JP2004158069A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004158069A JP2004158069A JP2002320717A JP2002320717A JP2004158069A JP 2004158069 A JP2004158069 A JP 2004158069A JP 2002320717 A JP2002320717 A JP 2002320717A JP 2002320717 A JP2002320717 A JP 2002320717A JP 2004158069 A JP2004158069 A JP 2004158069A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- address
- memory
- defect
- semiconductor integrated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
- Dram (AREA)
Abstract
【課題】高速化と救済効率を高めた欠陥救済回路を備えたRAMマクロ等のメモリ回路を搭載した半導体集積回路装置を提供する。
【解決手段】RAMマクロ等のメモリ回路において、アドレスラッチ回路含むアドレス選択回路及び予備アレイや予備ビット線等を用いた第1欠陥救済回路をそれぞれが備えた複数のメモリバンクに対して、いずれかのバンクの特定のアドレスのメモリセルに代えて、読み出しと書き込みとを可能にしたレジスタ等からなる第2欠陥救済回路を設ける。
【選択図】 図2
【解決手段】RAMマクロ等のメモリ回路において、アドレスラッチ回路含むアドレス選択回路及び予備アレイや予備ビット線等を用いた第1欠陥救済回路をそれぞれが備えた複数のメモリバンクに対して、いずれかのバンクの特定のアドレスのメモリセルに代えて、読み出しと書き込みとを可能にしたレジスタ等からなる第2欠陥救済回路を設ける。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に複数のRAMマクロを持つ半導体集積回路装置の欠陥救済技術に利用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ノーマルバンク内の第1スペアエレメントと、更にノーマルバンクとは別に設けられるスペアバンク内の第2スペアエレメントとを有し、上記第2スペアエレメントを複数のノーマルバンク内の任意のバンクに選択的に割り当てるマルチバンク構成の半導体記憶装置が特開2001−143494公報に記載されている。各メモリアレイ専用の冗長メモリ回路とは別に設けられ、上記冗長メモリ回路のどちらか一方が完全に使用尽くされた時に、更に救済可能とするたとの共通冗長回路を有する半導体メモリ装置が特開2001−014885公報に記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−143494公報
【特許文献2】
特開2001−014885公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献1のバンクは、アドレス選択回路によりいずれか1つのバンクを選択してメモリアクセスを行うものであるので、ノーマルバンク内の第1スペアエレメントと、共通に設けられたスペアバンク内の第2スペアエレメントとの切り換えが可能であり、同様に特許文献2においても、アドレス選択回路によりいずれかのメモリアレイを選択してメモリアクセスを行うものであるので、メモリアレイの冗長メモリ回路と共通冗長回路との使い分けが可能である。しかしながら、高速動作等のために複数のメモリバンクをそれぞれ独立してアクセスしようとするときには、動作速度を損なわないような格別の配慮が必要になるものである。
【0005】
この発明の目的は、高速化と救済効率を高めた欠陥救済回路を備えた半導体集積回路装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、アドレスラッチ回路含むアドレス選択回路及び第1欠陥救済回路をそれぞれが備えた複数のメモリバンクに対して、いずれかのバンクの特定のアドレスのメモリセルに代えて、読み出しと書き込みとを可能にした第2欠陥救済回路を設ける。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1には、この発明に係る論理混載メモリ集積回路(半導体集積回路装置)の一実施例の基板配置図が示されている。この実施例の半導体集積回路装置は、公知の半導体技術により、1個の半導体基板上において形成される。特に制限されないが、この実施例の半導体集積回路装置は、コンピュータシステムの所定のボードに搭載されて例えばそのキャッシュメモリを構成する。
【0008】
図1において、本実施例の論理混載メモリ集積回路は、特に制限されないが、半導体基板CHIPの上辺側に配置される4個の回路ブロックつまりDRAMマクロセルDRAM0〜DRAM3と、下辺側に配置される4個の回路ブロックつまりDRAMマクロセルDRAM4〜DRAM7からなる合計8個のメモリバンクを備える。メモリバンク(DRAMマクロセル)のそれぞれは、後述するようにそれぞれが独立してメモリアクセスができるようにアドレスバッファ(ラッチ)を備える。
【0009】
論理混載メモリ集積回路は、さらに、各DRAMマクロセルの内側にそれぞれ配置される8個のSRAMマクロセルSRAM0〜SRAM7と、半導体基板CHIPの中央部に配置されるもう1個のSRAMマクロセルSRAM8とを備える。SRAMマクロセルSRAM0〜SRAM3ならびにSRAM4〜SRAM7の内側には、半導体基板CHIPの横の中心線に沿って、多数の入出力セルIOCが列状に配置され、これらの入出力セルIOC及びSRAMマクロセルの間には、図示されない多数のゲートアレイとチップ端子に対応するパッドPADとを含む論理部LCが配置される。論理部LCのゲートアレイは、ユーザ仕様に基づいて組み合わされ、所定の論理回路を構成する。また、パッドPADは、パッケージに形成された配線層を介して対応するバンプに結合される。
【0010】
上記入出力セルIOCを介した上記DRAMマクロセルDRAM0〜DRAM7に対するデータの入出力、つまり上記DRAMマクロセルDRAM0〜DRAM7に対する書き込みと読み出しは、上記SRAMマクロセルを介して行われる。このようなSRAMマクロセルを介在させてバッファとして使用することにより、高速なデータの書き込みと読み出しが可能にされる。データの記憶にDRAMマクロセルを用いることにより、大きな記憶容量を実現することができる。
