JP2004118896A - Semiconductor storage device - Google Patents

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Hidekatsu Nishimaki
西巻 秀克
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor storage device having a redundant structure and capable of increasing saving efficiency and suppressing an increase in a circuit area caused by the redundant structure. <P>SOLUTION: Upon reception of a line address signal A<m+n:0>, a determination circuit A performs a coincidence comparison operation between its higher-order address signal A<m+n:m+1> and the higher-order address FA<m+n:m+1> of a defective memory cell stored in a fuse latch group A to determine the selection/nonselection of a spare row block A. Upon reception of a determination signal for selecting the spare row block A, a coincidence comparison operation is performed between the lower-order address FC<m:0> of a defective redundant memory cell stored in a fuse latch group C and a lower-order address signal A<m:0> to determinate selection/nonselection of a spare row C. When the spare row C is selected, the spare row block A is set to be unselective at the end. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、欠陥メモリセルを救済するための冗長構成を備える半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)と呼ばれる半導体記憶装置では、メモリセルアレイの一部に欠陥が生じた場合、その欠陥部分をチップ上に予め設けられた冗長回路で置き換えて救済する。
【0003】
救済方法としては、メモリセルに予備(スペア)の行または列を予め設けておいて、欠陥により不良となったメモリセルを行または列単位でスペアのメモリセルと置き換える方法が主流である。
【0004】
具体的には、不良メモリセルのアドレス情報は、冗長回路にプログラムされて、内部に不揮発的に記憶されており、使用時において、当該不良メモリセルへのアクセスが要求された場合には、不良メモリセルに代えて、冗長回路を用いてデータ読出およびデータ書込が実行される。
【0005】
このような構成とすることにより、製造欠陥により不良メモリセルが生じた場合においても、スペアメモリセルで構成される冗長回路を用いて半導体記憶装置全体を正常に動作させることができる。これにより、製品歩留まりの確保が可能となる。
【0006】
しかしながら、上記に示す従来の救済方法では、正規のメモリセルの不良に対してはスペアメモリセルによって救済できる一方で、スペアメモリセルに欠陥が発生した場合は救済する手段がなかった。
【0007】
したがって、不良のあるスペアメモリセルに置き換えられた半導体記憶装置には、依然として不良があるために正常動作ができず、歩留まりの確保を困難なものとしていた。
【0008】
かかる問題を解決する手段として、従来、例えば特許文献1に示す半導体記憶装置が提案されている。
【0009】
図14は、従来の半導体記憶装置の一例における救済方法を説明するための原理説明図である。
【0010】
図14を参照して、第1のアドレス記憶回路100は、複数本のワード線またはビット線により構成される通常ブロックを選択するアドレスを第1冗長アドレスとして記憶する。
【0011】
第1冗長デコーダ101は、外部から入力されるアドレス信号と、第1アドレス記憶回路100に記憶された第1冗長アドレスとを比較し、両者が一致する場合は、外部から入力されるアドレス信号により選択される通常ブロックを複数本の冗長ワード線または複数本の冗長ビット線からなる冗長ブロックに置換するための第1の一致判定信号JUG1を出力する。
【0012】
第2アドレス記憶回路102は、冗長ブロック内の欠陥セルが接続された冗長ワード線またはその冗長ワード線を含む複数の冗長ワード線、あるいは欠陥セルが接続された冗長ビット線またはその冗長ビット線を含む複数の冗長ビット線を選択する冗長アドレスを第2冗長アドレスとして記憶する。
【0013】
第2冗長デコーダ103は、外部から入力されるアドレス信号と第2アドレス記憶回路102に記憶された第2冗長アドレスとを比較し、両者が一致する場合に冗長ブロック内の欠陥セルを新たな一または複数の冗長ワード線、あるいは新たな一または複数の冗長ビット線にて冗長するための第2の一致判定信号JUG2を出力する。
【0014】
なお、第1冗長デコーダ101は、第2の一致判定信号JUG2に基づいて非活性化される。これにより、冗長ブロック内の欠陥セルが接続された冗長ワード線またはその冗長ワード線を含む複数の冗長ワード線は第1の冗長デコーダにより選択されない。
【0015】
したがって、従来の半導体記憶装置によれば、冗長ブロックに欠陥セルがある場合であっても、その欠陥セルがある冗長ワード線またはその冗長ワード線を含む複数の冗長ワード線を新たな冗長ワード線にて冗長することにより、救済効率を向上することができる。
【0016】
【特許文献1】
特開平11−110996号公報(第3頁、第1図)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図14に示す救済方法では、第1冗長デコーダ101と第2冗長デコーダ103とは、それぞれ第1のアドレス記憶回路100および第2アドレス記憶回路102として、図示しない第1冗長ROMおよび第2冗長ROMを有しており、第1冗長ROMには、第1冗長デコーダ101にて冗長される欠陥ブロックのアドレスが記憶される。一方、第2冗長ROMには、冗長ブロックに発生する1本の欠陥ワード線のアドレスが記憶される。
【0018】
この構成において、外部より入力されるアドレス信号に対して、第1冗長デコーダ101と第2冗長デコーダ103とはそれぞれ個別にデコードし、第2冗長デコーダの出力する第2の一致判定信号によって第1冗長デコーダを非活性化する。
【0019】
したがって、第2冗長デコーダの選択/非選択は、第1冗長デコーダの選択/非選択とは独立して判定されることから、第2アドレス記憶回路102として、第1アドレス記憶回路100と同規模の記憶回路が必要となり、半導体記憶装置全体の回路規模は増加してしまうこととなる。
【0020】
一方、図14に示す従来の半導体記憶装置における救済方法においては、第2アドレス記憶回路102に記憶される冗長ブロックの欠陥セルを特定するアドレス情報を求めるための動作試験は、冗長ブロックを構成する冗長ワード線を順次アクセスの対象に指定して、この冗長ワード線にデータの書込み・読出しを行なうことによって実施される。
【0021】
そのためには、第1の記憶回路100は、正規のワード線に代えて冗長ワード線にアクセスを指示するためのアドレス情報を内部に予め記憶(プログラム)する必要があることから、従来の動作試験では、動作試験実行前にヒューズブロー工程を設けていた。当該ヒューズブロー工程は、第1記憶回路100内のヒューズ素子にレーザカット等の処置を施して実行することから、動作試験におけるプロセスを複雑化するとともに、高額なコストがかかるという問題があった。
【0022】
そこで、本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、その1つの目的は、冗長構成を有する半導体記憶装置において救済効率を上げるとともに、冗長構成に伴なう回路面積の増大を抑制することが可能な半導体記憶装置を提供することにある。
【0023】
本発明の他の目的は、冗長ブロックにおける欠陥セルを検出するための動作試験は、冗長ブロックのアドレス情報を記憶する記憶回路において、ヒューズ素子を切断することなく行なうことが可能な半導体記憶装置を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
この発明の1つの局面は、冗長構成を備えた半導体記憶装置であって、複数のメモリセルと、複数のメモリセルの中に生じた不良メモリセルをブロック単位で置換救済するための第1の冗長回路と、第1の冗長回路の中に生じた不良冗長メモリセルを行または列単位で置換救済するための第2の冗長回路と、不良メモリセルがアクセスの対象に指定された場合に、第1の冗長回路または第2の冗長回路のいずれか一方を選択的に活性化させるための冗長制御回路とを備える。冗長制御回路は、第1の冗長回路に対応して配置され、不良メモリセルを特定するアドレス情報のうち、上位アドレスを記憶する第1のプログラム回路と、第2の冗長回路に対応して配置され、不良冗長メモリセルを特定するアドレス情報のうち、下位アドレスを記憶する第2のプログラム回路と、第1のプログラム回路の記憶する前記不良メモリセルの上位アドレスがアクセス対象に指定された場合に、第1の冗長回路を活性化し、第1の冗長回路が活性化された場合に、第2のプログラム回路の記憶する不良メモリセルの下位アドレスがアクセス対象に指定されると、第2の冗長回路を活性化するとともに、第1の冗長回路を非活性化するための判定回路とを含む。
【0025】
好ましくは、判定回路は、上位アドレスと、アクセス対象を示すためのアドレス信号との一致比較動作を行ない、第1の一致/不一致の判定信号を出力する第1の比較回路と、下位アドレスと、アクセス対象を示すためのアドレス信号との一致比較動作を行ない、第2の一致/不一致の判定信号を出力する第2の比較回路と、第1および第2の一致/不一致の判定信号を受けて、第1および第2の冗長回路の活性化/非活性化を選択する手段とを含む。第2の比較回路は、第1の比較回路から、第1の一致判定信号を受けると、一致比較動作を行なって第2の一致/不一致判定信号を出力する。選択手段は、第1の一致判定信号を受けるとともに第2の一致判定信号を受けると、第1の冗長回路を非活性化するとともに、第2の冗長回路を活性化させる。
【0026】
より好ましくは、第1のプログラム回路は、不良メモリセルの上位アドレスを構成するn(n:自然数)ビットからなる不良アドレスビットを特定するアドレス情報を不揮発的に記憶するためのn個の第1のプログラム素子と、第1の冗長回路を活性化するイネーブル信号を不揮発的に記憶するための第2のプログラム素子と、第1および第2のプログラム素子の記憶情報を判定回路に出力するための(n+1)個の第1の論理素子とを備える。第2のプログラム回路は、不良メモリセルの下位アドレスを構成するm(m:自然数)ビットからなる不良アドレスビットを特定するアドレス情報を不揮発的に記憶するためのm個の第3のプログラム素子と、第2の冗長回路を活性化するイネーブル信号を不揮発的に記憶するための第4のプログラム素子と、第3および第4のプログラム素子の記憶情報を判定回路に出力するための(m+1)個の第2の論理素子とを備える。
【0027】
より好ましくは、第1および第2のプログラム回路は、さらに、外部電源電圧投入時において、第1〜4のプログラム素子の記憶内容を初期化するためのリセット信号を第1〜4のプログラム素子および第1〜2の論理素子のそれぞれに入力する手段とを備える。リセット信号は、外部電源電圧投入後所定の期間においては第1の論理レベルとなって、第1〜4のプログラム素子の記憶内容を初期化し、所定の期間経過後においては第2の論理レベルとなって通常動作状態に移行し、第1および第3のプログラム素子は、第2の論理レベルのリセット信号が入力されると、不良アドレスビットを特定するアドレス情報を記憶する。第2および第4のプログラム素子は、第2の論理レベルのリセット信号が入力されると、第1および第2の冗長回路を活性化するイネーブル信号を記憶する。
【0028】
好ましくは、第1および第2の論理素子は、第2の論理レベルのリセット信号が入力されると、第1および第3のプログラム素子の記憶する不良アドレスビットを特定するアドレス情報と、第2および第4のプログラム素子の記憶するイネーブル信号とを判定回路に出力する。
【0029】
この発明の別の局面によれば、第2のプログラム回路に記憶される不良冗長メモリセルを特定するアドレス情報を求めるためのテストモード手段をさらに備える。テストモード手段エントリ時において、第1のプログラム回路の記憶する所定の上位アドレスをアクセス対象に指定して、第1の冗長回路を活性化し、第1の冗長回路内の冗長メモリセルを特定する下位アドレスを順次アクセスの対象に指定して動作試験を行なう。
【0030】
好ましくは、第2のプログラム回路に記憶される不良冗長メモリセルを特定するアドレス情報を求めるためのテストモード手段をさらに備える。テストモード手段は、テストモードにエントリするためのテストエントリ信号の入力手段を備える。第1のプログラム回路は、外部電源電圧投入後の所定の期間に前記テストエントリ信号が入力されると、リセット信号を第1の論理レベルに固定して第1の論理素子の各々に入力し、第1の論理素子は、第1の論理レベルのリセット信号が入力されると、第1のプログラム素子の記憶する所定の上位アドレスを特定するアドレス情報および第2のプログラム素子の記憶する第1の冗長回路を活性化するイネーブル信号を判定回路に出力する。判定回路は、所定の上位アドレスがアクセス対象に指定されると、第1の冗長回路を活性化し、第1の冗長回路内の冗長メモリセルを特定する下位アドレスを順次アクセスの対象に指定して動作試験を行なう。
【0031】
より好ましくは、所定の上位アドレスおよび第1の冗長回路を活性化するイネーブル信号は、第1の論理レベルのリセット信号によって一意的に特定され、第1および第2のプログラム素子の記憶情報に依存しない。
【0032】
好ましくは、複数の第1の冗長回路に生じた不良冗長メモリセルを特定するアドレス情報を求めるためのテストモード手段をさらに備える。テストモード手段エントリ時において、複数の第1の冗長回路の1つに対応する第1のプログラム回路の記憶する所定の上位アドレスをアクセス対象に指定することにより、複数の第1の冗長回路を順次活性化して、活性化された第1の冗長回路内の冗長メモリセルをアクセスの対象として動作試験を行なう。
【0033】
好ましくは、所定の上位アドレスは、複数の第1の冗長回路のそれぞれに対応する第1のプログラム回路において、相互に不一致に特定される。
【0034】
好ましくは、複数の第1の冗長回路のそれぞれに対応する第1のプログラム回路において、一の第1のプログラム回路における第1の論理素子と、他の第1のプログラム回路における第1の論理素子とは相互に異なる。
【0035】
したがって、この発明の1つの局面によれば、半導体記憶装置において、不良メモリセルを置換救済する第1の冗長回路に不良冗長メモリセルがあれば、さらに第2の冗長回路によって置換救済する冗長構成とすることにより、不良メモリセルに対する救済効率が高められることから、歩留まりを確保することができるとともに、第1のプログラム回路および第2のプログラム回路は、それぞれ不良メモリセル行のアドレス情報のうち上位アドレスまたは下位のアドレスのみを記憶すればよいことから、回路規模を小さくでき、冗長構成に伴なう回路面積の増加を抑制することができる。
【0036】
さらに、この発明の別の局面によれば、第2のプログラム回路に記憶させる第1の冗長回路内の欠陥セルのアドレス情報を求めるための動作試験は、第1のプログラム回路におけるヒューズ素子の切断を要しないことから、動作試験の工程の簡略化および低コスト化が可能となる。
【0037】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【0038】
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1の半導体記憶装置における救済方法を模式的に説明するために、メモリセルアレイの部分の一例の詳細を示す構成図である。
【0039】
図1を参照して、メモリセルアレイは、正規のメモリセルで構成される正規メモリセルアレイ1と、欠陥により不良となった正規のメモリセルAおよびBをそれぞれ救済するための冗長メモリセルで構成されたスペアロウブロック(A)2およびスペアロウブロック(B)3と、スペアロウブロック(A)2およびスペアロウブロック(B)3内において不良となった冗長メモリセルをそれぞれ救済するためのスペアロウ(C)4およびスペアロウ(D)5とで構成される。
【0040】
図1の構成のメモリセルアレイからなる半導体記憶装置において、外部からの行アドレス信号A<m+n:0>(=A(m+n)〜A(0)(m,nは自然数))によって、正規メモリセルアレイ1内の不良メモリセルAを含むメモリセル行がアクセスの対象に指定されると、この不良のメモリセル行をブロック単位でスペアロウブロック(A)2に置き換えることにより救済される。
【0041】
なお、本実施例では、正規メモリセルアレイ1内の不良メモリセルAを含むメモリセル行に対して、上位の行アドレス情報A<m+n:m+1>(=A(m+n)〜A(m+1))を同じくする複数のメモリセル行を一体として、スペアロウブロック(A)2に置き換えることとする。
【0042】
ここで、不良メモリセルに対してブロック単位で置換する構成としたのは、個々のメモリセルをそれぞれ救済するような冗長構成とすると、各構成ごとにヒューズおよびデコーダが必要となり回路面積が増大してしまうからである。
【0043】
さらに、図1に示すように、スペアロウブロック(A)2内に欠陥の冗長メモリセルRAが存在し、この不良冗長メモリセルRAを含む冗長メモリセル行がアクセスの対象に指定された場合は、この不良冗長メモリセル行をスペアロウ(C)3で置き換えることにより救済される。
【0044】
本実施例では、行アドレス信号A<m+n:0>のうち上位のアドレス信号A<m+n:m+1>によって選択され、置換されたスペアロウブロック(A)2を構成する複数の冗長メモリセル行のうち、下位のアドレス信号A<m:0>によって選択される不良冗長メモリセル行をスペアロウ(C)4に置換することによって行なわれる。
【0045】
同様に、正規メモリセルアレイ1における不良メモリセルBに対する救済についても、不良メモリセルBを含むメモリセル行と行アドレス信号A<m+n:0>のうち上位のアドレス信号A<m+n:m+1>により選択される複数のメモリセル行とを、ブロック単位でスペアロウブロック(B)3に置き換えることにより実行される。
【0046】
さらに、置換されたスペアロウブロック(B)3のうち、欠陥が生じた冗長メモリセルRBがアクセスの対象に指定された場合は、この不良冗長メモリセルRBを含む冗長メモリセル行をスペアロウ(D)5に置換することによって救済される。
【0047】
このときも、行アドレス信号A<m+n:0>の上位のアドレス信号A<m+n:m+1>によって選択されたスペアロウブロック(B)3のうち、下位のアドレス信号A<m:0>によって指定される不良冗長メモリセル行をスペアロウ(D)5に置き換えることによって救済される。
【0048】
したがって、図1の冗長構成を備えた半導体記憶装置は、不良メモリセルに対する救済効率が高められることから、歩留まりを確保することができる。
【0049】
さらに、スペアロウブロックおよびスペアロウに対応するプログラム回路は、それぞれ不良メモリセル行のアドレスのうち上位アドレスまたは下位アドレスのみを記憶すればよいことから、回路規模を小さくでき、冗長構成に伴なう回路面積の増加を抑制することができる。
【0050】
図2は、実施の形態1の半導体記憶装置において、図1に示す冗長構成に関する部分を抽出して説明するためのブロック図である。
【0051】
図2を参照して、半導体記憶装置は、行列状に配置された複数のメモリセルを有する正規メモリセルアレイ1と、行アドレス信号A<m+n:0>をデコードしてメモリセル行の選択を実行するデコーダ6と、欠陥が生じたメモリセルを救済するための冗長メモリセルで構成されたスペアロウブロック(A)2およびスペアロウブロック(B)3と、スペアロウブロック(A)および(B)の選択を実行するデコーダ(A)7およびデコーダ(B)8と、スペアロウブロック(A)および(B)内の欠陥が生じた冗長メモリセルを救済するための冗長メモリセルで構成されたスペアロウ(C)4およびスペアロウ(D)5と、スペアロウ(C)および(D)の選択を実行するデコーダ(C)9およびデコーダ(D)10とを含む。
【0052】
半導体記憶装置は、さらに、不良メモリセルに関するアドレス情報を予め不揮発的に記憶するためのヒューズラッチ群(A)〜(D)14〜17と、判定回路(A)11および判定回路(B)12とを備える。
【0053】
ここで、後述するように、ヒューズラッチ群(A)14およびヒューズラッチ群(B)16には、不良メモリセルを含むメモリセル行のアドレス情報A<m+n:0>のうち上位アドレスに相当するA<m+n:m+1>がプログラミングされている。
【0054】
また、ヒューズラッチ群(C)15およびヒューズラッチ群(D)17には、不良の冗長メモリセルを含むメモリセル行のアドレス情報A<m+n:0>のうち下位のアドレスに相当するA<m:0>がプログラミングされている。
【0055】
判定回路(A)11および判定回路(B)12は、ヒューズラッチ群(A)〜(D)14〜17に予めプログラミングされている不良メモリセルのアドレス情報と、外部から入力される行アドレス信号との一致比較を実行し、不良メモリセルがアクセスの対象となった場合には、対応するスペアロウブロック(A)または(B)、スペアブロック(C)または(D)に対してアクセスを指示する。
【0056】
以上の構成からなる半導体記憶装置において、外部より入力された行アドレス信号A<m+n:0>は、デコーダ7に入力されるとともに並行して判定回路(A)11および判定回路(B)12に入力される。
【0057】
判定回路(A)11には、さらに、ヒューズラッチ群(A)14の出力する、不良メモリセルを含むメモリセル行と、該不良メモリセル行の上位のアドレスによってアクセスの対象となる複数のメモリセル行とからなるブロックを特定するためのアドレス情報FA<m+n:m+1>(=FA(m+n)〜FA(m+1))と、スペアロウブロック(A)2を活性化させるためのイネーブル信号FAEとが入力される。
【0058】
また、ヒューズラッチ群(C)15からは、スペアロウブロック(A)2内の不良メモリセルを含む冗長メモリセル行を特定するためのアドレス信号FC<m:0>(=FC(m)〜FC(0))と、スペアロウ(C)4を活性化させるためのイネーブル信号FCEとが入力される。
【0059】
同様に、判定回路(B)12には、行アドレス信号A<m+n:0>に加えて、ヒューズラッチ群(B)16の出力する、不良メモリセル行の上位のアドレスによりアクセスの対象とされる複数のメモリセル行からなるブロックを特定するためのアドレス情報FB<m+n:m+1>(=FB(m+n)〜FB(m+1))と、スペアロウブロック(B)3を活性化させるためのイネーブル信号FBEとが入力される。
【0060】
また、ヒューズラッチ群(D)17からは、スペアロウブロック(B)3内の不良メモリセルを含む冗長メモリセル行を特定するためのアドレス情報FD<m:0>(=FD(m)〜FD(0))と、スペアロウ(D)5を活性化させるためのイネーブル信号FDEとが入力される。
【0061】
ここで、各スペアロウブロックおよびスペアロウのイネーブル信号FAE〜FADは、後述するように、ヒューズラッチ群(A)〜(D)14〜17のそれぞれに含まれるヒューズラッチ回路において、ヒューズ素子FSを切断することにより非可逆的に「H」レベルに活性化される信号である。テストモード時において不良メモリセルおよび不良冗長メモリセルが検出されたことに応じて、対応するヒューズラッチ回路のヒューズ素子FSが切断されると、「H」レベルとなったイネーブル信号が出力されてスペアロウブロックおよびスペアロウを活性化させる働きをする。
【0062】
次に、判定回路(A)11は、行アドレス信号A<m+n:0>と、ヒューズラッチ群(A)14およびヒューズラッチ群(C)15の記憶するアドレス情報FA<m+n:m+1>およびFC<m:0>との一致比較動作を実行し、一致比較結果として、デコーダ(A)7およびデコーダ(C)9に対して、行選択動作を実行させるスペアデコーダ(A)イネーブル信号SDEAおよびスペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECをそれぞれ出力する。
【0063】
判定回路(B)16においても、同様に、行アドレス信号A<m+n:0>と、ヒューズラッチ群(B)16およびヒューズラッチ群(D)17の記憶するアドレス情報FB<m+n:m+1>およびFD<m:0>との一致比較動作を実行し、一致比較結果として、デコーダ(B)8およびデコーダ(D)10に対して、スペアデコーダ(B)イネーブル信号SDEBおよびスペアデコーダ(D)イネーブル信号SDEDをそれぞれ出力する。
