回路の動作を示すタイミング図である。
【図19】この発明の実施の形態3に従う半導体記憶装置の要部の構成を概略的に示す図である。
【図20】この発明の実施の形態4に従う半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図21】図20に示す半導体記憶装置のデコーダブロックおよびロウ/コラムヒューズブロックの構成の一例を示す図である。
【図22】図21に示す回路の転送動作を示すタイミング図である。
【図23】図21に示すヒューズデータ読出信号およびヒューズデータ取込信号を発生する部分の構成を概略的に示す図である。
【図24】図20に示すコラムスペアデコーダ帯および中央制御帯の要部の構成を概略的に示す図である。
【図25】従来の半導体記憶装置の全体の構成を概略的に示す図である。
【図26】従来の半導体記憶装置の不良列救済を示す図である。
【図27】従来の半導体記憶装置の不良列救済を示す図である。
【図28】従来のコラム冗長情報発生部の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
1W0−1W7,1E0−1E7 コラムヒューズブロック、2W,2E コラムスペアデコーダ帯、3W,3E データパス帯、CCTB 中央制御帯、5W,5E コラムヒューズ帯、DEB0−DEB7 デコーダブロック、MBW0−MBW11,MBE0−MBE31 メモリセルアレイブロック、MAE,MAW メモリアレイ、10 ヒューズ読出回路、12 バッファ回路、20−0〜20−7 冗長情報記憶転送回路、22a,22b 冗長情報転送バス、24a,24b 冗長情報保持回路、25 セレクタ、26 シフトデコーダ、28 冗長情報記憶回路、29 転送回路、30 デコーダ、32 ラッチ回路、34,36 AND回路、38 ドライブ回路、40 取込信号線、50 コラムアドレス入力バッファ、RCS0−RCS31 ロウ/コラムヒューズブロック、HWB,HEB コラム冗長情報保持帯、60 ヒューズデータ転送バス、HE0−HE31,HW0−HW31 コラム冗長情報保持ブロック、62a,62d コラム冗長情報記憶回路、62b,62c ロウ冗長情報記憶回路、64a,64b ロウ冗長情報保持回路、66,66a,66b コラム冗長情報保持回路、62aa,62ba,62ca,62da ヒューズ素子、60a ヒューズデータ転送線、66aa、64aa,64ba,66ba フリップフロップ回路、100 2ビットバイナリカウンタ、101 デコーダ、102,104,110 ゲート回路、103,105,106 AND回路、107 EXOR回路、108,109 フリップフロップ、LB0−LB3 ローカルバス、MB0,MB1 メインバス、MDR0−MDR3 メインバスドライバ、164aa,164ba,166aa,166ba フリップフロップ回路、166a,166b コラム冗長情報保持回路、164a,164b ロウ冗長情報保持回路。
Claims (22)
- 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アレイブロック、および
各前記メモリアレイブロックに物理的に対応して分散して配置され、各々が対応のメモリアレイブロックの不良列を特定する冗長情報を記憶する複数の冗長情報格納回路を備える、半導体記憶装置。 - 各前記冗長情報格納回路は、前記対応のメモリブロックの不良列の情報をプログラムして記憶するプログラム回路を備える、請求項1記載の半導体記憶装置。
- 各前記冗長情報格納回路は、前記対応のメモリアレイブロックの冗長情報を保持する保持回路を備える、請求項1記載の半導体記憶装置。
- 各前記冗長情報格納回路は、
前記対応のメモリアレイブロックの冗長情報をプログラムにより記憶するプログラム回路と、
前記プログラム回路の記憶情報を受けて保持する保持回路とを備える、請求項1記載の半導体記憶装置。 - 前記プログラム回路と前記保持回路とは対応のメモリアレイブロックに関して対向して配置される、請求項4記載の半導体記憶装置。
- 前記プログラム回路は、対応のメモリアレイブロックの外側に配置される、請求項2または4記載の半導体記憶装置。
- 行選択時、アドレス信号に従って、選択されたメモリアレイブロックに対応して配置される冗長情報格納回路の格納情報を転送する転送回路と、
前記転送回路から転送された冗長情報を保持する保持回路と、
活性化時、少なくとも前記保持回路の保持情報に従って不良列救済の冗長置換情報を生成するスペアデコード回路とをさらに備える、請求項1記載の半導体記憶装置。 - 前記アドレス信号に従って、選択メモリアレイブロックを指定するブロック選択信号を生成するブロック選択回路をさらに備え、