【0011】
外部からは直接にはSRAM8に対して行われる。SRAM8に対してミスヒットのときには、SRAM0〜7のいずれかにアクセスし、更にミスヒットのときにはDRAM0〜7のいずれかにアクセスする。つまり、SRAM8が一時キャッシュとして動作し、SRAM0〜7が二次キャッシュとして動作し、DRAM0〜7が3次キャッシュとして動作する。これらのヒット/ミスヒットの判定等を行う制御動作は、キャッシュコントロール回路は論理回路LCにより行われる。
【0012】
この実施例では、上記DRAMマクロセルDRAM0〜DRAM7に対して共通に用いられる冗長レジスタREGが設けられる。つまり、上記DRAM0〜DRAM7からなるメモリバンクのそれぞれは、後述するような冗長回路を備えるが、冗長レジスタREGは、個々のメモリバンクに設けられた冗長回路では救済できないものの救済や、あるいは半導体集積回路装置に組み立てられた後の救済に用いられる。
【0013】
図2には、この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例の概略ブロック図が示されている。この実施例では、上記SRAMマクロセルを省略して信号の伝達経路が主として示されている。信号の伝達経路には、書き込みや読み出しのデータの他に、アドレス信号等のアドレス選択信号も含まれる。前記入出力回路を介して、半導体集積回路装置の外部とのデータの入出力及びアドレス入力が行われる。
【0014】
この入出力回路と前記メモリバンク(Bank0〜7)を構成する各DRAM0〜DRAM7との間は、冗長レジスタを介在させて行われる。冗長レジスタには、不良のバンクアドレス及びバンク内のメモリセルのアドレスを記憶する不良アドレス記憶回路とアドレス比較回路を含んでおり、記憶された不良アドレスに対するメモリアクセスを検出すると、メモリバンクに代えて冗長レジスタ内のデータレジスタに選択されて、書き込みや読み出し動作が行われる。上記記憶された不良アドレスとは異なるメモリアクセスであるときには、冗長レジスタをスルーして各メモリバンクにアドレスや書き込み動作なら書き込みデータが入力される。読み出し動作なら、メモリバンクから読み出されたデータが入出力回路に伝えられる。
【0015】
図3には、この発明に係る半導体集積回路装置の冗長レジスタとそれにそれに関連する回路の一実施例の概略ブロック図が示されている。同図は、冗長レジスタとそれに関連する回路との関係を説明するために、前記図2の関係する部分も合わせて示されている。
【0016】
論理回路部(LOGIC)部には、前記冗長レジスタが設けられる。冗長レジスタは、ヒューズ判定回路、共通レジスタ及びセレクタとから構成される。入出力回路は、外部端子(CHIP PIN)と論理ブロックにより表されている。前記のようなSRAMは、論理部に含まれると理解されたい。すなわち、SRAMマクロセルに該当するアドレスのデータが存在しない場合には、論理部から当該アドレスがセレクタに入力される。なお、半導体集積回路装置としてSRAMマクロは、必須のものではなく、上記入出力回路を通して直接にDRAMマクロをアクセスする構成でもよい。
【0017】
セレクタは、ヒューズ判定回路からの不良アドレスと論理部から入力されたアドレスとを比較する比較回路を含んでおり、一致検出結果により共通レジスタを選択する。もしも、不一致なら同図に示したチップ(CHIP)から見たDRAMアドレスパスのようにDRAM部にアドレス信号を伝え、DRAM部からそれに対応した読み出し信号を得る。特に制限されないが、論理部とは64ビットの単位でデータの入出力が行われるようにされる。それ故、共通レジスタは1つの不良アドレスに対して64ビット(レジスタ1セット) のデータの記憶を行うようにされる。
【0018】
上記共通レジスタは、SRAMマクロセルと同じメモリセルを用いて構成してもよし、フリップフロップ回路で構成してもよい。SRAMセルを用いる場合には、高集積回路で回路を実現できるが、ビット幅等が固定となってしまう。フリップフロップ回路で構成する場合、ゲートアレイをそのまま利用することができる。論理回路の設計時に合わせてビット幅も柔軟に設定可能となる。
【0019】
この実施例では、外部からのアドレスを判定して冗長レジスタで救済するか否の結果により、個々のメモリバンクをアクセスする構成であるために、冗長レジスタを全てのメモリバンクの救済に用いることができることの他、複数のメモリバンクに対してパンプライン的にアクセスする場合においても何ら不都合なく、欠陥救済を行うことが可能となる。
【0020】
図4には、上記DRAMマクロセル(メモリバンク)の一実施例のブロック図が示されている。各メモリバンクは、X,Yアドレスバッファ又はアドレスラッチを備える。これにより、1つのメモリバンクに対してアドレスを供給し、そのメモリ動作とは無関係に異なるメモリバンクに対して引き続きアドレスを供給することができる。つまり、DRAMではアドレスを入力してからデータが取り出すまでに時間がかかるので、複数のメモリバンクに対してパイプライン的にメモリアクセスを行うようにすることにより、個々のメモリバンクでの読み出し動作に費やされる時間をみかけ上ゼロにすることができる。
【0021】
この実施例では、特に制限されないが、メモリバンクは複数のセルアレイから構成される。特に制限されないが、セルアレイは、セルアレイの左右に設けられた128本のサブワードドライバ(DV)により全体で256本のサブワード線の選択が行われる。上記256本のサブワード線と256対のビット線の交差部にダイナミック型メモリセルが配置され、上下に設けられた128個ずつのセンスアンプにより増幅される。センスアンプはシェアードセンスアンプ方式とされ、隣接するメモリアレイに共通に用いられる。同様に、サブワードDVも隣接するメモリアレイのサブワード線の選択に共用される。
【0022】
上記正規のセルアレイと同様な冗長アレイが設けられる。この冗長アレイは、前記のような256本の冗長ワード線、256対の冗長ビット線を備えることとなる。このようなX,Y冗長に加えて、正規のサブアレイには、特に制限されないが、冗長ビット線を備える。それ故、ビット線不良は、個々の正規セルアレイ内で救済することも可能とされる。
【0023】
