JP2004342260A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device Download PDF

Info

Publication number
JP2004342260A
JP2004342260A JP2003139265A JP2003139265A JP2004342260A JP 2004342260 A JP2004342260 A JP 2004342260A JP 2003139265 A JP2003139265 A JP 2003139265A JP 2003139265 A JP2003139265 A JP 2003139265A JP 2004342260 A JP2004342260 A JP 2004342260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mat
redundant
signal
memory mat
circuit
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.)
Pending
Application number
JP2003139265A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Akasaki
博 赤▲崎▼
Masatoshi Hasegawa
雅俊 長谷川
Shuichi Miyaoka
修一 宮岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi ULSI Systems Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2003139265A priority Critical patent/JP2004342260A/en
Publication of JP2004342260A publication Critical patent/JP2004342260A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for achieving the speed increase and electric power consumption reduction of the operation. <P>SOLUTION: When one of the regular memory mats (301-0 to 301-3) is selected by memory mat selection signals (MSB 0 to 3) obtained based on a row address signal, a redundancy memory mat (302) is activated in synchronization with the mat selection by a redundancy memory mat activation signal (RMACTB) and the comparison of the row address signal and the redundancy address information is performed in parallel with the mat selection. The speed increase of the operation is achieved by having the bit line of the selection memory mat or the bit line of the redundancy memory mat selected based on the result of the comparison. Also, the memory mat of the side where the bit line is not selected is non-activated, by which the reduction of the electric power consumption is achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メモリセルの欠陥救済のための冗長メモリマットを備えた半導体記憶装置に関し、例えばDRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ)に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体記憶装置は、集積度向上及びチップ面積の増大に伴い、さまざまな原因による不良が高確率で発生するようになり、歩留りの低下を招いている。それを解決するための手段として、不良メモリセル部分の救済技術が必須のものとなっている。この技術は正規のメモリセルの他に、予め予備のメモリセル(冗長ビット)を備えておき、検査工程において正常に動作しない不良メモリセルが明らかとなった場合、上記の予備メモリセルを、正常に動作しない不良メモリセルの代わりに使うというものであり、そのような救済技術は冗長救済と呼ばれる。
【0003】
キャッシュメモリなどとして使用される半導体記憶装置のように、特に高速動作が要求される半導体記憶装置においては、フルサイズの冗長メモリマットを設け、それを選択正規メモリマットと同期動作させ、入力されたロウアドレス信号が、予め設定された冗長アドレス情報と一致したとき(この状態を「ヒット」という)、冗長メモリマット側のカラム選択系を活性化させるのに対して、入力アドレス信号が、予め設定された冗長アドレス情報と不一致のとき(この状態を「ミスヒット」という)選択正規メモリマット側のカラム選択系を活性化させることにより、実効的に冗長比較時間を有さないようにした欠陥救済方法が知られている。しかし、この欠陥救済方法は、冗長メモリマットにおける各サブワードラインは、単一の正規メモリマットにおける同一アドレスのサブワードラインにしか置き換えることができないため、複数の正規メモリマットにおける同一アドレスで欠陥が生じている場合には、冗長メモリマットへの置換えにおいてデータ競合を生ずる。そこでこのデータ競合を回避するため、複数のメモリセルアレイの少なくとも二つに複数の冗長素子を設け、複数のメモリアレイはセンスアンプバンクにより分割し、互いに隣接するメモリアレイ間でセンスアンプバンクを共有させ、欠陥救済において同一のセンスアンプバンクを同時に使用させないようにすることで、上記データ競合を回避するようにした技術が知られている(例えば特許文献1)。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−222898号公報(図4、図5)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
キャッシュメモリなどとして使用される半導体記憶装置のように、特に高速動作が要求される半導体記憶装置の欠陥救済について本願発明者が検討したところ、上記のように高速性を優先して正規メモリマット及び冗長メモリマットの双方を同時に活性化させるようにしているため、消費電力が大きくなり、特にシステムLSIなどにオンチップされるような半導体記憶装置において、その改善が強く望まれる。また、上記特許文献1においては、欠陥救済において同一のセンスアンプバンクを同時に使用させないようにすることでデータ競合を回避することができるものの、消費電流の低減を図ることについては考慮されていない。
【0006】
本発明の目的は、動作の高速化及び低消費電力化を図るための技術を提供することにある。
【0007】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【0008】
【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。
【0009】
すなわち、ロウアドレス信号に基づいて形成されたマット選択信号によって選択可能な複数の正規メモリマットと、上記マット選択信号によるマット選択に同期して活性化され、上記正規メモリマットを所定の救済単位で代替可能な冗長メモリマットと、冗長メモリマットによって救済すべき冗長アドレス情報を記憶可能な冗長アドレス記憶部と、上記マット選択信号によるマット選択に並行して、上記ロウアドレス信号と上記冗長アドレス記憶部の冗長アドレス情報とを比較可能な冗長アドレス比較手段と、上記冗長アドレス比較部の比較結果に応じて、上記正規メモリマットにおけるビット線又は上記冗長メモリマットにおけるビット線の何れかを選択可能なカラム選択回路と、上記冗長アドレス比較部の比較結果に応じて、上記カラム選択回路でビット線が非選択とされるメモリマットを非活性化するマットコントローラとを含んで半導体記憶装置を構成する。
【0010】
上記の手段によれば、上記マット選択信号によるマット選択に同期して活性化冗長メモリマットが活性化され、上記マット選択信号によるマット選択に並行して、上記ロウアドレス信号と上記冗長アドレス記憶部の冗長アドレス情報とが比較され、このアドレス比較結果に応じて、上記正規メモリマットにおけるビット線又は上記冗長メモリマットにおけるビット線の何れかが選択される。このことが、動作の高速化を達成する。そして、マットコントローラは、上記冗長アドレス比較部の比較結果に応じて、上記カラム選択回路でビット線が非選択とされるメモリマットを非活性化し、そこでの電流消費を抑える。このことが、消費電流の低減化を達成する。
【0011】
このとき、上記正規メモリマットに対応して配置され、上記正規メモリマットの信号を増幅するための正規メモリマット専用の第1センスアンプと、上記冗長メモリマットに対応して配置され、上記冗長メモリマットの信号を増幅するための冗長メモリマット専用の第2センスアンプとを設けることができる。
【0012】
また、メモリマットのチップ占有面積の低減化を図るため、上記正規メモリマットと上記冗長メモリマットとの間で共有される第3センスアンプと、上記冗長メモリマットの信号と上記正規メモリの信号とを選択的に上記第3センスアンプに伝達可能なシェアード回路とを設けることができる。
【0013】
ロウアドレス信号の上位ビットに基づいて選択される複数のメインワード線と、上記複数のメインワード線のそれぞれに対応して配置され、上記ロウアドレス信号の下位ビットに基づいて選択される複数のサブワード線とを含むとき、上記所定の救済単位を上記メインワード線単位とすることができる。
【0014】
上記冗長アドレス比較手段は、それぞれ上記ロウアドレス信号と上記冗長アドレス記憶部の冗長アドレス情報とを比較するための複数の比較論理と、上記複数の比較論理のワイアードオア信号を取り込んで、上記ロウアドレス信号が上記冗長アドレス情報に一致するか否かを判定するための冗長ヒット判定回路とを含んで構成することができる。
【0015】
上記冗長アドレス比較回路は、冗長アドレス情報を記憶可能な冗長アドレス記憶部と、上記入力されたアドレスと、それぞれ上記冗長アドレス記憶部に記憶された冗長アドレス情報とを比較するための複数の比較論理と、上記複数の比較論理のワイアードオア信号を取り込んで、上記入力アドレス信号が上記冗長アドレス情報に一致するか否かを判定するための冗長ヒット判定論理とを設けることができる。
【0016】
そして、上記冗長ヒット判定回路からの出力信号を集約するための第1冗長ヒット判定集約回路、又は上記複数の比較論理の出力信号を集約するための第2冗長ヒット判定集約回路を含めることができる。
【0017】
上記マットコントローラは、上記正規メモリマットに対応して配置された第1マットコントローラと、上記冗長メモリマットに対応して配置された第2マットコントローラとを含んで構成することができる。その場合において、上記第1マットコントローラは、少なくとも、ビット線のイコライズを指示するためのビット線イコライズ信号、上記サブワード線の駆動信号、及び上記センスアンプの動作を指示するためのイネーブル信号の論理を固定することによって上記正規メモリマットの非活性化状態を形成可能な第1アレイコントロール回路を含んで構成することができ、上記第2マットコントローラは、上記冗長アドレス比較回路の比較結果に基づいて、少なくとも、ビット線のイコライズを指示するためのビット線イコライズ信号、上記サブワード線の駆動信号、及び上記センスアンプの動作を指示するためのイネーブル信号の論理を固定することによって、上記冗長メモリマットの非活性化状態を形成可能な第2アレイコントロール回路を含んで構成することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図18には、本発明にかかる半導体記憶装置の一例であるDRAM論理混載LSIチップの全体的なレイアウト例が示される。
【0019】
図18に示されるDRAM論理混載LSIチップは、特に制限されないが、中央部に9個のSRAMマクロセル251が配置され、このSRAMマクロセルを挟むように2個のI/O(インプット/アウトプット)セルアレイ254が配置され、さらに上記SRAMマクロセル251やI/Oセルアレイ254を挟むように8個のDRAMマクロセル200が配置され、公知の半導体集積回路製造技術により、単結晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成される。DRAMマクロセル200は、複数のダイナミック型メモリセルを含んで成り、SRAMマクロセル251は、複数のスタティック型メモリセルを含んで成る。DRAMマクロセル200及びSRAM251は、I/Oセルアレイ254を介して外部からアクセス可能とされる。
【0020】
図19には、上記8個のDRAMマクロセル200のうちの1個についてのレイアウト例が示される。
【0021】
DRAMマクロセル200は、間接周辺回路及び電源回路25、読み出し信号を増幅するためのメインアンプ(MA)及び書き込み信号を増幅するためのライトアンプ(WA)21、冗長アドレス情報を格納するためのレーザヒューズの形成エリア193、正規メモリマット301と、上記正規メモリマット301の欠陥救済のための冗長メモリマット302、サブワード線を駆動するためのサブワードドライバ17、電源回路23、間接周辺回路及びI/Oラッチ回路24を含む。上記レーザヒューズの形成エリア193には、その一部が拡大して示されるように規則的に配列されたレーザヒューズ197が形成されている。
【0022】
図20には、上記レーザヒューズ197における主要部と、その断面が示される。
【0023】
レーザヒューズ197は、最上層アルミニウム(AL)配線上に形成される。最上層アルミニウム(AL)にプロテクション膜を介してクロム(Cr)膜198が積層される。このクロム膜198にレーザ光が照射されることでヒューズの切断が可能とされ、このヒューズ切断の有無により冗長アドレス情報の書き込みが行われる。また、最上層アルミニウム(AL)配線上には、ニッケル(Ni)/金(Au)による積層膜による凹部が形成される。
【0024】
図5には上記DRAMマクロセル200におけるメモリマットの構成例が示される。
【0025】
本DRAMマクロセル200においては、マット全体がメインアンプ(MA)及びライトアンプ(WA)21、及びマットコントローラ22を介して4分割配置される。上マットコントローラ22は、後に詳述するように、アレイコントロール回路(AC)及びメインワードドライバ(MWD)並びにFXドライバ(FXD)を含む。そして、中央部には、カラム選択系などの間接周辺回路25が配置され、一端部には、電源回路23や間接周辺回路及びI/Oラッチ回路24が配置される。上記メモリマットは、その一部が拡大して示されるように、メモリセルアレイ15、メモリセルアレイ15を挟むように配置されたセンスアンプ16やサブワードドライバ17が配列される。18は、センスアンプ領域サブワードドライバ領域とのと交差領域である。上記メモリセルアレイ15および隣接メモリセルアレイ15間で共有されるセンスアンプ16、サブワードドライバ17を最小単位(サブアレイ)として横一列単位がメモリマットと定義される。
【0026】
メモリマットの配置組み合わせは、図5に示される以外にも、図6や図7に示される例がある。
【0027】
図6に示されるのは、分割マット群を横一列に配置した例であり、図7に示されるのは、上段分割マット群を電源回路23、間接周辺回路及びI/Oラッチ回路24を挟んでミラー対象に配置した例である。
【0028】
図1には、上記DRAMマクロセル200における主要部の構成例が示される。上記DRAMマクロセル200におけるロウ系は、入力されたロウアドレス信号を取り込むためのアドレスバッファ101、このアドレスバッファ101から出力された相補アドレス信号BXT0〜9、BXB0〜9をプリデコードするためのプリデコーダ102、冗長アドレス比較を行うための冗長アドレス比較回路103、この冗長アドレス比較回路103の出力信号RXRHITBを反転して排他非活性化信号RXRHITRTを形成するためのインバータ104、上記プリデコーダ102の出力信号AX30〜37/AX60〜63と上記冗長アドレス比較回路103の出力信号RHITR0〜7を選択的に冗長メモリマット302へ伝達するためのアドレススキャン用セレクタ105、アレイ制御やデコード及びワードドライブのための正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3、冗長メモリマットコントローラ402、及びカラム選択回路107を含む。上記アドレスバッファ101にはアドレスをラッチする機能が含まれる。上記冗長アドレス比較回路103は、冗長アドレス情報が設定されたヒューズラッチ回路103−1と、このヒューズラッチ回路103−1に設定された冗長アドレス情報と上記アドレスバッファ101から伝達された相補アドレスBXRT0〜9、BXRB0〜9とを比較するための冗長アドレス比較部103−2とを含む。冗長アドレス比較部103−2での比較結果として、ローカルヒット信号RHITR0〜7とそれらのオア論理を取ることで得られたメインヒット信号RXRHITBが出力される。ローカルヒット信号RHITR0〜7は、アドレススキャン用セレクタ105を介して冗長メモリマットコントローラ402へ伝達される。ここで、上記ヒューズラッチ回路103−1が本発明における冗長アドレス記憶部の一例とされる。
【0029】
上記カラム選択回路107は、上記正規メモリマット301−0〜301−3におけるビット線を選択的にコモン線に結合させるための複数の正規メモリマット側カラム選択スイッチと、上記冗長メモリマット302におけるビット線を選択的にコモン線に結合させるための複数の冗長メモリ側カラム選択スイッチとを含む。上記正規メモリマット側カラム選択スイッチと上記冗長メモリ側カラム選択スイッチとは、カラムアドレス信号に基づいて駆動制御される。また、カラム選択回路107には、冗長アドレス比較回路103からのメインヒット信号RXRHITBが伝達される。メインヒット信号RXRHITBがハイレベルの(ミスヒット)の場合、上記正規メモリマット側カラム選択スイッチが活性化されることで、上記正規メモリマット301−0〜301−3におけるビット線が選択的にコモン線に結合される。このとき、冗長メモリマット側カラム選択スイッチは非活性状態とされる。それに対して、メインヒット信号RXRHITBがローレベル(ヒット)の場合には、上記正規メモリマット側カラム選択スイッチに代えて、冗長メモリマット側カラム選択スイッチが活性化されることで、上記冗長メモリマット302におけるビット線が選択的にコモン線に結合される。このとき、正規メモリマット側カラム選択スイッチは非活性状態とされる。
【0030】