前記転送回路は、前記ブロック選択信号の活性化に応答して前記選択メモリアレイブロックの冗長情報を転送する、請求項7記載の半導体記憶装置。 - データアクセスが行なわれる通常動作モードと異なる特定動作モードを指定する特定動作モード指示信号に応答して、前記転送回路を非活性状態に維持する禁止回路をさらに備える、請求項7記載の半導体記憶装置。
- 前記保持回路は、少なくとも行選択時に活性化されるロウ系制御信号に従って、与えられた冗長情報を取込み保持する、請求項7記載の半導体記憶装置。
- 前記転送回路は、
各前記メモリアレイブロックに対応して配置され、各々が活性化時、対応の冗長情報格納回路の格納情報を出力するドライブ回路を備え、
前記ドライブ回路から前記保持回路への冗長情報転送方向と前記保持回路に取込を行なわせるロウ系制御信号の転送方向は同一である、請求項10記載の半導体記憶装置。 - 前記保持回路は、データアクセスが行なわれる通常動作モードと異なる所定の動作モード時には冗長情報の取込動作が禁止される、請求項11記載の半導体記憶装置。
- 各前記メモリアレイブロックに対応して配置され、活性化時、対応の冗長情報格納回路の格納情報を冗長情報転送線に伝達する複数の転送ドライブ回路と、
各前記メモリアレイブロックに対応して配置され、行選択動作時、少なくともブロック選択信号に従って対応の転送ドライブ回路を活性化する複数の転送制御回路と、
前記冗長情報転送線を転送された冗長情報を取込み保持する保持回路と、
前記行選択動作時、少なくとも予め定められた行系制御信号に従って前記冗長情報転送線と平行に配置された取込制御線を介して前記保持回路に対し、取込制御信号を転送する取込制御回路を備え、前記取込制御信号および前記冗長情報転送線の冗長情報の転送方向は同じである、請求項1記載の半導体記憶装置。 - 前記取込制御回路は、データアクセスが行なわれる通常動作モードと異なる所定の動作モードを指定する特定動作モード指示信号の活性化時、前記取込制御信号を非活性状態に維持する、請求項13記載の半導体記憶装置。
- 前記メモリアレイブロックは複数のグループに分割され、
前記半導体記憶装置は、さらに、
各前記グループに対応して配置される複数のローカルバスと、
各前記メモリアレイブロックに対応して配置され、活性化時、対応の冗長情報格納回路の格納情報を対応のローカルバスに伝達する複数の転送ドライブ回路と、
各前記ローカルバスに対応して配置され、活性化時、対応のローカルバスの冗長情報に従ってメインバスを駆動する複数のドライブ回路と、
前記メインバスの冗長情報を取込み保持する保持回路を備える、請求項1記載の半導体記憶装置。 - 行選択時、アドレス信号に従って生成されたグループ選択信号を前記複数のドライブ回路へ転送する転送制御回路と、
前記行選択時、少なくとも行系制御信号に従って生成された取込指示信号を前記保持回路へ転送する取込制御ドライブ回路をさらに備え、前記グループ選択信号および前記取込指示信号は同一方向に沿って転送される、請求項15記載の半導体記憶装置。 - 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アレイブロック、
各前記メモリアレイブロックに物理的に対応して配置され、各々が対応のメモリアレイブロックの不良行および不良列を特定する冗長情報を記憶する複数の冗長情報記憶回路、
各前記メモリアレイブロックに物理的に対応して配置され、各々が対応のメモリアレイブロックの不良行および不良列の情報を保持する複数の冗長情報保持回路、
前記冗長情報記憶回路と前記冗長情報保持回路との間で冗長情報を転送する転送回路、および
内部回路の初期化動作時、前記転送回路の転送動作を制御する転送制御回路を備える、半導体記憶装置。 - 前記転送制御回路は、前記初期化動作時に実行される行選択時に、前記転送回路を活性化する、請求項17記載の半導体記憶装置。
- 前記転送制御回路は、前記行選択時に生成される行系制御信号に従って前記転送回路を活性化する、請求項18記載の半導体記憶装置。
- 前記転送制御回路は、前記初期化動作時の行選択回数をカウントするカウント回路を備える、請求項18記載の半導体記憶装置。
- 前記転送制御回路は、前記カウント回路のカウント値が所定値に到達するとカウント動作および前記転送回路の活性化を停止し、転送完了指示信号を生成する、請求項20記載の半導体記憶装置。
- 各前記冗長情報保持回路は、不良行情報を保持する冗長行情報保持回路と、不良列情報を保持する冗長列情報保持回路とを含み、前記冗長行情報保持回路と前記冗長列情報保持回路とは前記転送制御回路からの転送指示に従って保持情報を順次シフトするシフトレジスタを構成する、請求項17記載の半導体記憶装置。
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