Xアドレスバッファに取り込まれたXアドレスは、一方でXプリデコーダ回路によりデコードされ、それと並行して上記XアドレスがX系FUSE(ヒューズ)に記憶させられた不良アドレスとアドレス比較回路で比較される。Xプリデコーダの出力信号は、正規用マットのXデコーダと冗長マット用のXデコーダに供給される。Yアドレスバッファに取り込まれたYアドレスは、Y系FUSE(ヒューズ)に記憶させられた不良アドレスとアドレス比較回路で比較され、前記X系の不良アドレスの一致情報とにより、正規マットを使うか冗長マットを使うかの判定が行われる。この判定結果により、正規マットでの救済か冗長マットでの救済かに対応したXデコーダ回路及びYデコーダ回路の動作が行われる。
【0024】
図5には、ヒューズ回路とアドレス比較回路の一実施例の回路図が示されている。ヒューズ回路は、ヒューズFUSEとPチャネルMOSFETQ9とNチャネルMOSFETQ10とが電源電圧VDDと回路の接地電位VSSとの間に直列に接続される。MOSFETQ9とQ10のゲートには、リセット信号RESETが供給される。上記MOSFETQ9とQ10の共通接続点の信号は、インバータ回路N4とN3からなるラッチ回路に入力される。インバータ回路N3は、帰還用のものでその出力インピーダンスがインバータ回路N4に比べて大きく設定されており、上記MOSFETQ9とQ10の接続点の電位に対応した信号を保持する。
【0025】
上記リセット信号RESETがハイレベルのときにはMOSFETQ10がオン状態となり、上記ラッチ回路にロウレベルの信号を入力する。上記リセット信号RESETをロウレベルに変化させると、NチャネルMOSFETQ10がオフ状態となり、PチャネルMOSFETQ9がオン状態になる。ヒューズFUSEが切断されていない状態では、ヒューズFUSEとオン状態のMOSFETQ9を通して電源電圧VDDのようなハイレベルが上記ラッチ回路に入力されるので、ラッチ回路は上記ハイレベルを保持するように反転する。ヒューズFUSEが切断された状態では、MOSFETQ9がオン状態となっても、上記電流経路が形成されないのでラッチ回路は上記ロウレベルを保持する。
【0026】
アドレス比較回路は、出力ノードPRFUと回路の接地電位との間に設けられたNチャネルのMOSFETQ1とQ2、Q3とQ4、Q5とQ6及びQ7とQ8により構成される。上記MOSFETQ1とQ5のゲートには、メモリアクセスにより外部から入力された非反転のアドレス信号RBXRTがインバータ回路N1を介して供給される。上記MOSFETQ3とQ7のゲートには、メモリアクセスにより外部から入力された反転のアドレス信号RBXRBがインバータ回路N2を通して供給される。上記非反転のアドレス信号RBXRTと反転のアドレス信号RBXRBは、相補アドレス信号である。上記MOSFETQ2とQ6のゲートには、前記ヒューズ回路で保持された非反転の不良アドレス信号RFSTが供給される。上記MOSFETQ4とQ8のゲートには、前記ヒューズ回路で保持された反転の不良アドレス信号RFSBが供給される。
【0027】
上記不良アドレス信号RFST,RFSBと外部から入力されたアドレス信号RBXRT,RBXRBのそれぞれ対応するものが一致したとき、上記4つの組み合わせのMOSFETのうち、いずれか少なくもと一方がオン状態になるために電流経路が形成されず、出力ノードがハイレベルのプリチャージレベルを維持する。これに対して、不一致のときにはMOSFETQ1とQ2、Q3とQ4、Q5とQ6及びQ7とQ8のいずれか1組が共にオン状態となり、上記出力ノードのプリチャージレベルをロウレベルに引き抜く。アドレス信号を構成する全ビット(例えば10ビット)について、全て一致のときに上記出力ノードがプリチャージレベルを維持して、比較一致出力を得ることができる。
【0028】
上記ヒューズFUSUは、特に制限されないが、半導体集積回路の最上層の配線層で形成された細い配線からなり、レーザー光線等のエネルギー線照射によって選択的に切断される。あるいは、上記配線をポリシリコンのような配線により構成し、上記MOSFETQ7、Q8に並列に比較的大きな電流を流すようなMOSFETを設け、かかるMOSFETをオン状態にして上記ポリシリコン等からなるヒューズ手段を溶断させるものであってもよい。
【0029】
上記FUSEラッチ回路及びアドレス比較回路は、上記個々のメモリバンクの欠陥救済回路に用いられるものの他、前記図2や図3で示した冗長レジスタのヒューズ判定回路に用いられる。上記電気的にヒューズ手段を切断させる構成は、上記冗長レジスタに設けられるヒューズ判定回路に有益である。上記電気的に切断可能なヒューズ回路は、レーザー光線等により切断させるヒューズ回路に比べて大きな面積を必要とするので、上記救済能力が小さな冗長レジスタに設けるようにしても、チップ全体に及ぼす影響は小さくできる。しかも、半導体チップを組み立てた後において発生した不良の救済にも上記冗長レジスタを用いることができる。
【0030】
図6には、この発明に係る半導体集積回路装置のプローブ検査時での欠陥救済方法を説明するためのフローチャート図が示されている。ステップ(1)は、DRAMマクロ0(メモリバンク0)に対して、X系冗長エリアテスト、Y系冗長エリアテスト、X,Y冗長エリアテスト及び本体(正規回路)エリアテストを実施し、それぞれの不良アドレスを登録(Fail Address log)する。救済判定では、救済アルゴリズム(1)により、上記正規回路の不良アドレスに対して、冗長エリアの不良アドレスに対応した予備セルを使用しないようにして予備セル、予備ワード線や予備ビット線に置き換える。
【0031】
ステップ(2)では、前記ステップ(1)と同じことな次のマクロ1に対しても実施する。ステップ(3)では、残りのマクロの個数分だけ上記同様な動作を繰り返す。ステップ(4)において、全て救済可能であると判定されたなら、次のテストに移行する。
【0032】
ステップ(5)において、上記各マクロでの救済不可能とされたとき、救済不能とされた不良アドレス(Fail Address log)もとに、ステップ(6)において、共通レジスタにて置き換えが可能か判定して不良アドレスに対して共通レジスタに置き換えるという救済アルゴリズム(2)を実施する。ステップ(7)において、上記共通レジスタでの置き換え可能と判定されたなら、次のテストへ移行する。上記冗長レジスタに設けられる救済セット数を超える不良があると、ステップ(8)にて救済不可能と判定されて当該チップに対するプローブ検査(P検)が終了する。
【0033】
上記冗長レジスタに設けられるヒューズ判定回路を電気的に切断可能なものを用いることにより、半導体集積回路装置の組み立て完了後のバーンインやエージング等の加速試験で発生した不良についても救済が可能となる。これにより、製品歩留りを高くすることができる。