上記正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3は、上記メインヒット信号RXRHITBがハイレベルの(ミスヒット)の場合には、対応する正規メモリマット301−0〜301−3を活性化させることで、正規メモリマット301−0〜301−3のデータ読み書きが可能とされる。このとき、冗長メモリマットコントローラ402は、対応する冗長メモリマット302を非活性状態とすることで当該冗長メモリマット302での電流消費を抑える。それに対して、上記メインヒット信号RXRHITBがローレベルの(ヒット)の場合には、冗長メモリマットを活性化させることで、冗長メモリマット302のデータ読み書きが可能とされる。このとき、正規メモリマット301−0〜301−3は非活性状態とされることで当該正規メモリマット301−0〜301−3での電流消費が抑えられる。
【0031】
上記の構成において、入力されたロウアドレス信号はアドレスバッファ101に取り込まれ、ロウアドレス信号の有効性を示すRAS(ロウアドレスストローブ)サイクル中にラッチされ、相補アドレス信号BXT0〜9、BXB0〜9並びにBXRT0〜9、BXRB0〜9がプリデコーダ102並びに冗長アドレス比較回路103に供給される。
【0032】
プリデコーダ102は、入力アドレス信号をプリデコードすることで、SWL選択用プリデコード信号AX00〜03/AX20〜21、AX30〜37/AX60〜63、マット選択信号MSB0〜3、及び冗長メモリマット活性化信号RMACTBを出力する。マット選択信号MSB0〜3によって正規メモリマット301−0〜301−3の何れかが選択される。冗長メモリマット活性化信号RMACTBによって冗長メモリマット302が活性化される。SWL選択用プリデコード信号AX00〜03/AX20〜21は正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3に伝達される。AX30〜37/AX60〜63はメインワード線MWの選択のため正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3に伝達され、また、アドレススキャン用セレクタ105を介して冗長メモリマットコントローラ402へ伝達される。マット選択信号MSB0〜3は、正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3に伝達される。冗長メモリマット活性化信号RMACTBは冗長メモリマットコントローラ402へ伝達される。AX30〜37/AX60〜63はアドレススキャン用セレクタ105を介して冗長メモリマットコントローラ402に伝達される。
【0033】
冗長アドレス比較部103−2では、予めヒューズラッチ回路103−1に記憶されている救済アドレスのラッチ信号とロウアドレス信号の相補信号とのアドレス比較が行われ、各救済アドレス比較セットのローカルヒット信号RHITR0〜7が冗長メモリマットの救済セット活性化のために冗長メモリコントローラ402に入力される。また、非選択メモリマットを非活性化するために、上記ローカルヒットRHITR0〜7のオア論理を取ったメインヒット信号RXRHITBは、後段のインバータ104で反転されることにより正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3と冗長メモリマットコントローラ402とに、互いに逆位相で入力される。
【0034】
図8には、正規メモリマットコントローラ106−0の構成例が示される。尚、他の正規メモリマットコントローラ106−1〜106−3も上記正規メモリマットコントローラ106−0と同様に構成される。
【0035】
図2には、上記正規メモリマット301−0〜301−3及び上記冗長メモリマット302と、それにおける主要部の構成例が示される。
【0036】
図2に示される例では、特に制限されないが、正規メモリマット301−0〜301−3、及び冗長メモリマット302においては、それぞれ専用のセンスアンプ(SA)608,635が設けられる。
【0037】
正規メモリマット301−0〜301−3は、複数のビット線BLと、それに交差するように配列された複数のサブワード線SWLと、上記ビット線BLと上記サブワード線SWLとの交差箇所に配置された複数のメモリセルとを含む。上記複数のメモリセルは、そのうちの一つが代表的に示されるように電荷蓄積容量630と、この電荷蓄積容量630をビット線BLに結合させるためのnチャネル型MOSトランジスタ629とを含んで成る。nチャネル型MOSトランジスタ629は、サブワード線SWLがハイレベルに駆動されることによって導通されて、電荷蓄積容量630を対応するビット線BLに結合させる。
【0038】
上記正規メモリマット301−0〜301−3に配置されるセンスアンプ608は、対応する正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3からのセンスアンプコントロール信号APCSB/ANCSTによって動作制御される。上記センスアンプ608で増幅されたメモリセルデータはリードI/Oへ伝達される。上記センスアンプ608は、それを挟むように配置されたメモリマット間で共有され、そのために、シェアード回路601,614によって、対応するメモリマットが選択的に上記センスアンプ608に結合されるようになっている。シェアード回路601は、ビット線を断続可能に配置されたnチャネル型MOSトランジスタ602,603を含んで成り、図面上省略されているが、対応する正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3からのシェアード制御信号によって動作制御される。シェアード回路614は、ビット線を断続可能に配置されたnチャネル型MOSトランジスタ615,616を含んで成り、対応する正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3からのシェアード制御信号ASHRUTによって動作制御される。
【0039】
上記シェアード回路601と上記センスアンプ608との間には、ビット線BLを高電位側電源VDDの1/2の電圧(VDD/2)でイコライズするためのイコライザ604が設けられている。このイコライザ604は、特に制限されないが、3個のnチャネル型MOSトランジスタ605〜607が結合されて成る。nチャネル型MOSトランジスタ606,607は、互いに直列接続され、この直列接続ノードに、高電位側電源VDDの1/2の電圧(VDD/2)が供給される。また、nチャネル型MOSトランジスタ605〜607のゲート電極には、対応する正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3からのビット線イコライズ信号ABLEQSATが伝達され、このビット線イコライズ信号ABLEQSATによって上記nチャネル型MOSトランジスタ605〜607が導通されてビット線BLのイコライズが行われる。同様に、シェアード回路614の近傍には、ビット線BLを高電位側電源VDDの1/2の電圧(VDD/2)でイコライズするためのイコライザ620が設けられている。このイコライザ620は、特に制限されないが、3個のnチャネル型MOSトランジスタ617〜619が結合されて成る。nチャネル型MOSトランジスタ618,619は、互いに直列接続され、この直列接続ノードに、高電位側電源VDDの1/2の電圧(VDD/2)が供給される。また、nチャネル型MOSトランジスタ617〜619のゲート電極には、対応する正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3からのビット線イコライズ信号ABLEQUTが伝達され、このビット線イコライズ信号ABLEQUTによって上記nチャネル型MOSトランジスタ617〜619が導通されてビット線BLのイコライズが行われる。
【0040】
また、上記センスアンプ608とは別のセンスアンプに対応するシェアード回路621が設けられ、このシェアード回路621は、ビット線を断続可能に配置されたnチャネル型MOSトランジスタ623,624を含んで成り、対応する正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3からのシェアード制御信号ASHRDTによって動作制御される。そして、このシェアード回路621の近傍には、ビット線BLを高電位側電源VDDの1/2の電圧(VDD/2)でイコライズするためのイコライザ625が設けられている。このイコライザ625は、特に制限されないが、3個のnチャネル型MOSトランジスタ626〜628が結合されて成る。nチャネル型MOSトランジスタ627,628は、互いに直列接続され、この直列接続ノードに、高電位側電源VDDの1/2の電圧(VDD/2)が供給される。また、nチャネル型MOSトランジスタ626〜628のゲート電極には、対応する正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3からのビット線イコライズ信号ABLEQDTが伝達され、このビット線イコライズ信号ABLEQDTによって上記nチャネル型MOSトランジスタ617〜619が導通されてビット線BLのイコライズが行われる。
【0041】
上記センスアンプ608の近傍にはライトアンプ609が配置され、ライトI/Oを介して伝達された書き込みデータは、このライトアンプ609で選択されてからビット線BLに伝達される。ライトアンプ609は、特に制限されないが、4個のnチャネル型MOSトランジスタ610〜613が結合されて成る。nチャネル型MOSトランジスタ610,612は、カラム選択信号YSによって動作制御され、nチャネル型MOSトランジスタ611,613は、ライトアンプ制御信号WSによって動作制御される。
【0042】
冗長メモリマット302は、上記正規メモリマット301−0〜301−3よりも規模が小さいものの、基本的には正規メモリマット301−0〜301−3と同様に、複数のビット線BLRと、それに交差するように配列された複数のサブワード線SWLRと、上記ビット線BLRと上記サブワード線SWLRとの交差箇所に配置された複数のメモリセルとを含んで成る。上記複数のメモリセルは、そのうちの一つが代表的に示されるように電荷蓄積容量641と、この電荷蓄積容量641をビット線BLRに結合させるためのnチャネル型MOSトランジスタ642とを含んで成る。nチャネル型MOSトランジスタ642は、サブワード線SWLがハイレベルに駆動されることによって導通されて、電荷蓄積容量641を対応するビット線BLRに結合させる。
【0043】
上記冗長メモリマット302に配置されるセンスアンプ635は、冗長メモリマットコントローラ402からのセンスアンプコントロール信号APCSRB/ANCSRTによって動作制御される。上記センスアンプ635で増幅されたメモリセルデータはリードI/Oへ伝達される。
【0044】
上記センスアンプ635の近傍には、ビット線BLを高電位側電源VDDの1/2の電圧(VDD/2)でイコライズするためのイコライザ631が設けられている。このイコライザ631は、特に制限されないが、3個のnチャネル型MOSトランジスタ632〜634が結合されて成る。nチャネル型MOSトランジスタ633,634は、互いに直列接続され、この直列接続ノードに、高電位側電源VDDの1/2の電圧(VDD/2)が供給される。また、nチャネル型MOSトランジスタ632〜634のゲート電極には、対応する冗長メモリマットコントローラ402からのビット線イコライズ信号ABLEQSARTが伝達され、このビット線イコライズ信号ABLEQSARTによって上記nチャネル型MOSトランジスタ632〜634が導通されてビット線BLのイコライズが行われる。
【0045】
また、上記センスアンプ635の近傍には、ライトアンプ636が配置され、ライトI/Oを介して伝達された書き込みデータは、このライトアンプ636で選択されてからビット線BLに伝達される。ライトアンプ636は、特に制限されないが、4個のnチャネル型MOSトランジスタ637〜640が結合されて成る。nチャネル型MOSトランジスタ637,639は、カラム選択信号YSによって動作制御され、nチャネル型MOSトランジスタ638,640は、ライトアンプ制御信号WSによって動作制御される。
【0046】
ここで、上記冗長メモリマット302においては、上記正規メモリマット301−0〜301−3とは異なり、複数のメモリマット間でセンスアンプ635が共有されないため、上記正規メモリマット301−0〜301−3におけるシェアード回路601,614,621に相当するものは存在しない。
【0047】
図8には、上記正規メモリマットコントローラ106−0における構成例が示される。尚、他の正規メモリマットコントローラ106−1〜106−3も同様に構成される。
【0048】
正規メモリマットコントローラ106−0は、特に制限されないが、図8に示されるように、アレイ制御のためのアレイコントロール回路AC、FXドライブのためのFXドライバFXD、メインワード線をドライブのためのメインワードドライバMWD、サブワード線をドライブするためのサブワードドライバSWDを含んで成る。
【0049】
アレイコントロール回路ACは、プリデコーダ102からのマット選択信号MSB0〜3及びその他の制御信号R1B,R2B,冗長センスアンプイネーブル信号RSAEBに基づいて、ビット線イコライズ信号ABLEQB、シェアードコントロール信号ASHRB、ワード線プリチャージ信号WPHMWT、WPHFXT、サブワード線起動信号AXDGB、センスアンプコントロール信号APCSB/ANCSTなどの各種制御信号を生成することにより、上記FXドライバFXD、メインワードドライバMWD、サブワードドライバSWDなど、正規メモリマット106−0における各部の動作を制御する。
【0050】
FXドライバFXDは、上記プリデコーダ102の出力信号AX00〜AX03、AX20,AX21に基づいて駆動信号FX0B〜FX7Bを形成するための8個のFXドライブ回路を含む。8個のFXドライブ回路は互いに同一構成とされ、そのうちの一つについての構成が代表的に示されるように、pチャネル型MOSトランジスタ81,82,85と、nチャネル型MOSトランジスタ86と、インバータ83とが結合されて成る。上記pチャネル型MOSトランジスタ81のゲート電極には、ワード線プリチャージ信号WPHFXTが伝達される。そして、上記8個のFXドライブ回路を動作制御するためのnチャネル型MOSトランジスタ84,87,88及びpチャネル型MOSトランジスタ89〜91が設けられる。nチャネル型MOSトランジスタ87,88のソース電極にはサブワード線起動信号AXDGBが伝達され、nチャネル型MOSトランジスタ89〜91のゲート電極にはワード線プリチャージ信号WPHFXBが伝達される。
【0051】
メインワードドライバMWDは、上記プリデコーダ102の出力信号AX30〜AX37、AX60〜AX63に基づいてメインワード線MWL0B〜MWL31Bのの駆動信号を形成するための複数のメインワードドライブ回路を含む。メインワード線の駆動信号MWL0B〜MWL31Bを形成するための複数のメインワードドライブ回路は互いに同一構成とされ、そのうちの一つについての構成が代表的に示されるように、pチャネル型MOSトランジスタ121,122,123と、nチャネル型MOSトランジスタ124,126と、インバータ127とが結合されて成る。また、プリデコーダ102から伝達された信号AX30〜AX37に対応するnチャネル型MOSトランジスタ124および信号AX60〜AX63に対応するnチャネル型MOSトランジスタ125が設けられ、このnチャネル型MOSトランジスタ125のソース電極にサブワード線起動信号AXDGBが伝達されることにより、サブワード線起動信号AXDGBがローレベルにされた状態で、メインワード線MWLの選択駆動が可能とされ、それによって当該メインワード線MWLの下位に位置するサブワード線SWLの駆動が可能とされる。メインワード線MWL0B〜MWL31Bの端部はサブワードドライバSWDに結合される。
【0052】
サブワードドライバSWDは、上記FXドライバFXDからの制御信号FX0B〜FX7Bと、上記メインワードドライバMWDからのメインワード駆動信号MWL0B〜MWL31Bとに基づいてサブワード線SWLを駆動するための複数のサブワードドライブ回路を含む。一本のサブワード線に対応するサブワードドライブ回路は、pチャネル型MOSトランジスタ92,94、nチャネル型MOSトランジスタ93,95,96とが結合されて成る。MOSトランジスタ92,93、96のゲート電極に、上記FXドライバFXDの出力信号FX1Bが伝達され、その反転信号がMOSトランジスタ94のソース電極に伝達される。MOSトランジスタ94,95のゲート電極に上記メインワード線MWL0Bの信号が伝達され、このMOSトランジスタ94,95の直列接続ノードからサブワード線SWLの駆動信号が得られる。
【0053】
図9には、冗長メモリマットコントローラ402の構成例が示される。
【0054】
冗長メモリマットコントローラ402は、基本的には正規メモリマット301−0〜301−3に対応する回路と同様に、アレイ制御のためのアレイコントロール回路AC、FXドライブのためのFXドライバFXD、メインワード線をドライブするためのメインワードドライバMWD、サブワード線をドライブするためのサブワードドライバを含んで成る。しかし、冗長メモリマットコントローラ402では、アレイコントロール回路ACにおいて、排他非活性化信号RXRHITRTや冗長メモリマット活性化信号RMACTBが伝達される点、メインワードドライバMWDにおいてRHITR0〜RHITR7、又はAX30〜AX37がデコードされる点、及び冗長エリアテストモード切り換え信号TRATXTが取り込まれる点が大きく異なる。また、本例の冗長メモリマット302においては、図2に示されるように、複数のメモリマット間でセンスアンプ635が共有されないため、シェアード回路が不要であり、アレイコントロール回路ACにおいては、上記シェアード回路の制御信号(図8におけるASHRBに相当する信号)は生成されない。
【0055】
冗長メモリマットコントローラ402に含まれるメインワードドライバMWDは、上記プリデコーダ102の出力信号AX30〜AX37及び上記冗長アドレス比較回路103の出力信号RHITR0〜7に基づいて冗長メインワード線RMWL0B〜RMWL7Bの駆動信号を形成するための複数の冗長メインワードドライブ回路を含む。複数の冗長メインワードドライブ回路は互いに同一構成とされる。そのうちの一つにつての構成が代表的に示されるように、pチャネル型MOSトランジスタ131,132,133と、nチャネル型MOSトランジスタ134,136,138と、インバータ137とが結合されて成る。pチャネル型MOSトランジスタ131のゲート電極にはワード線プリチャージ信号WPHMWRTが伝達され、nチャネル型MOSトランジスタ134のゲート電極にはRHITR0が伝達され、nチャネル型MOSトランジスタ138のゲート電極にはAX30が伝達される。また、冗長エリアテストモード切り換え信号TRATXTはインバータ139を介してnチャネル型MOSトランジスタ141のゲート電極伝達され、さらに後段のインバータ140を介してnチャネル型MOSトランジスタ142のゲート電極に伝達されることにより、上記nチャネル型MOSトランジスタ134,138が選択的に活性化される。
【0056】
尚、FXドライバFXDやサブワードドライバSWDは、図8に示されるのと同様に構成されるため、その詳細な説明を省略する。
【0057】
図10には、図8におけるアレイコントロール回路ACの構成例が示される。
【0058】