【0064】
さらに、スペアデコーダイネーブル信号SDEA〜SDEDは、対応するデコーダ(A)〜(D)7〜10に入力されるとともに、4入力OR回路13にそれぞれ入力される。
【0065】
4入力OR回路13の出力ノードからは、入力された4つのスペアデコーダイネーブル信号SDEA〜SDEDの論理和の演算結果として、ノーマルエレメントディセーブル信号NEDが出力され、デコーダ6に入力される。
【0066】
ノーマルエレメントディセーブル信号NEDは、正規メモリセルアレイ1内の不良メモリセルを非活性化させる信号であり、4つのスペアデコーダイネーブル信号SDEA〜SDEDのいずれか1つが活性状態となったことを受けて活性化されると、デコーダ6に入力されて正規のデコーダの行選択動作を停止させる。
【0067】
すなわち、上記の半導体記憶回路においては、外部からの行アドレス信号A<m+n:0>を受けると、その上位のアドレスA<m+n:m+1>に対してスペアロウブロック(A)2の選択/非選択が判定され、スペアロウブロック(A)2が選択された場合には、その判定信号を受けて、不良の冗長メモリセルのアドレス(行アドレス信号の下位アドレスA<m:0>に相当)に対してスペアロウ(C)4の選択/非選択が判定されることとなる。なお、スペアロウ(C)4が選択された場合は、最終的にスペアロウブロック(A)2は非選択とされる。
【0068】
したがって、ヒューズラッチ群(A)14およびヒューズラッチ群(C)15は、それぞれ不良メモリセルを特定するアドレス情報のうち、上位または下位のアドレスのみを記憶させる構成とすればよい。
【0069】
これにより、第1アドレス記憶回路100および第2アドレス記憶回路102のそれぞれに不良メモリセルを特定するアドレス情報を記憶させ、個別にデコードしていた図14に示す従来の半導体記憶装置に対して、救済回路の回路規模を小さくすることができ、冗長構成に伴なう回路面積の増加を抑えることが可能となる。
【0070】
図3は、図2の判定回路(A)11の一例の詳細を示す回路図である。
なお、判定回路(B)12は、判定回路(A)11と同一の構成であり、入力されるヒューズラッチ群からのアドレス情報と、スペアロウブロックおよびスペアロウのイネーブル信号とをそれぞれ対応する信号に置き換えることによって同様に説明できることから、今回は判定回路(A)11を例に説明し、判定回路(B)12については説明を省略する。
【0071】
図3を参照して、判定回路(A)11は、2入力EXNOR回路20,21と、2入力AND回路22,24と、3入力AND回路23とからなる。
【0072】
2入力EXNOR回路20は、図2のヒューズラッチ群(A)14の記憶する不良メモリセルを特定するアドレス情報FA<m+n:m+1>を第1の入力ノードに受け、外部からの行アドレス信号A<m+n:0>を第2の入力ノードに受けると、FA<m+n:m+1>と行アドレス信号A<m+n:0>のうちの上位のアドレスA<m+n:m+1>との一致比較動作を実行する。
【0073】
2入力EXNOR回路20の出力ノードからは、一致比較結果として、行アドレス信号A<m+n:0>の上位のアドレスA<m+n:m+1>と、FA<m+n:m+1>とが一致する場合(不良メモリセルがアクセスの対象とされることを意味する。)は、「H」(論理ハイ)レベルの信号が出力される。
【0074】
一方、行アドレス信号A<m+n:0>の上位アドレスと、FA<m+n:m+1>とが不一致の場合(不良メモリセルがアクセスの対象とされないことを意味する。)は、「L」(論理ロー)レベルの信号が出力される。
【0075】
一方、2入力EXNOR回路21は、図2のヒューズラッチ群(C)15の記憶する不良冗長メモリセルを特定するアドレス情報FC<m:0>を第1の入力ノードに受け、行アドレス信号A<m+n:0>を第2の入力ノードに受けると、FC<m:0>と行アドレス信号A<m+n:0>のうちの下位のアドレスA<m:0>との一致比較動作を実行する。
【0076】
2入力EXNOR21回路の出力ノードからは、一致比較結果として、行アドレス信号A<m+n:0>とFC<m:0>とが一致する場合(不良冗長メモリセルがアクセスの対象とされることを意味する。)は、「H」レベルの信号が出力される。
【0077】
一方、行アドレス信号A<m+n:0>と、FC<m:0>とが不一致の場合(不良冗長メモリセルがアクセスの対象とされないことを意味する。)は、「L」レベルの信号が出力される。
【0078】
次に、2入力AND回路22は、第1の入力ノードに2入力EXNOR回路20からの一致比較結果出力信号を受け、第2の入力ノードにスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEを受けると、出力ノードに、2信号の論理積の演算結果を出力する。
【0079】
すなわち、行アドレス信号A<m+n:0>とヒューズラッチ群(A)14に記憶されているアドレス情報FA<m+n:m+1>とが一致し、かつスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEが「H」レベルに活性化されているとき、出力信号は「H」レベルとなる。
【0080】
3入力AND回路23は、第1の入力ノードに2入力AND回路22の出力信号を受け、第2の入力ノードに2入力EXNOR回路21からの一致比較結果出力信号を受ける。さらに、第3の入力ノードに、スペアロウ(C)イネーブル信号FCEを受ける。
【0081】
これにより、3入力AND回路23の出力ノードには、これらの3つの信号の論理積の演算結果が出力される。
【0082】
すなわち、行アドレス信号A<m+n:0>とヒューズラッチ群(A)14に記憶されているアドレス情報FA<m+n:m+1>とが一致し、かつスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEが「H」レベルに活性化されているときであって、行アドレス信号A<m+n:0>は、さらにヒューズラッチ群(C)15に記憶されているアドレス情報FC<m:0>とにも一致し、かつスペアロウ(C)イネーブル信号FCEが「H」レベルに活性化されているとき、3入力AND回路23の出力ノードからは、「H」レベルの信号が出力される。
【0083】
2入力AND回路22および3入力AND回路23からの出力信号は、後段の2入力AND回路24に入力される。
【0084】
このとき、3入力AND回路23の出力信号は、反転されて2入力AND回路24に入力されるとともに、判定回路(A)11の出力ノードよりデコーダ(C)9を活性化させるスペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECとして出力される。
【0085】
また、2入力AND回路24においては、2入力AND回路22の出力信号と、反転された3入力AND回路23の出力信号との論理積が計算され、その演算結果は、デコーダ(A)7を活性化させるスペアデコーダ(A)イネーブル信号SDEAとして出力される。
【0086】
ここで、行アドレス信号A<m+n:0>が、ヒューズラッチ群(A)14に記憶されている不良アドレスFA<m+n:m+1>に一致するとともに、スペアロウ(C)4に記憶されている不良冗長アドレスFC<m:0>にも一致する場合であって、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEおよびスペアロウ(C)イネーブル信号FCEがともに「H」レベルに活性化されているときは、2入力AND回路24の出力ノードからは「L」レベルのスペアデコーダ(A)イネーブル信号SDEAが出力される。
【0087】
一方、3入力AND回路23の出力ノードを介して「H」レベルのスぺアデコーダ(C)イネーブル信号SDECが出力される。
【0088】
したがって、行アドレス信号A<m+n:0>が、不良アドレスFA<m+n:m+1>と不良冗長アドレスFC<m:0>とのいずれにも一致する場合は、デコーダ(C)10が活性化されて行選択動作を実行することとなり、正規メモリセル内の不良メモリセルを含むメモリセル行は、スペアロウ(C)4に置き換えられることにより救済される。
【0089】
一方、行アドレス信号A<m+n:0>が、不良アドレスFA<m+n:m+1>と一致するが、不良冗長アドレスFC<m:0>とは不一致となる場合は、2入力AND回路22からは「H」レベルの出力信号が出力されるとともに、3入力AND回路23からは「L」レベルのスペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECが出力される。これを受けて、2入力AND回路24から出力されるスペアデコーダ(A)イネーブル信号SDEAは、「H」レベルとなる。
【0090】
このときはデコーダ(A)7が活性化されて行選択動作を実行することから、正規メモリセル内の不良メモリセルを含むメモリセル行は、上位のアドレスによってアクセスの対象とされる複数のメモリセル行とともに、ブロック単位でスペアロウブロック(A)に置き換えられることとなる。
【0091】
上記の判定回路(A)11における一連の救済処理は、判定回路(B)12においても同様の手順で実行され、正規メモリセル内の不良メモリセルがスペアロウブロック(B)3またはスペアロウ(D)5に置き換えられて救済される。
【0092】
具体的には、行アドレス信号A<m+n:0>が、不良アドレスFB<m+n:m+1>と不良冗長アドレスFD<m:0>とのいずれにも一致する場合は、「H」レベルのスペアデコーダ(D)イネーブル信号SDEDによってデコーダ(D)10が活性化されて行選択動作を実行することから、正規メモリセルアレイ1内の不良メモリセルを含むメモリセル行は、スペアロウ(D)5に置き換えられることにより救済される。
【0093】
一方、行アドレス信号A<m+n:0>が、不良アドレスFB<m+n:m+1>と一致するが、不良冗長アドレスFD<m:0>とは不一致となる場合は、「H」レベルのスペアデコーダ(B)イネーブル信号SDEBによってデコーダ(B)8が活性化されて行選択動作を実行することから、正規メモリセルアレイ1内の不良メモリセルを含むメモリセル行は、上位のアドレスによって選択される複数のメモリセル行とともに、ブロック単位でスペアロウブロック(B)3に置き換えられることとなる。
【0094】
図4は、実施の形態1の半導体記憶装置において、以上の救済処理の実行時におけるメモリの動作を総合的に説明する図である。
【0095】
図4を参照して、図1の正規メモリセルアレイ1内に欠陥が生じていない場合は、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEが「L」レベルであり、スペアロウブロック(A)2は非活性状態となって、データの書込み・読出しの通常のメモリ動作は正規メモリセル1にて実行される。
【0096】
一方、正規メモリセルアレイ1に欠陥が生じている場合は、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEはこれを受けて「H」レベルとなって、スペアロウブロック(A)2を活性化する。したがって、正規メモリセルに代えてスペアロウブロック(A)2がアクセスの対象となり、スペアロウブロック(A)2の冗長メモリセルにてメモリ動作が行なわれる。
【0097】
以上は、スペアロウブロック(A)2内に欠陥が生じていない場合における救済方法である。このとき、スペアロウ(C)イネーブル信号FCEは「L」レベルのままであることから、スペアロウ(C)4は非活性状態である。
【0098】
ここで、正規メモリセルを置換救済するスペアブロックA2において欠陥が生じている場合は、さらにスペアコラムCイネーブル信号FCEが「H」レベルとなって、スペアロウ(C)4が活性化される。
【0099】
したがって、外部からの行アドレス信号によって、欠陥の生じた冗長メモリセルがアクセスの対象に指定された場合は、この不良冗長メモリセルに代えてスペアロウ(C)4にアクセスが指示されることとなり、スペアロウ(C)4に対してメモリ動作が実行される。
【0100】
なお、正規メモリセルアレイ1内の別の不良メモリセルを置換救済するためのスペアロウブロック(B)3およびスペアロウ(D)5についても、同様に、スペアロウブロック(B)イネーブル信号FBEとスペアロウ(D)イネーブル信号FDEに応じてスペアロウブロック(B)3とスペアロウ(D)5とがそれぞれ活性化されると、欠陥が生じた正規メモリセルを置換救済して、図4に示すメモリ動作の対象となる。
【0101】
以上のように、この発明の実施の形態1によれば、不良メモリセルを置換救済するためのスペアロウブロックに欠陥セルが生じており、この不良冗長メモリセルがアクセスの対象となった場合は、不良メモリセルをスペアロウによって置換救済することから、救済効率を向上することが可能となり、歩留まりを確保できる。
【0102】
さらに、スペアロウブロックおよびスペアロウに対応するヒューズラッチ群はそれぞれ不良メモリセルのアドレス情報のうち、上位のアドレスまたは下位のアドレスのみを記憶すればよいことから、救済回路の回路規模を小さくすることができ、冗長構成に伴なう回路面積の増加を抑えることができる。
【0103】
[実施の形態2]
図5は、実施の形態2の半導体記憶装置において、冗長構成に関する部分を抽出して説明するためのブロック図である
図5を参照して、半導体記憶装置は、正規メモリセルアレイ1と、デコーダ6と、スペアロウブロック(A)2およびスペアロウブロック(B)3と、スペアロウブロック(A)およびBの選択を実行するデコーダ(A)7およびデコーダ(B)8と、スペアロウブロック(A)2およびスペアロウブロック(B)3内の欠陥が生じた冗長メモリセルを救済するための冗長メモリセルで構成されたスペアロウ(C)4と、スペアロウ(C)の選択を実行するデコーダ(C)9とを含む。
【0104】
さらに、不良メモリセルに関するアドレス情報を予め不揮発的にプログラミングするためのヒューズラッチ群(A)〜(C)14〜16と、行アドレス信号A<m+n:0>との一致比較を実行して比較結果に応じてスペアロウブロック(A)2およびスペアロウブロック(B)3とスペアロウ(C)4とにアクセスするための判定回路30とを備える。
【0105】
図5の半導体記憶装置は、図2に示す実施の形態1の半導体記憶装置に対して、スペアロウブロック(A)2およびスペアロウブロック(B)3の救済をスペアロウ(C)4のみで行なう点で異なる。
【0106】
これは、スペアロウブロックの欠陥密度が低い場合は、複数のスペアロウブロックに対して1つのスペアロウで十分救済が可能であることを理由とする。
【0107】
したがって、スペアロウを削減することによって、これに付随するヒューズラッチ群および判定回路等を削除または縮小することが可能となり、図2の各スペアブロックに対してスペアロウを設ける構成とするよりも回路規模をより小さくすることができる。
【0108】
図6は、図5の判定回路30の一例の詳細を示す回路図である。
図6を参照して、判定回路30は、2入力EXNOR回路32〜34と、2入力AND回路35,37,39,40と、3入力AND回路36と、2入力OR回路38とからなる。
【0109】
この構成において、2入力EXNOR回路32〜34は、図11に示す判定回路(A)11の2入力EXNOR回路20,21と同様に、それぞれ、行アドレス信号A<m+n:0>と、ヒューズラッチ群(A)〜(C)に記憶された不良メモリセルのアドレス情報FA<m+n:m+1>、FB<m+n:m+1>およびFC<m:0>とを入力ノードに受けると、一致比較動作を行ない、一致比較結果に応じた信号を出力ノードに出力する。
【0110】
次に、2入力EXNOR回路32〜34の一致比較結果の出力信号は、それぞれ後段の2入力AND回路35,37または3入力AND回路36の第1入力ノードに入力される。
【0111】
2入力AND回路35,37および3入力AND回路36の第2の入力ノードにはそれぞれ、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEと、スペアロウブロック(B)イネーブル信号FBEと、スペアロウ(C)イネーブル信号FCEとが入力される。
【0112】
2入力AND回路35の出力ノードには、2入力EXNOR回路32の一致比較結果の出力信号とスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEとの論理積の演算結果として出力信号FAECCが出力される。
【0113】
出力信号FAECCは、2入力AND回路39の第1の入力ノードに入力されるとともに、2入力OR回路38の第1入力ノードに入力される。
【0114】
同様に、2入力AND回路37の出力ノードからは、2入力EXNOR回路34の一致比較結果の出力信号とスペアロウブロック(B)イネーブル信号FBEとの論理積の演算結果として出力信号FBECCが出力され、2入力AND回路40の第1の入力ノードに入力されるとともに、2入力OR回路38の第2の入力ノードに入力される。
【0115】
2入力OR回路38は、出力信号FAECCと出力信号FBECCとの論理和を演算して、演算結果を出力信号FABEとして出力する。
【0116】
出力信号FABEは、3入力AND回路36の第3の入力ノードに入力されると、先述した2入力EXNOR回路33からの一致比較結果の出力信号およびスペアロウ(C)イネーブル信号FCEとの間で論理積が演算される。
【0117】
さらに、3入力AND回路36の演算結果の出力信号は、図5のデコーダ(C)9を活性化させるスペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECとして出力されるとともに、論理レベルが反転されて2入力AND回路39,40の第2の入力ノードに入力される。
【0118】
以上の構成において、出力信号FAECCは、行アドレス信号A<m+n:0>の上位のアドレスA<m+n:m+1>と、不良メモリセルAのアドレスFA<m+n:m+1>とが一致し、かつスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEが「H」レベルのときに、「H」レベルとなる信号である。
【0119】
一方、出力信号FBECCは、行アドレス信号A<m+n:0>の上位のアドレス信号A<m+n:m+1>と、不良メモリセルBのアドレスFB<m+n:m+1>とが一致し、かつスペアロウブロック(B)イネーブル信号FBEが「H」レベルのときに、「H」レベルとなる信号である。
【0120】
したがって、出力信号FAECCおよびFBECCの論理和の演算結果として2入力OR回路38から出力される信号FABEは、上記の2つの出力信号のうちいずれか一方が「H」レベルであれば「H」レベルとなる。
【0121】
つまり、正規メモリセル内の不良メモリセルAまたはBのいずれかがアクセスの対象となったときに出力信号FABEは「H」レベルを示すこととなる。
【0122】
さらに、3入力AND回路36から出力されるスペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECは、入力信号のいずれもが「H」レベルのときに「H」レベルとなる信号であることから、行アドレス信号A<m+n:0>の下位アドレス<m:0>と、不良メモリセルの下位アドレスFC<m:0>とが一致し、かつスペアロウ(C)イネーブル信号FCEが「H」レベルであって、出力信号FABEが「H」レベルのときに、「H」レベルとなる。
【0123】
つまり、正規メモリセル内の不良メモリセルAまたはBのいずれかに代わって、スペアロウブロック(A)2またはスペアロウブロック(B)3のいずれかがアクセスの対象となった場合において、冗長メモリセルがさらに不良であるときは、冗長メモリセルを含む冗長メモリセル行に代えてスペアロウ(C)にアクセスを指示すべく、スペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECが「H」レベルとなってデコーダ(C)9を活性化することとなる。
【0124】
なお、このとき、2入力AND回路39,40から出力されるスペアデコーダ(A)イネーブル信号SDEAおよびスペアデコーダ(B)イネーブル信号SDEBは、論理レベルが「L」に反転されたスペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECを受けて「L」レベルとなり、デコーダ(A)7およびデコーダ(B)8を非活性化する。
【0125】
さらに、スペアデコーダイネーブル信号SDEA、SDEBおよびSDECは図5の3入力OR回路31に入力されると、3つの信号の論理和が計算され、演算結果として「H」レベルのノーマルエレメントディセーブル信号NEDを出力し、これによってデコーダ7の行選択動作を停止する。
【0126】
以上のように、この発明の実施の形態2によれば、半導体記憶装置において、複数のスペアロウブロックに対して一のスペアロウで救済する冗長構成とすることにより、高い救済効率を維持するとともに、スペアロウとこれに付随するヒューズラッチ群および判定回路との回路規模を縮小できることから、冗長構成による回路面積の増加をさらに抑えることが可能となる。
【0127】
[実施の形態3]
図7は、図2のヒューズラッチ群(A)14の一例の詳細を示す回路図である。
【0128】
図7を参照して、ヒューズラッチ群(A)14は、不良メモリセルの上位のアドレス情報FA<m+n:m+1>の各アドレスビットをプログラミングするためのヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)41−1,...41−nと、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEをプログラミングするためのヒューズラッチ回路(FLAE)42とを備える。
【0129】
なお、ヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)41−1,...41−nは、不良アドレスビットFA(m+1)〜FA(m+n)の各々に対応して設けられており、不良アドレスビットごとのアドレス情報をプログラムするためのヒューズ素子FS43−1,...43−nを備える。
【0130】
ヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)41−1,...41−nおよびヒューズラッチ回路(FLAE)42の各々の入力ノードは、ヒューズラッチ群(A)14の初期化を行なうリセット信号SFCの発生回路18の出力ノードに接続され、出力ノードは、2入力NAND回路45−1,...45−n,46の第1入力ノードに接続される。
【0131】
ここで、リセット信号SFCは、ヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)41−1,...41−nおよびヒューズラッチ回路(FLAE)42の記憶内容を初期化するための信号であり、図2のPOR(パワーオンリセット)回路19の出力するパワーオンリセット信号PORを基にリセット信号SFC発生回路18にて生成される。リセット信号SFCは、外部電源投入後一定の期間(以下、「リセット期間」と称する。)においては、「L」レベルを示し、通常動作期間においては「H」レベルを示す。
【0132】
なお、本実施の形態では、リセット信号SFCをパワーオンリセット信号PORを基に生成したが、外部に独自にリセット信号SFC発生回路を設け、そこから直接入力してもよく、その作用効果は、以下に示す本実施の形態の作用効果と同様である。
【0133】
以上の構成において、ヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)41−1,...41−nは、通常動作期間において「H」レベルのリセット信号SFCが入力されると、それぞれヒューズ素子FS43−1,...43−nの切断/未切断を選択することによって、1ビットのプログラム情報を不揮発的に記憶し、当該プログラム情報に応じたレベルのプログラム信号FAC1〜FACnを生成する。
【0134】
ヒューズラッチ回路(FLAE)42は、「H」レベルのリセット信号SFCが入力されると、図2のスペアロウブロック(A)2にて置換救済を行なうか否かに応じてヒューズ素子FS44の切断/未切断を選択し、スペアロウブロック(A)2の活性/非活性情報を不揮発的に記憶してプログラム信号FACEを生成する。
【0135】
次に、プログラム信号FAC1〜FACnおよびFACEは、ヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)41−1,...41−nと、ヒューズラッチ回路(FLAE)42とのそれぞれの出力ノードに接続された2入力NAND回路45−1,...45−n,46の第1入力ノードに入力される。
【0136】
2入力NAND回路45−1,...45−n,46の第2の入力ノードには、それぞれ「H」レベルのリセット信号SFCが入力される。
【0137】
これにより、2入力NAND回路45−1,...45−n,46は、プログラム信号FAC1〜FACn,FACEとリセット信号SFCとの論理積を演算し、演算結果として、各アドレスビットの情報であるFA(m+1)〜FA(m+n)およびスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEを出力する。
【0138】
図8は、図7のヒューズラッチ群(A)14を構成するヒューズラッチ回路の一例の詳細を示す回路図である。