【0034】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。上記冗長レジスタに設けられるシューズ判定回路に用いられるヒューズ手段は、EPROM等のような不揮発性記憶素子を用いるものであってもよい。2層ゲート構造のEPROMは製造プロセスを複雑にするので、単層ゲート構造のEPROMを用いるとCMOSプロセスで形成することができる。
【0035】
半導体集積回路装置に設けられる複数のメモリバンクは、前記のようなDRAMマクロセルからなるもの他、SRAMマクロセルからなるものであってもよい。また、前記図1のSRAMマクロセルを省略してDRAMマクロセルを外部から直接にメモリアクセスを行うようにするものであってもよい。この発明は、独立してメモリアクセスが行われる多メモリバンクを備えた半導体集積回路装置の欠陥救済技術に広く利用することができる。
【0036】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。アドレスラッチ回路含むアドレス選択回路及び第1欠陥救済回路をそれぞれが備えた複数のメモリバンクに対して、いずれかのバンクの特定のアドレスのメモリセルに代えて、読み出しと書き込みとを可能にした第2欠陥救済回路を設けることにより、高速化と救済効率を高めた欠陥救済回路を備えた多バンクメモリを備えた半導体集積回路装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る論理混載メモリ集積回路の一実施例を示す基板配置図である。
【図2】この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例を示す概略ブロック図である。
【図3】この発明に係る半導体集積回路装置の冗長レジスタとそれにそれに関連する回路の一実施例を示す概略ブロック図である。
【図4】図1のDRAMマクロセルの一実施例を示すブロック図である。
【図5】この発明に用いられるヒューズ回路とアドレス比較回路の一実施例を示す回路図である。
【図6】この発明に係る半導体集積回路装置のプローブ検査時での欠陥救済方法を説明するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
CHIP…半導体基板(チップ)、DRAM0〜DRAM7…DRAMマクロセル、DFT…DFT回路、SRAM0〜SRAM7…SRAMマクロセル、LC…論理部、PAD…パッド、IOC…入出力セル、REG…冗長レジスタ、
Q1〜Q10…MOSFET、N1〜N5…インバータ回路。
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に複数のRAMマクロを持つ半導体集積回路装置の欠陥救済技術に利用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ノーマルバンク内の第1スペアエレメントと、更にノーマルバンクとは別に設けられるスペアバンク内の第2スペアエレメントとを有し、上記第2スペアエレメントを複数のノーマルバンク内の任意のバンクに選択的に割り当てるマルチバンク構成の半導体記憶装置が特開2001−143494公報に記載されている。各メモリアレイ専用の冗長メモリ回路とは別に設けられ、上記冗長メモリ回路のどちらか一方が完全に使用尽くされた時に、更に救済可能とするたとの共通冗長回路を有する半導体メモリ装置が特開2001−014885公報に記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−143494公報
【特許文献2】
特開2001−014885公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献1のバンクは、アドレス選択回路によりいずれか1つのバンクを選択してメモリアクセスを行うものであるので、ノーマルバンク内の第1スペアエレメントと、共通に設けられたスペアバンク内の第2スペアエレメントとの切り換えが可能であり、同様に特許文献2においても、アドレス選択回路によりいずれかのメモリアレイを選択してメモリアクセスを行うものであるので、メモリアレイの冗長メモリ回路と共通冗長回路との使い分けが可能である。しかしながら、高速動作等のために複数のメモリバンクをそれぞれ独立してアクセスしようとするときには、動作速度を損なわないような格別の配慮が必要になるものである。
【0005】
この発明の目的は、高速化と救済効率を高めた欠陥救済回路を備えた半導体集積回路装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、アドレスラッチ回路含むアドレス選択回路及び第1欠陥救済回路をそれぞれが備えた複数のメモリバンクに対して、いずれかのバンクの特定のアドレスのメモリセルに代えて、読み出しと書き込みとを可能にした第2欠陥救済回路を設ける。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1には、この発明に係る論理混載メモリ集積回路(半導体集積回路装置)の一実施例の基板配置図が示されている。この実施例の半導体集積回路装置は、公知の半導体技術により、1個の半導体基板上において形成される。特に制限されないが、この実施例の半導体集積回路装置は、コンピュータシステムの所定のボードに搭載されて例えばそのキャッシュメモリを構成する。
【0008】
図1において、本実施例の論理混載メモリ集積回路は、特に制限されないが、半導体基板CHIPの上辺側に配置される4個の回路ブロックつまりDRAMマクロセルDRAM0〜DRAM3と、下辺側に配置される4個の回路ブロックつまりDRAMマクロセルDRAM4〜DRAM7からなる合計8個のメモリバンクを備える。メモリバンク(DRAMマクロセル)のそれぞれは、後述するようにそれぞれが独立してメモリアクセスができるようにアドレスバッファ(ラッチ)を備える。
【0009】
論理混載メモリ集積回路は、さらに、各DRAMマクロセルの内側にそれぞれ配置される8個のSRAMマクロセルSRAM0〜SRAM7と、半導体基板CHIPの中央部に配置されるもう1個のSRAMマクロセルSRAM8とを備える。SRAMマクロセルSRAM0〜SRAM3ならびにSRAM4〜SRAM7の内側には、半導体基板CHIPの横の中心線に沿って、多数の入出力セルIOCが列状に配置され、これらの入出力セルIOC及びSRAMマクロセルの間には、図示されない多数のゲートアレイとチップ端子に対応するパッドPADとを含む論理部LCが配置される。論理部LCのゲートアレイは、ユーザ仕様に基づいて組み合わされ、所定の論理回路を構成する。また、パッドPADは、パッケージに形成された配線層を介して対応するバンプに結合される。