正規メモリマット301−0〜301−3に対応するアレイコントロール回路ACは、図10に示されるように、サブワード起動コントロール回路111、センスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路112、シェアード及びビット線イコライズコントロール回路113−1,113−2、ワードプリチャージコントロール回路114を含んで成る。
【0059】
サブワード起動コントロール回路111は、ノアゲートNR1,NR2、信号遅延のためのディレイ回路DLY、アンドゲートAN1、インバータIV1,IV2、nチャネル型MOSトランジスタQ1が結合されて成り、制御信号DFT、メインヒット信号RXRHITB、マット選択信号MSB、制御信号R1Bの論理演算によりサブワード線起動信号AXDGBを生成する。
【0060】
センスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路112は、インバータIV3〜IV18、ナンドゲートNA2、ノアゲートNR3、及び信号遅延のためのディレイ回路DLYが結合されて成り、マット選択信号MSB、センスアンプイネーブル信号RSAEB、メインヒット信号RXRHITBの論理演算によりセンスアンプコントロール信号APCSB,ANCSTを生成する。
【0061】
シェアード及びビット線イコライズコントロール回路113−1は、インバータIV19〜IV26、ナンドゲートNA3、ノアゲートNR5、レベルシフト回路LVSFTが結合されて成り、マット選択信号MSB、プデコード信号RAXT62,RAXT63、メインヒット信号RXRHITBの論理演算によりシェアードコントロール信号ASHRB、ビット線イコライズ制御信号AVLEQBを生成する。
【0062】
シェアード及びビット線イコライズコントロール回路113−2は、インバータIV27〜IV34、ナンドゲートNA5、ノアゲートNR6、レベル変換のためのレベルシフト回路LVLSFTが結合されて成り、マット選択信号MSB、プデコード信号RAXT60,RAXT61、メインヒット信号RXRHITBの論理演算によりシェアードコントロール信号ASHRB、ビット線イコライズ制御信号AVLEQBを生成する。
【0063】
ワードプリチャージコントロール回路114は、インバータIV35〜IV41、アンドゲートAN2、ノアゲートNR7レベルシフト回路LVLSFTが結合されて成り、DFT、MSB、R2Bの論理演算によりワード線プリチャージ信号WPHMWT、WPHFXTを生成する。
【0064】
図11には、図9におけるアレイコントロール回路ACの構成例が示される。
【0065】
冗長メモリマット302に対応するアレイコントロール回路ACは、図11に示されるように、サブワード起動コントロール回路211、センスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路212、ワードプリチャージコントロール回路214を含んで成る。尚、冗長メモリマット302に対応するアレイコントロール回路ACには、図10に示されるシェアード及びビット線イコライズコントロール回路113−1,113−2に相当するものは設けられていない。
【0066】
サブワード起動コントロール回路211は、インバータIV42〜45、ナンドゲートNA7〜NA9、ディレイ回路DLY、nチャネル型MOSトランジスタQ2が結合されて成り、RMACTB、RXRHITRT、R1B、DFTの論理演算によりFXドライバ制御信号AXDGRBを生成する。
【0067】
センスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路212は、インバータIV46〜IV61、ナンドゲートNA9、ノアゲートNR8、ディレイ回路DLYが結合されて成り、冗長メモリマット活性化信号RMACTB、センスアンプイネーブル信号RSAEB、メインヒット信号RXRHITBの論理演算によりセンスアンプコントロール信号APCSRB、ANCSRT、ビット線イコライズ信号ABLEQRBを生成する。
【0068】
ワードプリチャージコントロール回路214は、インバータIV62〜IV68、アンドゲートAN3、ノアゲートNR9、レベルシフト回路LVLSFTが結合されて成り、DFT、RMACTB、R2Bの論理演算により、ワード線プリチャージ信号WPHMWRT、WPHFXRTを生成する。
【0069】
図12には、図1に示される冗長アドレス比較回路103の詳細な構成例が示される。
【0070】
冗長アドレス比較回路103は、図12に示されるように、冗長アドレス情報を保持可能なヒューズラッチ回路103−1、上記アドレスバッファ101を介して入力されたロウアドレス信号と上記ヒューズラッチ回路103−1に格納されている冗長アドレス情報との比較を行う冗長アドレス比較部103−2、この冗長アドレス比較部103−2での比較結果に基づいて冗長ヒット判定を行う冗長ヒット判定回路103−3、この冗長アドレス比較経路のプリチャージを行うための冗長アドレス比較プリチャージ回路103−4、上記冗長ヒット判定回路103−3の出力信号を集約するための冗長ヒット判定集約回路103−5を含む。
【0071】
図13には、上記ヒューズラッチ回路103−1の詳細な構成例が上記アドレスバッファ101との関係で示される。
【0072】
アドレスバッファ101は、10ビット構成のロウアドレス信号RADDa(a=0〜9)に対応して配置された複数のアドレスバッファ回路を含む。図13には、上記複数のアドレスバッファ回路における一つの回路構成が代表的に示される。
【0073】
図13に示されるアドレスバッファ回路は、入力されたロウアドレス信号RADDaをラッチするためのアドレスラッチ部1340と、このアドレスラッチ部1340の出力信号を後段回路へ伝達するための出力部1360と、上記アドレスラッチ回路1340や上記出力部1360の動作タイミングを制御するための動作タイミング制御部1350とを含む。
【0074】
上記アドレスラッチ部1340は、トライステートバッファ1316,1317と、インバータ1318とが結合されて成る。トライステートバッファ1316,1317の動作は上記動作タイミング制御部1350によって制御される。
【0075】
上記出力部1360は、インバータ1319,1320、1321,1322,1324,1326、ノアゲート1323,1325を含んで成る。インバータ1320から出力信号RBXTaが得られる。インバータ1322から出力信号RBXBaが得られる。この出力信号RBXTa,RBXBaは、上記プリデコーダ102へ伝達される。また、インバータ1324から出力信号RBXRTaが得られ、インバータ1326から出力信号RBXRBaが得られる。この出力信号RBXRTa,RBXRBaは、後述するヒューズラッチ回路103−1の出力信号RFSmnBa(m=0〜7,n=T/B,a=0〜9)と共に冗長アドレス比較部103−2へ伝達される。尚、信号名における添え字「T」は正転、「B」は反転を示す。
【0076】
動作タイミング制御部1350は、内部RAS信号(ロウアクティブ信号)PIRASTを取り込むインバータ1311、このインバータ1311の出力信号とロウリセット信号R3Bとのナンド論理を得るナンドゲート1312、このナンドゲート1312の出力に基づいて上記トライステートバッファ1316,1317の動作を制御するためのインバータ1313,1314、上記ナンドゲート1312の出力信号に基づいて上記出力部1360の動作を制御するためのインバータ1315とを含む。
【0077】
上記ヒューズラッチ回路103−1は、特に制限されないが、8個のヒューズラッチ部を含んで成り、図13にはそのうちの一つが代表的に示される。一つのヒューズラッチ部は、ヒューズ1305と、nチャネル型MOSトランジスタ1301〜1304、インバータ1306,1307を含んで成る。上記ヒューズ1305と、nチャネル型MOSトランジスタ1301〜1303は互いに直列接続される。ヒューズ1305は高電位側電源VDDに結合される。このヒューズ1305は、図19や図20に示されるレーザヒューズ197の一部とされる。nチャネル型MOSトランジスタ1301のゲート電極にはセット信号SETが伝達され、このセット信号SETがハイレベルの期間にこのヒューズラッチ回路103−1の冗長アドレス情報の読み出しが可能とされる。上記nチャネル型MOSトランジスタ1302,1303は、それらのゲート電極に高電位側電源VDDが供給されることによって導通される。上記nチャネル型MOSトランジスタ1303,1304のソース電極は低電位側電源VSSに結合される。インバータ1306,1307は互いに直列接続され、インバータ1307から出力信号RFSmnBaが得られる。インバータ1306の出力信号がnチャネル型MOSトランジスタ1304を介してインバータ1306の入力端子側にフィードバックされることで、上記出力信号RFSmnBaの論理を保持するためのラッチ回路が形成される。
【0078】
上記ヒューズ1305の切断の有無により冗長アドレス情報の書き込みが行われる。上記ヒューズ1305が切断されていない状態では、インバータ1307からの出力信号RFSmnBaはハイレベルとなる。それに対して、上記ヒューズ1305が切断された状態ではインバータ1307からの出力信号RFSmnBaはローレベルとなる。
【0079】
図14には、上記冗長アドレス比較部103−2の詳細な構成例が示される。
【0080】
上記冗長アドレス比較部103−2は、上記ヒューズラッチ回路103−1におけるヒューズラッチ部に対応して形成された8個の比較回路COMP0〜COMP7と、上記アドレスバッファ101の出力信号RBXRTa,RBXRBa(a=0〜9)を取り込むための複数のインバータ90とを含む。
【0081】
図面上省略されているが、上記8個の比較回路COMP0〜COMP7は互いに同一構成とされる。上記8個の比較回路COMP0〜COMP7は、そのうちの一つである比較回路COMP0が代表的に示されるように、上記アドレスバッファ101の出力信号RBXRTa(a=0〜9),RBXRBa(a=0〜9)に対応する複数の比較論理500を含んで成る。上記比較論理500は、特に制限されないが、4個のnチャネル型MOSトランジスタ501〜504を含んで成る。各比較回路COMP0〜COMP7毎に上記複数の比較論理500のワイアードオアがとられ、その結果が冗長ヒット判定回路103−3に伝達される。尚、複数の比較論理500の中には、ヒューズラッチ回路103−1と冗長アドレス比較部との間の配線数の低減を図るため、nチャネル型MOSトランジスタ502,504のゲート電極間をインバータ505で結合するものがある。nチャネル型MOSトランジスタ501,502は互いに直列接続され、nチャネル型MOSトランジスタ503,504は互いに直列接続される。上記nチャネル型MOSトランジスタ501のゲート電極には、信号RBXRTa(a=0〜9)が、対応するインバータ90を介して伝達される。上記nチャネル型MOSトランジスタ503のゲート電極には、RBXRBa(a=0〜9)が、対応するインバータ90を介して伝達される。上記nチャネル型MOSトランジスタ502のゲート電極には、上記ヒューズラッチ回路103−1の出力信号RFSmTBa(m=0〜7,a=0〜9)が伝達される。上記nチャネル型MOSトランジスタ504のゲート電極には、上記ヒューズラッチ回路103−1の出力信号RFSmBBa(m=0〜7,a=0〜9)が伝達される。尚、SWは、冗長アドレス比較部において回路動作に関与する回路規模の変更を可能とするためのスイッチである。
【0082】
比較回路COMP0〜COMP7において、アドレスバッファ101から伝達された信号RBXRTa(a=0〜9),RBXRBa(a=0〜9)と、ヒューズラッチ回路103−1から伝達された信号RFSmnBa(m=0〜7,n=T/B,a=0〜9)との比較が行われ、その比較結果RFU00〜RFU07,RFU10〜RFU17が後段の冗長ヒット判定回路103−3へ伝達される。
【0083】
図12に示されるように、冗長ヒット判定回路103−3は、上記冗長アドレス比較部103における比較回路COMP0〜COMP7に対応して配置された8個の冗長ヒット判定部JUD0〜JUD7を含む。8個の冗長ヒット判定部JUD0〜JUD7は、互いに同一構成とされる。例えば8個の冗長ヒット判定部JUD0〜JUD7のうちの一つである冗長ヒット判定部JUD0は、pチャネル型MOSトランジスタ1201,1203〜1205、インバータ1206,1210,1211、ナンドゲート1209、nチャネル型MOSトランジスタ1207,1208を含んで成る。pチャネル型MOSトランジスタ1201,1205は、冗長アドレス比較経路を高電位側電源VDDレベルにプリチャージするために設けられ、冗長アドレス比較プリチャージ制御回路103−4からのプリチャージ制御信号RXRPTを取り込むインバータ1206の出力信号によって動作制御される。pチャネル型MOSトランジスタ1203,1204は、ナンドゲート1209の出力状態をラッチするのに設けられている。ナンドゲート1209から出力信号RHIT0が得られ、それは冗長ヒット判定集約回路103−5へ伝達される。また、ナンドゲート1209の後段に配置されたインバータ1210,1211を介して出力信号RHITR0が得られ、この信号RHITR0は、図1に示されるようにセレクタ105を介して冗長メモリマットコントローラ402へ伝達される。尚、冗長エリアスキップモード信号TRSKTがハイレベルの場合、冗長ヒット判定がスキップされる。
【0084】
冗長アドレス比較プリチャージ制御回路103−4は、内部RAS信号(ロウアクティブ信号)IRASTを取り込むインバータ1213、このインバータ1213の出力信号とロウリセット信号R3Bとのナンド論理を得るためのナンドゲート1214、このナンドゲート1214の出力信号を反転することによりプリチャージ制御信号RXRPTを得るためのインバータ1215を含んで成る。
【0085】
図15には、上記冗長ヒット判定集約回路103−5の構成例が示される。
【0086】
冗長ヒット判定集約回路103−5は、3入力ナンドゲート151,152,2入力ナンドゲート153,155、3入力ノアゲート154、及びインバータ156,157を含んで成る。上記3入力ナンドゲート151は、上記冗長ヒット判定回路103−3からのローカルヒット信号RHIT0〜RHIT3についてのナンド論理を得る。上記3入力ナンドゲート152は、上記冗長ヒット判定回路103−3からのローカルヒット信号RHIT3〜RHIT5についてのナンド論理を得る。上記2入力ナンドゲート153は、上記冗長ヒット判定回路103−3からのローカルヒット信号RHIT6,RHIT7のナンド論理を得る。そして、上記ナンドゲート151,152,153の出力信号は後段に配置されたノアゲート154によって集約され、後段のナンドゲート155の伝達される。このナンドゲート155では、冗長エリア強制選択モード信号TRATXTを取り込むインバータ157の出力信号と上記ノアゲート154の出力信号とのナンド論理が得られ、その出力信号が後段のインバータ156を介して出力される。このインバータ156の出力信号がメインヒット信号RXRHITBとして、図1に示される正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3およびカラム選択回路107に伝達され、また、インバータ104を介して冗長メモリマットコントローラ402へ伝達される。
【0087】
次に、上記構成の作用について説明する。
【0088】
図16には、DRAMマクロセル200のミスヒット時におけるロウ系の動作タイミングが示され、図17には、上記DRAMマクロセル200のヒット時におけるロウ系の動作タイミングが示される。DRAMマクロセル200は、例えばクロック信号CLK_Nの波形立ち下がりに同期してロウアドレスストローブ信号RAS_Nがローレベルにアサートされた期間にロウアドレス信号の取り込みが行われるなど、クロック信号CLK_Nに同期動作される。尚、クロック信号CLK_Nの波形立ち下がりに同期してカラムアドレスストローブ信号がローレベルにアサートされた期間にカラムアドレスストローブ信号にカラムアドレスの取り込みが行われるが、カラム系の信号については省略されている。
【0089】
欠陥救済は、メインワード線MWL単位で行われているものとする。つまり、入力されたアドレス信号と冗長アドレス情報との比較結果に基づいて、正規メモリマットにおける欠陥部が、メインワード線MWL単位で冗長メモリセルアレイに置換されることで救済される。この救済の単位を「救済セット」という。特定の救済セットにおいて、入力されたアドレス信号と冗長アドレス情報とが一致(冗長ヒット)した場合、冗長メモリマット302において、その救済セットに対応したメインワードドライバMWD(RMWLnB/n=0〜7)とFXドライバFXD(FXnB/n=0〜7)がそれぞれ選択され、冗長メモリマット302内のサブワード線SWLが活性化される。
【0090】
一方、正規メモリマット301−0〜301−3におけるサブワード線SWLは、メインワードドライバMWD及びFXドライバFXDが非選択状態とされることで非活性化される。
【0091】
このような制御は、正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3及び冗長メモリマットコントローラ402におけるアレイコントロール回路ACによって排他的に行われる。
【0092】
すなわち、メインヒット信号RXRHITBがハイレベル(ミスヒット)の場合、正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3におけるアレイコントロール回路ACは、図16に示されるように、ビット線イコライズ信号ABLEQBをハイレベルにすることでビット線イコライズ解除を指示し、シェアードコントロール信号ASHRTをハイレベル(ASHRBをローレベル)にすることでメモリマットとそれにに対応するセンスアンプとを結合させ、ワード線プリチャージ信号WPHMWT,WPHFXTをローレベルにすることで対応するワード線のプリチャージを解除し、サブワード線起動信号AXDGBをローレベルにすることで、サブワード線の駆動を可能にし、センスアンプコントロール信号APCSB/ANCSTを活性化させる。メインヒット信号RXRHITBがハイレベル(ミスヒット)の場合には、排他非活性化信号RXRHITRTはローレベルとされることから、冗長メモリマットコントローラ402におけるアレイコントロール回路ACは、ビット線イコライズ信号ABLEQRBをローレベルに固定し(スタンバイ状態)、ワード線プリチャージ信号WPHMWRT,WPHFXRTをハイレベルにすることでワード線プリチャージを指示し、FXドライバ制御信号AXDGRBをハイレベルに固定し(非活性状態)、センスアンプコントロール信号APCSRB/ANCSRTを非活性状態にすることで、冗長メモリマット302での電流消費を抑える。
【0093】
これに対して、メインヒット信号RXRHITBがローレベル(ヒット)の場合、正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3におけるアレイコントロール回路ACは、図17に示されるように、ビット線イコライズ信号ABLEQBをローレベルに固定し(スタンバイ状態)、シェアードコントロール信号ASHRTをローレベル(ASHRBをハイレベル)に固定し(非活性状態)、ワード線プリチャージ信号WPHMWT,WPHFXTをハイレベルにすることで対応するワード線のプリチャージを可能にし、サブワード線起動信号AXDGBをハイレベルに固定し(非活性状態)、センスアンプコントロール信号APCSB/ANCSTを非活性状態にさせることで、正規メモリマット301−0〜301−3での電流消費を抑える。メインヒット信号RXRHITBがローレベル(ヒット)の場合には、排他非活性化信号RXRHITRTはハイレベルとされることから、冗長メモリマットコントローラ402におけるアレイコントロール回路ACは、ビット線イコライズ信号ABLEQRBをハイレベルにすることでビット線のイコライズを解除し、ワード線プリチャージ信号WPHMWRT,WPHFXRTをローレベルにすることでワード線プリチャージを解除し、FXドライバ制御信号AXDGRBをローレベルにすることで、FXドライバを動作させ、センスアンプコントロール信号APCSRB/ANCSRTを活性状態にすることで、冗長メモリマット302からのデータ読み出し及び冗長メモリマット302へのデータ書き込みが可能とされる。