【0139】
なお、ヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn),(FLAE)41−1,...41−n,42は、いずれも同一の構成であることから、今回は、このうちの一のヒューズラッチ回路(FLA1)41−1を例に説明する。
【0140】
図8を参照して、ヒューズラッチ回路(FLA1)41−1は、パルス発生回路60と、ヒューズ素子FS43−1と、PチャネルMOSトランジスタ61と、NチャネルMOSトランジスタ62と、トランスファーゲート64と、インバータ65〜69とからなる。
【0141】
ヒューズラッチ回路(FLA1)41−1の入力ノードはパルス発生回路60の入力ノードに接続され、パルス発生回路60の出力ノードは、CMOSインバータを構成するPチャネルMOSトランジスタ61およびNチャネルMOSトランジスタ62のゲートに接続される。
【0142】
PチャネルMOSトランジスタ61のソースは、外部電源ノード63に接続され、NチャネルMOSトランジスタ62のソースと接地ノードとの間には、ヒューズ素子FS43−1が接続される。
【0143】
ヒューズ素子FS43−1は、初期状態においては未切断であって導通状態にあり、外部からのブロー入力等によって切断されると、非導通状態に非可逆的に変化する。この結果、ヒューズ素子FS43−1が導通状態である場合には、NチャネルMOSトランジスタ62のソースは接地ノードと電気的に結合され、ヒューズ素子FS43−1が非導通状態に変化すると、NチャネルMOSトランジスタ62のソースは接地ノードから電気的に切離される。
【0144】
PチャネルMOSトランジスタ61のドレインと、インバータ67および68からなるラッチ回路の入力ノードとの間にはトランスファーゲート64が接続される。トランスファーゲート64は、パルス発生回路60の出力信号ISFCのインバータ65を介する反転信号と、インバータ65および66を介する出力信号ISFCとを受けて、CMOSインバータの出力ノードとラッチ回路の入力ノードとを電気的に結合する。
【0145】
インバータ67および68からなるラッチ回路の出力ノードには、インバータ69が接続され、インバータ69の出力ノードはヒューズラッチ回路41の出力ノードに接続される。
【0146】
この構成において、リセット信号SFCがパルス発生回路60に入力されると、一つのパルス波形ISFCが生成されてパルス発生回路60から出力される。
【0147】
次に、出力信号ISFCは、後段のCMOSインバータに入力されると、論理レベルが反転された信号NIとなって出力される。
【0148】
ここで、トランスファーゲート64は、出力信号ISFCの論理レベルが「L」のときにオンされ、信号NIをインバータ67および68からなるラッチ回路に伝達する。
【0149】
最後に、ラッチ回路の出力信号がインバータ69に入力されると、その論理レベルが反転されてプログラム信号FAC1が生成され、図示しないヒューズラッチ回路41−1の出力ノードから出力される。
【0150】
図9は、ヒューズラッチ回路(FLA1)41−1における各出力信号の動作波形図である。
【0151】
図9を参照して、ヒューズラッチ回路41−1に入力されるリセット信号SFC(a)と、パルス発生回路60にて生成される信号ISFC(b)と、信号ISFCがCMOSインバータを介して出力される信号NI(c),(e)と、信号NIがトランスファーゲート64からラッチ回路に伝達された後にインバータ69から出力される信号FAC1(d),(f)との波形図を示す。
【0152】
図9(a)のリセット信号SFCがリセット期間(「L」レベルに相当)から通常動作状態(「H」レベルに相当)に変化したことを受けて、パルス発生回路60の出力信号IFCは、リセット期間では「H」レベルであった電圧レベルに一つのパルスが発生し、所定の期間「L」レベルに立ち下がった後に再び「H」レベルに遷移する(図9(b))。
【0153】
これを受けて、信号NIは、図9(c)に示すように、リセット期間においては、「H」または「L」レベルのいずれかであるが、「L」レベルに遷移した信号ISFCが後段のCMOSインバータによって論理レベルが反転されることにより、「H」レベルに遷移する。
【0154】
さらに、信号NIは、「L」レベルの信号ISFCが入力されてオンとなったトランスファーゲート64を通過し、ラッチ回路において「H」レベルに保持される。
【0155】
ここで、信号ISFCにおけるパルスの電位が「L」レベルから「H」レベルに遷移したとき、信号NIの電圧レベルの変化は、ヒューズ素子FS43−1の切断/未切断に依存して以下に示す2通りの経過を辿ることとなる。
【0156】
ヒューズ素子FS43−1が未切断であって導通状態である場合は、「H」レベルに保持された信号NIの電位は、電荷がCMOSインバータのNチャネルMOSトランジスタ62とヒューズ素子FS43−1とを介して接地ノードに引き抜かれることから、図9(c)で示すように「L」レベルに遷移する。
【0157】
このとき、インバータ69の出力ノードを介して出力されるプログラム信号FAC1は、信号NIの電位の遷移を受けて、「H」レベルから「L」レベルに遷移する(図9(d))。
【0158】
一方、ヒューズ素子FS43−1が外部からのブロー入力等によって切断されて導通状態から非導通状態へと変化している場合は、「H」レベルに保持された信号NIの電位は、ヒューズ素子FS43−1の切断によって接地ノードと切離されたNチャネルMOSトランジスタ62からは電荷を引き抜かれることがないため、図9(e)に示すように「H」レベルを保持する。
【0159】
インバータ69の出力ノードを介して出力されるプログラム信号FAC1も、これを受けて、「H」レベルを保持する(図9(f))。
【0160】
以上の結果、ヒューズラッチ回路(FLA1)41−1から出力されるプログラム信号FAC1は、通常動作状態において、ヒューズ素子FS43−1の切断によって「H」レベルを保持し、ヒューズ素子FS43−1の未切断によって「L」レベルを保持することとなる。
【0161】
したがって、図7のヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn),(FLAE)41−1,...41−n,42からは、それぞれ、内在するヒューズ素子FSの切断によって「H」レベルとなり、未切断によって「L」レベルとなるプログラム信号FAC1〜FACnおよびFACEが出力され、後段の2入力NAND回路45−1,...45−n,46の第1の入力ノードにそれぞれ論理レベルが反転されて入力されることとなる。
【0162】
一方、先述のように、2入力NAND回路45−1,...45−n,46の各々の第2の入力ノードには、通常動作状態において「H」レベルのリセット信号SFCが入力される。
【0163】
したがって、上記の2信号を受けて2入力NAND回路45−1,...45−n,46からそれぞれ出力される不良アドレスビット情報FA(m+1)〜FA(m+n)およびスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEは、プログラム信号FAC1〜FACnおよびFACEの論理レベルがそのまま反映されることとなる。例えば、プログラム信号FAC1が「H」レベルであれば、不良アドレスビットの情報FA(m+1)は「H」レベルとなり、プログラム信号FAC1が「L」レベルであれば、FA(m+1)は「L」レベルとなる。
【0164】
したがって、不良アドレスビット情報FA(m+1)〜FA(m+n)とスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEとは、通常動作状態(リセット信号SFCが「H」レベルに相当)において、ヒューズ素子FS43−1,...43−n,44の切断により「H」レベルとなり、ヒューズ素子FS43−1,...43−n,44の未切断により「L」レベルとなることから、対応するヒューズ素子FSの切断/未切断を選択することによって、不良メモリセルの上位のアドレスFA<m+n:m+1>を不揮発的に記憶することができる。
【0165】
一方、リセット期間(リセット信号SFCが「L」レベルに相当)においては、2入力NAND回路45−1,...45−n,46の各出力ノードから出力される信号FA(m+1)〜FA(m+n)とスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEとは、プログラム信号FAC1〜FACnおよびFACEの論理レベルとは無関係となり、常に「H」レベルに設定される。
【0166】
これは、「L」レベルのリセット信号SFCを2入力NAND回路45−1,...45−n,46のそれぞれに入力することにより、不良メモリセルのアドレス情報のうちの上位アドレスFA<m+n:m+1>とスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEとの論理レベルは、ヒューズ素子FS43−1,...43−n,44の切断/未切断に関係なく、常に「H」レベルに設定できることを意味する。
【0167】
したがって、このリセット信号SFCをヒューズラッチ群(A)14において利用すれば、以下に示すように、ヒューズ素子FSの切断を伴なわずにスペアロウブロック(A)2の動作試験を行なうことができ、ヒューズラッチ群(C)15に記憶するための冗長不良メモリセルのアドレス情報を求めることが可能となる。
【0168】
まず、図7に示すリセット信号SFC発生回路18に、リセット期間においてテストモードにエントリするために、図示しないテストエントリ信号発生回路からテストエントリ信号TEを入力する。
【0169】
このとき、テストエントリ信号TEは、リセット信号SFC発生回路18に入力されると、テストモードに移行するとともに、「L」レベルであるリセット信号SFCの論理レベルを「L」に固定する。
【0170】
したがって、テストモード時において、「L」レベルのリセット信号SFCによって、上位アドレスビットのアドレス情報FA(m+1)〜FA(m+n)とスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEとは、すべて「H」レベルに設定されることとなる。
【0171】
次に、外部から、上位アドレスA<m+n:m+1>をすべて「H」レベルとする行アドレス信号A<m+n:0>を入力する。
【0172】
これにより、正規のメモリセルに代えて、スペアロウブロック(A)2がアクセスの対象に指定される。
【0173】
したがって、スペアロウブロック(A)2が、正規のメモリセルに置換されて動作することとなり、正規のメモリセルと同様にデータの書込み・読出しを行なうことが可能となる。
【0174】
さらに、下位の行アドレス信号A<m:0>を順次切り替えることで、スペアロウブロック(A)の冗長メモリセルに順次アクセスして動作試験を行なうことにより、スペアロウブロック(A)内の欠陥セルを検出することができる。
【0175】
以上のようにこの実施の形態3によれば、テストモード時において、リセット信号SFCを利用すれば、ヒューズラッチ群に、ヒューズ素子の切断/未切断に依存しない所定の論理レベルのアドレス情報を保持することができることから、この所定の論理レベルのアドレスをアクセスの対象とすることにより、ヒューズ素子の切断を伴なわずにスペアロウブロックについての動作試験を行なうことが可能となり、動作試験が簡略化されるとともにコストが低減される。
【0176】
[実施の形態4]
図10は、図2のヒューズラッチ群(A)14およびヒューズラッチ群(B)16の一例の詳細を示す回路図である。
【0177】
複数のスペアロウブロックからなる冗長構成を備えた半導体記憶装置において、実施の形態3で示すスペアロウブロックについての動作試験は、各スペアロウブロックに対応するヒューズラッチ群の構成を変更することによって、それぞれのスペアロウブロックにおいて、ヒューズ素子FSの切断を伴なわずに行なうことが可能となる。
【0178】
今回は、実施の形態1の図2で示す半導体記憶装置において、スペアロウブロック(A)2およびスペアロウブロック(B)3について動作試験を行なう場合を例に説明する。
【0179】
図10を参照して、(a)はヒューズラッチ群(A)14の回路構成であり、(b)は、ヒューズラッチ群(B)16の回路構成である。
【0180】
図10(a)のヒューズラッチ群(A)14は、実施の形態3の半導体記憶装置において、図7に示すヒューズラッチ群(A)14と同一の構成からなる。
【0181】
図10(b)のヒューズラッチ群(B)16は、ヒューズラッチ群(A)14と基本的には同一の構成であり、不良メモリセルのアドレス情報のうち上位のアドレスFB<m+n:m+1>の各アドレスビットをプログラミングするためのヒューズラッチ回路(FLB1)〜(FLBn)47−1,...47−nと、スペアロウブロック(B)イネーブル信号FBEをプログラミングするためのヒューズラッチ回路(FLBE)48とを備える。
【0182】
ヒューズラッチ回路(FLB1)〜(FLBn),(FLBE)47−1,...47−n,48の各々の入力ノードは、リセット信号SFC発生回路18の出力ノードに接続される。
【0183】
ここで、(a)のヒューズラッチ群(A)14と同様に、(b)のヒューズラッチ群(B)16のヒューズラッチ回路(FLB2)〜(FLBn)および(FLBE)47−2,...47−n,48の各々の出力ノードは、2入力NAND回路51−2,...51−n,52の第1入力ノードに接続される。
【0184】
一方、ヒューズラッチ回路(FLB1)47−1の出力ノードは、(a)のヒューズラッチ回路(FLA1)41−1の出力ノードが2入力NAND回路45−1に接続されるのに対して、2入力AND回路51−1に接続される点で異なる。
【0185】
したがって、2入力AND回路51−1は、第1の入力ノードにヒューズラッチ回路(FLB1)47−1からのプログラム信号FBC1が入力され、第2の入力ノードにリセット信号SFCが入力されると、2信号の論理積を演算結果として出力信号FB(m+1)を出力する。
【0186】
通常動作状態(リセット信号SFCが「H」レベルに相当)においては、ヒューズラッチ回路(FLB1)47−1からのプログラム信号FBC1は、先述のプログラム信号FAC1と同様に、ヒューズ素子FS49−1の切断により「H」レベルとなり、ヒューズ素子FS49−1の未切断により「L」レベルとなることから、2入力AND回路51−1から出力される信号FB(m+1)は、ヒューズ素子FS49−1の切断により「H」レベルとなり、ヒューズ素子FS49−1の未切断により「L」レベルとなる。
【0187】
したがって、対応するヒューズ素子FS49−1の切断/未切断を選択することによって、不良アドレスビットのアドレス情報FB(m+1)を不揮発的に記憶することができる。
【0188】
一方、リセット信号SFCが「L」レベルである場合、2入力AND回路51−1の出力信号FB(m+1)は、プログラム信号FBC1の論理レベルとは無関係となり、常に「L」レベルに設定される。
【0189】
すなわち、リセット信号SFCが「L」レベルのときは、ヒューズ素子FS49−1の切断/未切断に関係なく、2入力AND回路51−1の出力ノードから出力される信号FB(m+1)は「L」レベルに設定され、2入力NAND回路51−2,...51−n,52から出力される信号FB(m+2)〜FB(m+n)およびFBEは、すべて「H」レベルに設定される。
【0190】
これは、「L」レベルのリセット信号SFCを2入力AND回路51−1と、2入力NAND回路51−2,...51−n,52とのそれぞれに入力することにより、不良メモリセルのアドレス情報のうち上位アドレスFB<m+n:m+1>とスペアロウブロック(B)イネーブル信号FBEとの論理レベルは、ヒューズ素子FS49−1,...49−n,50の切断/未切断に関係なく、FB(m+1)=「L」、FB(m+2)〜FB(m+n)=「H」、FBE=「H」に設定できることを意味する。
【0191】
したがって、実施の形態3で説明したスペアロウブロック(A)についての動作試験と同様に、テストモード時において、リセット信号SFCをテストエントリ信号TEによって「L」レベルに固定し、外部から、上位アドレスA<m+n:m+1>のうちA(m+1)を「L」レベルとし、A(m+2)〜A(m+n)のをすべて「H」レベルとする行アドレス信号A<m+n:0>を入力すれば、正規のメモリセルに代えて、スペアロウブロック(B)3をアクセスの対象に指定することができる。
【0192】
したがって、スペアロウブロック(B)3に、正規のメモリセルと同様にデータの書込み・読出しを行なうことが可能となることから、下位の行アドレス信号A<m:0>を順次切り替えることで、スペアロウブロック(B)3の冗長メモリセルに順次アクセスして動作試験を行なうことが可能となる。
【0193】
以上、スペアロウブロック(A)2とスペアロウブロック(B)3とを含む半導体記憶装置について、それぞれのスペアロウブロックの動作試験を行なう方法について述べた。
【0194】
さらに、2以上のスペアロウブロックで構成される半導体記憶装置においては、それぞれのヒューズラッチ群において、2入力AND回路と2入力NAND回路との組み合せを変えることによって相互に異なる上位アドレスに設定することができることから、それぞれの上位アドレスを順次アクセスの対象に指定して対応するスペアロウブロックについての動作試験を行なうことができる。
【0195】
以上のようにこの実施の形態4によれば、複数のスペアロウブロックのそれぞれに対応するヒューズラッチ群間において、論理回路の構成を相互に変更することにより、テストモード時において、個々のヒューズラッチ群にリセット信号SFCを利用して、相互に異なるアドレス情報を保持することができることから、この相互に異なるアドレス情報を順次アクセスの対象に指定すれば、ヒューズ素子の切断を伴なわずに複数のスペアロウブロックについての動作試験を行なうことが可能となる。
【0196】
[実施の形態5]
図11は、実施の形態5の半導体記憶装置において、冗長構成に関する部分を抽出して説明するためのブロック図である。
【0197】
図11を参照して、半導体記憶装置は、正規メモリセルアレイ1と、行アドレス信号RA<m+n:0>(=RA(m+n)〜RA(0))をデコードしてメモリセル行の選択を実行するロウデコーダ70と、列アドレス信号CA<p+q:0>(=CA(p+q)〜CA(0)(p,q:自然数))をデコードしてメモリセル列の選択を実行するコラムデコーダ71と、欠陥が生じたメモリセルをロウ救済するための冗長メモリセルで構成されたスペアロウブロック(A)2と、欠陥が生じたメモリセルをコラム救済するための冗長メモリセルで構成されたスペアコラムブロック(B)75と、スペアロウブロック(A)2およびスペアコラムブロック(B)75の選択を実行するロウデコーダ(A)72およびコラムデコーダ(B)74と、スペアロウブロック(A)2内の欠陥が生じた冗長メモリセルを救済するための冗長メモリセルで構成されたスペアロウ(C)4と、スペアコラムブロック(B)75内の欠陥が生じた冗長メモリセルを救済するための冗長メモリセルで構成されたスペアコラム(D)76と、スペアロウ(C)4およびスペアコラム(D)76の選択を実行するロウデコーダ(C)73およびコラムデコーダ(D)77とで構成される。
【0198】
図11の構成の半導体記憶装置は、図2に示す実施の形態1の半導体記憶装置が不良メモリセルをワード線方向に救済する構成であるのに対して、不良メモリセルをワード線方向に救済(ロウ救済)するとともに、ビット線方向に救済(コラム救済)する構成とした点で異なる。
【0199】
これは、いずれか一方向のみで置換救済を行なう場合は、不良メモリセルによっては救済し切れない事態が生じうることから、ロウ救済およびコラム救済の両方を備えることによって、救済効率の向上を図ったものである。
【0200】
さらに、不良メモリセルに関する行アドレス情報をプログラミングするためのヒューズラッチ群(A)14およびヒューズラッチ群(C)15と、行アドレス信号RA<m+n:0>との一致比較を実行してスペアロウブロック(A)2とスペアロウ(C)4とにアクセスするための判定回路(A)11とを備える。
【0201】
さらに、半導体記憶装置は、不良メモリセルに関する列アドレス情報をプログラミングするためのヒューズラッチ群(B)16およびヒューズラッチ群(D)17と、列アドレス信号CA<p+q:0>との一致比較を実行してスペアコラムブロック(B)75とスペアコラム(D)76とにアクセスするための判定回路(B)12とを備える。
【0202】
ここで、実施の形態1の半導体記憶装置と同様に、ヒューズラッチ群(A)14には、不良メモリセルを含むメモリセル行の行アドレス情報FA<m+n:0>のうち上位アドレスに相当するFA<m+n:m+1>がプログラミングされている。
【0203】
ヒューズラッチ群(C)15には、不良の冗長メモリセルを含む冗長メモリセル行の行アドレス情報FA<m+n:0>のうち下位のアドレスに相当するFA<m:0>がプログラミングされている。
【0204】
一方、ヒューズラッチ群(B)16には、不良メモリセルを含む列アドレス情報FB<p+q:0>(=FB(p+q)〜FB(0))のうち上位アドレスに相当するFB<p+q:p+1>がプログラミングされている。
【0205】
ヒューズラッチ群(D)17には、不良の冗長メモリセルを含むメモリセル列の列アドレス情報FB<p+q:0>のうち下位アドレスに相当するFB<q:0>がプログラミングされている。
【0206】
以上の構成からなる救済回路において、外部より入力された行アドレス信号RA<m+n:0>は、ロウデコーダ70に入力されるとともに並行して判定回路(A)11に入力される。
【0207】
判定回路(A)には、さらに、ヒューズラッチ群(A)14の出力する、不良メモリセル行のアドレス情報FA<m+n:m+1>と、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEとが入力される。
【0208】
また、ヒューズラッチ群(C)15からは、不良冗長メモリセルのアドレス情報FC<m:0>と、スペアロウ(C)イネーブル信号FCEとが入力される。
【0209】
同様に、判定回路(B)には、外部からの列アドレス信号CA<p+q:0>に加えて、ヒューズラッチ群(B)16の出力する、不良メモリセル列のアドレス情報FB<p+q:p+1>と、スペアコラムブロック(B)イネーブル信号FBEとが入力される。
【0210】
また、ヒューズラッチ群(D)17からは、スペアコラムブロック(B)75内の不良冗長メモリセル列のアドレス情報FD<p:0>と、スペアコラム(D)イネーブル信号FDEとが入力される。
【0211】
次に、判定回路(A)11は、行アドレス信号RA<m+n:0>と、不良メモリセル行のアドレス情報FA<m+n:m+1>およびFC<m:0>との一致比較動作を実行し、一致比較結果として、ロウデコーダ(A)72およびロウデコーダ(C)73に対して、行選択動作を実行させるスペアデコーダ(A)イネーブル信号SDEAおよびスペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECをそれぞれ出力する。
【0212】
判定回路(B)12においても、同様に、列アドレス信号CA<p+q:0>と、不良メモリセル列のアドレス情報FB<p+q:p+1>およびFD<p:0>との一致比較動作を実行し、一致比較結果として、コラムデコーダ(B)74およびコラムデコーダ(D)77に対して、列選択動作を実行させるスペアデコーダ(B)イネーブル信号SDEBおよびスペアデコーダ(D)イネーブル信号SDEDをそれぞれ出力する。
【0213】
さらに、スペアデコーダ(A)イネーブル信号SDEAとスペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECとは、対応するロウデコーダ(A)72およびロウデコーダ(C)73に入力されるとともに、2入力OR回路79に入力される。
【0214】
2入力OR回路79の出力ノードからは、スペアデコーダ(A)イネーブル信号SDEAとスペアデコーダ(C)イネーブル信号SDECとのいずれか一方が活性化されたときに活性化されるノーマルエレメントディセーブル信号NEDRDが出力される。
【0215】
以上の結果、ロウデコーダ70は、活性化されたノーマルエレメントディセーブル信号NEDRDによって非活性化されて行選択動作を停止する。
【0216】
一方、スペアデコーダ(B)イネーブル信号SDEBとスペアデコーダ(D)イネーブル信号SDEDとは、対応するコラムデコーダ(B)74およびコラムデコーダ(D)77に入力されるとともに、2入力OR回路78に入力される。
【0217】
2入力OR回路78の出力ノードからスペアデコーダ(B)イネーブル信号SDEBとスペアデコーダ(D)イネーブル信号SDEDとのいずれか一方が活性化されることによって活性化されるノーマルエレメントディセーブル信号NEDCDが出力されると、コラムデコーダ71は、非活性化されて列選択動作を停止する。
【0218】
したがって、図11の半導体記憶装置は、実施の形態1の半導体記憶装置に対して、ロウ救済とコラム救済とからなる冗長構成を備えることにより、救済効率をさらに向上することが可能となり、歩留まりを一層向上することができる。
【0219】
さらに、実施の形態1の半導体記憶装置と同様に、ヒューズラッチ群(A)14およびヒューズラッチ群(C)15には、それぞれ不良メモリセル行を特定するアドレス情報のうち、上位または下位のアドレスのみを記憶させる構成とすればよく、ヒューズラッチ群(B)16およびヒューズラッチ群(D)17には、不良メモリセル列を特定するアドレス情報のうち、上位または下位のアドレスのみを記憶させる構成とすればよいことから、冗長構成に伴なう回路規模の増大を抑制することができる。