【0010】
上記入出力セルIOCを介した上記DRAMマクロセルDRAM0〜DRAM7に対するデータの入出力、つまり上記DRAMマクロセルDRAM0〜DRAM7に対する書き込みと読み出しは、上記SRAMマクロセルを介して行われる。このようなSRAMマクロセルを介在させてバッファとして使用することにより、高速なデータの書き込みと読み出しが可能にされる。データの記憶にDRAMマクロセルを用いることにより、大きな記憶容量を実現することができる。
【0011】
外部からは直接にはSRAM8に対して行われる。SRAM8に対してミスヒットのときには、SRAM0〜7のいずれかにアクセスし、更にミスヒットのときにはDRAM0〜7のいずれかにアクセスする。つまり、SRAM8が一時キャッシュとして動作し、SRAM0〜7が二次キャッシュとして動作し、DRAM0〜7が3次キャッシュとして動作する。これらのヒット/ミスヒットの判定等を行う制御動作は、キャッシュコントロール回路は論理回路LCにより行われる。
【0012】
この実施例では、上記DRAMマクロセルDRAM0〜DRAM7に対して共通に用いられる冗長レジスタREGが設けられる。つまり、上記DRAM0〜DRAM7からなるメモリバンクのそれぞれは、後述するような冗長回路を備えるが、冗長レジスタREGは、個々のメモリバンクに設けられた冗長回路では救済できないものの救済や、あるいは半導体集積回路装置に組み立てられた後の救済に用いられる。
【0013】
図2には、この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例の概略ブロック図が示されている。この実施例では、上記SRAMマクロセルを省略して信号の伝達経路が主として示されている。信号の伝達経路には、書き込みや読み出しのデータの他に、アドレス信号等のアドレス選択信号も含まれる。前記入出力回路を介して、半導体集積回路装置の外部とのデータの入出力及びアドレス入力が行われる。
【0014】
この入出力回路と前記メモリバンク(Bank0〜7)を構成する各DRAM0〜DRAM7との間は、冗長レジスタを介在させて行われる。冗長レジスタには、不良のバンクアドレス及びバンク内のメモリセルのアドレスを記憶する不良アドレス記憶回路とアドレス比較回路を含んでおり、記憶された不良アドレスに対するメモリアクセスを検出すると、メモリバンクに代えて冗長レジスタ内のデータレジスタに選択されて、書き込みや読み出し動作が行われる。上記記憶された不良アドレスとは異なるメモリアクセスであるときには、冗長レジスタをスルーして各メモリバンクにアドレスや書き込み動作なら書き込みデータが入力される。読み出し動作なら、メモリバンクから読み出されたデータが入出力回路に伝えられる。
【0015】
図3には、この発明に係る半導体集積回路装置の冗長レジスタとそれにそれに関連する回路の一実施例の概略ブロック図が示されている。同図は、冗長レジスタとそれに関連する回路との関係を説明するために、前記図2の関係する部分も合わせて示されている。
【0016】
論理回路部(LOGIC)部には、前記冗長レジスタが設けられる。冗長レジスタは、ヒューズ判定回路、共通レジスタ及びセレクタとから構成される。入出力回路は、外部端子(CHIP PIN)と論理ブロックにより表されている。前記のようなSRAMは、論理部に含まれると理解されたい。すなわち、SRAMマクロセルに該当するアドレスのデータが存在しない場合には、論理部から当該アドレスがセレクタに入力される。なお、半導体集積回路装置としてSRAMマクロは、必須のものではなく、上記入出力回路を通して直接にDRAMマクロをアクセスする構成でもよい。
【0017】
セレクタは、ヒューズ判定回路からの不良アドレスと論理部から入力されたアドレスとを比較する比較回路を含んでおり、一致検出結果により共通レジスタを選択する。もしも、不一致なら同図に示したチップ(CHIP)から見たDRAMアドレスパスのようにDRAM部にアドレス信号を伝え、DRAM部からそれに対応した読み出し信号を得る。特に制限されないが、論理部とは64ビットの単位でデータの入出力が行われるようにされる。それ故、共通レジスタは1つの不良アドレスに対して64ビット(レジスタ1セット) のデータの記憶を行うようにされる。
【0018】
上記共通レジスタは、SRAMマクロセルと同じメモリセルを用いて構成してもよし、フリップフロップ回路で構成してもよい。SRAMセルを用いる場合には、高集積回路で回路を実現できるが、ビット幅等が固定となってしまう。フリップフロップ回路で構成する場合、ゲートアレイをそのまま利用することができる。論理回路の設計時に合わせてビット幅も柔軟に設定可能となる。
【0019】
この実施例では、外部からのアドレスを判定して冗長レジスタで救済するか否の結果により、個々のメモリバンクをアクセスする構成であるために、冗長レジスタを全てのメモリバンクの救済に用いることができることの他、複数のメモリバンクに対してパンプライン的にアクセスする場合においても何ら不都合なく、欠陥救済を行うことが可能となる。
【0020】
図4には、上記DRAMマクロセル(メモリバンク)の一実施例のブロック図が示されている。各メモリバンクは、X,Yアドレスバッファ又はアドレスラッチを備える。これにより、1つのメモリバンクに対してアドレスを供給し、そのメモリ動作とは無関係に異なるメモリバンクに対して引き続きアドレスを供給することができる。つまり、DRAMではアドレスを入力してからデータが取り出すまでに時間がかかるので、複数のメモリバンクに対してパイプライン的にメモリアクセスを行うようにすることにより、個々のメモリバンクでの読み出し動作に費やされる時間をみかけ上ゼロにすることができる。
【0021】
この実施例では、特に制限されないが、メモリバンクは複数のセルアレイから構成される。特に制限されないが、セルアレイは、セルアレイの左右に設けられた128本のサブワードドライバ(DV)により全体で256本のサブワード線の選択が行われる。上記256本のサブワード線と256対のビット線の交差部にダイナミック型メモリセルが配置され、上下に設けられた128個ずつのセンスアンプにより増幅される。センスアンプはシェアードセンスアンプ方式とされ、隣接するメモリアレイに共通に用いられる。同様に、サブワードDVも隣接するメモリアレイのサブワード線の選択に共用される。
【0022】