【0094】
このように、メインヒット信号RXRHITBがハイレベル(ミスヒット)の場合には、正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3におけるアレイコントロール回路ACの制御によって、正規メモリマット301−0〜301−3の各部が活性化されることで、正規メモリマット301−0〜301−3へのデータ書き込みや当該正規メモリマット301−0〜301−3からのデータ読み出しが可能とされ、その場合において、排他非活性化信号RXRHITRTがローレベルとされ、冗長メモリマット302の各部が非活性状態とされることで、冗長メモリマット302での電流消費が抑えられる。
【0095】
また、メインヒット信号RXRHITBがローレベル(ヒット)の場合には、正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3におけるアレイコントロール回路ACの制御によって、正規メモリマット301−0〜301−3の各部が非活性化されることで電流消費が抑えられ、その場合において、排他非活性化信号RXRHITRTがハイレベルとされ、冗長メモリマット302の各部が活性状態とされることで、冗長メモリマット302からのデータ読み出しや、冗長メモリマットへのデータ書き込みが可能とされる。
【0096】
上記の例によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【0097】
(1)ロウアドレス信号をプリデコーダ102でプリデコードすることで得られたメモリマット選択信号MSB0〜3によって正規メモリマット301−0〜301−3のうちの何れかが選択されるとき、冗長メモリマット活性化信号RMACTBにより、上記マット選択信号MSB0〜3によるマット選択に同期して冗長メモリマット302が活性化される。そして、冗長アドレス比較回路においては、上記マット選択に並行して、入力されたロウアドレス信号と冗長アドレス情報との比較が行われ、このアドレス比較においてミスヒットの場合には、カラム選択回路107により上記選択メモリマットにおけるビット線が選択され、上記アドレス比較においてヒットした場合には、カラム選択回路107により上記冗長メモリマット302におけるビット線が選択されるようになっているため、高速動作が可能とされる。
【0098】
(2)冗長アドレス比較部103−2は、救済セットに対応して配置された複数の比較回路COMP0〜COMP7を有し、この比較回路COMP0〜COMP7での比較結果に基づいて欠陥救済が行われるようになっているため、例えば図3に示されるように、冗長メモリマット302を複数のサブワード線に対応するメインワードドライバ(MWD)単位を救済アドレス比較回路1セット当たりの救済単位とし、それぞれの救済セットがすべての正規メモリマット301における全てのサブワード線に対応可能とされ、メインワード単位での置換が可能とされる。ここで、図4に示されるように、使用される冗長メモリマットが、正規メモリマットと同一アドレス構成(フルマット)とされる場合には、救済先衝突(データ競合)により、複数マットで同一アドレス救済が物理的に不可能とされることから、冗長メモリマット分の面積オーバーヘッドが大きくなる上、救済先衝突により救済効率の向上が阻害されるが、上記のように冗長メモリマットにおける上記救済単位に対応して比較回路COMP0〜COMP7が配置され、個々の比較回路において、入力されたアドレス信号と予め設定された冗長アドレス情報との比較が可能とされることにより、それぞれの救済セットがすべての正規メモリマット301における全てのサブワード線に対応可能とされるため、欠陥救済におけるデータ競合を回避することができる。
【0099】
(3)正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3、及び冗長メモリマットコントローラ402においては、カラム選択回路107によってビット線が選択されていない方のメモリマットを非活性化するようにしているため、カラム選択回路107によってビット線が選択されていない方のメモリマットにおいて無駄な活性化動作による充放電電流を抑えることができ、それによってDRAMマクロセル200での消費電流を低減することができる。
【0100】
次に、別の構成例について説明する。
【0101】
図24には、上記正規メモリマット301−0及び上記冗長メモリマット302と、それにおける主要部の構成例が示される。図24に示される構成で注目すべきは、冗長メモリマット302とそれに隣接配置された正規メモリマット301−0との間でセンスアンプ(SA)635が共有されている点であり、それを可能とするため、シェアード回路700,720が設けられる。シェアード回路700は、nチャネル型MOSトランジスタ711,712を含んで成る。このnチャネル型MOSトランジスタ711,712はシェアード制御信号ASHRUTによって動作制御される。シェアード回路720は、nチャネル型MOSトランジスタ721,722を含んで成る。このnチャネル型MOSトランジスタ721,722はシェアード制御信号ASHRSRTによって動作制御される。
【0102】
このように冗長メモリマット302とそれに隣接配置された正規メモリマット301−0との間でセンスアンプ(SA)635が共有されることによってセンスアンプの数を減少させることができるので、その分のチップ占有面積の低減を図ることができる。
【0103】
図25には、図24に示される構成を採用する場合における正規メモリマットコントローラ106−0〜106−3内のアレイコントロール回路ACの構成例が示され、図26には、図24に示される構成を採用する場合における冗長メモリマットコントローラ402内のアレイコントロール回路ACの構成例が示される。図25に示されるアレイコントロール回路ACは、サブワード起動コントロール回路111、センスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路112、シェアード及びビット線イコライズコントロール回路113−1,113−2、ワードプリチャージコントロール回路114を含んで成り、各回路は、図10に示される場合と同一構成とされる。それに対して、図26に示される、冗長メモリマットコントローラ402内のアレイコントロール回路ACは、冗長メモリマット302とそれに隣接配置された正規メモリマット301−0との間でセンスアンプ(SA)635が共有され、シェアード回路700,720が設けられているため、センスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路212−1,212−2、及びシェアード及びビット線イコライズコントロール回路213が設けられている点で、図11に示される場合と大きく異なる。尚、サブワード起動コントロール回路211、センスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路212−1、ワードプリチャージコントロール回路214については、図11に示されるのと同一構成とされる。
【0104】
センスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路212−1は、図11に示されるセンスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路212と同一構成とされる。それに対して、センスアンプ及びビット線イコライズコントロール回路212−2は、冗長メモリマット302と正規メモリマット301−0との間でのセンスアンプ(SA)635の共有部の動作制御のために設けられたもので、インバータIV87〜IV102、ナンドゲートNA12、ノアゲートNR12〜NR13及びディレイ回路DLYを含んで成り、冗長メモリマット活性化信号RMACTB、センスアンプイネーブル信号RSAEB、メインヒット信号RXRHITB、マット選択信号MSBの論理演算により、センスアンプコントロール信号APCSSB,ANCSST、ビット線イコライズ信号ABLEQSBを生成する。
【0105】
また、シェアード及びビット線イコライズコントロール回路213は、インバータIV103〜IV108、ナンドゲートNA13、ノアゲートNR14、ディレイ回路DLY、レベルシフト回路LVLSFTを含み、排他非活性化信号RXRHITRT、冗長メモリマット活性化信号RMACTBの論理演算によりシェアードコントロール信号ASHRB、ビット線イコライズ信号ABLEQBを生成する。
【0106】
冗長メモリマット302は、任意の正規メモリマット301−0〜301−3との間でセンスアンプを共有することができる。例えば図27に示される構成例は、冗長メモリマット302と正規メモリマット301−1との間でセンスアンプ635を共有するようにしている。
【0107】
図28には、上記冗長ヒット判定回路103−5の別の構成例が示される。図28に示される冗長ヒット判定回路103−5は、冗長アドレス比較部103−2での比較結果RFU00〜RFU07,RFU10〜RFU17を直接複合論理で集約することで、メインヒット信号RXRHITBを得るようにしている。上記複合論理は、特に制限されないが、上記冗長アドレス比較部103−2での比較結果のオア論理を得るナンドゲート71,72,73と、ナンドゲート74と、インバータ75とを含んで成る。
【0108】
以上本発明者によってなされた発明を具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0109】
例えば、 正規メモリマット301−0〜301−3及び冗長メモリマット302の非活性状態において、ワード線プリチャージ信号WPHMWT/WPHMWRT,WPHFXT/WPHFXRTなどの論理を固定することにより、非活性メモリマットにおける電流消費をさらに低減することができる。
【0110】
また、本発明は汎用DRAMチップへも適用することができる。
【0111】
図21には、汎用DRAMチップのレイアウト例が示される。
【0112】
図21に示される汎用DRAMチップ210のメモリマットは、ビット線方向に2分割され、ワード線方向に2分割される。分割メモリマットは、正規メモリマット69と、冗長メモリマット20とを含む。チップ中央部には、ロウアドレス信号をデコードするためのメインロウデコーダ11、メインワードドライバ12、周辺回路及びボンディングパッド14が形成される。そしてこの周辺回路及びボンディングパッド14を挟むように上記冗長メモリマット20が形成される。上記正規メモリマット69は、部分的に拡大して示されるように、メモリセルアレイ15、メモリセルアレイ15を挟むように配置されたセンスアンプ16やサブワードドライバ17が配列される。18は、センスアンプ領域サブワードドライバ領域とのと交差領域である。上記冗長メモリマット20は、部分的に拡大して示されるように、冗長メモリセルアレイ15R、この冗長メモリセルアレイ15Rを挟むように配置されたセンスアンプ16やサブワードドライバ17が配列されており、正規メモリマット69と冗長メモリマットとの間でそれぞれ専用のセンスアンプが用いられる。これに対して図22に示されるように、冗長メモリセルアレイ15Rと、それに隣接配置された正規メモリセルアレイ15との間で、センスアンプ16を共有することができる。このセンスアンプ共有のためには、既述したシェアード技術を用いる。さらに、上記冗長メモリマット20は、図23に示されるように、任意の位置に形成することができ、その場合において、冗長メモリセルアレイと、それに隣接する正規メモリセルアレイとの間でセンスアンプを共有することができる。
【0113】
一般には、冗長メモリマットの形成領域は、正規メモリマットの形成領域よりも小さくて良いが、これに限定されるものではない。例えば冗長メモリマットの形成領域と正規メモリマットの形成領域との規模が等しくても良い。
【0114】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるDRAMに適用した場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、各種半導体記憶装置に適用することができる。
【0115】
本発明は、少なくとも複数の正規メモリマットとそれを救済可能な冗長メモリマットを含むことを条件に適用することができる。
【0116】
【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通りである。
【0117】
すなわち、マット選択信号によるマット選択に同期して活性化冗長メモリマットが活性化され、マット選択信号によるマット選択に並行して、ロウアドレス信号と上記冗長アドレス記憶部の冗長アドレス情報とが比較され、このアドレス比較結果に応じて、正規メモリマットにおけるビット線又は冗長メモリマットにおけるビット線の何れかが選択されることにより、動作の高速化が達成される。そして、マットコントローラによって、上記冗長アドレス比較部の比較結果に応じて、上記カラム選択回路でビット線が非選択とされるメモリマットを非活性化され、そこでの電流消費を抑えられるため、消費電流の低減化が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる半導体記憶装置の一例とされるDRAMマクロセルにおける主要部の構成例ブロック図である。
【図2】上記DRAMマクロセルにおけるメモリマット及び上記冗長メモリマットと、それにおける主要部の構成例回路図である。
【図3】上記DRAMマクロセルにおける欠陥救済の説明図である。
【図4】上記DRAMマクロセルの比較対象とされるDRAMマクロセルにおける欠陥救済の説明図である。
【図5】上記DRAMマクロセルにおけるマット定義についての説明図である。
【図6】上記DRAMマクロセルにおけるマット配置組み合わせ例の説明図である。
【図7】上記DRAMマクロセルにおけるマット配置組み合わせ例の説明図である。
【図8】上記DRAMマクロセルにおける正規メモリマットコントローラの構成例回路図である。
【図9】上記DRAMマクロセルにおける冗長メモリマットコントローラの構成例回路図である。
【図10】図8における主要部の詳細な構成例回路図である。
【図11】図8における主要部の詳細な構成例回路図である。
【図12】上記DRAMマクロセルにおける冗長アドレス比較回路の構成例回路図である。
【図13】上記冗長アドレス比較回路に含まれるヒューズラッチ回路と、それに対応するアドレスバッファとの詳細な構成例回路図である。
【図14】上記冗長アドレス比較回路に含まれる冗長アドレス比較部の詳細な構成例回路図である。
【図15】上記冗長アドレス比較回路に含まれる冗長ヒット判定集約回路の構成例回路図である。
【図16】上記DRAMマクロセルのミスヒット時におけるロウ系の動作タイミング図である。
【図17】上記DRAMマクロセルのヒット時におけるロウ系の動作タイミング図である。
【図18】上記DRAMマクロセルが含まれるDRAM論理混載LSIチップの全体的なレイアウト例説明図である。
【図19】上記DRAMマクロセルのレイアウト説明図である。
【図20】上記DRAMマクロセルにおける欠陥救済に使用されるレーザヒューズの構成例説明図である。
【図21】本発明にかかる半導体記憶装置の別の例である汎用DRAMチップのレイアウト説明図である。
【図22】上記汎用DRAMチップのレイアウト説明図である。
【図23】上記汎用DRAMチップのレイアウト説明図である。
【図24】上記DRAMマクロセルにおける正規メモリマット及び冗長メモリマットと、それにおける主要部の別の構成例回路図である。
【図25】図24に示される構成を採用する場合の正規メモリマットコントローラ内のアレイコントロール回路の構成例回路図である。
【図26】図24に示される構成を採用する場合の冗長メモリマットコントローラ内のアレイコントロール回路の構成例回路図である。
【図27】上記DRAMマクロセルにおける正規メモリマット及び冗長メモリマットと、それにおける主要部の別の構成例回路図である。
【図28】上記DRAMマクロセルにおける上記冗長ヒット判定回路の別の構成例回路図である。
【符号の説明】
101 アドレスバッファ
102 プリデコーダ
103 冗長アドレス比較回路
103−1 ヒューズラッチ回路
103−2 冗長アドレス比較部
103−3 冗長ヒット判定回路
103−4 冗長アドレス比較プリチャージ回路
103−5 冗長ヒット判定集約回路
106−0〜106−3 正規メモリマットコントローラ
107 カラム選択回路
200 DRAMマクロセル
301−0〜301−3 正規メモリマット
302 冗長メモリマット
402 冗長メモリマットコントローラ
500 比較論理
AC アレイコントロール回路
FXD FXドライバ
MWL メインワード線
MWD メインワードドライバ
SWD サブワードドライバ
SWL サブワード線
SA センスアンプ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device provided with a redundant memory mat for relieving defects of memory cells, and relates to a technique which is effective when applied to, for example, a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In a semiconductor memory device, with an increase in integration degree and an increase in chip area, failures due to various causes occur at a high probability, resulting in a decrease in yield. As a means for solving the problem, a technique for repairing a defective memory cell portion is indispensable. According to this technique, a spare memory cell (redundant bit) is provided in advance in addition to a regular memory cell, and when a defective memory cell that does not operate normally is found in an inspection process, the spare memory cell is replaced with a normal memory cell. It is used in place of a defective memory cell that does not operate quickly, and such a repair technique is called redundancy repair.