【0220】
以上のように、この発明の実施の形態5によれば、ロウ救済およびコラム救済からなる冗長構成とし、スペアロウブロックおよびスペアコラムブロックを置換救済するためのスペアロウおよびスペアコラムを設けることにより、救済効率をさらに高めることができる。
【0221】
さらに、各スペアには、不良メモリセルのアドレス情報のうち上位アドレスまたは下位のアドレスのみを記憶させればよいことから、冗長構成に伴なう回路面積の増加を抑制することが可能となる。
【0222】
[実施の形態6]
図12は、図11に示す実施の形態5の半導体記憶装置におけるヒューズラッチ群(A)14とヒューズラッチ群(B)16との一例の詳細を示す回路図である。
【0223】
実施の形態6においては、図11に示すロウ救済とコラム救済とからなる冗長構成を備えた半導体記憶装置において、スペアロウブロックおよびスペアコラムブロックのそれぞれについて、実施の形態3で示す動作試験を実行するためのヒューズラッチ群の構成について説明する。
【0224】
図12を参照して、ヒューズラッチ群(A)14は、図7に示すヒューズラッチ群(A)14と同様に、不良メモリセルの行アドレス情報のうち上位のアドレスFA<m+n:m+1>の各アドレスビットをプログラミングするためのヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)41−1,...41−nと、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEをプログラミングするためのヒューズラッチ回路(FLAE)42とを備える。
【0225】
さらに、ヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)41−1,...41−nおよびヒューズラッチ回路(FLAE)42の出力ノードは、それぞれ2入力NAND回路45−1,...45−n,46の第1の入力ノードに接続される。
【0226】
ヒューズラッチ群(B)16は、図10に示すヒューズラッチ群(B)16と同様の構成であるが、コラム救済を行なうべく、不良メモリセルの列アドレス情報のうち上位のアドレスFB<p+q:p+1>の各アドレスビットをプログラミングするためのヒューズラッチ回路(FLB1)〜(FLBq)82−1,...82−qと、スペアコラムブロックBイネーブル信号FBEをプログラミングするためのヒューズラッチ回路(FLBE)83とを備える。
【0227】
さらに、ヒューズラッチ回路(FLB1)〜(FLBq),(FLBE)82−1,...82−q,83のそれぞれの出力ノードは、2入力AND回路84−1,...84−q,85の第1の入力ノードに接続される。
【0228】
リセット信号SFCの発生回路18の出力ノードは、ヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)および(FLAE)41−1,...41−n,42の入力ノードに接続されるとともに、ヒューズラッチ回路(FLB1)〜(FLBq),(FLBE)82−1,...82−q,83の入力ノードに接続される。
【0229】
リセット信号SFCの発生回路18の出力ノードは、さらに、2入力NAND回路45−1,...45−n,46の第2の入力ノードに接続されるとともに、2入力NAND回路84−1,...84−q,85の第2の入力ノードに接続される。
【0230】
リセット信号SFCの発生回路18の出力ノードは、さらに、2入力OR回路86,88の第1の入力ノードに接続される。
【0231】
2入力OR回路86は、第1の入力ノードにリセット信号SFCが入力されるとともに、第2の入力ノードに制御信号RSCLが入力される。
【0232】
ここで、制御信号RSCLは、不良メモリセルに対してロウ救済を行なうか、あるいはコラム救済を行なうかを選択する信号である。通常動作時においては、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEとスペアコラムブロック(B)イネーブル信号FBEとは、制御信号RSCLのレベルによらず、独立して活性/非活性化されるが、テストモード時においては、後述するように、制御信号RSCLの「H」/「L」レベルの入力に応答して、いずれか一方が活性化され、他方が非活性化される。これにより、スペアロウブロック(A)2またはスペアコラムブロック(B)75のいずれか一方を選択的に活性化して、選択したスペアについての動作試験を行なうことができる。
【0233】
2入力OR回路86は、リセット信号SFCと制御信号RCSLとを受けると、2信号の論理和の演算結果として、ロウ制御信号RSLを出力する。
【0234】
ロウ制御信号RSLは、ヒューズラッチ群(A)14内の2入力NAND回路46の第2の入力ノードに入力されるとともに、インバータ87を介することにより論理レベルが反転されて、2入力OR回路88の第2の入力ノードに入力される。
【0235】
2入力OR回路88は、リセット信号SFCと、論理レベルが反転されたロウ選択信号RSLとが入力されると、2信号の論理和の演算結果として、コラム制御信号CSLを出力する。
【0236】
コラム制御信号CSLは、ヒューズラッチ群(B)16内の2入力NAND回路85の第2の入力ノードに入力される。
【0237】
以上の構成からなるヒューズラッチ群(A)14およびヒューズラッチ群(B)16を備えた半導体記憶装置において、スペアロウブロック(A)2およびスペアコラムブロック(B)75の動作試験は、以下に示す手順で実行される。
【0238】
まず、外部電源電圧投入後のリセット期間において、リセット信号SFCの発生回路18にテストエントリ信号が入力されると、テストモードにエントリするとともに、リセット信号SFCは、論理レベルが「L」に固定される。
【0239】
次に、「L」レベルのリセット信号SFCが、ヒューズラッチ群(A)14のヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)41−1,...41−nと、2入力NAND回路45−1,...45−nとに入力されると、実施の形態3で説明したように、図示しないヒューズ素子FSの切断/未切断に依存せずに、「H」レベルに設定された出力信号FA(m+1)〜FA(m+n)が出力される。
【0240】
一方、「L」レベルのリセット信号SFCが、ヒューズラッチ群(B)16のヒューズラッチ回路(FLB1)〜(FLBn)82−1,...82−qと、2入力NAND回路85とに入力されると、同じく「H」レベルに設定された出力信号FB(p+1),...FB(p+q)が出力される。
【0241】
これと並行して、2入力OR回路86には、「L」レベルのリセット信号SFCとともに、制御信号RCSLが入力される。
【0242】
ここで、制御信号RCSLが「H」レベルであるときは、2入力OR回路86からは、「H」レベルのロウ選択信号RSLが出力される。
【0243】
さらに、ヒューズラッチ群(A)14内のヒューズラッチ回路(FLAE)42には「L」レベルのリセット信号SFCが入力され、2入力NAND回路46には「H」レベルのロウ選択信号RSLが入力される。
【0244】
したがって、2入力NAND回路46においては、ヒューズラッチ回路(FLAE)42から、図示しないヒューズ素子FSの未切断に応じて「L」レベルに設定されたプログラム信号FACEと、「H」レベルのロウ選択信号RSLとを受けて、「L」レベルのスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEが出力されることとなる。
【0245】
一方、2入力OR回路88においては、インバータ87により「L」レベルに反転されたロウ選択信号RSLと、「L」レベルのリセット信号SFCとの入力を受けて、「L」レベルのコラム選択信号CSLを出力する。
【0246】
したがって、ヒューズラッチ群(B)16内のヒューズラッチ回路(FLBE)83には「L」レベルのリセット信号SFCが入力され、2入力NAND回路85には、「L」レベルのコラム選択信号CSLが入力されることから、2入力NAND回路85からは、「H」レベルのスペアコラムブロック(B)イネーブル信号が出力される。
【0247】
すなわち、「H」レベルの制御信号RSCLの入力に応じて、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEは「L」レベルに設定されるとともに、スペアコラムブロック(B)イネーブル信号FBEは「H」レベルに設定されることから、スペアロウブロック(A)2が非活性化される一方で、スペアコラムブロック(B)75が活性化されることとなる。
【0248】
なお、「L」レベルの制御信号RSCLの入力時は、これとは正反対となり、スペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEは「H」レベルに設定されるとともに、スペアコラムブロック(B)イネーブル信号FBEは「L」レベルに設定されることから、スペアロウブロック(A)2が活性化される一方で、スペアコラムブロック(B)75が非活性化されることとなる。
【0249】
以上の結果に基づいて、スペアコラムブロック(B)75について動作試験を行なう場合は、テストモード時において、「H」レベルの制御信号RSCLを入力してスペアコラムブロック(B)75を活性化させ、ヒューズラッチ群(B)16の出力するアドレス情報FB<p+q:p+1>にアクセスを指示することにより、スペアコラムブロック(B)75に正規のメモリセルと同様にデータの書込み・読出しを行なうことが可能となることから、下位の列アドレス信号CA<p:0>を順次切り替えることで、スペアコラムブロック(B)75の冗長メモリセルに順次アクセスして実行することができる。
【0250】
一方、スペアロウブロック(A)2について動作試験を行なう場合は、テストモード時において、「L」レベルの制御信号RCSLを入力することにより、スペアロウブロック(A)2が活性化されることから、ヒューズラッチ群(A)14の出力するアドレス情報FA<m+n:m+1>にアクセスを指示し、さらに下位の行アドレス信号RA<m:0>によってスペアロウブロック(A)2内の冗長メモリセル行に順次アクセスすることにより実行することができる。
【0251】
以上のようにこの発明の実施の形態6によれば、ロウ救済およびコラム救済からなる冗長構成を備える半導体記憶装置において、スペアロウブロックおよびスペアコラムブロックの活性/非活性を選択する制御信号RCSLを入力することにより、それぞれのスペアについての動作試験を行なうことができる。
【0252】
[実施の形態7]
ロウ救済とコラム救済とを行なう冗長構成からなる半導体記憶装置において、実施の形態6の図12に示すように、救済回路内のヒューズラッチ群にスペアロウブロックとスペアコラムブロックとの活性/非活性を選択する制御信号RCSLを入力することにより、それぞれのスペアについての動作試験を行なうことが可能となった。
【0253】
しかしながら、一方では、図12の構成では、スペアコラムB75が活性化されているときはスペアロウブロック(A)2が非活性化されるというように、いずれか一方のスペアのみが選択されて活性化されることから、図11の斜線領域で示すスペアロウブロック(A)2とスペアコラムブロック(B)75との交差領域80においては、制御信号RCSLが「H」および「L」のいずれの論理レベルにおいても活性化されないため、動作試験を行なうことができなかった。
【0254】
そこで、この制御信号RCSLを、スペアロウブロックとスペアコラムブロックとに対してそれぞれ独立して設けることにより、斜線で示す交差領域80についても動作試験を行なうことが可能となる。
【0255】
図13は、実施の形態7の半導体記憶装置のヒューズラッチ群(A)14とヒューズラッチ群(B)16との一例の詳細を示す回路図である。
【0256】
図13を参照して、実施の形態7のヒューズラッチ群は、図12のヒューズラッチ群に対して、スペアロウブロック(A)2およびスペアコラムブロック(B)75の活性/非活性の選択を独立して行なうためのロウ制御信号RCSLRおよびコラム制御信号RCSLCの入力手段を備えた点で異なっており、ヒューズラッチ群(A)14およびヒューズラッチ群(B)16については同一の構成であることから説明を繰り返さない。
【0257】
図13の構成において、テストモード時において、スペアロウブロック(A)2の活性/非活性を選択するためのロウ制御信号RCSLRは、「L」レベルに固定されたリセット信号SFCとともに、2入力OR回路89に入力される。
【0258】
ここで、ロウ制御信号RCSLRが「H」レベルのときは、2入力OR回路89からは「H」レベルのロウ選択信号RSLが出力される。
【0259】
これにより、ヒューズラッチ群(A)14内のヒューズラッチ回路(FLAE)42には「L」レベルのリセット信号SFCが入力され、2入力NAND回路46には「H」レベルのロウ選択信号RSLが入力される。
【0260】
したがって、2入力NAND回路46においては、ヒューズラッチ回路(FLAE)42から、図示しないヒューズ素子FSの未切断に応じて「L」レベルに設定されたプログラム信号FACEと、「H」レベルのロウ選択信号RSLとを受けて、「L」レベルのスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEが出力されることとなる。
【0261】
一方、ロウ制御信号RCSLRが「L」レベルのときは、2入力OR回路89からは「L」レベルのロウ選択信号RSLが出力される。
【0262】
したがって、ヒューズラッチ群(A)14内のヒューズラッチ回路(FLAE)42には「L」レベルのリセット信号SFCが入力され、2入力NAND回路46には、「L」レベルのロウ選択信号RSLが入力されることから、2入力NAND回路46からは、「H」レベルのスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEが出力される。
【0263】
すなわち、テストモード時において、「H」レベルのロウ制御信号RCSLRに応じてスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEが「L」レベルとなることから、スペアロウブロック(A)2は非活性化され、「L」レベルのロウ制御信号RCSLRに応じてスペアロウブロック(A)イネーブル信号FAEが「H」レベルとなることから、スペアロウブロック(A)2は活性化されることとなる。
【0264】
したがって、スペアロウブロック(A)2について動作試験を行なう場合は、テストモード時において、「L」レベルのロウ制御信号RCSLRを入力することによりスペアロウブロック(A)2が活性化されることから、ヒューズラッチ群(A)14の出力するアドレス情報FA<m+n:m+1>にアクセスを指示し、さらに下位の行アドレス信号RA<m:0>によってスペアロウブロック(A)2内の冗長メモリセル行に順次アクセスすることにより実行することができる。
【0265】
以上は、ロウ制御信号RCSLRを用いたスペアロウブロック(A)2についての動作試験であるが、スペアコラムブロック(B)75についての動作試験も同様に、スペアコラムブロック(B)75の活性/非活性を選択するためのコラム制御信号RCSLCを2入力OR回路90に入力することにより、独自に行なうことが可能となる。
【0266】
すなわち、テストモード時において、「H」レベルのコラム制御信号RCSLCに応じてスペアコラムブロック(B)イネーブル信号FBEが「L」レベルとなることから、スペアコラムブロック(B)75は非活性化され、「L」レベルのコラム制御信号RCSLCに応じてスペアコラムブロック(B)イネーブル信号FBEが「H」レベルとなることから、スペアコラムブロック(B)75は活性化される。
【0267】
したがって、スペアコラムブロック(B)75についての動作試験は、テストモード時において、「L」レベルのコラム制御信号RCSLCを入力してスペアコラムブロックB75を活性化し、ヒューズラッチ群(B)16の出力するアドレス情報FB<p+q:p+1>をアクセス対象に指定すれば、下位の列アドレス信号CA<p:0>によってスペアコラムブロック(B)75内の冗長メモリセル行に順次アクセスすることにより実行することができる。
【0268】
以上の結果、スペアロウブロック(A)2およびスペアコラムブロック(B)75の動作試験は、ロウ制御信号RCSLRおよびコラム制御信号RCSLCをそれぞれ個別に制御して行なうことが可能となる。
【0269】
さらに、ロウ制御信号RCSLRおよびコラム制御信号RCSLCをともに「L」レベルとすれば、スペアロウブロック(A)2およびスペアコラムブロック(B)75のいずれもが活性化されることとなり、図11の交差領域80を活性化することができる。
【0270】
したがって、この交差領域80にアクセスを指示すれば、動作試験を行なうことができ、交差領域80内の不良冗長メモリセルの検出が可能となる。
【0271】
以上のようにこの発明の実施の形態7によれば、ロウ救済およびコラム救済からなる冗長構成を備える半導体記憶装置において、スペアロウブロックおよびスペアコラムブロックの活性/非活性を独立して選択する制御信号RCSLRおよびRCSLCを入力することにより、スペアロウブロックとスペアコラムブロックとの交差領域についての動作試験を行なうことが可能となる。
【0272】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0273】
【発明の効果】
以上のように、この発明の1つの局面によれば、不良メモリセルを置換救済するスペアロウブロック内の不良冗長メモリセルがアクセスの対象となった場合は、さらにこの不良冗長メモリセルをスペアロウによって置換救済することから、救済効率を上げることが可能となり、歩留まりを向上できる。
【0274】
さらに、スペアロウブロックおよびスペアロウに対応するヒューズラッチ回路はそれぞれ不良メモリセルのアドレス情報のうち、上位のアドレスまたは下位のアドレスのみを記憶すればよいことから、救済回路の回路規模を小さくすることができ、冗長構成に伴なう回路面積の増加を抑えることができる。
【0275】
また、複数のスペアロウブロックに対して一のスペアロウで救済することにより、高い救済効率を維持するとともに、スペアロウおよびこれに付随するヒューズラッチ群および判定回路の回路規模を縮小できることから、冗長構成による回路面積の増加をさらに抑えることが可能となる。
【0276】
また、ロウ救済とコラム救済とを併用し、かつスペアロウブロックおよびスペアコラムブロックのそれぞれに対してスペアロウおよびスペアコラムを設けた救済回路の構成とすることにより、救済効率をさらに高めることができる。なお、それぞれのスペアに対するヒューズラッチ群は上位または下位アドレスのいずれかのみを記憶する構成であることから、冗長構成に伴なう面積の増加を抑制することが可能となる。
【0277】
この発明の別の局面によれば、テストモード時において、リセット信号SFCを利用すれば、ヒューズラッチ群に、ヒューズ素子の切断/未切断に依存しない所定の論理レベルのアドレス情報を保持することができることから、この所定の論理レベルのアドレスをアクセスの対象とすることにより、ヒューズ素子の切断を伴なわずにスペアロウブロックについての動作試験が実行でき、動作試験の簡略化および低コスト化が可能となる。
【0278】
さらに、複数のスペアロウブロックのそれぞれに対応するヒューズラッチ群間において、論理回路の構成を相互に変更することにより、テストモード時において、個々のヒューズラッチ群にリセット信号SFCを利用して、相互に異なる論理レベルのアドレス情報を保持することができることから、この相互に異なる論理レベルのアドレスを順次アクセスの対象に指定すれば、ヒューズ素子の切断を伴なわずに複数のスペアロウブロックについての動作試験を行なうことが可能となる。
【0279】
また、ロウ救済およびコラム救済からなる冗長構成を備える半導体記憶装置において、スペアロウブロックおよびスペアコラムブロックの活性/非活性を選択する制御信号RCSLを入力することにより、それぞれのスペアについての動作試験を行なうことができる。
【0280】
さらに、スペアロウブロックおよびスペアコラムブロックの活性/非活性を独立して選択する制御信号RCSLRおよびRCSLCを入力することにより、スペアロウブロックとスペアコラムブロックとの交差領域についての動作試験を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態1の半導体記憶装置におけるメモリセルアレイの部分を抽出した構成図である。
【図2】発明の実施の形態1の半導体記憶装置における冗長構成に関する部分を抽出して説明するためのブロック図である。
【図3】図2の判定回路(A)の一例の詳細を示す回路図である。
【図4】実施の形態1の半導体記憶装置におけるメモリの動作を総合的に説明する図である。
【図5】発明の実施の形態2の半導体記憶装置における冗長構成に関する部分を抽出して説明するためのブロック図である。
【図6】図5の判定回路の一例の詳細を示す回路図である。
【図7】図2のヒューズラッチ群(A)の一例の詳細を示す回路図である。
【図8】図7のヒューズラッチ群(A)を構成するヒューズラッチ回路の一例の詳細を示す回路図である。
【図9】図8のヒューズラッチ回路における各出力信号の動作波形図である。
【図10】図2のヒューズラッチ群(A)およびヒューズラッチ群(B)の一例の詳細を示す回路図である。
【図11】発明の実施の形態5の半導体記憶装置における冗長構成に関する部分を抽出して説明するためのブロック図である。
【図12】図11のヒューズラッチ群(A)およびヒューズラッチ群(B)の一例の詳細を示す回路図である。
【図13】実施の形態7の半導体記憶装置におけるヒューズラッチ群(A)およびヒューズラッチ群(B)の一例の詳細を示す回路図である。
【図14】従来の半導体記憶装置の一例における救済方法を説明するための原理説明図である。
【符号の説明】
1 正規メモリセルアレイ、2 スペアロウブロック(A)、3 スペアロウブロック(B)、4 スペアロウ(C)、5 スペアロウ(D)、6 デコーダ、7 デコーダ(A)、8 デコーダ(B)、9 デコーダ(C)、10 デコーダ(D)、11 判定回路(A)、12 判定回路(B)、13 4入力OR回路、14 ヒューズラッチ群(A)、15 ヒューズラッチ群(C)、16 ヒューズラッチ群(B)、17 ヒューズラッチ群(D)、18 リセット信号SFC発生回路、19 パワーオンリセット回路、20,21,32〜34 2入力EXNOR回路、22,24,35,37,39,40,51−1 2入力AND回路、23,36 3入力AND回路、30 判定回路、31 3入力OR回路、38,78,79,86,88,89,90 2入力OR回路、41−1,...41−n ヒューズラッチ回路(FLA1)〜(FLAn)、42 ヒューズラッチ回路(FLAE)、43−1,...43−n,44,49−1,...49−n,50 ヒューズ素子FS、45−1,...45−n,46,51−2,...51−n,52,84−1,...84−q,85 2入力NAND回路、47−1,...47−n ヒューズラッチ回路(FLB1)〜(FLBn)、48 ヒューズラッチ回路(FLBE)、60 パルス発生回路、61 PチャネルMOSトランジスタ、62 NチャネルMOSトランジスタ、63 外部電源ノード、64 トランスファーゲート、65〜69,87 インバータ、70 ロウデコーダ、71 コラムデコーダ、72 ロウデコーダ(A)、73 ロウデコーダ(C)、74 コラムデコーダ(B)、75 スペアコラムブロック(B)、76 スペアコラム(D)、77 コラムデコーダ(D)、80 スペアロウブロック(A)2とスペアコラムブロック(B)75との交差領域、82−1,...82−q ヒューズラッチ回路(FLB1)〜(FLBq)、83 ヒューズラッチ回路(FLBE)、100 第1アドレス記憶回路、101 第1冗長デコーダ、102 第2アドレス記憶回路、103 第2冗長デコーダ。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a semiconductor memory device having a redundant configuration for repairing a defective memory cell.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor memory device called a DRAM (Dynamic Random Access Memory), when a defect occurs in a part of a memory cell array, the defective part is replaced by a redundant circuit provided on a chip and relieved.
[0003]
As a rescue method, a spare (spare) row or column is provided in advance in a memory cell, and a memory cell defective due to a defect is replaced with a spare memory cell in a unit of row or column.