上記正規のセルアレイと同様な冗長アレイが設けられる。この冗長アレイは、前記のような256本の冗長ワード線、256対の冗長ビット線を備えることとなる。このようなX,Y冗長に加えて、正規のサブアレイには、特に制限されないが、冗長ビット線を備える。それ故、ビット線不良は、個々の正規セルアレイ内で救済することも可能とされる。
【0023】
Xアドレスバッファに取り込まれたXアドレスは、一方でXプリデコーダ回路によりデコードされ、それと並行して上記XアドレスがX系FUSE(ヒューズ)に記憶させられた不良アドレスとアドレス比較回路で比較される。Xプリデコーダの出力信号は、正規用マットのXデコーダと冗長マット用のXデコーダに供給される。Yアドレスバッファに取り込まれたYアドレスは、Y系FUSE(ヒューズ)に記憶させられた不良アドレスとアドレス比較回路で比較され、前記X系の不良アドレスの一致情報とにより、正規マットを使うか冗長マットを使うかの判定が行われる。この判定結果により、正規マットでの救済か冗長マットでの救済かに対応したXデコーダ回路及びYデコーダ回路の動作が行われる。
【0024】
図5には、ヒューズ回路とアドレス比較回路の一実施例の回路図が示されている。ヒューズ回路は、ヒューズFUSEとPチャネルMOSFETQ9とNチャネルMOSFETQ10とが電源電圧VDDと回路の接地電位VSSとの間に直列に接続される。MOSFETQ9とQ10のゲートには、リセット信号RESETが供給される。上記MOSFETQ9とQ10の共通接続点の信号は、インバータ回路N4とN3からなるラッチ回路に入力される。インバータ回路N3は、帰還用のものでその出力インピーダンスがインバータ回路N4に比べて大きく設定されており、上記MOSFETQ9とQ10の接続点の電位に対応した信号を保持する。
【0025】
上記リセット信号RESETがハイレベルのときにはMOSFETQ10がオン状態となり、上記ラッチ回路にロウレベルの信号を入力する。上記リセット信号RESETをロウレベルに変化させると、NチャネルMOSFETQ10がオフ状態となり、PチャネルMOSFETQ9がオン状態になる。ヒューズFUSEが切断されていない状態では、ヒューズFUSEとオン状態のMOSFETQ9を通して電源電圧VDDのようなハイレベルが上記ラッチ回路に入力されるので、ラッチ回路は上記ハイレベルを保持するように反転する。ヒューズFUSEが切断された状態では、MOSFETQ9がオン状態となっても、上記電流経路が形成されないのでラッチ回路は上記ロウレベルを保持する。
【0026】
アドレス比較回路は、出力ノードPRFUと回路の接地電位との間に設けられたNチャネルのMOSFETQ1とQ2、Q3とQ4、Q5とQ6及びQ7とQ8により構成される。上記MOSFETQ1とQ5のゲートには、メモリアクセスにより外部から入力された非反転のアドレス信号RBXRTがインバータ回路N1を介して供給される。上記MOSFETQ3とQ7のゲートには、メモリアクセスにより外部から入力された反転のアドレス信号RBXRBがインバータ回路N2を通して供給される。上記非反転のアドレス信号RBXRTと反転のアドレス信号RBXRBは、相補アドレス信号である。上記MOSFETQ2とQ6のゲートには、前記ヒューズ回路で保持された非反転の不良アドレス信号RFSTが供給される。上記MOSFETQ4とQ8のゲートには、前記ヒューズ回路で保持された反転の不良アドレス信号RFSBが供給される。
【0027】
上記不良アドレス信号RFST,RFSBと外部から入力されたアドレス信号RBXRT,RBXRBのそれぞれ対応するものが一致したとき、上記4つの組み合わせのMOSFETのうち、いずれか少なくもと一方がオン状態になるために電流経路が形成されず、出力ノードがハイレベルのプリチャージレベルを維持する。これに対して、不一致のときにはMOSFETQ1とQ2、Q3とQ4、Q5とQ6及びQ7とQ8のいずれか1組が共にオン状態となり、上記出力ノードのプリチャージレベルをロウレベルに引き抜く。アドレス信号を構成する全ビット(例えば10ビット)について、全て一致のときに上記出力ノードがプリチャージレベルを維持して、比較一致出力を得ることができる。
【0028】
上記ヒューズFUSUは、特に制限されないが、半導体集積回路の最上層の配線層で形成された細い配線からなり、レーザー光線等のエネルギー線照射によって選択的に切断される。あるいは、上記配線をポリシリコンのような配線により構成し、上記MOSFETQ7、Q8に並列に比較的大きな電流を流すようなMOSFETを設け、かかるMOSFETをオン状態にして上記ポリシリコン等からなるヒューズ手段を溶断させるものであってもよい。
【0029】
上記FUSEラッチ回路及びアドレス比較回路は、上記個々のメモリバンクの欠陥救済回路に用いられるものの他、前記図2や図3で示した冗長レジスタのヒューズ判定回路に用いられる。上記電気的にヒューズ手段を切断させる構成は、上記冗長レジスタに設けられるヒューズ判定回路に有益である。上記電気的に切断可能なヒューズ回路は、レーザー光線等により切断させるヒューズ回路に比べて大きな面積を必要とするので、上記救済能力が小さな冗長レジスタに設けるようにしても、チップ全体に及ぼす影響は小さくできる。しかも、半導体チップを組み立てた後において発生した不良の救済にも上記冗長レジスタを用いることができる。
【0030】
図6には、この発明に係る半導体集積回路装置のプローブ検査時での欠陥救済方法を説明するためのフローチャート図が示されている。ステップ(1)は、DRAMマクロ0(メモリバンク0)に対して、X系冗長エリアテスト、Y系冗長エリアテスト、X,Y冗長エリアテスト及び本体(正規回路)エリアテストを実施し、それぞれの不良アドレスを登録(Fail Address log)する。救済判定では、救済アルゴリズム(1)により、上記正規回路の不良アドレスに対して、冗長エリアの不良アドレスに対応した予備セルを使用しないようにして予備セル、予備ワード線や予備ビット線に置き換える。
【0031】
ステップ(2)では、前記ステップ(1)と同じことな次のマクロ1に対しても実施する。ステップ(3)では、残りのマクロの個数分だけ上記同様な動作を繰り返す。ステップ(4)において、全て救済可能であると判定されたなら、次のテストに移行する。
【0032】
ステップ(5)において、上記各マクロでの救済不可能とされたとき、救済不能とされた不良アドレス(Fail Address log)もとに、ステップ(6)において、共通レジスタにて置き換えが可能か判定して不良アドレスに対して共通レジスタに置き換えるという救済アルゴリズム(2)を実施する。ステップ(7)において、上記共通レジスタでの置き換え可能と判定されたなら、次のテストへ移行する。上記冗長レジスタに設けられる救済セット数を超える不良があると、ステップ(8)にて救済不可能と判定されて当該チップに対するプローブ検査(P検)が終了する。