[0003]
In a semiconductor memory device requiring particularly high-speed operation, such as a semiconductor memory device used as a cache memory or the like, a full-size redundant memory mat is provided. When the row address signal matches the preset redundant address information (this state is called "hit"), the column selection system on the redundant memory mat side is activated, while the input address signal is When the address does not match the selected redundant address information (this state is referred to as a “miss hit”), the column repair system on the side of the normal memory mat is activated, so that the defect relief that does not have a redundant comparison time effectively is performed. Methods are known. However, in this defect remedy method, since each sub-word line in the redundant memory mat can be replaced only with a sub-word line of the same address in a single normal memory mat, a defect occurs at the same address in a plurality of normal memory mats. In such a case, a data conflict occurs in the replacement with the redundant memory mat. Therefore, in order to avoid this data conflict, a plurality of redundant elements are provided in at least two of the plurality of memory cell arrays, the plurality of memory arrays are divided by sense amplifier banks, and the sense amplifier banks are shared between adjacent memory arrays. There is known a technique for avoiding the above-mentioned data conflict by preventing the same sense amplifier bank from being used simultaneously in defect relief (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-222898 (FIGS. 4 and 5)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The inventors of the present application have studied the defect relief of a semiconductor memory device that requires particularly high-speed operation, such as a semiconductor memory device used as a cache memory or the like. Since both redundant memory mats are activated at the same time, the power consumption increases. Particularly, in a semiconductor memory device that is on-chip in a system LSI or the like, improvement is strongly desired. In Patent Document 1, although data competition can be avoided by preventing the same sense amplifier bank from being used at the same time in defect relief, no consideration is given to reducing current consumption.
[0006]
An object of the present invention is to provide a technique for achieving high-speed operation and low power consumption.
[0007]
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The outline of a representative invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0009]
That is, a plurality of normal memory mats that can be selected by a mat selection signal formed based on a row address signal and activated in synchronization with the mat selection by the mat selection signal, and the normal memory mats are activated in predetermined repair units. A redundant memory mat that can be replaced, a redundant address storage unit that can store redundant address information to be rescued by the redundant memory mat, and the row address signal and the redundant address storage unit in parallel with the mat selection by the mat selection signal. A redundant address comparing unit that can compare the redundant address information with the redundant address information, and a column that can select either a bit line in the normal memory mat or a bit line in the redundant memory mat according to a comparison result of the redundant address comparing unit. According to the comparison result of the selection circuit and the redundant address comparison unit, the column Bit lines 択回 path constituting a semiconductor memory device and a mat controller deactivates the memory mats are unselected.
[0010]
According to the above means, the activated redundant memory mat is activated in synchronization with the mat selection by the mat selection signal, and in parallel with the mat selection by the mat selection signal, the row address signal and the redundant address storage section are activated. And the bit line in the normal memory mat or the bit line in the redundant memory mat is selected according to the address comparison result. This achieves high-speed operation. Then, the mat controller inactivates the memory mat in which the bit line is not selected by the column selection circuit according to the comparison result of the redundant address comparison unit, and suppresses current consumption there. This achieves a reduction in current consumption.
[0011]
At this time, a first sense amplifier arranged corresponding to the normal memory mat and dedicated to the normal memory mat for amplifying a signal of the normal memory mat, and arranged corresponding to the redundant memory mat, A second sense amplifier dedicated to a redundant memory mat for amplifying a signal of the mat can be provided.
[0012]
Further, in order to reduce the chip occupation area of the memory mat, a third sense amplifier shared between the normal memory mat and the redundant memory mat, and a signal of the redundant memory mat and a signal of the normal memory are provided. Can be selectively provided to the third sense amplifier.
[0013]
A plurality of main word lines selected based on upper bits of a row address signal; and a plurality of sub-words arranged corresponding to each of the plurality of main word lines and selected based on lower bits of the row address signal And the predetermined relief unit may be the main word line unit.
[0014]
The redundant address comparing means fetches a plurality of comparison logics for comparing the row address signal and the redundant address information of the redundancy address storage unit and a wired OR signal of the plurality of comparison logics, respectively, and A redundancy hit determination circuit for determining whether a signal matches the redundancy address information.
[0015]
The redundant address comparison circuit includes: a redundant address storage unit capable of storing redundant address information; and a plurality of comparison logics for comparing the input address with the redundant address information respectively stored in the redundant address storage unit. And a redundancy hit determination logic for fetching the wired OR signals of the plurality of comparison logics and determining whether or not the input address signal matches the redundant address information.
[0016]
Then, a first redundant hit determination aggregation circuit for integrating output signals from the redundant hit determination circuit or a second redundant hit determination aggregation circuit for integrating output signals of the plurality of comparison logics can be included. .
[0017]
The mat controller may include a first mat controller arranged corresponding to the normal memory mat and a second mat controller arranged corresponding to the redundant memory mat. In such a case, the first mat controller at least defines a logic of a bit line equalize signal for instructing bit line equalization, a drive signal of the sub word line, and an enable signal for instructing operation of the sense amplifier. It can be configured to include a first array control circuit capable of forming the inactive state of the normal memory mat by fixing the memory array, and the second mat controller based on a comparison result of the redundant address comparison circuit, At least the logics of the bit line equalize signal for instructing the bit line equalization, the drive signal of the sub-word line, and the enable signal for instructing the operation of the sense amplifier are fixed, so that the redundancy memory mat is reset. Second array control circuit capable of forming active state Comprise can be configured.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 18 shows an overall layout example of a DRAM logic mixed LSI chip which is an example of the semiconductor memory device according to the present invention.
[0019]
Although the DRAM logic mixed LSI chip shown in FIG. 18 is not particularly limited, nine SRAM macro cells 251 are arranged in the center, and two I / O (input / output) cell arrays sandwich the SRAM macro cells. 254 are further arranged, and eight DRAM macro cells 200 are arranged so as to sandwich the SRAM macro cell 251 and the I / O cell array 254, and are formed on a single semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. It is formed. The DRAM macro cell 200 includes a plurality of dynamic memory cells, and the SRAM macro cell 251 includes a plurality of static memory cells. The DRAM macro cell 200 and the SRAM 251 can be externally accessed via the I / O cell array 254.
[0020]
FIG. 19 shows a layout example of one of the eight DRAM macro cells 200.
[0021]
The DRAM macro cell 200 includes an indirect peripheral circuit and power supply circuit 25, a main amplifier (MA) for amplifying a read signal, a write amplifier (WA) 21 for amplifying a write signal, and a laser fuse for storing redundant address information. Forming area 193, normal memory mat 301, redundant memory mat 302 for relieving defects of normal memory mat 301, subword driver 17 for driving subword lines, power supply circuit 23, indirect peripheral circuit, and I / O latch Circuit 24 is included. In the laser fuse forming area 193, laser fuses 197 are regularly arranged so that a part thereof is shown in an enlarged manner.
[0022]
FIG. 20 shows a main part of the laser fuse 197 and a cross section thereof.
[0023]
The laser fuse 197 is formed on the uppermost aluminum (AL) wiring. A chromium (Cr) film 198 is laminated on the uppermost layer aluminum (AL) via a protection film. By irradiating the chromium film 198 with a laser beam, the fuse can be cut, and writing of redundant address information is performed depending on whether the fuse is cut or not. On the uppermost aluminum (AL) wiring, a concave portion is formed by a laminated film of nickel (Ni) / gold (Au).
[0024]
FIG. 5 shows a configuration example of a memory mat in the DRAM macro cell 200.
[0025]
In the present DRAM macro cell 200, the entire mat is divided into four parts via a main amplifier (MA), a write amplifier (WA) 21, and a mat controller 22. The upper mat controller 22 includes an array control circuit (AC), a main word driver (MWD), and an FX driver (FXD), as described later in detail. At the center, an indirect peripheral circuit 25 such as a column selection system is arranged, and at one end, a power supply circuit 23, an indirect peripheral circuit, and an I / O latch circuit 24 are arranged. The memory mat includes a memory cell array 15, a sense amplifier 16 and a sub-word driver 17 arranged so as to sandwich the memory cell array 15, as a part of the memory mat is shown in an enlarged manner. Reference numeral 18 denotes a crossing region with the sense amplifier region and the sub-word driver region. A horizontal row unit is defined as a memory mat with the sense amplifier 16 and the subword driver 17 shared between the memory cell array 15 and the adjacent memory cell array 15 as the minimum unit (subarray).
[0026]
The arrangement combinations of the memory mats include examples shown in FIGS. 6 and 7 in addition to those shown in FIG.
[0027]
FIG. 6 shows an example in which divided mat groups are arranged in a horizontal line, and FIG. 7 shows an upper divided mat group sandwiching a power supply circuit 23, an indirect peripheral circuit, and an I / O latch circuit 24. This is an example of disposing them in a mirror target.
[0028]
FIG. 1 shows a configuration example of a main part of the DRAM macrocell 200. The row system in the DRAM macro cell 200 includes an address buffer 101 for receiving an input row address signal, and a predecoder 102 for predecoding complementary address signals BXT0 to BXT0 and BXB0 to 9 output from the address buffer 101. A redundancy address comparison circuit 103 for performing a redundancy address comparison, an inverter 104 for inverting an output signal RXRHITB of the redundancy address comparison circuit 103 to form an exclusive deactivation signal RXRHITRT, and an output signal AX30 of the predecoder 102. Address selector 105 for selectively transmitting the output signals RHITR0 to RHITR7 of the redundant address comparison circuit 103 to the redundant memory mat 302, the array control, decoding and word drive. Because normal memory mat controller 106-0~106-3, including redundant memory mat controller 402 and the column selection circuit 107. The address buffer 101 has a function of latching an address. The redundant address comparison circuit 103 includes a fuse latch circuit 103-1 in which redundant address information is set, the redundant address information set in the fuse latch circuit 103-1 and the complementary address BXRT0 transmitted from the address buffer 101. 9, a redundant address comparison unit 103-2 for comparing BXRB0 to BXRB9. As a result of the comparison in the redundant address comparison unit 103-2, the local hit signals RHITR0 to RHITR7 and the main hit signal RXRHITB obtained by taking the OR logic thereof are output. Local hit signals RHITR0 to RHITR7 are transmitted to redundant memory mat controller 402 via address scan selector 105. Here, the fuse latch circuit 103-1 is an example of a redundant address storage unit in the present invention.
[0029]
The column selection circuit 107 includes a plurality of normal memory mat side column selection switches for selectively coupling the bit lines in the normal memory mats 301-0 to 301-3 to a common line, and a bit in the redundant memory mat 302. And a plurality of redundant memory side column selection switches for selectively coupling the line to the common line. The normal memory mat side column selection switch and the redundant memory side column selection switch are driven and controlled based on a column address signal. Further, a main hit signal RXRHITB from the redundant address comparison circuit 103 is transmitted to the column selection circuit 107. When the main hit signal RXRHHITB is at a high level (mis-hit), the normal memory mat side column selection switch is activated, so that the bit lines in the normal memory mats 301-0 to 301-3 are selectively common. Joined to a line. At this time, the redundant memory mat side column selection switch is deactivated. On the other hand, when the main hit signal RXRHITB is at a low level (hit), the redundant memory mat side column selection switch is activated instead of the normal memory mat side column selection switch, thereby causing the redundant memory mat The bit line at 302 is selectively coupled to a common line. At this time, the normal memory mat side column selection switch is inactive.
[0030]
When the main hit signal RXRHHITB is at a high level (mis-hit), the normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 activate the corresponding normal memory mats 301-0 to 301-3. , The data in the normal memory mats 301-0 to 301-3 can be read and written. At this time, the redundant memory mat controller 402 suppresses current consumption in the redundant memory mat 302 by deactivating the corresponding redundant memory mat 302. On the other hand, when the main hit signal RXRHITB is at a low level (hit), the redundant memory mat is activated to read and write data in the redundant memory mat 302. At this time, the normal memory mats 301-0 to 301-3 are made inactive, so that current consumption in the normal memory mats 301-0 to 301-3 is suppressed.
[0031]
In the above configuration, the input row address signal is taken into the address buffer 101, latched during a RAS (row address strobe) cycle indicating the validity of the row address signal, and the complementary address signals BXT0 to BXT0, BXB0 to BXB9 and BXRTs 0 to 9 and BXRBs 0 to 9 are supplied to the predecoder 102 and the redundant address comparison circuit 103.
[0032]
The predecoder 102 predecodes an input address signal to activate SWL selection predecode signals AX00-03 / AX20-21, AX30-37 / AX60-63, mat select signals MSB0-3, and redundant memory mat activation. The signal RMACTB is output. One of the normal memory mats 301-0 to 301-3 is selected by the mat select signals MSB0 to MSB3. The redundant memory mat 302 is activated by the redundant memory mat activation signal RMACTB. SWL selection predecode signals AX00-03 / AX20-21 are transmitted to normal memory mat controllers 106-0-0-106-3. AX30-37 / AX60-63 are transmitted to normal memory mat controllers 106-0-0-106-3 for selection of main word line MW, and transmitted to redundant memory mat controller 402 via address scan selector 105. . Mat select signals MSB0 to 3 are transmitted to normal memory mat controllers 106-0 to 106-3. Redundant memory mat activation signal RMACTB is transmitted to redundant memory mat controller 402. The AXs 30 to 37 / AXs 60 to 63 are transmitted to the redundant memory mat controller 402 via the address scanning selector 105.
[0033]
In the redundant address comparison unit 103-2, the address comparison is performed between the latch signal of the relief address previously stored in the fuse latch circuit 103-1 and the complementary signal of the row address signal, and the local hit signal of each relief address comparison set. RHITR0 to RHITR7 are input to the redundant memory controller 402 for activation of the relief set of the redundant memory mat. Further, in order to deactivate the unselected memory mats, the main hit signal RXRHITB obtained by taking the OR logic of the local hits RHITR0 to RHITR7 is inverted by the inverter 104 at the subsequent stage, so that the normal memory mat controllers 106-0 to 106-0 106-3 and the redundant memory mat controller 402 are input with phases opposite to each other.
[0034]
FIG. 8 shows a configuration example of the normal memory mat controller 106-0. The other normal memory mat controllers 106-1 to 106-3 are configured similarly to the normal memory mat controller 106-0.
[0035]
FIG. 2 shows an example of a configuration of the normal memory mats 301-0 to 301-3 and the redundant memory mat 302, and a main part thereof.
[0036]
In the example illustrated in FIG. 2, although not particularly limited, the regular memory mats 301-0 to 301-3 and the redundant memory mat 302 are provided with dedicated sense amplifiers (SA) 608 and 635, respectively.
[0037]
The normal memory mats 301-0 to 301-3 are arranged at a plurality of bit lines BL, a plurality of sub-word lines SWL arranged so as to intersect the bit lines BL, and at intersections of the bit lines BL and the sub-word lines SWL. And a plurality of memory cells. Each of the plurality of memory cells includes a charge storage capacitor 630 as one of them is typically shown, and an n-channel MOS transistor 629 for coupling the charge storage capacitor 630 to the bit line BL. N-channel MOS transistor 629 is rendered conductive by driving sub-word line SWL to a high level, and couples charge storage capacitor 630 to corresponding bit line BL.
[0038]
The operation of the sense amplifiers 608 arranged in the normal memory mats 301-0 to 301-3 is controlled by sense amplifier control signals APCSB / ANCST from the corresponding normal memory mat controllers 106-0 to 106-3. The memory cell data amplified by the sense amplifier 608 is transmitted to the read I / O. The sense amplifier 608 is shared between the memory mats disposed so as to sandwich the sense amplifier 608. Therefore, corresponding memory mats are selectively coupled to the sense amplifier 608 by shared circuits 601 and 614. ing. The shared circuit 601 includes n-channel MOS transistors 602 and 603 arranged so that bit lines can be intermittently connected. Although not shown in the drawing, a corresponding one of the normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 is provided. The operation is controlled by the shared control signal. Shared circuit 614 includes n-channel MOS transistors 615 and 616 arranged so that bit lines can be intermittently connected, and its operation is controlled by a shared control signal ASHRUT from corresponding normal memory mat controllers 106-0 to 106-3. You.
[0039]
An equalizer 604 is provided between the shared circuit 601 and the sense amplifier 608 for equalizing the bit line BL with a voltage (VDD / 2) of 1/2 of the high-potential power supply VDD. Although not particularly limited, the equalizer 604 is formed by combining three n-channel MOS transistors 605 to 607. The n-channel MOS transistors 606 and 607 are connected in series with each other, and a voltage (VDD / 2) of 1 / of the high-potential-side power supply VDD is supplied to this series connection node. Bit line equalize signals ABLEQSAT from the corresponding normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 are transmitted to the gate electrodes of n channel type MOS transistors 605 to 607. The type MOS transistors 605 to 607 are turned on to equalize the bit line BL. Similarly, near the shared circuit 614, an equalizer 620 for equalizing the bit line BL with a voltage (VDD / 2) of 1/2 of the high potential power supply VDD is provided. Although not particularly limited, this equalizer 620 is formed by combining three n-channel MOS transistors 617 to 619. The n-channel MOS transistors 618 and 619 are connected in series with each other, and a voltage (VDD / 2) of 高 of the high-potential-side power supply VDD is supplied to this series connection node. Bit line equalize signals ABLEQUT from the corresponding normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 are transmitted to the gate electrodes of n channel type MOS transistors 617 to 619. The type MOS transistors 617 to 619 are turned on to equalize the bit line BL.