[0004]
Specifically, the address information of the defective memory cell is programmed in a redundant circuit and stored in a nonvolatile manner inside. When the access to the defective memory cell is requested in use, Data reading and data writing are performed using a redundancy circuit instead of a memory cell.
[0005]
With this configuration, even when a defective memory cell occurs due to a manufacturing defect, the entire semiconductor memory device can be normally operated using the redundant circuit including the spare memory cell. Thereby, it is possible to secure a product yield.
[0006]
However, in the above-described conventional remedy method, while a defective normal memory cell can be remedied by a spare memory cell, there is no means for remedying a defect in the spare memory cell.
[0007]
Therefore, a semiconductor memory device replaced with a defective spare memory cell still cannot operate normally due to a defect, making it difficult to secure a yield.
[0008]
As means for solving such a problem, for example, a semiconductor memory device disclosed in Patent Document 1 has been conventionally proposed.
[0009]
FIG. 14 is a principle explanatory diagram for explaining a rescue method in an example of a conventional semiconductor memory device.
[0010]
Referring to FIG. 14, first address storage circuit 100 stores an address for selecting a normal block including a plurality of word lines or bit lines as a first redundant address.
[0011]
The first redundant decoder 101 compares an externally input address signal with a first redundant address stored in the first address storage circuit 100, and if they match, the first redundant decoder 101 uses the externally input address signal. A first match determination signal JUG1 for replacing the selected normal block with a redundant block including a plurality of redundant word lines or a plurality of redundant bit lines is output.
[0012]
The second address storage circuit 102 stores a redundant word line to which a defective cell in a redundant block is connected, a plurality of redundant word lines including the redundant word line, a redundant bit line to which a defective cell is connected, or a redundant bit line thereof. A redundant address for selecting a plurality of redundant bit lines is stored as a second redundant address.
[0013]
The second redundant decoder 103 compares an externally input address signal with the second redundant address stored in the second address storage circuit 102, and if both match, replaces the defective cell in the redundant block with a new one. Alternatively, it outputs a second coincidence determination signal JUG2 for redundancy with a plurality of redundant word lines or one or more new redundant bit lines.
[0014]
Note that the first redundancy decoder 101 is inactivated based on the second match determination signal JUG2. Thus, the redundant word line to which the defective cell in the redundant block is connected or a plurality of redundant word lines including the redundant word line is not selected by the first redundant decoder.
[0015]
Therefore, according to the conventional semiconductor memory device, even if there is a defective cell in a redundant block, a redundant word line having the defective cell or a plurality of redundant word lines including the redundant word line is replaced with a new redundant word line. , The relief efficiency can be improved.
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-11-110996 (page 3, FIG. 1)
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in the rescue method shown in FIG. 14, the first redundancy decoder 101 and the second redundancy decoder 103 serve as the first address storage circuit 100 and the second address storage circuit 102, respectively, as a first redundancy ROM (not shown) and a second redundancy storage (not shown). It has a two-redundant ROM, and the first redundant ROM stores addresses of defective blocks that are redundant by the first redundant decoder 101. On the other hand, the address of one defective word line generated in the redundant block is stored in the second redundant ROM.
[0018]
In this configuration, the first redundancy decoder 101 and the second redundancy decoder 103 separately decode an address signal input from the outside, and the first redundancy decoder 101 and the second redundancy decoder 103 decode the first redundancy decoder in accordance with a second match determination signal output from the second redundancy decoder. Deactivate the redundant decoder.
[0019]
Therefore, the selection / non-selection of the second redundancy decoder is determined independently of the selection / non-selection of the first redundancy decoder, so that the second address storage circuit 102 has the same scale as the first address storage circuit 100. Is required, and the circuit scale of the entire semiconductor memory device increases.
[0020]
On the other hand, in the remedy method in the conventional semiconductor memory device shown in FIG. 14, an operation test for obtaining address information for specifying a defective cell of a redundant block stored in the second address storage circuit 102 forms a redundant block. This is performed by designating redundant word lines as targets to be sequentially accessed and writing / reading data to / from the redundant word lines.
[0021]
For this purpose, the first storage circuit 100 needs to store (program) in advance address information for instructing access to the redundant word line instead of the normal word line, so that the conventional operation test Has provided a fuse blowing step before the execution of the operation test. Since the fuse blowing step is performed by applying a treatment such as laser cutting to the fuse element in the first storage circuit 100, there is a problem that a process in an operation test is complicated and a high cost is required.
[0022]
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and one object of the present invention is to increase the rescue efficiency in a semiconductor memory device having a redundant configuration and suppress an increase in circuit area due to the redundant configuration. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of performing the following.
[0023]
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of performing an operation test for detecting a defective cell in a redundant block without cutting a fuse element in a storage circuit for storing address information of the redundant block. To provide.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
One aspect of the present invention is a semiconductor memory device having a redundant configuration, comprising a first memory for replacing a plurality of memory cells and a defective memory cell generated in the plurality of memory cells in block units. A redundant circuit, a second redundant circuit for replacing and repairing a defective redundant memory cell generated in the first redundant circuit in a unit of row or column, and when the defective memory cell is designated as an access target, A redundancy control circuit for selectively activating either the first redundancy circuit or the second redundancy circuit. The redundancy control circuit is arranged corresponding to the first redundancy circuit, and is arranged corresponding to the first program circuit for storing an upper address of the address information specifying the defective memory cell, and the second redundancy circuit. A second program circuit for storing a lower address of the address information specifying the defective redundant memory cell, and an upper address of the defective memory cell for storing the first memory stored in the first program circuit. When the first redundant circuit is activated and the lower address of the defective memory cell stored in the second program circuit is designated as an access target when the first redundant circuit is activated, the second redundant circuit is activated. A determination circuit for activating the circuit and deactivating the first redundant circuit.
[0025]
Preferably, the determination circuit performs a match comparison operation between the upper address and an address signal for indicating an access target, and outputs a first match / mismatch determination signal, a lower comparator, A second comparison circuit that performs a match comparison operation with an address signal for indicating an access target and outputs a second match / mismatch judgment signal, and receives the first and second match / mismatch judgment signals Means for selecting activation / inactivation of the first and second redundant circuits. Upon receiving the first match determination signal from the first comparison circuit, the second comparison circuit performs a match comparison operation and outputs a second match / mismatch determination signal. When receiving the first coincidence determination signal and the second coincidence determination signal, the selection means deactivates the first redundant circuit and activates the second redundant circuit.
[0026]
More preferably, the first program circuit includes n first address circuits for nonvolatilely storing address information for specifying a defective address bit composed of n (n: natural number) bits forming an upper address of the defective memory cell. , A second program element for nonvolatilely storing an enable signal for activating the first redundant circuit, and a memory for outputting storage information of the first and second program elements to the determination circuit. (N + 1) first logic elements. The second program circuit includes m third program elements for nonvolatilely storing address information that specifies m (m: natural number) bits of defective address bits forming the lower address of the defective memory cell. A fourth program element for nonvolatilely storing an enable signal for activating the second redundant circuit, and (m + 1) pieces of information for outputting storage information of the third and fourth program elements to the determination circuit. And a second logic element.
[0027]
More preferably, the first and second program circuits further include a reset signal for initializing stored contents of the first to fourth program elements when the external power supply voltage is turned on, and Means for inputting to each of the first and second logic elements. The reset signal has a first logic level for a predetermined period after the external power supply voltage is turned on, initializes the storage contents of the first to fourth program elements, and changes to a second logic level after a predetermined period has elapsed. When the first and third program elements receive the reset signal of the second logical level, they store address information for specifying a defective address bit. The second and fourth program elements store an enable signal for activating the first and second redundant circuits when the reset signal of the second logic level is input.
[0028]
Preferably, when the reset signal of the second logic level is input, the first and second logic elements include address information for specifying a defective address bit stored in the first and third program elements; And an enable signal stored in the fourth program element are output to the determination circuit.
[0029]
According to another aspect of the present invention, there is further provided a test mode means for obtaining address information for specifying a defective redundant memory cell stored in the second program circuit. At the time of entry of the test mode means, a predetermined upper address stored in the first program circuit is designated as an access target, the first redundant circuit is activated, and a lower address for specifying a redundant memory cell in the first redundant circuit is specified. An operation test is performed by sequentially designating addresses as access targets.
[0030]
Preferably, there is further provided a test mode means for obtaining address information for specifying a defective redundant memory cell stored in the second program circuit. The test mode means includes a test entry signal input means for entering the test mode. When the test entry signal is input during a predetermined period after the external power supply voltage is turned on, the first program circuit fixes the reset signal to a first logic level and inputs the reset signal to each of the first logic elements. When the first logic element receives the reset signal of the first logic level, the first logic element stores address information for specifying a predetermined upper address stored in the first program element and the first logic element stored in the second program element. An enable signal for activating the redundant circuit is output to the determination circuit. When a predetermined upper address is designated as an access target, the determination circuit activates the first redundant circuit, and sequentially designates lower addresses specifying redundant memory cells in the first redundant circuit as access targets. Perform an operation test.
[0031]
More preferably, the predetermined upper address and the enable signal for activating the first redundant circuit are uniquely specified by the reset signal of the first logic level, and depend on the storage information of the first and second program elements. do not do.
[0032]
Preferably, the apparatus further comprises test mode means for obtaining address information for specifying a defective redundant memory cell generated in the plurality of first redundant circuits. At the time of entry of the test mode means, a plurality of first redundant circuits are sequentially stored by designating a predetermined upper address stored in a first program circuit corresponding to one of the plurality of first redundant circuits as an access target. When activated, an operation test is performed with the activated redundant memory cell in the first redundant circuit as an access target.
[0033]
Preferably, the predetermined upper address is specified in a first program circuit corresponding to each of the plurality of first redundant circuits so as not to match each other.
[0034]
Preferably, in a first program circuit corresponding to each of the plurality of first redundant circuits, a first logic element in one first program circuit and a first logic element in another first program circuit Are different from each other.
[0035]
Therefore, according to one aspect of the present invention, in a semiconductor memory device, if there is a defective redundant memory cell in a first redundant circuit that replaces and repairs a defective memory cell, a redundant configuration that is further replaced and repaired by a second redundant circuit. By doing so, the relief efficiency for the defective memory cell can be improved, so that the yield can be ensured, and the first program circuit and the second program circuit respectively perform the higher-order address information of the defective memory cell row. Since only the address or the lower address needs to be stored, the circuit scale can be reduced, and the increase in the circuit area due to the redundant configuration can be suppressed.
[0036]
Further, according to another aspect of the present invention, the operation test for obtaining the address information of the defective cell in the first redundant circuit stored in the second program circuit is performed by cutting the fuse element in the first program circuit. , The operation test process can be simplified and the cost can be reduced.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
[0038]
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram showing details of an example of a portion of a memory cell array for schematically explaining a repair method in the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention.
[0039]
Referring to FIG. 1, the memory cell array includes a regular memory cell array 1 composed of regular memory cells, and redundant memory cells for relieving regular memory cells A and B that have become defective due to defects. Spare row block (A) 2 and spare row block (B) 3, and spare rows (S) for repairing defective redundant memory cells in spare row block (A) 2 and spare row block (B) 3, respectively. C) 4 and a spare row (D) 5.
[0040]
In the semiconductor memory device including the memory cell array having the configuration shown in FIG. 1, a normal memory cell array is generated by an external row address signal A <m + n: 0> (= A (m + n) to A (0) (m and n are natural numbers)). When the memory cell row including the defective memory cell A in 1 is designated as an access target, the defective memory cell row is remedied by replacing the defective memory cell row with the spare row block (A) 2 in block units.
[0041]
In this embodiment, upper row address information A <m + n: m + 1> (= A (m + n) to A (m + 1)) is given to the memory cell row including the defective memory cell A in the normal memory cell array 1. The same plurality of memory cell rows are integrally replaced with a spare row block (A) 2.
[0042]
Here, the configuration in which a defective memory cell is replaced in a block unit is that if a redundant configuration is used to rescue individual memory cells, a fuse and a decoder are required for each configuration, and the circuit area increases. It is because.
[0043]
Further, as shown in FIG. 1, when a defective redundant memory cell RA exists in spare row block (A) 2 and a redundant memory cell row including this defective redundant memory cell RA is designated as an access target. By replacing this defective redundant memory cell row with a spare row (C) 3, it is relieved.
[0044]
In the present embodiment, a plurality of redundant memory cell rows that are selected by the higher address signal A <m + n: m + 1> of the row address signals A <m + n: 0> and constitute the replaced spare row block (A) 2 are described. The replacement is performed by replacing the defective redundant memory cell row selected by the lower address signal A <m: 0> with the spare row (C) 4.
[0045]
Similarly, the repair for the defective memory cell B in the normal memory cell array 1 is also selected by the memory cell row including the defective memory cell B and the higher address signal A <m + n: m + 1> of the row address signals A <m + n: 0>. This is performed by replacing a plurality of memory cell rows with spare row blocks (B) 3 in block units.
[0046]
Further, when a defective redundant memory cell RB among the replaced spare row blocks (B) 3 is designated as an access target, the redundant memory cell row including the defective redundant memory cell RB is replaced with the spare row (D). ) Is replaced by 5;
[0047]
Also at this time, the spare row block (B) 3 selected by the upper address signal A <m + n: m + 1> of the row address signal A <m + n: 0> is designated by the lower address signal A <m: 0>. The defective row is replaced by a spare row (D) 5 to replace the defective redundant memory cell row.
[0048]
Therefore, the semiconductor memory device having the redundant configuration shown in FIG. 1 can increase the efficiency of repairing a defective memory cell, and can secure a yield.
[0049]
Further, since the program circuits corresponding to the spare row block and the spare row only need to store only the upper address or the lower address of the addresses of the defective memory cell row, the circuit scale can be reduced, and the circuit associated with the redundant configuration can be reduced. An increase in area can be suppressed.
[0050]
FIG. 2 is a block diagram for extracting and explaining a portion related to the redundant configuration shown in FIG. 1 in the semiconductor memory device of the first embodiment.
[0051]
Referring to FIG. 2, the semiconductor memory device decodes a normal memory cell array 1 having a plurality of memory cells arranged in a matrix and a row address signal A <m + n: 0> to select a memory cell row. , A spare row block (A) 2 and a spare row block (B) 3 each composed of a redundant memory cell for relieving a defective memory cell, and spare row blocks (A) and (B). (A) 7 and decoder (B) 8 for executing selection of a spare row, and a spare row composed of redundant memory cells for repairing a defective redundant memory cell in spare row blocks (A) and (B). (C) 4 and a spare row (D) 5; and a decoder (C) 9 and a decoder (D) 10 for selecting the spare rows (C) and (D).
[0052]
The semiconductor memory device further includes fuse latch groups (A) to (D) 14 to 17 for storing address information relating to the defective memory cell in a nonvolatile manner in advance, a determination circuit (A) 11 and a determination circuit (B) 12 And
[0053]
Here, as described later, the fuse latch group (A) 14 and the fuse latch group (B) 16 correspond to the upper address of the address information A <m + n: 0> of the memory cell row including the defective memory cell. A <m + n: m + 1> is programmed.
[0054]
The fuse latch group (C) 15 and the fuse latch group (D) 17 have A <m corresponding to the lower address of the address information A <m + n: 0> of the memory cell row including the defective redundant memory cell. : 0> is programmed.
[0055]
The determination circuit (A) 11 and the determination circuit (B) 12 are provided with address information of a defective memory cell programmed in advance in the fuse latch groups (A) to (D) 14 to 17 and a row address signal input from the outside. And if the defective memory cell is to be accessed, the access is instructed to the corresponding spare row block (A) or (B) and spare block (C) or (D). I do.
[0056]
In the semiconductor memory device having the above-described configuration, the row address signal A <m + n: 0> input from the outside is input to the decoder 7 and simultaneously sent to the determination circuit (A) 11 and the determination circuit (B) 12. Is entered.
[0057]
The determination circuit (A) 11 further includes a memory cell row including a defective memory cell output from the fuse latch group (A) 14 and a plurality of memories to be accessed by an upper address of the defective memory cell row. Address information FA <m + n: m + 1> (= FA (m + n) to FA (m + 1)) for specifying a block including a cell row, and an enable signal FAE for activating the spare row block (A) 2 Is entered.
[0058]
Further, from the fuse latch group (C) 15, address signals FC <m: 0> (= FC (m) 〜 for specifying a redundant memory cell row including a defective memory cell in the spare row block (A) 2. FC (0)) and an enable signal FCE for activating the spare row (C) 4.
[0059]
Similarly, in addition to the row address signal A <m + n: 0>, the determination circuit (B) 12 is accessed by the upper address of the defective memory cell row output from the fuse latch group (B) 16. Information FB <m + n: m + 1> (= FB (m + n) to FB (m + 1)) for specifying a block including a plurality of memory cell rows and an enable for activating the spare row block (B) 3 Signal FBE is input.
[0060]
From the fuse latch group (D) 17, address information FD <m: 0> (= FD (m) 〜) for specifying a redundant memory cell row including a defective memory cell in the spare row block (B) 3 FD (0)) and an enable signal FDE for activating the spare row (D) 5.
[0061]
Here, the enable signals FAE to FAD of each spare row block and spare row disconnect the fuse element FS in the fuse latch circuits included in each of the fuse latch groups (A) to (D) 14 to 17 as described later. This signal is irreversibly activated to the “H” level. When a fuse element FS of a corresponding fuse latch circuit is cut off in response to detection of a defective memory cell and a defective redundant memory cell in the test mode, an enable signal at "H" level is output and spare It activates the row block and the spare row.
[0062]
Next, the determination circuit (A) 11 outputs a row address signal A <m + n: 0>, and address information FA <m + n: m + 1> and FC stored in the fuse latch group (A) 14 and the fuse latch group (C) 15. <M: 0> and a spare decoder (A) enable signal SDEA and spare signal for causing the decoder (A) 7 and the decoder (C) 9 to execute a row selection operation as a result of the match comparison. The decoder (C) outputs an enable signal SDEC.
[0063]
Similarly, in the determination circuit (B) 16, the row address signal A <m + n: 0> and the address information FB <m + n: m + 1> stored in the fuse latch group (B) 16 and the fuse latch group (D) 17 and A match comparison operation with FD <m: 0> is performed. As a result of the match comparison, spare decoder (B) enable signal SDEB and spare decoder (D) enable are provided to decoders (B) 8 and (D) 10. The signal SDED is output.
[0064]
Further, spare decoder enable signals SDEA to SDED are input to corresponding decoders (A) to (D) 7 to 10 and are also input to 4-input OR circuit 13.
[0065]
From the output node of the four-input OR circuit 13, a normal element disable signal NED is output as an operation result of the logical sum of the four input spare decoder enable signals SDEA to SDED, and is input to the decoder 6.
[0066]
Normal element disable signal NED is a signal for inactivating a defective memory cell in normal memory cell array 1, and is activated in response to activation of any one of four spare decoder enable signals SDEA to SDED. Then, it is input to the decoder 6 to stop the row selection operation of the normal decoder.
[0067]
That is, in the above-described semiconductor memory circuit, upon receiving an external row address signal A <m + n: 0>, selection / non-selection of the spare row block (A) 2 is performed for the upper address A <m + n: m + 1>. When the selection is determined and the spare row block (A) 2 is selected, the address of the defective redundant memory cell (corresponding to the lower address A <m: 0> of the row address signal) is received in response to the determination signal. Of the spare row (C) 4 is determined. When the spare row (C) 4 is selected, the spare row block (A) 2 is finally deselected.
[0068]
Therefore, the fuse latch group (A) 14 and the fuse latch group (C) 15 may be configured to store only the upper or lower address of the address information specifying the defective memory cell.
[0069]
Thereby, the address information for specifying the defective memory cell is stored in each of the first address storage circuit 100 and the second address storage circuit 102 and is separately decoded from the conventional semiconductor storage device shown in FIG. The circuit scale of the relief circuit can be reduced, and an increase in circuit area due to the redundant configuration can be suppressed.
[0070]
FIG. 3 is a circuit diagram showing details of an example of the determination circuit (A) 11 of FIG.
The determination circuit (B) 12 has the same configuration as that of the determination circuit (A) 11, and converts input address information from the fuse latch group and spare row block and spare row enable signals into corresponding signals. Since the same description can be made by replacing, the determination circuit (A) 11 will be described as an example, and the description of the determination circuit (B) 12 will be omitted.
[0071]
Referring to FIG. 3, determination circuit (A) 11 includes two-input EXNOR circuits 20 and 21, two-input AND circuits 22 and 24, and a three-input AND circuit 23.
[0072]
The 2-input EXNOR circuit 20 receives address information FA <m + n: m + 1> for specifying a defective memory cell stored in the fuse latch group (A) 14 of FIG. 2 at a first input node, and receives an external row address signal A When <m + n: 0> is received by the second input node, a match comparison operation between FA <m + n: m + 1> and the higher address A <m + n: m + 1> of the row address signal A <m + n: 0> is performed. I do.
[0073]
From the output node of the two-input EXNOR circuit 20, when the higher address A <m + n: m + 1> of the row address signal A <m + n: 0> matches the FA <m + n: m + 1> as a result of the match comparison (failure) "Meaning that the memory cell is to be accessed.", An "H" (logic high) level signal is output.
[0074]
On the other hand, if the upper address of the row address signal A <m + n: 0> does not match the FA <m + n: m + 1> (meaning that a defective memory cell is not to be accessed), it is “L” (logic). A low-level signal is output.
[0075]
On the other hand, the two-input EXNOR circuit 21 receives address information FC <m: 0> for specifying a defective redundant memory cell stored in the fuse latch group (C) 15 in FIG. When <m + n: 0> is received by the second input node, a match comparison operation between FC <m: 0> and the lower address A <m: 0> of the row address signal A <m + n: 0> is performed. I do.
[0076]
From the output node of the two-input EXNOR21 circuit, if the row address signal A <m + n: 0> matches the FC <m: 0> as a result of the match comparison (this indicates that the defective redundant memory cell is to be accessed). Means "H" level signal is output.
[0077]
On the other hand, if the row address signal A <m + n: 0> does not match FC <m: 0> (meaning that a defective redundant memory cell is not to be accessed), the signal at the “L” level is output. Is output.
[0078]
Next, the two-input AND circuit 22 receives a match comparison result output signal from the two-input EXNOR circuit 20 at a first input node, and receives a spare row block (A) enable signal FAE at a second input node. An operation result of a logical product of two signals is output to an output node.
[0079]
That is, the row address signal A <m + n: 0> matches the address information FA <m + n: m + 1> stored in the fuse latch group (A) 14 and the spare row block (A) enable signal FAE is set to “H”. When it is activated to the "" level, the output signal goes to the "H" level.
[0080]
The three-input AND circuit 23 receives an output signal of the two-input AND circuit 22 at a first input node, and receives a match comparison result output signal from the two-input EXNOR circuit 21 at a second input node. Further, the third input node receives a spare row (C) enable signal FCE.