【0033】
上記冗長レジスタに設けられるヒューズ判定回路を電気的に切断可能なものを用いることにより、半導体集積回路装置の組み立て完了後のバーンインやエージング等の加速試験で発生した不良についても救済が可能となる。これにより、製品歩留りを高くすることができる。
【0034】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。上記冗長レジスタに設けられるシューズ判定回路に用いられるヒューズ手段は、EPROM等のような不揮発性記憶素子を用いるものであってもよい。2層ゲート構造のEPROMは製造プロセスを複雑にするので、単層ゲート構造のEPROMを用いるとCMOSプロセスで形成することができる。
【0035】
半導体集積回路装置に設けられる複数のメモリバンクは、前記のようなDRAMマクロセルからなるもの他、SRAMマクロセルからなるものであってもよい。また、前記図1のSRAMマクロセルを省略してDRAMマクロセルを外部から直接にメモリアクセスを行うようにするものであってもよい。この発明は、独立してメモリアクセスが行われる多メモリバンクを備えた半導体集積回路装置の欠陥救済技術に広く利用することができる。
【0036】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。アドレスラッチ回路含むアドレス選択回路及び第1欠陥救済回路をそれぞれが備えた複数のメモリバンクに対して、いずれかのバンクの特定のアドレスのメモリセルに代えて、読み出しと書き込みとを可能にした第2欠陥救済回路を設けることにより、高速化と救済効率を高めた欠陥救済回路を備えた多バンクメモリを備えた半導体集積回路装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る論理混載メモリ集積回路の一実施例を示す基板配置図である。
【図2】この発明に係る半導体集積回路装置の一実施例を示す概略ブロック図である。
【図3】この発明に係る半導体集積回路装置の冗長レジスタとそれにそれに関連する回路の一実施例を示す概略ブロック図である。
【図4】図1のDRAMマクロセルの一実施例を示すブロック図である。
【図5】この発明に用いられるヒューズ回路とアドレス比較回路の一実施例を示す回路図である。
【図6】この発明に係る半導体集積回路装置のプローブ検査時での欠陥救済方法を説明するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
CHIP…半導体基板(チップ)、DRAM0〜DRAM7…DRAMマクロセル、DFT…DFT回路、SRAM0〜SRAM7…SRAMマクロセル、LC…論理部、PAD…パッド、IOC…入出力セル、REG…冗長レジスタ、
Q1〜Q10…MOSFET、N1〜N5…インバータ回路。
Claims (5)
- アドレスラッチ回路を含むアドレス選択回路及び第1欠陥救済回路をそれぞれが備えた複数のメモリバンクと、
上記複数のメモリバンクに対して共通に用いられ、いずれかのバンクの特定のアドレスのメモリセルに代えて、読み出しと書き込みとを可能にする第2欠陥救済回路とを備えてなることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項1において、
上記第1欠陥救済回路は、不良アドレスを記憶する第1ヒューズ手段と、この第1ヒューズ手段に記憶された不良アドレスと入力されたアドレス信号とを比較する第1アドレス比較回路と、この第1アドレス比較回路の比較一致出力に対応して不良メモリセルに代えて選択される予備メモリセルとを含み、
上記第2欠陥記憶回路は、バンクアドレスを含む不良アドレスを記憶する第2ヒューズ手段と、この第2ヒューズ手段に記憶された不良アドレスとバンクアドレスを含む入力されたアドレス信号とを比較する第2アドレス比較回路と、この第2アドレス比較回路の比較一致出力に対応してメモリバンクに代えて選択されるレジスタとを含むことを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項2において、
上記第1欠陥救済回路の予備メモリセルは、メモリバンクに設けられる正規メモリセルと同じ構造のメモリセルからなり、
上記第2欠陥救済回路のレジスタは、フリップフロップ回路からなることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項3において、
上記第2欠陥救済回路は、上記複数のメモリバンクのうち、上記第1欠陥救済回路での救済が不能となったメモリバンクの不良メモリセルの欠陥救済に用いられるものであることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 請求項3において、
上記第2ヒューズ手段は、電気的に切断可能なヒューズ手段又は電気的に書き込み可能な不揮発性記憶素子からなることを特徴とする半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002320717A JP2004158069A (ja) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002320717A JP2004158069A (ja) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004158069A true JP2004158069A (ja) | 2004-06-03 |
Family
ID=32801480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002320717A Withdrawn JP2004158069A (ja) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004158069A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7835206B2 (en) | 2006-09-14 | 2010-11-16 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor memory device capable of relieving defective bits found after packaging |