[0040]
In addition, a shared circuit 621 corresponding to a sense amplifier different from the sense amplifier 608 is provided. The shared circuit 621 includes n-channel MOS transistors 623 and 624 arranged so that bit lines can be connected and disconnected. The operation is controlled by a shared control signal ASHRDT from the corresponding normal memory mat controller 106-0 to 106-3. An equalizer 625 for equalizing the bit line BL with half the voltage of the high-potential-side power supply VDD (VDD / 2) is provided near the shared circuit 621. Although not particularly limited, the equalizer 625 is formed by combining three n-channel MOS transistors 626 to 628. The n-channel MOS transistors 627 and 628 are connected in series with each other, and a voltage (VDD / 2) of 1 / of the high-potential-side power supply VDD is supplied to this series connection node. Bit line equalize signals ABLEQDT from corresponding normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 are transmitted to the gate electrodes of n channel type MOS transistors 626 to 628. The type MOS transistors 617 to 619 are turned on to equalize the bit line BL.
[0041]
A write amplifier 609 is arranged near the sense amplifier 608, and write data transmitted via the write I / O is transmitted to the bit line BL after being selected by the write amplifier 609. Although not particularly limited, the write amplifier 609 is formed by combining four n-channel MOS transistors 610 to 613. The operation of the n-channel MOS transistors 610 and 612 is controlled by a column selection signal YS, and the operation of the n-channel MOS transistors 611 and 613 is controlled by a write amplifier control signal WS.
[0042]
Although the redundant memory mat 302 is smaller in size than the normal memory mats 301-0 to 301-3, basically, like the normal memory mats 301-0 to 301-3, a plurality of bit lines BLR and It comprises a plurality of sub-word lines SWLR arranged so as to intersect, and a plurality of memory cells arranged at intersections of the bit lines BLR and the sub-word lines SWLR. The plurality of memory cells include a charge storage capacitor 641 as one of which is representatively shown, and an n-channel MOS transistor 642 for coupling the charge storage capacitor 641 to the bit line BLR. N-channel MOS transistor 642 is rendered conductive by driving sub-word line SWL to a high level, and couples charge storage capacitor 641 to corresponding bit line BLR.
[0043]
The operation of the sense amplifier 635 arranged in the redundant memory mat 302 is controlled by a sense amplifier control signal APCSRB / ANCSRT from the redundant memory mat controller 402. The memory cell data amplified by the sense amplifier 635 is transmitted to the read I / O.
[0044]
In the vicinity of the sense amplifier 635, an equalizer 631 for equalizing the bit line BL with a voltage (VDD / 2) of 1/2 of the high potential side power supply VDD is provided. Although not particularly limited, the equalizer 631 is formed by combining three n-channel MOS transistors 632 to 634. The n-channel MOS transistors 633 and 634 are connected in series with each other, and a voltage (VDD / 2) of 高 of the high-potential-side power supply VDD is supplied to this series connection node. A bit line equalize signal ABLEQSART from the corresponding redundant memory mat controller 402 is transmitted to the gate electrodes of n-channel MOS transistors 632 to 634, and the n-channel MOS transistors 632 to 634 are transmitted by the bit line equalize signal ABLEQSART. Is turned on to equalize the bit line BL.
[0045]
A write amplifier 636 is arranged near the sense amplifier 635, and write data transmitted via the write I / O is transmitted to the bit line BL after being selected by the write amplifier 636. Although not particularly limited, the write amplifier 636 includes four n-channel MOS transistors 637 to 640 coupled. The operation of the n-channel MOS transistors 637 and 639 is controlled by a column selection signal YS, and the operation of the n-channel MOS transistors 638 and 640 is controlled by a write amplifier control signal WS.
[0046]
Here, in the redundant memory mat 302, unlike the normal memory mats 301-0 to 301-3, the sense amplifier 635 is not shared among a plurality of memory mats. 3 does not correspond to the shared circuits 601, 614, 621.
[0047]
FIG. 8 shows a configuration example of the normal memory mat controller 106-0. The other regular memory mat controllers 106-1 to 106-3 have the same configuration.
[0048]
The normal memory mat controller 106-0 is not particularly limited, but as shown in FIG. 8, an array control circuit AC for array control, an FX driver FXD for FX drive, and a main word line for driving main word line. The word driver MWD includes a sub-word driver SWD for driving a sub-word line.
[0049]
Based on the mat selection signals MSB0 to 3 from the predecoder 102 and the other control signals R1B and R2B and the redundant sense amplifier enable signal RSAEB, the array control circuit AC generates a bit line equalize signal ABLEQB, a shared control signal ASHRB, and a word line precharge signal. By generating various control signals such as charge signals WPHMWT, WPHFXT, sub-word line activation signal AXDGB, and sense amplifier control signal APCSB / ANCST, the regular memory mat 106- such as the FX driver FXD, main word driver MWD, sub-word driver SWD, etc. 0 controls the operation of each unit.
[0050]
The FX driver FXD includes eight FX drive circuits for forming drive signals FX0B to FX7B based on the output signals AX00 to AX03, AX20, and AX21 of the predecoder 102. The eight FX drive circuits have the same configuration as each other, and p-channel MOS transistors 81, 82, 85, n-channel MOS transistor 86, inverter 83 are combined. A word line precharge signal WPFXT is transmitted to the gate electrode of the p-channel MOS transistor 81. Then, n-channel MOS transistors 84, 87, 88 and p-channel MOS transistors 89 to 91 for controlling the operation of the eight FX drive circuits are provided. Sub-word line activation signal AXDGB is transmitted to the source electrodes of n-channel MOS transistors 87 and 88, and word line precharge signal WPHFXB is transmitted to the gate electrodes of n-channel MOS transistors 89 to 91.
[0051]
The main word driver MWD includes a plurality of main word drive circuits for forming drive signals for the main word lines MWL0B to MWL31B based on the output signals AX30 to AX37 and AX60 to AX63 of the predecoder 102. A plurality of main word drive circuits for forming the main word line drive signals MWL0B to MWL31B have the same configuration, and as shown representatively of one of them, the p-channel MOS transistor 121, 122 and 123, n-channel MOS transistors 124 and 126, and an inverter 127 are combined. Further, an n-channel MOS transistor 124 corresponding to signals AX30 to AX37 transmitted from predecoder 102 and an n-channel MOS transistor 125 corresponding to signals AX60 to AX63 are provided, and a source electrode of n-channel MOS transistor 125 is provided. The sub-word line activation signal AXDGB is transmitted to the main word line MWL, and the main word line MWL can be selectively driven in a state where the sub-word line activation signal AXDGB is at a low level. Of the sub-word line SWL to be driven. The ends of the main word lines MWL0B to MWL31B are connected to a sub-word driver SWD.
[0052]
The sub-word driver SWD includes a plurality of sub-word drive circuits for driving the sub-word lines SWL based on the control signals FX0B to FX7B from the FX driver FXD and the main word drive signals MWL0B to MWL31B from the main word driver MWD. Including. A sub-word drive circuit corresponding to one sub-word line is formed by combining p-channel MOS transistors 92 and 94 and n-channel MOS transistors 93, 95 and 96. The output signal FX1B of the FX driver FXD is transmitted to the gate electrodes of the MOS transistors 92, 93 and 96, and the inverted signal is transmitted to the source electrode of the MOS transistor 94. The signal of main word line MWL0B is transmitted to the gate electrodes of MOS transistors 94 and 95, and a drive signal of sub-word line SWL is obtained from the serial connection node of MOS transistors 94 and 95.
[0053]
FIG. 9 shows a configuration example of the redundant memory mat controller 402.
[0054]
The redundant memory mat controller 402 basically includes an array control circuit AC for array control, an FX driver FXD for FX drive, and a main word, like the circuits corresponding to the normal memory mats 301-0 to 301-3. It comprises a main word driver MWD for driving a line, and a sub-word driver for driving a sub-word line. However, in the redundant memory mat controller 402, the array control circuit AC transmits the exclusive deactivation signal RXRHITRT and the redundant memory mat activation signal RMACTB, and the main word driver MWD decodes RHITR0 to RHITR7 or AX30 to AX37. This is largely different in that a redundant area test mode switching signal TRATXT is taken in. Further, in the redundant memory mat 302 of this example, as shown in FIG. 2, since the sense amplifier 635 is not shared among a plurality of memory mats, a shared circuit is not required. No circuit control signal (a signal corresponding to ASHRB in FIG. 8) is generated.
[0055]
The main word driver MWD included in the redundant memory mat controller 402 drives the redundant main word lines RMWL0B to RMWL7B based on the output signals AX30 to AX37 of the predecoder 102 and the output signals RHITR0 to RHITR7 of the redundant address comparison circuit 103. To form a redundant main word drive circuit. The plurality of redundant main word drive circuits have the same configuration. As representatively showing the configuration of one of them, p-channel type MOS transistors 131, 132, 133, n-channel type MOS transistors 134, 136, 138 and inverter 137 are connected. Word line precharge signal WPHMWRT is transmitted to the gate electrode of p-channel MOS transistor 131, RHITR0 is transmitted to the gate electrode of n-channel MOS transistor 134, and AX30 is transmitted to the gate electrode of n-channel MOS transistor 138. Is transmitted. Further, redundant area test mode switching signal TRATXT is transmitted to the gate electrode of n-channel MOS transistor 141 via inverter 139 and further transmitted to the gate electrode of n-channel MOS transistor 142 via inverter 140 at the subsequent stage. , The n-channel MOS transistors 134 and 138 are selectively activated.
[0056]
Note that the FX driver FXD and the sub-word driver SWD are configured in the same manner as shown in FIG. 8, and thus detailed description thereof will be omitted.
[0057]
FIG. 10 shows a configuration example of the array control circuit AC in FIG.
[0058]
As shown in FIG. 10, the array control circuit AC corresponding to the normal memory mats 301-0 to 301-3 includes a sub-word activation control circuit 111, a sense amplifier and bit line equalize control circuit 112, a shared and bit line equalize control circuit. 113-1 and 113-2, and a word precharge control circuit 114.
[0059]
The sub-word activation control circuit 111 is formed by combining NOR gates NR1 and NR2, a delay circuit DLY for signal delay, an AND gate AN1, inverters IV1 and IV2, and an n-channel MOS transistor Q1, and includes a control signal DFT and a main hit signal RXRHITB. , A sub-word line activation signal AXDGB is generated by a logical operation of the mat selection signal MSB and the control signal R1B.
[0060]
The sense amplifier and bit line equalize control circuit 112 includes inverters IV3 to IV18, a NAND gate NA2, a NOR gate NR3, and a delay circuit DLY for signal delay, and is combined with a mat select signal MSB, a sense amplifier enable signal RSAEB, and a main hit signal. The sense amplifier control signals APCSB and ANCST are generated by the logical operation of the signal RXRHITB.
[0061]
The shared and bit line equalize control circuit 113-1 is formed by combining inverters IV19 to IV26, a NAND gate NA3, a NOR gate NR5, and a level shift circuit LVSFT, and is a logic of a mat select signal MSB, predecode signals RAX62 and RAX63, and a main hit signal RXRHITB. An arithmetic operation generates a shared control signal ASHRB and a bit line equalize control signal AVLEQB.
[0062]
The shared and bit line equalize control circuit 113-2 is formed by combining inverters IV27 to IV34, a NAND gate NA5, a NOR gate NR6, and a level shift circuit LVLSFT for level conversion, and includes a mat select signal MSB, predecode signals RAXT60, RAXT61, A logical control of the hit signal RXRHITB generates a shared control signal ASHRB and a bit line equalize control signal AVLEQB.
[0063]
The word precharge control circuit 114 is formed by combining inverters IV35 to IV41, an AND gate AN2, and a NOR gate NR7 level shift circuit LVLSFT, and generates word line precharge signals WPHMWT and WPFXFT by logical operation of DFT, MSB, and R2B.
[0064]
FIG. 11 shows a configuration example of the array control circuit AC in FIG.
[0065]
As shown in FIG. 11, the array control circuit AC corresponding to the redundant memory mat 302 includes a sub-word activation control circuit 211, a sense amplifier and bit line equalize control circuit 212, and a word precharge control circuit 214. The array control circuit AC corresponding to the redundant memory mat 302 is not provided with ones corresponding to the shared and bit line equalize control circuits 113-1 and 113-2 shown in FIG.
[0066]
The sub-word activation control circuit 211 is formed by combining inverters IV42 to 45, NAND gates NA7 to NA9, a delay circuit DLY, and an n-channel MOS transistor Q2. Generate.
[0067]
The sense amplifier and bit line equalize control circuit 212 is formed by combining inverters IV46 to IV61, a NAND gate NA9, a NOR gate NR8, and a delay circuit DLY, and outputs a redundant memory mat activation signal RMACTB, a sense amplifier enable signal RSAEB, and a main hit signal RXRHITB. The logic operation generates sense amplifier control signals APCSRB, ANCSRT and bit line equalize signal ABLEQRB.
[0068]
The word precharge control circuit 214 is formed by combining inverters IV62 to IV68, an AND gate AN3, a NOR gate NR9, and a level shift circuit LVLSFT, and generates word line precharge signals WPHMWRT and WPHFXRT by logical operation of DFT, RMACTB, and R2B. I do.
[0069]
FIG. 12 shows a detailed configuration example of the redundant address comparison circuit 103 shown in FIG.
[0070]
As shown in FIG. 12, the redundant address comparison circuit 103 includes a fuse latch circuit 103-1 capable of holding redundant address information, a row address signal input via the address buffer 101, and the fuse latch circuit 103-1. And a redundant hit determination circuit 103-3 for performing a redundant hit determination based on the result of the comparison by the redundant address comparison unit 103-2. A redundant address comparison precharge circuit 103-4 for precharging the redundant address comparison path, and a redundancy hit determination aggregation circuit 103-5 for integrating the output signals of the redundancy hit determination circuit 103-3 are included.
[0071]
FIG. 13 shows a detailed configuration example of the fuse latch circuit 103-1 in relation to the address buffer 101.
[0072]
The address buffer 101 includes a plurality of address buffer circuits arranged corresponding to a 10-bit row address signal RADDa (a = 0 to 9). FIG. 13 representatively shows one circuit configuration of the plurality of address buffer circuits.
[0073]
The address buffer circuit shown in FIG. 13 includes an address latch unit 1340 for latching an input row address signal RADDa, an output unit 1360 for transmitting an output signal of the address latch unit 1340 to a subsequent circuit, An operation timing control unit 1350 for controlling the operation timing of the address latch circuit 1340 and the output unit 1360 is included.
[0074]
The address latch unit 1340 is formed by combining tri-state buffers 1316 and 1317 and an inverter 1318. The operation of the tri-state buffers 1316 and 1317 is controlled by the operation timing control unit 1350.
[0075]
The output unit 1360 includes inverters 1319, 1320, 1321, 1322, 1324, and 1326, and NOR gates 1323 and 1325. Output signal RBXTa is obtained from inverter 1320. Output signal RBXBa is obtained from inverter 1322. The output signals RBXTa and RBXBa are transmitted to the predecoder 102. Further, an output signal RBXRTa is obtained from the inverter 1324, and an output signal RBXRBa is obtained from the inverter 1326. The output signals RBXRTa and RBXRBa are transmitted to the redundant address comparator 103-2 together with the output signal RFSmnBa (m = 0 to 7, n = T / B, a = 0 to 9) of the fuse latch circuit 103-1 described later. You. The suffix “T” in the signal name indicates normal rotation, and “B” indicates reverse.
[0076]
The operation timing control unit 1350 includes an inverter 1311 that receives an internal RAS signal (row active signal) PIRAST, a NAND gate 1312 that obtains a NAND logic between an output signal of the inverter 1311 and a row reset signal R3B, and an output from the NAND gate 1312 based on the output. Inverters 1313 and 1314 for controlling the operation of the tri-state buffers 1316 and 1317, and an inverter 1315 for controlling the operation of the output unit 1360 based on the output signal of the NAND gate 1312.
[0077]
Although not particularly limited, the fuse latch circuit 103-1 includes eight fuse latch units, one of which is representatively shown in FIG. One fuse latch unit includes a fuse 1305, n-channel MOS transistors 1301 to 1304, and inverters 1306 and 1307. The fuse 1305 and the n-channel MOS transistors 1301 to 1303 are connected in series. Fuse 1305 is coupled to high potential power supply VDD. This fuse 1305 is a part of the laser fuse 197 shown in FIGS. The set signal SET is transmitted to the gate electrode of the n-channel MOS transistor 1301, and the redundant address information of the fuse latch circuit 103-1 can be read while the set signal SET is at a high level. The n-channel MOS transistors 1302 and 1303 are turned on when the high potential side power supply VDD is supplied to their gate electrodes. The source electrodes of the n-channel MOS transistors 1303 and 1304 are coupled to the lower potential power supply VSS. Inverters 1306 and 1307 are connected in series, and output signal RFSmnBa is obtained from inverter 1307. When the output signal of the inverter 1306 is fed back to the input terminal side of the inverter 1306 via the n-channel MOS transistor 1304, a latch circuit for holding the logic of the output signal RFSmnBa is formed.
[0078]
Writing of redundant address information is performed depending on whether the fuse 1305 is cut or not. When the fuse 1305 is not blown, the output signal RFSmnBa from the inverter 1307 is at a high level. On the other hand, when the fuse 1305 is cut, the output signal RFSmnBa from the inverter 1307 is at a low level.
[0079]
FIG. 14 shows a detailed configuration example of the redundant address comparison unit 103-2.
[0080]
The redundant address comparison unit 103-2 includes eight comparison circuits COMP0 to COMP7 formed corresponding to the fuse latch units in the fuse latch circuit 103-1 and output signals RBXRTa and RBXRBa (a) of the address buffer 101. = 0 to 9).
[0081]
Although not shown in the drawing, the eight comparison circuits COMP0 to COMP7 have the same configuration. The eight comparison circuits COMP0 to COMP7 each include an output signal RBXRTa (a = 0 to 9) and an RBXRBa (a = 0) of the address buffer 101 so that one of the comparison circuits COMP0 is representatively shown. 9) comprising a plurality of comparison logics 500 corresponding to. Although not particularly limited, the comparison logic 500 includes four n-channel MOS transistors 501 to 504. Wired OR of the plurality of comparison logics 500 is performed for each of the comparison circuits COMP0 to COMP7, and the result is transmitted to the redundancy hit determination circuit 103-3. In order to reduce the number of wires between the fuse latch circuit 103-1 and the redundant address comparison unit, the plurality of comparison logics 500 include an inverter 505 between the gate electrodes of the n-channel MOS transistors 502 and 504. Some are joined by. N-channel MOS transistors 501 and 502 are connected in series, and n-channel MOS transistors 503 and 504 are connected in series. The signal RBXRTa (a = 0 to 9) is transmitted to the gate electrode of the n-channel MOS transistor 501 via the corresponding inverter 90. RBXRBa (a = 0 to 9) is transmitted to the gate electrode of the n-channel MOS transistor 503 via the corresponding inverter 90. The output signal RFSmTBa (m = 0 to 7, a = 0 to 9) of the fuse latch circuit 103-1 is transmitted to the gate electrode of the n-channel MOS transistor 502. The output signal RFSmBBa (m = 0 to 7, a = 0 to 9) of the fuse latch circuit 103-1 is transmitted to the gate electrode of the n-channel MOS transistor 504. SW is a switch for enabling a change in the circuit scale involved in the circuit operation in the redundant address comparison unit.
[0082]
In comparison circuits COMP0 to COMP7, signals RBXRTa (a = 0 to 9) and RBXRBa (a = 0 to 9) transmitted from address buffer 101 and signal RFSmnBa (m = 0) transmitted from fuse latch circuit 103-1. , N = T / B, a = 0 to 9), and the comparison results RFU00 to RFU07, RFU10 to RFU17 are transmitted to the subsequent redundant hit determination circuit 103-3.
[0083]
As shown in FIG. 12, the redundant hit determination circuit 103-3 includes eight redundant hit determination units JUD0 to JUD7 arranged corresponding to the comparison circuits COMP0 to COMP7 in the redundant address comparison unit 103. The eight redundant hit determination units JUD0 to JUD7 have the same configuration. For example, the redundant hit determination unit JUD0, which is one of the eight redundant hit determination units JUD0 to JUD7, includes p-channel MOS transistors 1201, 1203 to 1205, inverters 1206, 1210, 1211, a NAND gate 1209, and an n-channel MOS It comprises transistors 1207 and 1208. P-channel MOS transistors 1201 and 1205 are provided for precharging the redundant address comparison path to the high potential side power supply VDD level, and take in a precharge control signal RXRPT from redundant address comparison precharge control circuit 103-4. The operation is controlled by the output signal of 1206. The p-channel MOS transistors 1203 and 1204 are provided to latch the output state of the NAND gate 1209. An output signal RHIT0 is obtained from the NAND gate 1209 and transmitted to the redundant hit determination aggregation circuit 103-5. Also, an output signal RHITR0 is obtained via inverters 1210 and 1211 arranged at the subsequent stage of NAND gate 1209, and this signal RHITR0 is transmitted to redundant memory mat controller 402 via selector 105 as shown in FIG. . When the redundant area skip mode signal TRSKT is at a high level, the redundant hit determination is skipped.
[0084]
The redundant address comparison precharge control circuit 103-4 includes an inverter 1213 for receiving an internal RAS signal (row active signal) ILAST, a NAND gate 1214 for obtaining a NAND logic of an output signal of the inverter 1213 and the row reset signal R3B, and a NAND gate 1214. It comprises an inverter 1215 for inverting the output signal of 1214 to obtain a precharge control signal RXRPT.
[0085]
FIG. 15 shows a configuration example of the redundant hit determination aggregation circuit 103-5.
[0086]
The redundant hit determination aggregation circuit 103-5 includes three-input NAND gates 151, 152, two-input NAND gates 153, 155, three-input NOR gate 154, and inverters 156, 157. The three-input NAND gate 151 obtains NAND logic for the local hit signals RHIT0 to RHIT3 from the redundant hit determination circuit 103-3. The three-input NAND gate 152 obtains NAND logic for the local hit signals RHIT3 to RHIT5 from the redundant hit determination circuit 103-3. The two-input NAND gate 153 obtains the NAND logic of the local hit signals RHIT6 and RHIT7 from the redundant hit determination circuit 103-3. The output signals of the NAND gates 151, 152, and 153 are collected by a NOR gate 154 disposed at a subsequent stage and transmitted to a NAND gate 155 at a subsequent stage. In the NAND gate 155, a NAND logic of an output signal of the inverter 157 that takes in the redundant area forced selection mode signal TRATTX and an output signal of the NOR gate 154 is obtained, and the output signal is output via the inverter 156 in the subsequent stage. The output signal of inverter 156 is transmitted as main hit signal RXRHITB to normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 and column selection circuit 107 shown in FIG. Is transmitted to
[0087]
Next, the operation of the above configuration will be described.
[0088]
FIG. 16 shows a row-related operation timing when the DRAM macro cell 200 hits a miss, and FIG. 17 shows a row-related operation timing when the DRAM macro cell 200 hits. The DRAM macro cell 200 operates synchronously with the clock signal CLK_N, for example, taking in the row address signal during a period in which the row address strobe signal RAS_N is asserted to a low level in synchronization with the falling edge of the waveform of the clock signal CLK_N. The column address is fetched into the column address strobe signal during a period in which the column address strobe signal is asserted to a low level in synchronization with the falling edge of the waveform of the clock signal CLK_N, but the column-related signals are omitted. .
[0089]
It is assumed that the defect relief is performed for each main word line MWL. That is, based on the comparison result between the input address signal and the redundant address information, the defective portion in the normal memory mat is relieved by being replaced with the redundant memory cell array in units of the main word line MWL. This unit of relief is called a "relief set". When the input address signal and the redundant address information match (redundancy hit) in a specific rescue set, the main memory driver MWD (RMWLnB / n = 0 to 7) corresponding to the rescue set in the redundant memory mat 302. And FX driver FXD (FXnB / n = 0 to 7) are selected, and sub-word line SWL in redundant memory mat 302 is activated.
[0090]
On the other hand, the sub-word lines SWL in the normal memory mats 301-0 to 301-3 are deactivated by setting the main word driver MWD and the FX driver FXD to a non-selected state.
[0091]
Such control is exclusively performed by the array control circuit AC in the normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 and the redundant memory mat controller 402.
[0092]
That is, when the main hit signal RXRHHITB is at the high level (mis-hit), the array control circuit AC in the normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 sets the bit line equalize signal ABLEQB to the high level as shown in FIG. , The bit line equalization release is instructed, and the shared control signal ASHRT is set to the high level (ASHRB is set to the low level), thereby coupling the memory mat and the corresponding sense amplifier, and the word line precharge signal WPHMWT, By setting WPFXXT to low level, the precharge of the corresponding word line is released, and by setting the sub word line activation signal AXDGB to low level, the sub word line can be driven, and the sense amplifier control signal APCSB / ANCS The activating. When the main hit signal RXRHITB is at a high level (mis-hit), the exclusive deactivation signal RXRHITRT is at a low level, so that the array control circuit AC in the redundant memory mat controller 402 sets the bit line equalize signal ABLEQRB to a low level. Level (standby state), the word line precharge signals WPHMWRT, WPFXRT are set to high level to instruct word line precharge, the FX driver control signal AXDGRB is fixed to high level (inactive state), and sense is performed. By activating the amplifier control signal APCSRB / ANCSRT, current consumption in the redundant memory mat 302 is suppressed.
[0093]
On the other hand, when the main hit signal RXRHHITB is at a low level (hit), the array control circuit AC in the normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 outputs the bit line equalize signal ABLEQB as shown in FIG. The corresponding word is fixed at a low level (standby state), the shared control signal ASHRT is fixed at a low level (ASHRHB is at a high level) (inactive state), and the word line precharge signals WPHMWT and WPFXTXT are set at a high level. By precharging the lines, fixing the sub-word line activation signal AXDGB to a high level (inactive state), and inactivating the sense amplifier control signals APCSB / ANCST, the normal memory mats 301-0 to 301- Current consumption at 3 The suppress. When the main hit signal RXRHITB is at a low level (hit), the exclusive deactivation signal RXRHITRT is at a high level. Therefore, the array control circuit AC in the redundant memory mat controller 402 sets the bit line equalize signal ABLEQRB to a high level. To cancel the word line precharge by setting the word line precharge signals WPHMWRT and WPFXRT to low level, and set the FX driver control signal AXDGRB to low level to set the FX driver Is operated to activate the sense amplifier control signal APCSRB / ANCSRT, whereby data can be read from the redundant memory mat 302 and data can be written to the redundant memory mat 302.
[0094]
As described above, when the main hit signal RXRHITB is at a high level (mis-hit), the normal memory mats 301-0 to 301-3 are controlled by the array control circuit AC in the normal memory mat controllers 106-0 to 106-3. Are activated, data can be written to the normal memory mats 301-0 to 301-3 and data can be read from the normal memory mats 301-0 to 301-3. Since the deactivation signal RXRHITRT is set to low level and each part of the redundant memory mat 302 is deactivated, current consumption in the redundant memory mat 302 is suppressed.
[0095]
When the main hit signal RXRHHITB is at a low level (hit), each part of the normal memory mats 301-0 to 301-3 is controlled by the array control circuit AC in the normal memory mat controllers 106-0 to 106-3. The current consumption is suppressed by being deactivated. In this case, the exclusive deactivation signal RXRHITRT is set to the high level, and each part of the redundant memory mat 302 is activated, so that the redundant memory mat 302 Data reading and data writing to the redundant memory mat are enabled.
[0096]
According to the above example, the following effects can be obtained.
[0097]
(1) When any one of the normal memory mats 301-0 to 301-3 is selected by the memory mat selection signals MSB0 to MSB3 obtained by pre-decoding the row address signal by the pre-decoder 102, the redundant memory By the mat activation signal RMACTB, the redundant memory mat 302 is activated in synchronization with the mat selection by the mat selection signals MSB0 to MSB3. In the redundant address comparison circuit, the input row address signal and the redundant address information are compared in parallel with the above mat selection, and in the case of a mishit in the address comparison, the column selection circuit 107 When a bit line in the selected memory mat is selected and a hit occurs in the address comparison, the bit line in the redundant memory mat 302 is selected by the column selection circuit 107, so that high-speed operation is possible. Is done.
[0098]
(2) The redundant address comparison unit 103-2 has a plurality of comparison circuits COMP0 to COMP7 arranged corresponding to the repair set, and the defect is repaired based on the comparison result of the comparison circuits COMP0 to COMP7. For this reason, as shown in FIG. 3, for example, as shown in FIG. 3, the redundant memory mat 302 uses a main word driver (MWD) unit corresponding to a plurality of sub-word lines as a repair unit per one set of the repair address comparison circuit, and The repair set can correspond to all sub-word lines in all the normal memory mats 301, and can be replaced in main word units. Here, as shown in FIG. 4, when the redundant memory mat to be used has the same address configuration (full mat) as the normal memory mat, the same memory configuration is used for a plurality of mats due to a collision of a relief destination (data conflict). Since address rescue is physically impossible, the area overhead for the redundant memory mat increases, and the improvement of rescue efficiency is hindered by the collision of the rescue destination. Comparing circuits COMP0 to COMP7 are arranged corresponding to the unit, and each of the comparing circuits can compare the input address signal with the preset redundant address information. Of the normal memory mat 301 can avoid data conflict in defect repair. Rukoto can.
[0099]
(3) In the normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 and the redundant memory mat controller 402, the memory mat in which the bit line is not selected by the column selection circuit 107 is inactivated. In the memory mat in which the bit line is not selected by the column selection circuit 107, the charge / discharge current due to the useless activation operation can be suppressed, and the current consumption in the DRAM macro cell 200 can be reduced.
[0100]
Next, another configuration example will be described.
[0101]
FIG. 24 shows an example of the configuration of the normal memory mat 301-0 and the redundant memory mat 302, and the main parts thereof. It should be noted in the configuration shown in FIG. 24 that the sense amplifier (SA) 635 is shared between the redundant memory mat 302 and the normal memory mat 301-0 disposed adjacent to the redundant memory mat 302. Therefore, shared circuits 700 and 720 are provided. Shared circuit 700 includes n-channel MOS transistors 711 and 712. The operations of the n-channel MOS transistors 711 and 712 are controlled by a shared control signal ASHRUT. Shared circuit 720 includes n-channel MOS transistors 721 and 722. The operations of the n-channel MOS transistors 721 and 722 are controlled by a shared control signal ASHRSRT.
[0102]
Since the sense amplifier (SA) 635 is shared between the redundant memory mat 302 and the normal memory mat 301-0 disposed adjacent to the redundant memory mat 302, the number of sense amplifiers can be reduced. The area occupied by the chip can be reduced.
[0103]
FIG. 25 shows an example of the configuration of array control circuit AC in normal memory mat controllers 106-0 to 106-3 when the configuration shown in FIG. 24 is employed, and FIG. A configuration example of the array control circuit AC in the redundant memory mat controller 402 when the configuration is adopted is shown. The array control circuit AC shown in FIG. 25 includes a sub-word activation control circuit 111, a sense amplifier and bit line equalization control circuit 112, shared and bit line equalization control circuits 113-1 and 113-2, and a word precharge control circuit 114. , And each circuit has the same configuration as that shown in FIG. In contrast, array control circuit AC in redundant memory mat controller 402 shown in FIG. 26 includes sense amplifier (SA) 635 between redundant memory mat 302 and normal memory mat 301-0 arranged adjacent thereto. Since shared and shared circuits 700 and 720 are provided, sense amplifiers and bit line equalize control circuits 212-1 and 212-2 and shared and bit line equalize control circuits 213 are provided. Is greatly different from the case shown in FIG. Note that the sub-word activation control circuit 211, the sense amplifier and bit line equalize control circuit 212-1 and the word precharge control circuit 214 have the same configuration as that shown in FIG.
[0104]
The sense amplifier and bit line equalize control circuit 212-1 has the same configuration as the sense amplifier and bit line equalize control circuit 212 shown in FIG. On the other hand, the sense amplifier and bit line equalize control circuit 212-2 is provided for controlling the operation of the shared part of the sense amplifier (SA) 635 between the redundant memory mat 302 and the normal memory mat 301-0. It includes inverters IV87 to IV102, NAND gates NA12, NOR gates NR12 to NR13, and a delay circuit DLY, and has a logic of a redundant memory mat activation signal RMACTB, a sense amplifier enable signal RSAEB, a main hit signal RXRHITB, and a mat selection signal MSB. By the operation, the sense amplifier control signals APCSSB and ANCSST and the bit line equalize signal ABLEQSB are generated.
[0105]
The shared and bit line equalize control circuit 213 includes inverters IV103 to IV108, a NAND gate NA13, a NOR gate NR14, a delay circuit DLY, and a level shift circuit LVLSFT, and performs logic of the exclusive deactivation signal RXRHITRT and the redundant memory mat activation signal RMACTB. An arithmetic operation generates a shared control signal ASHRB and a bit line equalize signal ABLEQB.
[0106]
The redundant memory mat 302 can share a sense amplifier with any of the regular memory mats 301-0 to 301-3. For example, in the configuration example shown in FIG. 27, the sense amplifier 635 is shared between the redundant memory mat 302 and the normal memory mat 301-1.
[0107]
FIG. 28 shows another configuration example of the redundant hit determination circuit 103-5. The redundant hit determination circuit 103-5 shown in FIG. 28 obtains the main hit signal RXRHITB by directly integrating the comparison results RFU00 to RFU07 and RFU10 to RFU17 in the redundant address comparison unit 103-2 by complex logic. ing. Although not particularly limited, the composite logic includes NAND gates 71, 72, 73 for obtaining an OR logic of the comparison result in the redundant address comparison unit 103-2, a NAND gate 74, and an inverter 75.
[0108]
Although the invention made by the present inventors has been specifically described above, the present invention is not limited thereto, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
[0109]
For example, in the inactive state of the normal memory mats 301-0 to 301-3 and the redundant memory mat 302, by fixing the logic of the word line precharge signals WPHMWT / WPHMWRT, WPFXT / WPHFXRT, the current in the inactive memory mat is fixed. Consumption can be further reduced.
[0110]
Further, the present invention can be applied to general-purpose DRAM chips.
[0111]
FIG. 21 shows a layout example of a general-purpose DRAM chip.
[0112]
The memory mat of the general-purpose DRAM chip 210 shown in FIG. 21 is divided into two in the bit line direction and two in the word line direction. The divided memory mat includes a regular memory mat 69 and a redundant memory mat 20. A main row decoder 11, a main word driver 12, a peripheral circuit, and a bonding pad 14 for decoding a row address signal are formed in the center of the chip. The redundant memory mat 20 is formed so as to sandwich the peripheral circuit and the bonding pad 14. In the normal memory mat 69, as partially enlarged, a memory cell array 15, a sense amplifier 16 and a sub-word driver 17 arranged so as to sandwich the memory cell array 15 are arranged. Reference numeral 18 denotes a crossing region with the sense amplifier region and the sub-word driver region. The redundant memory mat 20 includes a redundant memory cell array 15R, a sense amplifier 16 and a sub-word driver 17 arranged so as to sandwich the redundant memory cell array 15R, as shown in a partially enlarged manner. A dedicated sense amplifier is used between the mat 69 and the redundant memory mat. On the other hand, as shown in FIG. 22, the sense amplifier 16 can be shared between the redundant memory cell array 15R and the normal memory cell array 15 arranged adjacent thereto. For sharing the sense amplifier, the shared technology described above is used. Further, as shown in FIG. 23, the redundant memory mat 20 can be formed at an arbitrary position. In this case, the sense amplifier is shared between the redundant memory cell array and the normal memory cell array adjacent thereto. can do.
[0113]
Generally, the formation area of the redundant memory mat may be smaller than the formation area of the normal memory mat, but is not limited thereto. For example, the formation area of the redundant memory mat and the formation area of the normal memory mat may be equal.
[0114]
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is applied to a DRAM, which is the background of the application, has been mainly described. However, the present invention is not limited to this, and is applied to various semiconductor memory devices. be able to.
[0115]
The present invention can be applied on the condition that it includes at least a plurality of regular memory mats and a redundant memory mat capable of repairing the regular memory mats.
[0116]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative inventions among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0117]
That is, the activated redundant memory mat is activated in synchronization with the mat selection by the mat selection signal, and in parallel with the mat selection by the mat selection signal, the row address signal is compared with the redundant address information of the redundant address storage unit. According to the address comparison result, either the bit line in the normal memory mat or the bit line in the redundant memory mat is selected, so that the operation can be speeded up. The mat controller deactivates the memory mat in which the bit line is not selected by the column selection circuit in accordance with the comparison result of the redundant address comparison unit, thereby suppressing current consumption there. Is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a main part in a DRAM macro cell as an example of a semiconductor memory device according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a memory mat and the redundant memory mat in the DRAM macro cell and a main part thereof.
FIG. 3 is an explanatory diagram of defect relief in the DRAM macro cell.
FIG. 4 is an explanatory diagram of defect relief in a DRAM macro cell to be compared with the DRAM macro cell.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a mat definition in the DRAM macro cell.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of a mat arrangement combination in the DRAM macro cell.
FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of a mat arrangement combination in the DRAM macro cell.
FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a normal memory mat controller in the DRAM macro cell.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of a redundant memory mat controller in the DRAM macro cell.
FIG. 10 is a detailed configuration example circuit diagram of a main part in FIG. 8;
11 is a detailed configuration example circuit diagram of a main part in FIG. 8;
FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration example of a redundant address comparison circuit in the DRAM macro cell.
FIG. 13 is a detailed configuration example circuit diagram of a fuse latch circuit included in the redundant address comparison circuit and an address buffer corresponding thereto.
FIG. 14 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a redundant address comparing unit included in the redundant address comparing circuit;
FIG. 15 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a redundant hit determination aggregation circuit included in the redundant address comparison circuit.
FIG. 16 is a timing chart of row-related operations at the time of a mishit in the DRAM macro cell.
FIG. 17 is a timing chart of row-related operations when the DRAM macro cell hits.
FIG. 18 is an explanatory diagram of an overall layout example of a DRAM logic mixed LSI chip including the DRAM macro cell.
FIG. 19 is an explanatory diagram of a layout of the DRAM macro cell.
FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration example of a laser fuse used for defect remedy in the DRAM macro cell.
FIG. 21 is a layout explanatory diagram of a general-purpose DRAM chip as another example of the semiconductor memory device according to the present invention.
FIG. 22 is an explanatory diagram of a layout of the general-purpose DRAM chip.
FIG. 23 is an explanatory diagram of a layout of the general-purpose DRAM chip.
FIG. 24 is a circuit diagram of another configuration example of a normal memory mat and a redundant memory mat in the DRAM macro cell and a main part thereof.
FIG. 25 is a circuit diagram showing a configuration example of an array control circuit in a normal memory mat controller when the configuration shown in FIG. 24 is adopted;
26 is a circuit diagram showing a configuration example of an array control circuit in a redundant memory mat controller when the configuration shown in FIG. 24 is adopted;
FIG. 27 is a circuit diagram of another configuration example of a normal memory mat and a redundant memory mat in the DRAM macro cell and a main part thereof.
FIG. 28 is a circuit diagram showing another configuration example of the redundant hit determination circuit in the DRAM macro cell.
[Explanation of symbols]
101 Address buffer
102 predecoder
103 Redundant address comparison circuit
103-1 Fuse latch circuit
103-2 Redundant Address Comparison Unit
103-3 Redundant Hit Determination Circuit
103-4 Redundant Address Comparison Precharge Circuit
103-5 Redundant Hit Judgment Aggregation Circuit
106-0 to 106-3 Regular memory mat controller
107 Column selection circuit
200 DRAM macrocell
301-0 to 301-3 Regular memory mat
302 Redundant memory mat
402 Redundant memory mat controller
500 comparison logic
AC array control circuit
FXD FX driver
MWL main word line
MWD main word driver
SWD sub-word driver
SWL sub-word line
SA sense amplifier

Claims (9)

ロウアドレス信号に基づいて形成されたマット選択信号によって選択可能な複数の正規メモリマットと、
上記マット選択信号によるマット選択に同期して活性化され、上記正規メモリマットを所定の救済単位で代替可能な冗長メモリマットと、
上記冗長メモリマットによって救済すべき冗長アドレス情報を記憶可能な冗長アドレス記憶部と、
上記マット選択信号によるマット選択に並行して、上記ロウアドレス信号と上記冗長アドレス記憶部の冗長アドレス情報とを比較可能な冗長アドレス比較手段と、
上記冗長アドレス比較手段の比較結果に応じて、上記正規メモリマットにおけるビット線又は上記冗長メモリマットにおけるビット線の何れかを選択可能なカラム選択回路と、
上記冗長アドレス比較手段の比較結果に応じて、上記カラム選択回路でビット線が非選択とされるメモリマットを非活性化するマットコントローラと、を含むことを特徴とする半導体記憶装置。
A plurality of normal memory mats selectable by a mat selection signal formed based on a row address signal;
A redundant memory mat activated in synchronization with the mat selection by the mat selection signal and capable of replacing the normal memory mat with a predetermined repair unit;
A redundancy address storage unit capable of storing redundancy address information to be relieved by the redundancy memory mat;
A redundancy address comparison unit that can compare the row address signal and redundancy address information of the redundancy address storage unit in parallel with the mat selection by the mat selection signal;
A column selection circuit capable of selecting either a bit line in the normal memory mat or a bit line in the redundant memory mat according to a comparison result of the redundant address comparing means;
A semiconductor memory device, comprising: a mat controller for inactivating a memory mat in which a bit line is not selected by the column selection circuit according to a comparison result of the redundant address comparison means.
上記正規メモリマットに対応して配置され、上記正規メモリマットの信号を増幅するための正規メモリマット専用の第1センスアンプと、
上記冗長メモリマットに対応して配置され、上記冗長メモリマットの信号を増幅するための冗長メモリマット専用の第2センスアンプと、を含む請求項1記載の半導体記憶装置。
A first sense amplifier dedicated to the normal memory mat for amplifying a signal of the normal memory mat, the first sense amplifier being arranged corresponding to the normal memory mat;
2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a second sense amplifier arranged corresponding to said redundant memory mat and dedicated to said redundant memory mat for amplifying a signal of said redundant memory mat.
正規メモリマットとそれに隣接配置された上記冗長メモリマットとの間に設けられ、上記正規メモリマットと上記冗長メモリマットとの間で共有される第3センスアンプと、
上記冗長メモリマットの信号と上記正規メモリの信号とを選択的に上記第3センスアンプに伝達可能なシェアード回路と、を含む請求項1又は2記載の半導体記憶装置。
A third sense amplifier provided between the normal memory mat and the redundant memory mat arranged adjacent thereto and shared between the normal memory mat and the redundant memory mat;
3. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a shared circuit capable of selectively transmitting a signal of said redundant memory mat and a signal of said normal memory to said third sense amplifier.
上記冗長メモリマットの形成領域は、上記正規メモリマットの形成領域よりも小さくされて成る請求項1乃至3の何れか1項記載の半導体記憶装置。4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a formation area of the redundant memory mat is smaller than a formation area of the normal memory mat. ロウアドレス信号の上位ビットに基づいて選択される複数のメインワード線と、上記複数のメインワード線のそれぞれに対応して配置され、上記ロウアドレス信号の下位ビットに基づいて選択される複数のサブワード線とを含み、上記所定の救済単位を上記メインワード線単位とした請求項1乃至4の何れか1項記載の半導体記憶装置。A plurality of main word lines selected based on upper bits of a row address signal; and a plurality of sub-words arranged corresponding to each of the plurality of main word lines and selected based on lower bits of the row address signal 5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the predetermined repair unit is the main word line unit. 上記冗長アドレス比較手段は、それぞれ上記ロウアドレス信号と上記冗長アドレス記憶部の冗長アドレス情報とを比較するための複数の比較論理と、
上記複数の比較論理のワイアードオア信号を取り込んで、上記ロウアドレス信号と上記冗長アドレス情報とが一致するか否かを判定するための冗長ヒット判定回路と、を含む請求項1乃至5の何れか1項記載の半導体記憶装置。
A plurality of comparison logics for comparing the row address signal with redundant address information in the redundant address storage unit;
6. A redundancy hit determination circuit for taking in the wired OR signals of the plurality of comparison logics and determining whether the row address signal matches the redundancy address information. 2. The semiconductor memory device according to claim 1.
上記冗長ヒット判定回路からの出力信号を集約するための第1冗長ヒット判定集約回路を含み、
上記マットコントローラは、上記第1冗長ヒット判定集約回路の出力信号に基づいて上記カラム選択回路でビット線が非選択とされるメモリマットを非活性化する請求項6記載の半導体記憶装置。
A first redundant hit determination aggregation circuit for aggregating output signals from the redundant hit determination circuit;
7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein said mat controller deactivates a memory mat whose bit line is not selected by said column selection circuit based on an output signal of said first redundant hit determination aggregation circuit.
上記複数の比較論理の出力信号を集約するための第2冗長ヒット判定集約回路を含み、上記マットコントローラは、上記第2冗長ヒット判定集約回路の出力信号に基づいて上記カラム選択回路でビット線が非選択とされるメモリマットを非活性化する請求項6項記載の半導体記憶装置。A second redundant hit determination aggregation circuit for aggregating the output signals of the plurality of comparison logics, wherein the mat controller determines whether a bit line in the column selection circuit is based on an output signal of the second redundancy hit determination aggregation circuit. 7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the memory mat which is not selected is inactivated. 上記マットコントローラは、上記正規メモリマットに対応して配置された第1マットコントローラと、上記冗長メモリマットに対応して配置された第2マットコントローラとを含み、
上記第1マットコントローラは、上記冗長アドレス比較回路の比較結果に基づいて、少なくとも、ビット線のイコライズを指示するためのビット線イコライズ信号、上記サブワード線の駆動信号、及び上記センスアンプの動作を指示するためのイネーブル信号の論理を固定することによって上記正規メモリマットの非活性化状態を形成可能な第1アレイコントロール回路を含み、
上記第2マットコントローラは、少なくとも、ビット線のイコライズを指示するためのビット線イコライズ信号、上記サブワード線の駆動信号、及び上記センスアンプの動作を指示するためのイネーブル信号の論理を固定することによって、上記冗長メモリマットの非活性化状態を形成可能な第2アレイコントロール回路を含む請求項5乃至8の何れか1項記載の半導体記憶装置。
The mat controller includes a first mat controller arranged corresponding to the normal memory mat, and a second mat controller arranged corresponding to the redundant memory mat,
The first mat controller, based on the comparison result of the redundant address comparison circuit, at least instructs a bit line equalize signal for instructing bit line equalization, a drive signal for the sub word line, and an operation of the sense amplifier. A first array control circuit capable of forming the inactive state of the normal memory mat by fixing the logic of an enable signal for performing
The second mat controller fixes at least the logic of a bit line equalize signal for instructing bit line equalization, the drive signal of the sub word line, and the enable signal for instructing operation of the sense amplifier. 9. The semiconductor memory device according to claim 5, further comprising a second array control circuit capable of forming an inactive state of said redundant memory mat.
JP2003139265A 2003-05-16 2003-05-16 Semiconductor storage device Pending JP2004342260A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003139265A JP2004342260A (en) 2003-05-16 2003-05-16 Semiconductor storage device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003139265A JP2004342260A (en) 2003-05-16 2003-05-16 Semiconductor storage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004342260A true JP2004342260A (en) 2004-12-02

Family

ID=33528408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003139265A Pending JP2004342260A (en) 2003-05-16 2003-05-16 Semiconductor storage device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004342260A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259338A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device
US8675430B2 (en) 2010-12-09 2014-03-18 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor storage device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004259338A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device
US8675430B2 (en) 2010-12-09 2014-03-18 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor storage device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6084818A (en) Semiconductor memory device capable of efficient memory cell select operation with reduced element count
US6272056B1 (en) Semiconductor memory device capable of implementing redundancy-based repair efficiently in relation to layout and operating speed and semiconductor integrated circuit device having such semiconductor memory device
US6331956B1 (en) Synchronous semiconductor memory device having redundant circuit of high repair efficiency and allowing high speed access
US6172935B1 (en) Synchronous dynamic random access memory device
US6876588B2 (en) Semiconductor storage device formed to optimize test technique and redundancy technology
JPH0935494A (en) Semiconductor memory
US20060083099A1 (en) System and method for redundancy memory decoding
JPH10326496A (en) Semiconductor storage device
JP3036411B2 (en) Semiconductor storage integrated circuit device
JPH09120698A (en) Test method for semiconductor memory device
JP2000260199A (en) Semiconductor memory device
JP2001126470A (en) Semiconductor memory
JP2012033210A (en) Semiconductor device and semiconductor device testing method
US5959906A (en) Semiconductor memory device with a fully accessible redundant memory cell array
JPWO2002061839A1 (en) Semiconductor integrated circuit device
US20050232036A1 (en) Semiconductor memory device and method of driving the same
JPH09167499A (en) Semiconductor storage device
JP2002279794A (en) Semiconductor memory
JP2006079760A (en) Semiconductor storage device and method of testing thereof
JP2001184890A (en) Semiconductor memory
JP2004342260A (en) Semiconductor storage device
JP2000021169A (en) Synchronous semiconductor memory device
JP2001256793A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP4786682B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
JP3808667B2 (en) Semiconductor integrated circuit device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060512

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090414

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090804