[0081]
Thereby, the operation result of the logical product of these three signals is output to the output node of the three-input AND circuit 23.
[0082]
That is, the row address signal A <m + n: 0> matches the address information FA <m + n: m + 1> stored in the fuse latch group (A) 14 and the spare row block (A) enable signal FAE is set to “H”. Level, the row address signal A <m + n: 0> further matches the address information FC <m: 0> stored in the fuse latch group (C) 15. When spare row (C) enable signal FCE is activated to the “H” level, an “H” level signal is output from the output node of 3-input AND circuit 23.
[0083]
Output signals from the two-input AND circuit 22 and the three-input AND circuit 23 are input to the subsequent two-input AND circuit 24.
[0084]
At this time, the output signal of the three-input AND circuit 23 is inverted and input to the two-input AND circuit 24, and the spare decoder (C) that activates the decoder (C) 9 from the output node of the determination circuit (A) 11 ) Output as an enable signal SDEC.
[0085]
In the two-input AND circuit 24, the logical product of the output signal of the two-input AND circuit 22 and the inverted output signal of the three-input AND circuit 23 is calculated, and the calculation result is output to the decoder (A) 7. It is output as a spare decoder (A) enable signal SDEA to be activated.
[0086]
Here, the row address signal A <m + n: 0> matches the defective address FA <m + n: m + 1> stored in the fuse latch group (A) 14 and the defective address stored in the spare row (C) 4. If the spare address (F) and the spare row (C) enable signal FCE are both activated to the “H” level in the case where the redundant address FC <m: 0> is also matched, 2 The output node of input AND circuit 24 outputs spare decoder (A) enable signal SDEA at "L" level.
[0087]
On the other hand, an "H" level spare decoder (C) enable signal SDEC is output via an output node of the three-input AND circuit 23.
[0088]
Therefore, when row address signal A <m + n: 0> matches both defective address FA <m + n: m + 1> and defective redundant address FC <m: 0>, decoder (C) 10 is activated. Thus, the memory cell row including the defective memory cell in the normal memory cell is relieved by being replaced with the spare row (C) 4.
[0089]
On the other hand, when the row address signal A <m + n: 0> matches the defective address FA <m + n: m + 1> but does not match the defective redundant address FC <m: 0>, the two-input AND circuit 22 outputs An “H” level output signal is output, and an “L” level spare decoder (C) enable signal SDEC is output from 3-input AND circuit 23. In response, spare decoder (A) enable signal SDEA output from two-input AND circuit 24 attains "H" level.
[0090]
At this time, since the decoder (A) 7 is activated to execute the row selecting operation, the memory cell row including the defective memory cell in the normal memory cell is stored in the plurality of memories to be accessed by the upper address. Along with the cell row, the spare row block (A) is replaced in block units.
[0091]
A series of rescue processes in the determination circuit (A) 11 are executed in the same procedure in the determination circuit (B) 12, and the defective memory cell in the normal memory cell is replaced with the spare row block (B) 3 or the spare row (D). ) It is replaced by 5 and relieved.
[0092]
More specifically, if row address signal A <m + n: 0> matches both defective address FB <m + n: m + 1> and defective redundant address FD <m: 0>, spare at H level is set. Since the decoder (D) 10 is activated by the decoder (D) enable signal SDED to execute the row selecting operation, the memory cell row including the defective memory cell in the normal memory cell array 1 is replaced with the spare row (D) 5. To be relieved.
[0093]
On the other hand, if the row address signal A <m + n: 0> matches the defective address FB <m + n: m + 1> but does not match the defective redundant address FD <m: 0>, the “H” level spare decoder is used. (B) Since the decoder (B) 8 is activated by the enable signal SDEB to execute a row selecting operation, a plurality of memory cell rows including defective memory cells in the normal memory cell array 1 are selected by an upper address. Is replaced with a spare row block (B) 3 in block units together with the memory cell row of (1).
[0094]
FIG. 4 is a diagram for comprehensively explaining the operation of the memory when the above-described rescue processing is performed in the semiconductor memory device of the first embodiment.
[0095]
Referring to FIG. 4, when there is no defect in normal memory cell array 1 of FIG. 1, spare row block (A) enable signal FAE is at "L" level, and spare row block (A) 2 is non-active. In the active state, normal memory operation of data writing / reading is executed in normal memory cell 1.
[0096]
On the other hand, when a defect occurs in the normal memory cell array 1, the spare row block (A) enable signal FAE receives the signal and goes to the “H” level to activate the spare row block (A) 2. Therefore, the spare row block (A) 2 is accessed instead of the normal memory cell, and the memory operation is performed in the redundant memory cell of the spare row block (A) 2.
[0097]
The above is the rescue method when no defect occurs in the spare row block (A) 2. At this time, since spare row (C) enable signal FCE remains at the “L” level, spare row (C) 4 is in an inactive state.
[0098]
Here, if a defect occurs in the spare block A2 that replaces and repairs the normal memory cell, the spare column C enable signal FCE further goes to the “H” level, and the spare row (C) 4 is activated.
[0099]
Therefore, when a defective redundant memory cell is designated as an access target by an external row address signal, an access is instructed to spare row (C) 4 in place of the defective redundant memory cell. A memory operation is performed on spare row (C) 4.
[0100]
Similarly, the spare row block (B) 3 and the spare row (D) 5 for replacing and rescuing another defective memory cell in the normal memory cell array 1 also have a spare row block (B) enable signal FBE and a spare row ( D) When the spare row block (B) 3 and the spare row (D) 5 are activated in response to the enable signal FDE, the defective memory cells are replaced and rescued, and the memory operation shown in FIG. Be eligible.
[0101]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, when a defective cell occurs in a spare row block for replacing and relieving a defective memory cell, and when the defective redundant memory cell becomes an access target, Since the defective memory cell is replaced and rescued by the spare row, the rescue efficiency can be improved, and the yield can be secured.
[0102]
Furthermore, since the spare row block and the fuse latch group corresponding to the spare row need only store the upper address or the lower address of the address information of the defective memory cell, the circuit scale of the repair circuit can be reduced. Thus, an increase in circuit area due to the redundant configuration can be suppressed.
[0103]
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a block diagram for extracting and describing a portion related to a redundant configuration in the semiconductor memory device according to the second embodiment.
Referring to FIG. 5, the semiconductor memory device selects normal memory cell array 1, decoder 6, spare row block (A) 2 and spare row block (B) 3, and selection of spare row blocks (A) and B. It is composed of a decoder (A) 7 and a decoder (B) 8 to be executed, and redundant memory cells for repairing defective redundant memory cells in the spare row block (A) 2 and the spare row block (B) 3. Spare row (C) 4 and a decoder (C) 9 for selecting the spare row (C).
[0104]
Further, fuse latch groups (A) to (C) 14 to 16 for previously programming address information relating to the defective memory cell in a nonvolatile manner are compared with row address signals A <m + n: 0> for comparison. A determination circuit 30 for accessing the spare row block (A) 2 and the spare row block (B) 3 and the spare row (C) 4 according to the result is provided.
[0105]
The semiconductor memory device of FIG. 5 performs repair of spare row block (A) 2 and spare row block (B) 3 only with spare row (C) 4 in the semiconductor memory device of the first embodiment shown in FIG. Different in that.
[0106]
This is because, when the defect density of the spare row block is low, one spare row can sufficiently repair a plurality of spare row blocks.
[0107]
Therefore, by reducing the number of spare rows, it becomes possible to eliminate or reduce the fuse latch group and the judgment circuit and the like accompanying the spare rows, thereby reducing the circuit scale as compared with the configuration in which a spare row is provided for each spare block in FIG. Can be smaller.
[0108]
FIG. 6 is a circuit diagram showing details of an example of the determination circuit 30 of FIG.
Referring to FIG. 6, determination circuit 30 includes two-input EXNOR circuits 32-34, two-input AND circuits 35, 37, 39, 40, a three-input AND circuit 36, and a two-input OR circuit 38.
[0109]
In this configuration, the two-input EXNOR circuits 32-34 respectively include a row address signal A <m + n: 0> and a fuse latch, similarly to the two-input EXNOR circuits 20, 21 of the determination circuit (A) 11 shown in FIG. When the address information FA <m + n: m + 1>, FB <m + n: m + 1>, and FC <m: 0> of the defective memory cells stored in the groups (A) to (C) are received by the input node, a match comparison operation is performed. And outputs a signal corresponding to the result of the match comparison to the output node.
[0110]
Next, the output signals of the result of the match comparison of the two-input EXNOR circuits 32 to 34 are input to the first input nodes of the two-input AND circuits 35 and 37 or the three-input AND circuit 36 at the subsequent stage, respectively.
[0111]
The second input nodes of the two-input AND circuits 35 and 37 and the three-input AND circuit 36 respectively have a spare row block (A) enable signal FAE, a spare row block (B) enable signal FBE, and a spare row (C) enable. The signal FCE is input.
[0112]
An output signal FAECC is output from an output node of the two-input AND circuit 35 as a result of a logical product of the output signal of the result of the match comparison of the two-input EXNOR circuit 32 and the spare row block (A) enable signal FAE.
[0113]
The output signal FAECC is input to the first input node of the two-input AND circuit 39 and is also input to the first input node of the two-input OR circuit 38.
[0114]
Similarly, an output signal FBECC is output from the output node of the two-input AND circuit 37 as a result of the logical product of the output signal of the result of the match comparison of the two-input EXNOR circuit 34 and the spare row block (B) enable signal FBE. Is input to a first input node of a two-input AND circuit 40 and is input to a second input node of a two-input OR circuit 38.
[0115]
The two-input OR circuit 38 calculates the logical sum of the output signal FAECC and the output signal FBECC, and outputs the calculation result as the output signal FABE.
[0116]
When the output signal FABE is input to the third input node of the three-input AND circuit 36, the output signal FABE is logically connected between the output signal of the result of the match comparison from the aforementioned two-input EXNOR circuit 33 and the spare row (C) enable signal FCE. The product is calculated.
[0117]
Further, the output signal of the operation result of the three-input AND circuit 36 is output as a spare decoder (C) enable signal SDEC for activating the decoder (C) 9 in FIG. The signals are input to the second input nodes of the circuits 39 and 40.
[0118]
In the above configuration, the output signal FAECC is such that the upper address A <m + n: m + 1> of the row address signal A <m + n: 0> matches the address FA <m + n: m + 1> of the defective memory cell A, and the output signal FAECC is spare. When the row block (A) enable signal FAE is at the "H" level, the signal is at the "H" level.
[0119]
On the other hand, in the output signal FBECC, the higher address signal A <m + n: m + 1> of the row address signal A <m + n: 0> matches the address FB <m + n: m + 1> of the defective memory cell B and the spare row block (B) This signal is at the “H” level when the enable signal FBE is at the “H” level.
[0120]
Therefore, the signal FABE output from the two-input OR circuit 38 as the result of the logical sum of the output signals FAECC and FBECC is at the “H” level if one of the two output signals is at the “H” level. It becomes.
[0121]
That is, when either the defective memory cell A or B in the normal memory cell is to be accessed, the output signal FABE indicates the “H” level.
[0122]
Further, the spare decoder (C) enable signal SDEC output from the three-input AND circuit 36 is a signal that goes to “H” level when any of the input signals is at “H” level. If the lower address <m: 0> of <m + n: 0> matches the lower address FC <m: 0> of the defective memory cell, and the spare row (C) enable signal FCE is at “H” level, the output is low. When the signal FABE is at the "H" level, it goes to the "H" level.
[0123]
That is, when either the spare row block (A) 2 or the spare row block (B) 3 is to be accessed instead of the defective memory cell A or B in the normal memory cell, the redundant memory If the cell is further defective, spare decoder (C) enable signal SDEC goes to "H" level to indicate access to spare row (C) instead of the redundant memory cell row including the redundant memory cell, and the decoder ( C) 9 will be activated.
[0124]
At this time, the spare decoder (A) enable signal SDEA and the spare decoder (B) enable signal SDEB output from the two-input AND circuits 39 and 40 are the spare decoder (C) whose logic level is inverted to "L". Upon receiving the enable signal SDEC, the level becomes “L” level, and the decoder (A) 7 and the decoder (B) 8 are deactivated.
[0125]
Further, when the spare decoder enable signals SDEA, SDEB and SDEC are input to the three-input OR circuit 31 in FIG. 5, the logical sum of the three signals is calculated, and the "H" level normal element disable signal NED To stop the row selecting operation of the decoder 7.
[0126]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, a semiconductor memory device has a redundant configuration in which a plurality of spare row blocks are repaired by one spare row, thereby maintaining a high repair efficiency and Since the circuit scale of the spare row and the associated fuse latch group and determination circuit can be reduced, it is possible to further suppress an increase in the circuit area due to the redundant configuration.
[0127]
[Embodiment 3]
FIG. 7 is a circuit diagram showing details of an example of the fuse latch group (A) 14 in FIG.
[0128]
Referring to FIG. 7, fuse latch group (A) 14 includes fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) 41 for programming each address bit of upper address information FA <m + n: m + 1> of the defective memory cell. -1,. . . 41-n and a fuse latch circuit (FLAE) 42 for programming a spare row block (A) enable signal FAE.
[0129]
Note that the fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) 41-1,. . . 41-n are provided corresponding to each of the defective address bits FA (m + 1) to FA (m + n), and fuse elements FS43-1,... For programming address information for each defective address bit. . . 43-n.
[0130]
The fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) 41-1,. . . Each input node of 41-n and fuse latch circuit (FLAE) 42 is connected to the output node of reset signal SFC generation circuit 18 for initializing fuse latch group (A) 14, and the output node has two inputs. The NAND circuits 45-1,. . . 45-n, 46-n.
[0131]
Here, the reset signal SFC is supplied to the fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) 41-1,. . . A reset signal SFC is generated based on the power-on reset signal POR output from the POR (power-on reset) circuit 19 shown in FIG. Generated by the circuit 18. The reset signal SFC indicates an “L” level during a certain period after turning on the external power supply (hereinafter, referred to as a “reset period”), and indicates an “H” level during a normal operation period.
[0132]
In the present embodiment, the reset signal SFC is generated based on the power-on reset signal POR. However, a reset signal SFC generation circuit may be independently provided outside, and may be directly input from there. This is the same as the operation and effect of the present embodiment described below.
[0133]
In the above configuration, the fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) 41-1,. . . When the reset signal SFC at the “H” level is input during the normal operation period, the fuse elements FS43-1,. . . By selecting cutting / non-cutting of 43-n, 1-bit program information is stored in a non-volatile manner, and program signals FAC1 to FACn of a level corresponding to the program information are generated.
[0134]
When the “H” level reset signal SFC is input, the fuse latch circuit (FLAE) 42 cuts the fuse element FS44 in accordance with whether or not the spare row block (A) 2 in FIG. / Non-cut, and activate / inactive information of the spare row block (A) 2 is stored in a nonvolatile manner to generate a program signal FACE.
[0135]
Next, the program signals FAC1 to FACn and FACE are supplied to the fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) 41-1,. . . 41-n and two-input NAND circuits 45-1,... Connected to respective output nodes of a fuse latch circuit (FLAE) 42. . . 45-n and 46 are input to the first input nodes.
[0136]
The two-input NAND circuits 45-1,. . . The “H” level reset signal SFC is input to each of the second input nodes 45-n and 46-n.
[0137]
Thereby, the two-input NAND circuits 45-1,. . . 45-n and 46 calculate the logical product of the program signals FAC1 to FACn and FACE and the reset signal SFC, and as the calculation result, FA (m + 1) to FA (m + n) which are information of each address bit and a spare row block. (A) Output enable signal FAE.
[0138]
FIG. 8 is a circuit diagram showing details of an example of a fuse latch circuit constituting the fuse latch group (A) 14 of FIG.
[0139]
Note that the fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn), (FLAE) 41-1,. . . Since 41-n and 42-n have the same configuration, only one of the fuse latch circuits (FLA1) 41-1 will be described as an example.
[0140]
Referring to FIG. 8, a fuse latch circuit (FLA1) 41-1 includes a pulse generation circuit 60, a fuse element FS43-1, a P-channel MOS transistor 61, an N-channel MOS transistor 62, a transfer gate 64, It comprises inverters 65-69.
[0141]
An input node of fuse latch circuit (FLA1) 41-1 is connected to an input node of pulse generating circuit 60, and an output node of pulse generating circuit 60 is connected to a P-channel MOS transistor 61 and an N-channel MOS transistor 62 constituting a CMOS inverter. Connected to gate.
[0142]
The source of P-channel MOS transistor 61 is connected to external power supply node 63, and fuse element FS43-1 is connected between the source of N-channel MOS transistor 62 and the ground node.
[0143]
Fuse element FS43-1 is uncut and conductive in the initial state, and irreversibly changes to a non-conductive state when blown by an external blow input or the like. As a result, when fuse element FS43-1 is conductive, the source of N-channel MOS transistor 62 is electrically coupled to the ground node. The source of transistor 62 is electrically disconnected from the ground node.
[0144]
Transfer gate 64 is connected between the drain of P channel MOS transistor 61 and the input node of the latch circuit including inverters 67 and 68. Transfer gate 64 receives an inverted signal of output signal ISFC of pulse generation circuit 60 via inverter 65 and output signal ISFC via inverters 65 and 66, and electrically connects the output node of the CMOS inverter and the input node of the latch circuit. To combine.
[0145]
The output node of the latch circuit including inverters 67 and 68 is connected to inverter 69, and the output node of inverter 69 is connected to the output node of fuse latch circuit 41.
[0146]
In this configuration, when the reset signal SFC is input to the pulse generation circuit 60, one pulse waveform ISFC is generated and output from the pulse generation circuit 60.
[0147]
Next, when the output signal ISFC is input to the subsequent CMOS inverter, the output signal ISFC is output as a signal NI whose logic level is inverted.
[0148]
Here, transfer gate 64 is turned on when the logic level of output signal ISFC is "L", and transmits signal NI to a latch circuit including inverters 67 and 68.
[0149]
Finally, when the output signal of the latch circuit is input to the inverter 69, its logic level is inverted to generate a program signal FAC1, which is output from the output node of the fuse latch circuit 41-1 not shown.
[0150]
FIG. 9 is an operation waveform diagram of each output signal in the fuse latch circuit (FLA1) 41-1.
[0151]
Referring to FIG. 9, reset signal SFC (a) input to fuse latch circuit 41-1, signal ISFC (b) generated by pulse generation circuit 60, and signal ISFC are output via a CMOS inverter. FIG. 7 shows waveform diagrams of signals NI (c) and (e) and signals FAC1 (d) and (f) output from inverter 69 after signal NI is transmitted from transfer gate 64 to the latch circuit.
[0152]
In response to the change of the reset signal SFC in FIG. 9A from the reset period (corresponding to “L” level) to the normal operation state (corresponding to “H” level), the output signal IFC of the pulse generation circuit 60 becomes In the reset period, one pulse is generated at the voltage level that has been at the “H” level, and transitions to the “H” level again after falling to the “L” level for a predetermined period (FIG. 9B).
[0153]
In response to this, as shown in FIG. 9C, the signal NI is at either the “H” level or the “L” level during the reset period, but the signal ISFC that has transitioned to the “L” level is at the subsequent stage. The logic level is inverted by the CMOS inverter, and thereby the state transits to the “H” level.
[0154]
Further, the signal NI passes through the transfer gate 64 which is turned on after the signal ISFC at the "L" level is input, and is held at the "H" level in the latch circuit.
[0155]
Here, when the potential of the pulse in the signal ISFC changes from the “L” level to the “H” level, a change in the voltage level of the signal NI is shown below depending on whether the fuse element FS43-1 is cut or not cut. It follows two processes.
[0156]
When the fuse element FS43-1 is not cut and is in a conductive state, the electric potential of the signal NI held at the “H” level is equal to the electric charge between the N-channel MOS transistor 62 of the CMOS inverter and the fuse element FS43-1. As shown in FIG. 9 (c), the signal changes to the “L” level because the signal is pulled out to the ground node via the switch.
[0157]
At this time, the program signal FAC1 output via the output node of the inverter 69 transitions from “H” level to “L” level in response to the transition of the potential of the signal NI (FIG. 9D).
[0158]
On the other hand, when the fuse element FS43-1 is cut by an external blow input or the like and changes from the conductive state to the non-conductive state, the potential of the signal NI held at the “H” level becomes the fuse element FS43-1. Since the charge is not extracted from the N-channel MOS transistor 62 separated from the ground node by the disconnection of -1, the "H" level is maintained as shown in FIG.
[0159]
Receiving this, program signal FAC1 output via the output node of inverter 69 also holds "H" level (FIG. 9 (f)).
[0160]
As a result, in the normal operation state, the program signal FAC1 output from the fuse latch circuit (FLA1) 41-1 holds the “H” level due to the cutting of the fuse element FS43-1. The “L” level is maintained by the disconnection.
[0161]
Therefore, the fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn), (FLAE) 41-1,. . . From 41-n and 42-n, program signals FAC1 to FACn and FACE which become “H” level when the internal fuse element FS is cut and become “L” level when not blown are output, respectively, and a two-stage NAND circuit at the subsequent stage 45-1,. . . The logic levels are inverted and input to first input nodes 45-n and 46-n, respectively.
[0162]
On the other hand, as described above, the two-input NAND circuits 45-1,. . . The “H” level reset signal SFC is input to the second input nodes 45-n and 46 in the normal operation state.
[0163]
Therefore, receiving the two signals, the two-input NAND circuits 45-1,. . . Defective address bit information FA (m + 1) to FA (m + n) and spare row block (A) enable signal FAE output from 45-n and 46-n respectively reflect the logic levels of program signals FAC1 to FACn and FACE as they are. It will be. For example, if the program signal FAC1 is at "H" level, the information FA (m + 1) of the defective address bit is at "H" level, and if the program signal FAC1 is at "L" level, FA (m + 1) is at "L" level. Level.
[0164]
Therefore, defective address bit information FA (m + 1) to FA (m + n) and spare row block (A) enable signal FAE are connected to fuse element FS43-1 in the normal operation state (reset signal SFC corresponds to "H" level). ,. . . 43-n and 44 are cut to "H" level, and the fuse elements FS43-1,. . . Since the level is set to “L” level when 43-n and 43- are not cut, the upper address FA <m + n: m + 1> of the defective memory cell is nonvolatile by selecting cutting / non-cutting of the corresponding fuse element FS. Can be stored.
[0165]
On the other hand, during the reset period (the reset signal SFC corresponds to the “L” level), the two-input NAND circuits 45-1,. . . The signals FA (m + 1) to FA (m + n) output from the output nodes 45-n and 46 and the spare row block (A) enable signal FAE have no relation to the logic levels of the program signals FAC1 to FACn and FACE. , Is always set to the “H” level.
[0166]
This means that the "L" level reset signal SFC is supplied to the two-input NAND circuits 45-1,. . . 45-n and 46-n, the logical level of the upper address FA <m + n: m + 1> of the address information of the defective memory cell and the spare row block (A) enable signal FAE is changed to the fuse element FS43-. 1,. . . 43-n and 44 can always be set to the "H" level regardless of whether the connection is cut or not.
[0167]
Therefore, if this reset signal SFC is used in fuse latch group (A) 14, an operation test of spare row block (A) 2 can be performed without cutting fuse element FS, as described below. , The address information of the redundant defective memory cell to be stored in the fuse latch group (C) 15 can be obtained.
[0168]
First, a test entry signal TE is input from a test entry signal generation circuit (not shown) to the reset signal SFC generation circuit 18 shown in FIG. 7 in order to enter the test mode during the reset period.
[0169]
At this time, when the test entry signal TE is input to the reset signal SFC generation circuit 18, the mode shifts to the test mode, and the logic level of the reset signal SFC, which is the "L" level, is fixed at "L".
[0170]
Therefore, in the test mode, the address information FA (m + 1) to FA (m + n) of the upper address bits and the spare row block (A) enable signal FAE are all set to the “H” level by the “L” level reset signal SFC. Is set to.
[0171]
Next, a row address signal A <m + n: 0> that sets all the upper addresses A <m + n: m + 1> to the “H” level is input from outside.
[0172]
As a result, the spare row block (A) 2 is designated as an access target instead of the normal memory cell.
[0173]
Therefore, spare row block (A) 2 is replaced with a normal memory cell and operates, and data can be written and read in the same manner as a normal memory cell.
[0174]
Further, by sequentially switching the lower row address signals A <m: 0>, the redundant memory cells of the spare row block (A) are successively accessed and an operation test is performed, so that a defect in the spare row block (A) is performed. Cells can be detected.
[0175]
As described above, according to the third embodiment, in the test mode, by using the reset signal SFC, the fuse latch group holds the address information of the predetermined logic level independent of the cutting / uncutting of the fuse element. Therefore, by setting the address of the predetermined logical level as an access target, it becomes possible to perform an operation test on the spare row block without cutting the fuse element, thereby simplifying the operation test. And cost is reduced.
[0176]
[Embodiment 4]
FIG. 10 is a circuit diagram showing details of an example of the fuse latch group (A) 14 and the fuse latch group (B) 16 in FIG.
[0177]
In a semiconductor memory device having a redundant configuration including a plurality of spare row blocks, an operation test on a spare row block described in the third embodiment is performed by changing the configuration of a fuse latch group corresponding to each spare row block. In each spare row block, the operation can be performed without cutting the fuse element FS.
[0178]
This time, an example in which an operation test is performed on spare row block (A) 2 and spare row block (B) 3 in the semiconductor memory device shown in FIG. 2 of the first embodiment will be described.
[0179]
Referring to FIG. 10, (a) shows a circuit configuration of fuse latch group (A) 14, and (b) shows a circuit configuration of fuse latch group (B) 16.
[0180]
The fuse latch group (A) 14 in FIG. 10A has the same configuration as the fuse latch group (A) 14 shown in FIG. 7 in the semiconductor memory device of the third embodiment.
[0181]
The fuse latch group (B) 16 in FIG. 10B has basically the same configuration as the fuse latch group (A) 14, and the upper address FB <m + n: m + 1> of the address information of the defective memory cell. Of the fuse latch circuits (FLB1) to (FLBn) 47-1,. . . 47-n and a fuse latch circuit (FLBE) 48 for programming a spare row block (B) enable signal FBE.
[0182]
The fuse latch circuits (FLB1) to (FLBn), (FLBE) 47-1,. . . Each input node of 47-n and 48 is connected to the output node of reset signal SFC generation circuit 18.
[0183]
Here, similarly to the fuse latch group (A) 14 of (a), the fuse latch circuits (FLB2) to (FLBn) and (FLBE) 47-2,. . . 47-n, 48-n are connected to two-input NAND circuits 51-2,. . . 51-n and 52 are connected to first input nodes.
[0184]
On the other hand, the output node of the fuse latch circuit (FLB1) 47-1 is connected to the two-input NAND circuit 45-1 while the output node of the fuse latch circuit (FLA1) 41-1 in FIG. It differs in that it is connected to the input AND circuit 51-1.
[0185]
Therefore, when the program signal FBC1 from the fuse latch circuit (FLB1) 47-1 is input to the first input node and the reset signal SFC is input to the second input node, the two-input AND circuit 51-1 An output signal FB (m + 1) is output as a logical product of the two signals.
[0186]
In the normal operation state (the reset signal SFC corresponds to the “H” level), the program signal FBC1 from the fuse latch circuit (FLB1) 47-1 cuts the fuse element FS49-1 similarly to the aforementioned program signal FAC1. And the signal FB (m + 1) output from the two-input AND circuit 51-1 disconnects the fuse element FS49-1. To an "H" level, and to an "L" level when the fuse element FS49-1 is not cut.
[0187]
Therefore, by selecting cutting / non-cutting of the corresponding fuse element FS49-1, the address information FB (m + 1) of the defective address bit can be stored in a nonvolatile manner.
[0188]
On the other hand, when the reset signal SFC is at the “L” level, the output signal FB (m + 1) of the two-input AND circuit 51-1 has no relation to the logic level of the program signal FBC1, and is always set to the “L” level. .
[0189]
That is, when the reset signal SFC is at the “L” level, the signal FB (m + 1) output from the output node of the two-input AND circuit 51-1 is “L” regardless of whether the fuse element FS49-1 is cut or not. ”Level, and the two-input NAND circuits 51-2,. . . Signals FB (m + 2) to FB (m + n) and FBE output from 51-n and 52-n are all set to "H" level.
[0190]
This is because the “L” level reset signal SFC is supplied to the two-input AND circuit 51-1 and the two-input NAND circuits 51-2,. . . 51-n and 52-52, the logical level of the upper address FB <m + n: m + 1> and the spare row block (B) enable signal FBE in the address information of the defective memory cell is changed to the fuse element FS49-. 1,. . . This means that FB (m + 1) = “L”, FB (m + 2) to FB (m + n) = “H”, and FBE = “H” can be set regardless of whether 49-n or 50 is cut or not.
[0191]
Therefore, similarly to the operation test on the spare row block (A) described in the third embodiment, in the test mode, the reset signal SFC is fixed at the “L” level by the test entry signal TE, and the upper address is externally supplied. If a row address signal A <m + n: 0> in which A (m + 1) of A <m + n: m + 1> is set to the “L” level and A (m + 2) to A (m + n) are all set to the “H” level, , Spare row block (B) 3 can be designated as an access target instead of a normal memory cell.
[0192]
Therefore, data can be written to and read from spare row block (B) 3 in the same manner as normal memory cells. Therefore, by sequentially switching lower row address signals A <m: 0>, The operation test can be performed by sequentially accessing the redundant memory cells of the spare row block (B) 3.
[0193]
The method of performing the operation test of each spare row block in the semiconductor memory device including the spare row block (A) 2 and the spare row block (B) 3 has been described above.
[0194]
Further, in a semiconductor memory device composed of two or more spare row blocks, in each fuse latch group, different combinations of a two-input AND circuit and a two-input NAND circuit are set to different upper addresses. Therefore, an operation test can be performed on a corresponding spare row block by sequentially designating the respective upper addresses as objects to be accessed.
[0195]
As described above, according to the fourth embodiment, the configuration of the logic circuit is mutually changed between the fuse latch groups corresponding to each of the plurality of spare row blocks, so that the individual fuse latch Since different address information can be held in the group by using the reset signal SFC, if the different address information is sequentially designated as an access target, a plurality of address information can be stored without disconnection of the fuse element. An operation test can be performed on the spare row block.
[0196]
[Embodiment 5]
FIG. 11 is a block diagram for extracting and explaining a portion related to a redundant configuration in the semiconductor memory device of the fifth embodiment.
[0197]
Referring to FIG. 11, the semiconductor memory device decodes normal memory cell array 1 and a row address signal RA <m + n: 0> (= RA (m + n) to RA (0)) to select a memory cell row. And a column decoder 71 that decodes a column address signal CA <p + q: 0> (= CA (p + q) to CA (0) (p, q: natural number)) to select a memory cell column. Spare row block (A) 2 composed of redundant memory cells for row repair of defective memory cells, and spare column composed of redundant memory cells for column repair of defective memory cells. A block (B) 75, a row decoder (A) 72 and a column decoder (B) 74 for selecting the spare row block (A) 2 and the spare column block (B) 75. , A spare row (C) 4 composed of redundant memory cells for repairing a defective redundant memory cell in spare row block (A) 2, and a defective redundant row in spare column block (B) 75. Spare column (D) 76 composed of redundant memory cells for relieving memory cells, row decoder (C) 73 and column decoder (D) for selecting spare row (C) 4 and spare column (D) 76 ) 77.
[0198]
The semiconductor memory device of the configuration of FIG. 11 has a configuration in which the semiconductor memory device of the first embodiment shown in FIG. 2 rescues a defective memory cell in the word line direction, whereas the semiconductor memory device of the first embodiment shown in FIG. (Row rescue) and bit line rescue (column rescue).
[0199]
This is because if replacement is performed in only one direction, a defective memory cell may not be able to be completely repaired. Therefore, by providing both the row repair and the column repair, the repair efficiency is improved. It is a thing.
[0200]
Furthermore, the spare latches (A) 14 and (C) 15 for programming the row address information relating to the defective memory cell are compared with the row address signal RA <m + n: 0>, and the spare row is executed. A determination circuit (A) 11 for accessing the block (A) 2 and the spare row (C) 4 is provided.
[0201]
Further, the semiconductor memory device compares the fuse latch group (B) 16 and the fuse latch group (D) 17 for programming column address information relating to the defective memory cell with the column address signal CA <p + q: 0>. A determination circuit (B) 12 for executing and accessing the spare column block (B) 75 and the spare column (D) 76 is provided.
[0202]
Here, similarly to the semiconductor memory device of the first embodiment, the fuse latch group (A) 14 corresponds to the upper address of the row address information FA <m + n: 0> of the memory cell row including the defective memory cell. FA <m + n: m + 1> is programmed.
[0203]
In the fuse latch group (C) 15, FA <m: 0> corresponding to the lower address of the row address information FA <m + n: 0> of the redundant memory cell row including the defective redundant memory cell is programmed. .
[0204]
On the other hand, in the fuse latch group (B) 16, FB <p + q: p + 1 corresponding to the upper address of the column address information FB <p + q: 0> (= FB (p + q) to FB (0)) including the defective memory cell > Has been programmed.
[0205]
In the fuse latch group (D) 17, FB <q: 0> corresponding to the lower address of the column address information FB <p + q: 0> of the memory cell column including the defective redundant memory cell is programmed.
[0206]
In the relief circuit having the above configuration, the row address signal RA <m + n: 0> input from the outside is input to the row decoder 70 and also to the determination circuit (A) 11 in parallel.
[0207]
Further, the address information FA <m + n: m + 1> of the defective memory cell row and the spare row block (A) enable signal FAE output from the fuse latch group (A) 14 are input to the determination circuit (A). .
[0208]
Further, from the fuse latch group (C) 15, address information FC <m: 0> of the defective redundant memory cell and a spare row (C) enable signal FCE are input.
[0209]
Similarly, in addition to the external column address signal CA <p + q: 0>, the address information FB <p + q: p + 1 of the defective memory cell column output from the fuse latch group (B) 16 is supplied to the determination circuit (B). > And spare column block (B) enable signal FBE.
[0210]
Further, address information FD <p: 0> of the defective redundant memory cell column in spare column block (B) 75 and spare column (D) enable signal FDE are input from fuse latch group (D) 17. .
[0211]
Next, the determination circuit (A) 11 performs a match comparison operation between the row address signal RA <m + n: 0> and the address information FA <m + n: m + 1> and FC <m: 0> of the defective memory cell row. The spare decoder (A) enable signal SDEA and the spare decoder (C) enable signal SDEC for executing the row selecting operation are output to the row decoder (A) 72 and the row decoder (C) 73 as the match comparison result. .
[0212]
Similarly, determination circuit (B) 12 performs a comparison operation between column address signal CA <p + q: 0> and address information FB <p + q: p + 1> and FD <p: 0> of the defective memory cell column. As a result of the match comparison, column decoder (B) 74 and column decoder (D) 77 output spare decoder (B) enable signal SDEB and spare decoder (D) enable signal SDED for executing a column selection operation, respectively. I do.
[0213]
Further, spare decoder (A) enable signal SDEA and spare decoder (C) enable signal SDEC are input to corresponding row decoder (A) 72 and row decoder (C) 73 and input to two-input OR circuit 79. Is done.
[0214]
From the output node of the two-input OR circuit 79, a normal element disable signal NEDRD activated when one of the spare decoder (A) enable signal SDEA and the spare decoder (C) enable signal SDEC is activated. Is output.
[0215]
As a result, the row decoder 70 is deactivated by the activated normal element disable signal NEDRD, and stops the row selection operation.
[0216]
On the other hand, spare decoder (B) enable signal SDEB and spare decoder (D) enable signal SDED are input to corresponding column decoder (B) 74 and column decoder (D) 77 and input to two-input OR circuit 78. Is done.
[0217]
A normal element disable signal NEDCD, which is activated by activating one of the spare decoder (B) enable signal SDEB and the spare decoder (D) enable signal SDED, is output from the output node of the two-input OR circuit 78. Then, column decoder 71 is deactivated and stops the column selection operation.
[0218]
Therefore, the semiconductor memory device of FIG. 11 is provided with a redundant configuration including the row rescue and the column rescue from the semiconductor memory device of the first embodiment, so that the rescue efficiency can be further improved, and the yield can be reduced. It can be further improved.
[0219]
Further, similarly to the semiconductor memory device of the first embodiment, the fuse latch group (A) 14 and the fuse latch group (C) 15 each include upper or lower addresses of the address information for specifying the defective memory cell row. The fuse latch group (B) 16 and the fuse latch group (D) 17 may store only the upper or lower address of the address information specifying the defective memory cell column. Therefore, it is possible to suppress an increase in the circuit scale due to the redundant configuration.
[0220]
As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, a redundant configuration including a row rescue and a column rescue is provided, and a spare row and a spare column for replacing and reparing a spare row block and a spare column block are provided. Efficiency can be further increased.
[0221]
Further, since only the upper address or the lower address of the address information of the defective memory cell needs to be stored in each spare, it is possible to suppress an increase in circuit area due to the redundant configuration.
[0222]
Embodiment 6
FIG. 12 is a circuit diagram showing details of an example of fuse latch group (A) 14 and fuse latch group (B) 16 in the semiconductor memory device of the fifth embodiment shown in FIG.
[0223]
In the sixth embodiment, the operation test shown in the third embodiment is executed for each of the spare row block and the spare column block in the semiconductor memory device having the redundant configuration including the row repair and the column repair shown in FIG. The configuration of the fuse latch group for performing the operation will be described.
[0224]
Referring to FIG. 12, fuse latch group (A) 14 has a higher address FA <m + n: m + 1> in the row address information of the defective memory cell, similarly to fuse latch group (A) 14 shown in FIG. Fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) 41-1,. . . 41-n and a fuse latch circuit (FLAE) 42 for programming a spare row block (A) enable signal FAE.
[0225]
Further, the fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) 41-1,. . . 41-n and the output node of the fuse latch circuit (FLAE) 42 are connected to two-input NAND circuits 45-1,. . . 45-n, 46-n.
[0226]
Fuse latch group (B) 16 has the same configuration as fuse latch group (B) 16 shown in FIG. 10, but in order to perform column relief, upper address FB <p + q of column address information of defective memory cells: p + 1>, the fuse latch circuits (FLB1) to (FLBq) 82-1,. . . 82-q, and a fuse latch circuit (FLBE) 83 for programming the spare column block B enable signal FBE.
[0227]
Further, the fuse latch circuits (FLB1) to (FLBq), (FLBE) 82-1,. . . 82-q, 83 have 2-input AND circuits 84-1,. . . 84-q, 85 are connected to the first input nodes.
[0228]
Output nodes of the reset signal SFC generation circuit 18 are connected to the fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) and (FLAE) 41-1,. . . 41-n, 42-n, and are connected to the fuse latch circuits (FLB1) to (FLBq), (FLBE) 82-1,. . . 82-q, 83 are connected to the input nodes.
[0229]
The output node of the reset signal SFC generation circuit 18 further has two input NAND circuits 45-1,. . . 45-n, 46-n, and the two-input NAND circuits 84-1,. . . 84-q, 85 are connected to the second input nodes.
[0230]
An output node of the reset signal SFC generation circuit 18 is further connected to first input nodes of two-input OR circuits 86 and 88.
[0231]
In the two-input OR circuit 86, a reset signal SFC is input to a first input node, and a control signal RSCL is input to a second input node.
[0232]
Here, the control signal RSCL is a signal for selecting whether to perform row rescue or column rescue for a defective memory cell. During normal operation, the spare row block (A) enable signal FAE and spare column block (B) enable signal FBE are activated / deactivated independently of each other regardless of the level of control signal RSCL. In the mode, as will be described later, in response to the "H" / "L" level input of the control signal RSCL, one of them is activated and the other is inactivated. Thereby, either spare row block (A) 2 or spare column block (B) 75 can be selectively activated, and an operation test can be performed on the selected spare.
[0233]
When receiving the reset signal SFC and the control signal RCSL, the two-input OR circuit 86 outputs a row control signal RSL as an operation result of a logical sum of the two signals.
[0234]
The row control signal RSL is input to the second input node of the two-input NAND circuit 46 in the fuse latch group (A) 14, and the logic level is inverted through the inverter 87, so that the two-input OR circuit 88 Is input to the second input node.
[0235]
When the reset signal SFC and the row selection signal RSL whose logic level is inverted are input, the two-input OR circuit 88 outputs a column control signal CSL as an operation result of a logical sum of the two signals.
[0236]
The column control signal CSL is input to a second input node of the two-input NAND circuit 85 in the fuse latch group (B) 16.
[0237]
The operation test of the spare row block (A) 2 and the spare column block (B) 75 in the semiconductor memory device provided with the fuse latch group (A) 14 and the fuse latch group (B) 16 having the above configuration is as follows. It is performed according to the procedure shown.
[0238]
First, when a test entry signal is input to the reset signal SFC generation circuit 18 during the reset period after the external power supply voltage is turned on, the test mode is entered and the reset signal SFC is fixed at a logic level "L". You.
[0239]
Next, the “L” level reset signal SFC is output from the fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn) 41-1,. . . 41-n, 2-input NAND circuits 45-1,. . . 45-n, the output signal FA (m + 1) set to the "H" level without depending on whether the fuse element FS (not shown) is cut or not cut, as described in the third embodiment. To FA (m + n) are output.
[0240]
On the other hand, the reset signal SFC at the “L” level is output from the fuse latch circuits (FLB1) to (FLBn) 82-1,. . . 82-q and two-input NAND circuit 85, output signals FB (p + 1),. . . FB (p + q) is output.
[0241]
In parallel with this, the control signal RCSL is input to the two-input OR circuit 86 together with the reset signal SFC at the “L” level.
[0242]
Here, when the control signal RCSL is at “H” level, the “H” level row selection signal RSL is output from the two-input OR circuit 86.
[0243]
Further, an “L” level reset signal SFC is input to the fuse latch circuit (FLAE) 42 in the fuse latch group (A) 14, and an “H” level row selection signal RSL is input to the two-input NAND circuit 46. Is done.
[0244]
Therefore, in two-input NAND circuit 46, program signal FACE set to “L” level in response to uncut fuse element FS (not shown) from fuse latch circuit (FLAE) 42 and row selection of “H” level Upon receiving signal RSL, spare row block (A) enable signal FAE at "L" level is output.
[0245]
On the other hand, the two-input OR circuit 88 receives the row selection signal RSL inverted to the “L” level by the inverter 87 and the “L” level reset signal SFC, and receives the “L” level column selection signal. Output CSL.
[0246]
Therefore, an “L” level reset signal SFC is input to fuse latch circuit (FLBE) 83 in fuse latch group (B) 16, and “L” level column selection signal CSL is input to 2-input NAND circuit 85. As a result, 2-input NAND circuit 85 outputs an “H” level spare column block (B) enable signal.
[0247]
That is, in response to the input of control signal RSCL at "H" level, spare row block (A) enable signal FAE is set to "L" level, and spare column block (B) enable signal FBE is set to "H" level. , The spare row block (A) 2 is deactivated, while the spare column block (B) 75 is activated.
[0248]
When the control signal RSCL at the “L” level is input, the opposite is true, the spare row block (A) enable signal FAE is set to the “H” level, and the spare column block (B) enable signal FBE is set. Is set to the “L” level, the spare row block (A) 2 is activated, while the spare column block (B) 75 is deactivated.
[0249]
When an operation test is to be performed on spare column block (B) 75 based on the above results, control signal RSCL at “H” level is input to activate spare column block (B) 75 in the test mode. By instructing access to address information FB <p + q: p + 1> output from fuse latch group (B) 16, data can be written / read to / from spare column block (B) 75 in the same manner as a normal memory cell. By sequentially switching the lower column address signals CA <p: 0>, the redundant memory cells of the spare column block (B) 75 can be sequentially accessed and executed.
[0250]
On the other hand, when an operation test is performed on spare row block (A) 2, inputting “L” level control signal RCSL in test mode activates spare row block (A) 2. , And instructs access to address information FA <m + n: m + 1> output from fuse latch group (A) 14, and redundant memory cells in spare row block (A) 2 by lower order row address signal RA <m: 0>. This can be done by accessing the rows sequentially.
[0251]
As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, in a semiconductor memory device having a redundant configuration including row rescue and column rescue, control signal RCSL for selecting activation / inactivation of spare row block and spare column block is provided. By inputting, an operation test for each spare can be performed.
[0252]
Embodiment 7
In a semiconductor memory device having a redundant configuration for performing row rescue and column rescue, as shown in FIG. 12 of the sixth embodiment, a fuse latch group in a rescue circuit activates / deactivates a spare row block and a spare column block. By inputting a control signal RCSL for selecting a spare, an operation test can be performed for each spare.
[0253]
However, on the other hand, in the configuration of FIG. 12, only one of the spares is selected and activated such that spare row block (A) 2 is inactivated when spare column B75 is activated. Therefore, in the intersection area 80 between the spare row block (A) 2 and the spare column block (B) 75 shown by the hatched area in FIG. 11, the control signal RCSL is set to either “H” or “L”. Since it is not activated even at the logic level, an operation test cannot be performed.
[0254]
Therefore, by providing the control signal RCSL independently for the spare row block and the spare column block, it is possible to perform an operation test also on the intersection area 80 indicated by oblique lines.
[0255]
FIG. 13 is a circuit diagram showing details of an example of the fuse latch group (A) 14 and the fuse latch group (B) 16 of the semiconductor memory device according to the seventh embodiment.
[0256]
Referring to FIG. 13, the fuse latch group of the seventh embodiment is different from the fuse latch group of FIG. 12 in that the selection of activation / inactivation of spare row block (A) 2 and spare column block (B) 75 is performed. It differs in that it has input means for a row control signal RCSLR and a column control signal RCSLC for independent operation, and the fuse latch group (A) 14 and the fuse latch group (B) 16 have the same configuration. Will not be described again.
[0257]
In the configuration shown in FIG. 13, in the test mode, row control signal RCSLR for selecting activation / inactivation of spare row block (A) 2 is a two-input OR signal together with reset signal SFC fixed at “L” level. The signal is input to the circuit 89.
[0258]
Here, when row control signal RCSLR is at “H” level, 2-input OR circuit 89 outputs a row selection signal RSL at “H” level.
[0259]
As a result, the “L” level reset signal SFC is input to the fuse latch circuit (FLAE) 42 in the fuse latch group (A) 14, and the “H” level row selection signal RSL is input to the two-input NAND circuit 46. Is entered.
[0260]
Therefore, in two-input NAND circuit 46, program signal FACE set to “L” level in response to uncut fuse element FS (not shown) from fuse latch circuit (FLAE) 42 and row selection of “H” level Upon receiving signal RSL, spare row block (A) enable signal FAE at "L" level is output.
[0261]
On the other hand, when row control signal RCSLR is at “L” level, 2-input OR circuit 89 outputs a row selection signal RSL at “L” level.
[0262]
Accordingly, the fuse latch circuit (FLAE) 42 in the fuse latch group (A) 14 receives the “L” level reset signal SFC, and the two-input NAND circuit 46 receives the “L” level row selection signal RSL. As a result, the two-input NAND circuit 46 outputs an "H" level spare row block (A) enable signal FAE.
[0263]
That is, in the test mode, spare row block (A) enable signal FAE attains an “L” level in response to “H” level row control signal RCSLR, and spare row block (A) 2 is inactivated. , Spare row block (A) 2 is activated since spare row block (A) enable signal FAE attains “H” level in response to row control signal RCSLR of “L” level.
[0264]
Therefore, when an operation test is performed on spare row block (A) 2, spare row block (A) 2 is activated by inputting “L” level row control signal RCSLR in the test mode. , And instructs access to address information FA <m + n: m + 1> output from fuse latch group (A) 14, and redundant memory cells in spare row block (A) 2 by lower order row address signal RA <m: 0>. This can be done by accessing the rows sequentially.
[0265]
The above is the operation test on the spare row block (A) 2 using the row control signal RCSLR. Similarly, the operation test on the spare column block (B) 75 is performed similarly to the activation / deactivation of the spare column block (B) 75. By inputting the column control signal RCSLC for selecting inactivation to the two-input OR circuit 90, it is possible to perform the operation independently.
[0266]
More specifically, in test mode, spare column block (B) enable signal FBE attains an L level in response to an H level column control signal RCSLC, so that spare column block (B) 75 is inactivated. , Spare column block (B) 75 is activated since spare column block (B) enable signal FBE attains an H level according to column control signal RCSLC at an L level.
[0267]
Therefore, in the operation test of spare column block (B) 75, in the test mode, column control signal RCSLC of "L" level is input to activate spare column block B75, and output of fuse latch group (B) 16 If the address information FB <p + q: p + 1> to be accessed is designated as an access target, execution is performed by sequentially accessing the redundant memory cell rows in the spare column block (B) 75 by the lower column address signal CA <p: 0>. be able to.
[0268]
As a result, the operation test of spare row block (A) 2 and spare column block (B) 75 can be performed by individually controlling row control signal RCSLR and column control signal RCSLC.
[0269]
Further, if both row control signal RCSLR and column control signal RCSLC are set to “L” level, both spare row block (A) 2 and spare column block (B) 75 are activated, and FIG. The intersection area 80 can be activated.
[0270]
Therefore, when an access is instructed to intersection area 80, an operation test can be performed, and defective redundant memory cells in intersection area 80 can be detected.
[0271]
As described above, according to the seventh embodiment of the present invention, in a semiconductor memory device having a redundant configuration including a row rescue and a column rescue, control for independently selecting activation / inactivation of a spare row block and a spare column block. By inputting signals RCSLR and RCSLC, it is possible to perform an operation test on an intersection region between a spare row block and a spare column block.
[0272]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0273]
【The invention's effect】
As described above, according to one aspect of the present invention, when a defective redundant memory cell in a spare row block that replaces and repairs a defective memory cell is to be accessed, the defective redundant memory cell is further replaced by a spare row. Since the replacement relief is performed, the relief efficiency can be increased, and the yield can be improved.
[0274]
Furthermore, since the spare row block and the fuse latch circuit corresponding to the spare row only need to store only the upper address or the lower address of the address information of the defective memory cell, the circuit scale of the repair circuit can be reduced. Thus, an increase in circuit area due to the redundant configuration can be suppressed.
[0275]
In addition, by relieving a plurality of spare row blocks with one spare row, a high rescue efficiency can be maintained, and the spare row, the fuse latch group associated therewith, and the circuit scale of the determination circuit can be reduced. It is possible to further suppress an increase in circuit area.
[0276]
Further, by using both the row rescue and the column rescue, and using a configuration of a rescue circuit provided with a spare row and a spare column for each of the spare row block and the spare column block, the rescue efficiency can be further enhanced. Since the fuse latch group for each spare stores only the upper address or the lower address, it is possible to suppress an increase in area due to the redundant configuration.
[0277]
According to another aspect of the present invention, in the test mode, if the reset signal SFC is used, the fuse latch group can hold address information of a predetermined logic level independent of cutting / uncutting of the fuse element. Since it is possible to perform the operation test on the spare row block without cutting the fuse element by making the address of the predetermined logic level an access target, the operation test can be simplified and the cost can be reduced. It becomes.
[0278]
Furthermore, by mutually changing the configuration of the logic circuit between the fuse latch groups corresponding to each of the plurality of spare row blocks, in the test mode, the individual fuse latch groups use the reset signal SFC to perform mutual operation. Since address information of different logical levels can be held in the memory device, if addresses of different logical levels are sequentially specified as targets of access, the operation for a plurality of spare row blocks can be performed without cutting the fuse element. Testing can be performed.
[0279]
Further, in a semiconductor memory device having a redundant configuration including row repair and column repair, an operation test for each spare is performed by inputting a control signal RCSL for selecting activation / inactivation of a spare row block and a spare column block. Can do it.
[0280]
Further, by inputting control signals RCSLR and RCSLC for independently selecting the activation / inactivation of the spare row block and the spare column block, an operation test on an intersection region between the spare row block and the spare column block can be performed. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a portion of a memory cell array in a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram for extracting and explaining a portion related to a redundant configuration in the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a circuit diagram showing details of an example of a determination circuit (A) in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram for comprehensively explaining the operation of the memory in the semiconductor memory device according to the first embodiment;
FIG. 5 is a block diagram for extracting and explaining a portion related to a redundant configuration in a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating details of an example of a determination circuit of FIG. 5;
FIG. 7 is a circuit diagram showing details of an example of a fuse latch group (A) in FIG. 2;
8 is a circuit diagram showing details of an example of a fuse latch circuit forming the fuse latch group (A) of FIG. 7;
9 is an operation waveform diagram of each output signal in the fuse latch circuit of FIG.
FIG. 10 is a circuit diagram showing details of an example of a fuse latch group (A) and a fuse latch group (B) in FIG. 2;
FIG. 11 is a block diagram for extracting and explaining a portion related to a redundant configuration in a semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the present invention;
12 is a circuit diagram showing details of an example of a fuse latch group (A) and a fuse latch group (B) in FIG. 11;
FIG. 13 is a circuit diagram showing details of an example of a fuse latch group (A) and a fuse latch group (B) in the semiconductor memory device of the seventh embodiment.
FIG. 14 is a principle explanatory diagram for explaining a rescue method in an example of a conventional semiconductor memory device.
[Explanation of symbols]
1 normal memory cell array, 2 spare row blocks (A), 3 spare row blocks (B), 4 spare rows (C), 5 spare rows (D), 6 decoders, 7 decoders (A), 8 decoders (B), 9 decoders (C), 10 decoders (D), 11 decision circuits (A), 12 decision circuits (B), 134 input OR circuits, 14 fuse latch groups (A), 15 fuse latch groups (C), 16 fuse latch groups (B), 17 fuse latch group (D), 18 reset signal SFC generation circuit, 19 power-on reset circuit, 20, 21, 32 to 342 two-input EXNOR circuit, 22, 24, 35, 37, 39, 40, 51 -1 2-input AND circuit, 23, 36 3-input AND circuit, 30 judgment circuit, 31 3-input OR circuit, 38, 78, 79, 86, 88, 89, 90 2-input Power OR circuits, 41-1,. . . 41-n fuse latch circuits (FLA1) to (FLAn), 42 fuse latch circuits (FLAE), 43-1,. . . 43-n, 44, 49-1,. . . 49-n, 50 fuse elements FS, 45-1,. . . 45-n, 46, 51-2,. . . 51-n, 52, 84-1,. . . 84-q, 85 2-input NAND circuits, 47-1,. . . 47-n fuse latch circuits (FLB1) to (FLBn), 48 fuse latch circuits (FLBE), 60 pulse generation circuits, 61 P-channel MOS transistors, 62 N-channel MOS transistors, 63 external power supply nodes, 64 transfer gates, 65 to 65 69, 87 inverter, 70 row decoder, 71 column decoder, 72 row decoder (A), 73 row decoder (C), 74 column decoder (B), 75 spare column block (B), 76 spare column (D), 77 Column decoder (D), 80 Intersecting areas of spare row block (A) 2 and spare column block (B) 75, 82-1,. . . 82-q fuse latch circuits (FLB1) to (FLBq), 83 fuse latch circuits (FLBE), 100 first address storage circuit, 101 first redundancy decoder, 102 second address storage circuit, 103 second redundancy decoder.

Claims (11)

複数のメモリセルと、
前記複数のメモリセルの中に生じた不良メモリセルをブロック単位で置換救済するための第1の冗長回路と、
前記第1の冗長回路の中に生じた不良冗長メモリセルを行または列単位で置換救済するための第2の冗長回路と、
前記不良メモリセルがアクセスの対象に指定された場合に、前記第1の冗長回路または前記第2の冗長回路のいずれか一方を選択的に活性化させるための冗長制御回路とを備え、
前記冗長制御回路は、
前記第1の冗長回路に対応して配置され、前記不良メモリセルを特定するアドレス情報のうち、上位アドレスを記憶する第1のプログラム回路と、
前記第2の冗長回路に対応して配置され、前記不良冗長メモリセルを特定するアドレス情報のうち、下位アドレスを記憶する第2のプログラム回路と、
前記第1のプログラム回路の記憶する前記不良メモリセルの上位アドレスが前記アクセス対象に指定された場合に、前記第1の冗長回路を活性化し、
前記第1の冗長回路が活性化された場合に、前記第2のプログラム回路の記憶する前記不良メモリセルの下位アドレスが前記アクセス対象に指定されると、前記第2の冗長回路を活性化するとともに、前記第1の冗長回路を非活性化するための判定回路とを含む、半導体記憶装置。
A plurality of memory cells,
A first redundancy circuit for replacing and repairing a defective memory cell generated in the plurality of memory cells in block units;
A second redundant circuit for replacing and replacing a defective redundant memory cell generated in the first redundant circuit in a unit of row or column;
A redundancy control circuit for selectively activating one of the first redundancy circuit and the second redundancy circuit when the defective memory cell is designated as an access target;
The redundancy control circuit,
A first program circuit arranged corresponding to the first redundant circuit and storing an upper address of address information for specifying the defective memory cell;
A second program circuit arranged corresponding to the second redundant circuit and storing a lower address of address information specifying the defective redundant memory cell;
Activating the first redundant circuit when an upper address of the defective memory cell stored in the first program circuit is designated as the access target;
When the first redundant circuit is activated and the lower address of the defective memory cell stored in the second program circuit is designated as the access target, the second redundant circuit is activated. And a determination circuit for inactivating the first redundant circuit.
前記判定回路は、
前記上位アドレスと、前記アクセス対象を示すためのアドレス信号との一致比較動作を行ない、第1の一致/不一致の判定信号を出力する第1の比較回路と、
前記下位アドレスと、前記アクセス対象を示すためのアドレス信号との一致比較動作を行ない、第2の一致/不一致の判定信号を出力する第2の比較回路と、
前記第1および第2の一致/不一致の判定信号を受けて、前記第1および第2の冗長回路の活性化/非活性化を選択する手段とを含み、
前記第2の比較回路は、前記第1の比較回路から、前記第1の一致判定信号を受けると、一致比較動作を行なって前記第2の一致/不一致判定信号を出力し、
前記選択手段は、前記第1の一致判定信号を受けるとともに前記第2の一致判定信号を受けると、前記第1の冗長回路を非活性化するとともに、前記第2の冗長回路を活性化させる、請求項1に記載の半導体記憶装置。
The determination circuit includes:
A first comparison circuit that performs a match comparison operation between the upper address and an address signal for indicating the access target, and outputs a first match / mismatch determination signal;
A second comparison circuit that performs a match comparison operation between the lower address and an address signal for indicating the access target, and outputs a second match / mismatch determination signal;
Means for receiving the first and second match / mismatch determination signals and selecting activation / inactivation of the first and second redundant circuits,
The second comparison circuit, upon receiving the first match determination signal from the first comparison circuit, performs a match comparison operation and outputs the second match / mismatch determination signal;
The selection means, when receiving the first match determination signal and the second match determination signal, deactivates the first redundant circuit and activates the second redundant circuit. The semiconductor memory device according to claim 1.
前記第1のプログラム回路は、
前記不良メモリセルの上位アドレスを構成するn(n:自然数)ビットからなる不良アドレスビットを特定するアドレス情報を不揮発的に記憶するためのn個の第1のプログラム素子と、
前記第1の冗長回路を活性化するイネーブル信号を不揮発的に記憶するための第2のプログラム素子と、
前記第1および第2のプログラム素子の記憶情報を前記判定回路に出力するための(n+1)個の第1の論理素子とを備え、
前記第2のプログラム回路は、
前記不良メモリセルの下位アドレスを構成するm(m:自然数)ビットからなる不良アドレスビットを特定するアドレス情報を不揮発的に記憶するためのm個の第3のプログラム素子と、
前記第2の冗長回路を活性化するイネーブル信号を不揮発的に記憶するための第4のプログラム素子と、
前記第3および第4のプログラム素子の記憶情報を前記判定回路に出力するための(m+1)個の第2の論理素子とを備える、請求項1に記載の半導体記憶装置。
The first program circuit includes:
N first program elements for nonvolatilely storing address information that specifies n (n: natural number) bits of defective address bits forming an upper address of the defective memory cell;
A second program element for nonvolatilely storing an enable signal for activating the first redundant circuit;
(N + 1) first logic elements for outputting storage information of the first and second program elements to the determination circuit,
The second program circuit includes:
M number of third program elements for nonvolatilely storing address information for specifying a defective address bit composed of m (m: natural number) bits constituting a lower address of the defective memory cell;
A fourth program element for nonvolatilely storing an enable signal for activating the second redundant circuit;
2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: (m + 1) second logic elements for outputting storage information of said third and fourth program elements to said determination circuit.
前記第1および第2のプログラム回路は、さらに、
外部電源電圧投入時において、前記第1〜4のプログラム素子の記憶内容を初期化するためのリセット信号を前記第1〜4のプログラム素子および前記第1〜2の論理素子のそれぞれに入力する手段とを備え、
前記リセット信号は、
外部電源電圧投入後所定の期間においては第1の論理レベルとなって、前記第1〜4のプログラム素子の記憶内容を初期化し、前記所定の期間経過後においては第2の論理レベルとなって通常動作状態に移行し、
前記第1および第3のプログラム素子は、前記第2の論理レベルのリセット信号が入力されると、前記不良アドレスビットを特定するアドレス情報を記憶し、
前記第2および第4のプログラム素子は、前記第2の論理レベルのリセット信号が入力されると、前記第1および第2の冗長回路を活性化するイネーブル信号を記憶する、請求項3に記載の半導体記憶装置。
The first and second program circuits further include:
Means for inputting a reset signal for initializing the stored contents of the first to fourth program elements to each of the first to fourth program elements and the first and second logic elements when an external power supply voltage is applied With
The reset signal is
At a predetermined period after the external power supply voltage is turned on, the first logic level is attained, the storage contents of the first to fourth program elements are initialized, and after the predetermined period has passed, the second logic level is attained. Transition to normal operation state,
The first and third program elements store address information specifying the defective address bit when the reset signal of the second logic level is input,
4. The second and fourth program elements according to claim 3, wherein when the reset signal of the second logic level is input, an enable signal for activating the first and second redundant circuits is stored. Semiconductor storage device.
前記第1および第2の論理素子は、前記第2の論理レベルのリセット信号が入力されると、前記第1および第3のプログラム素子の記憶する前記不良アドレスビットを特定するアドレス情報と、第2および第4のプログラム素子の記憶する前記第1および第2の冗長回路を活性化するイネーブル信号とを前記判定回路に出力する、請求項4に記載の半導体記憶装置。When the first and second logic elements receive the reset signal of the second logic level, the first and second logic elements include address information specifying the defective address bits stored in the first and third program elements, and 5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein an enable signal for activating said first and second redundancy circuits stored in second and fourth program elements is output to said determination circuit. 前記第2のプログラム回路に記憶される前記不良冗長メモリセルを特定するアドレス情報を求めるためのテストモード手段をさらに備え、
前記テストモード手段エントリ時において、前記第1のプログラム回路の記憶する所定の上位アドレスをアクセス対象に指定して、前記第1の冗長回路を活性化し、前記第1の冗長回路内の冗長メモリセルを特定する下位アドレスを順次アクセスの対象に指定して動作試験を行なう、請求項1に記載の半導体記憶装置。
Test mode means for obtaining address information for specifying the defective redundant memory cell stored in the second program circuit,
At the time of entry of the test mode means, a predetermined upper address stored in the first program circuit is designated as an access target to activate the first redundant circuit, and a redundant memory cell in the first redundant circuit is activated. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein an operation test is performed by sequentially designating lower addresses specifying the address as a target to be accessed.
前記第2のプログラム回路に記憶される前記不良冗長メモリセルを特定するアドレス情報を求めるためのテストモード手段をさらに備え、
前記テストモード手段は、
テストモードにエントリするためのテストエントリ信号の入力手段を備え、
前記第1のプログラム回路は、前記外部電源電圧投入後の所定の期間に前記テストエントリ信号が入力されると、前記リセット信号を第1の論理レベルに固定して前記第1の論理素子の各々に入力し、
前記第1の論理素子は、前記第1の論理レベルのリセット信号が入力されると、前記第1のプログラム素子の記憶する所定の上位アドレスを特定するアドレス情報および前記第2のプログラム素子の記憶する前記第1の冗長回路を活性化するイネーブル信号を前記判定回路に出力し、
前記判定回路は、前記所定の上位アドレスがアクセス対象に指定されると、前記第1の冗長回路を活性化し、前記第1の冗長回路内の冗長メモリセルを特定する下位アドレスを順次アクセスの対象に指定して動作試験を行なう、請求項4に記載の半導体記憶装置。
Test mode means for obtaining address information for specifying the defective redundant memory cell stored in the second program circuit,
The test mode means includes:
A test entry signal input means for entering a test mode;
When the test entry signal is input during a predetermined period after the external power supply voltage is turned on, the first program circuit fixes the reset signal to a first logic level and sets each of the first logic elements And enter
When the first logic element receives the reset signal of the first logic level, the first logic element stores address information for specifying a predetermined upper address stored in the first program element and storage of the second program element. And outputting an enable signal for activating the first redundant circuit to the determination circuit.
When the predetermined upper address is designated as an access target, the determination circuit activates the first redundant circuit, and sequentially accesses lower addresses specifying redundant memory cells in the first redundant circuit as access targets. 5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein an operation test is performed by designating the following.
前記所定の上位アドレスおよび前記第1の冗長回路を活性化するイネーブル信号は、前記第1の論理レベルのリセット信号によって一意的に特定され、前記第1および第2のプログラム素子の記憶情報に依存しない、請求項7に記載の半導体記憶装置。The predetermined upper address and an enable signal for activating the first redundant circuit are uniquely specified by the reset signal of the first logic level, and depend on storage information of the first and second program elements. 8. The semiconductor memory device according to claim 7, wherein said memory device is not used. 複数の前記第1の冗長回路に生じた前記不良冗長メモリセルを特定するアドレス情報を求めるためのテストモード手段をさらに備え、
前記テストモード手段エントリ時において、複数の前記第1の冗長回路の1つに対応する前記第1のプログラム回路の記憶する所定の上位アドレスを前記アクセス対象に指定することにより、前記複数の第1の冗長回路を順次活性化して、前記活性化された第1の冗長回路内の冗長メモリセルをアクセスの対象として動作試験を行なう、請求項6に記載の半導体記憶装置。
Test mode means for obtaining address information for specifying the defective redundant memory cell generated in the plurality of first redundant circuits,
At the time of entry of the test mode means, by specifying a predetermined upper address stored in the first program circuit corresponding to one of the plurality of first redundant circuits as the access target, 7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein said redundant circuits are sequentially activated, and an operation test is performed with the redundant memory cells in said activated first redundant circuit as access targets.
前記所定の上位アドレスは、前記複数の第1の冗長回路のそれぞれに対応する前記第1のプログラム回路において、相互に不一致に特定される、請求項9に記載の半導体記憶装置。10. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein said predetermined upper address is specified in a mismatch with each other in said first program circuit corresponding to each of said plurality of first redundant circuits. 前記複数の第1の冗長回路のそれぞれに対応する前記第1のプログラム回路において、一の第1のプログラム回路における前記第1の論理素子と、他の第1のプログラム回路における前記第1の論理素子とは相互に異なる、請求項10に記載の半導体記憶装置。In the first program circuit corresponding to each of the plurality of first redundancy circuits, the first logic element in one first program circuit and the first logic element in another first program circuit The semiconductor memory device according to claim 10, wherein said semiconductor memory device is different from said element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102360568A (en) * 2011-08-24 2012-02-22 北京兆易创新科技有限公司 Parallel asynchronous memory and data reading method thereof
JP2012083296A (en) * 2010-10-14 2012-04-26 Lapis Semiconductor Co Ltd Inspecting device and method
WO2023236268A1 (en) * 2022-06-10 2023-12-14 长鑫存储技术有限公司 Bit breakdown condition determining method and device

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