US8208324B2 (en) | 2008-12-15 | 2012-06-26 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor memory device that can relief defective address |
US8621291B2 (en) | 2009-11-27 | 2013-12-31 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor device and data processing system including the same |
US8982623B2 (en) | 2012-06-06 | 2015-03-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
-
2002
- 2002-11-05 JP JP2002320717A patent/JP2004158069A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7835206B2 (en) | 2006-09-14 | 2010-11-16 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor memory device capable of relieving defective bits found after packaging |
US8208324B2 (en) | 2008-12-15 | 2012-06-26 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor memory device that can relief defective address |
US8621291B2 (en) | 2009-11-27 | 2013-12-31 | Elpida Memory, Inc. | Semiconductor device and data processing system including the same |
US8918684B2 (en) | 2009-11-27 | 2014-12-23 | Ps4 Luxco S.A.R.L. | Semiconductor device and data processing system including the same |
US8982623B2 (en) | 2012-06-06 | 2015-03-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4601019A (en) | Memory with redundancy | |
US5325334A (en) | Column redundancy circuit for a semiconductor memory device | |
US6803782B2 (en) | Arrayed processing element redundancy architecture | |
US5673227A (en) | Integrated circuit memory with multiplexed redundant column data path | |
US5841709A (en) | Memory having and method for testing redundant memory cells | |
US8582377B2 (en) | Redundant memory array for replacing memory sections of main memory | |
JPH0817197A (ja) | 半導体記憶装置 | |
JP3631277B2 (ja) | メモリモジュール | |
JP2004039098A (ja) | 半導体記憶装置 | |
US6704226B2 (en) | Semiconductor memory device having row repair circuitry | |
US8422327B2 (en) | Semiconductor device having nonvolatile memory element and manufacturing method thereof | |
US6353570B2 (en) | Row redundancy circuit using a fuse box independent of banks | |
KR20140078292A (ko) | 퓨즈 리페어 장치 및 그 방법 | |
US7054206B2 (en) | Sub-column-repair-circuit | |
US20120307578A1 (en) | Semiconductor device having redundant select line to replace regular select line | |
US5771195A (en) | Circuit and method for replacing a defective memory cell with a redundant memory cell | |
US6937532B2 (en) | Semiconductor memory | |
US6930934B2 (en) | High efficiency redundancy architecture in SRAM compiler | |
JP2004158069A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
US6545920B2 (en) | Defective address storage scheme for memory device | |
US5867433A (en) | Semiconductor memory with a novel column decoder for selecting a redundant array | |
JP2000011680A (ja) | 半導体記憶装置 | |
JP4375668B2 (ja) | 半導体集積回路装置 | |
KR20080029696A (ko) | 리던던시 회로를 구비한 반도체 메모리 장치 | |
KR0166496B1 (ko) | 반도체 기억소자의 리던던시 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |