JP2005294448A - 半導体装置 - Google Patents

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雅史 大井
Kazuki Ono
一樹 大野
Yoshiyuki Okuma
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Abstract

【課題】
メモリアレイ内で1本のワード線のみを選択する構成に対して、面積の増加無く、メモリアレイ内で複数本のワード線を選択できるようにした半導体装置の提供。
【解決手段】
メモリマット間に配置されるセンスアンプSAはメモリマット間で共用され、同時にワード線が選択される2つのメモリマットについてメモリマット内の2つの選択されたメモリセルはセンスアンプを介してそれぞれ対応する群の入出力線に接続される構成とされ、同時にワード線が選択される2つのメモリマットのうちメモリマットmat7とmat3について、mat7のセルβは、B群用入出力線MIO[B]_Rに接続され、セルαはA群用入出力線MIO[A]_Lに接続され、mat3のセルのβは、A群入出力線MIO[A]_Rに接続され、セルαは、B群用の入出力線MIO[B]_Lに接続され、他のメモリマットの組についてはA群のメモリマットのメモリセルα、βはA群用の入出力線MIO[A]_L、Rに接続され、B群のメモリマットのメモリセルα、βはA群用の入出力線MIO[A]_L、Rに接続される。
【選択図】
図8

Description

本発明は、半導体装置に関し、特に、半導体メモリを有する半導体装置に関する。
近年の半導体パッケージ技術の向上により、複数の半導体メモリを1つのパッケージ内に収容し、大容量の半導体メモリとして扱えるようにする技術が実用化されている。
一例としては、256Mbit 32I/O構成の半導体メモリを作成する場合に、1チップで、これを実現することが技術的に困難な場合には、例えば128Mbit 16I/O構成の半導体メモリを、1つのパッケージ内に2つ収容し、外見からは、256Mbit 32I/O構成の半導体メモリとして扱えるような構成とするものである。
なお、後記特許文献1には、グローバル入出力線(MIO)とリードバスの接続を切り替えるパス選択手段を備えた構成が開示されている。
特許第3304899号公報
ところで、例えば128Mbit 16I/O構成の半導体メモリを1つのパッケージ内に2つ収容した半導体メモリが、先に市場に流通している場合、後発となる1チップ構成の256Mbit 32I/Oの半導体メモリは、互換性等から、アドレス空間を、前者の128Mbit 16I/O構成の半導体メモリを1つのパッケージ内に2つ収容した半導体メモリと同様にすることが必要とされる場合がある。この様な事情から、後発の1チップで構成された256Mbit 32I/O構成の半導体メモリは、メモリアレイのXアドレス空間を小さくする必要が生じる。例えば、ワード線を、複数本、例えば2本選択する必要が発生する。
以下、ワード線を複数本選択するための構成に関して、本発明が解決しようとする課題について説明する。以下の記載事項は、主に、本願発明者等による検討結果の説明をその内容とする。
図1は、DRAM(ダイナミックランダムアクセスメモリ)などの半導体メモリの構成の一例を示す図である。図1(A)に示すように、この半導体メモリ1は、通常、Xデコーダ20、Yデコーダ30で囲まれた1単位であるメモリアレイ(複数のワード線と複数のビット線の交差部にアレイ状に配設されている複数のメモリセルを含む)を備えた構成とされている。隣り合うメモリアレイでは、Xデコーダ、またはYデコーダを共用する場合があるが、図1(A)に示す例では、全て分離した例として示している。メモリアレイ10は、通常、図1(B)に示すように、X方向、Y方向ともに細分化されており(細分化された単位を「メモリマット」という)、メモリマット11間には、X方向に、SWD(サブワードドライバ)12が配置され、Y方向に、ビット線増幅回路SA13(センスアンプ)が配置されている。メモリアレイ10内で、ワード線は、Xアドレス(行アドレス)をデコードするXデコーダ20で選択された1本のみが活性化(選択)される設計とされている。
次に、メモリアレイのXアドレス空間を小さくし、ワード線を、複数本、例えば2本選択する場合の構成として、メモリアレイの単位を小さくして、メモリアレイ内で選択されるワード線を、1本のみにする設計手法がほとんどである。図2は、かかる構成を示す図である。図2の構成において、半導体メモリ1内のX方向のメモリアレイの個数は4個とされ、1つのメモリアレイの単位(ワード線の本数)を小さくしている。しかしながら、図2の構成の場合、Yデコーダ30が増加してしまい、チップ面積が増大する副作用を伴う。
また、図3に示すように、メモリアレイの向きによっては、Yデコーダを増加させることが出来ない場合も存在する。
このような場合、図4に示すように、Yアドレスが共通であれば、Yデコーダは増加させずに、アレイ境界部にセンスアンプを追加し(図4(B)の矢線「アレイ境界部SA追加」に対応するセンスアンプSA参照)、アレイ境界部にでのみセンスアンプを2つ対向配置させた構成により、メモリアレイ10内で、一つのXアドレスに対してXデコーダ20でのデコード結果に基づき、複数本(図4では2本)のワード線を選択することで対応することも考えられる。
図4(B)に示す例では、メモリアレイ10は、図の縦方向(行方向、ワード線に並行な方向)に、8つのメモリマットに分割され、図の横方向(列方向、ビット線に並行な方向)に、4つのメモリマットに分割され、各メモリマットの上辺、下辺にはそれぞれセンスアンプSA13が設けられている。
図4(C)は、図4(B)の一列の回路構成を拡大して示したものであり、メモリアレイ10内の行方向に8分割されたメモリマットは、mat0〜mat7で表わされている。メモリマットの左右、両側には、図示されないリード・ライトバスと接続されるメインIO線(MIO)が配設されている。
メモリアレイ10内で2本ワード線を選択することを考え、図4(C)に示すように、メモリマットはメモリセル群[A]およびメモリセル群[B]に分割するものとする。メモリセル群[A]は、メモリマットmat5、6、7を含み、メモリセル群[B]は、メモリマットmat5、6、7を含む。
メモリセル群[A]のメモリセルは、それぞれBL(ビット線)、SA(センスアンプ)、LIO(ローカル入出力線)を介して、メモリセル群[A]用の左右両側に延在されるメインIO線(「グローバル入出力線」ともいう)MIO[A]_L、MIO[A]_Rにそれぞれ接続されている。
同様に、メモリセル群[B]のメモリセルは、それぞれBL(ビット線)、SA(センスアンプ)、LIO(ローカルIO線)を介して、メモリセル群[B]用の左右のメインIO線MIO[B]_L、MIO[B]_Rにそれぞれ接続されている。
ワード線は、メモリアレイ内のメモリセル群[A]およびメモリセル群[B]それぞれについて1本選択される。
例えば、メモリセル群[A]のメモリマットmat6のワード線が選択された場合、同時に、メモリセル群[B]のメモリマットmat2のワード線が選択されるものとする(図4(C)の矢線「同時選択されたワード線」参照)。
同時選択される2本のワード線として、メモリマットmat6、mat2のワード線が選択されると、メモリマットmat6は、メモリセル群[A]に属しているため、メモリマットmat6のメモリセル(「ビット」ともいう)(α)/(β)は、それぞれ、対応するSA、LIOを介して、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rとそれぞれ接続し、データの受け渡しを行う。なお、メモリマットmat6のメモリセル(α)、(β)は選択ワード線で接続され、Yデコーダ30で選択されたカラムのメモリセルである。
また、メモリマットmat2は、メモリセル群[B]に属しているため、メモリマットmat2のメモリセル(α)/(β)は、それぞれ、対応するSA、LIOを介して、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続し、データの受け渡しを行う。なお、メモリマットmat2のメモリセル(α)、(β)は選択ワード線に接続され、Yデコーダ30で選択されたカラムのメモリセルである。
図4に示した構成の場合、メモリセル群[A]とメモリセル群[B]とは、メモリセル((α)/(β))からMIO線まで完全に分離しているため、2本のワード線を、同時に選択することが可能となる。
図5は、図4の構成を用いた場合のメモリセルとMIOの接続関係をにまとめたものである。選択されたメモリマット、ビット、ビットが接続するMIOとの接続関係が示されている。
メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat7、mat3のワード線が選択されると、mat7のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rとそれぞれ接続し、メモリマットmat3のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。
メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat6、mat2のワード線が選択されると、mat6のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rと接続され、mat2のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。
メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat5、mat1のワード線が選択されると、mat5のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rと接続され、mat1のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。
メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat4、mat0のワード線が選択されると、mat4のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rと接続され、mat0のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。メモリセル群[A]とメモリセル群[B]とは、ビットからMIO線まで完全に分離している。
しかしながら、図4に示した場合、メモリセル群[A]とメモリセル群[B]のアレイ境界部において、センスアンプが追加されるため(図4(B)、図4(C)矢線「のアレイ境界部SA追加」参照)、ワード線を1本しか選択しない場合に比べ、チップ面積が増大してしまう。
図6は、図4に示した構成のようにチップ面積が増大することを回避するための構成の一例を示す図である。すなわち、図6に示す例では、図4のように、センスアンプをアレイ境界部に2つ配置せず、図1(B)のように、普通に配置する構成としている。この構成では、メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat6、mat2を選択した場合、図4の構成と同様にして、メモリセル群[A]のmat6のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIO線であるMIO[A]_L/MIO[A]_Rと接続し、メモリセル群[B]のmat2のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。
しかしながら、メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat7、mat3のワード線を選択した場合、アレイ境界部のセンスアンプSA(図6(C)の矢線「アレイ境界部」参照)は、メモリセル群[A]用のMIO線であるMIO[A]_Rに接続されているため、メモリマットmat3のメモリセル(β)は、メモリセル群[B]用のMIO線であるMIO[B]_Rではなく、メモリセル群[A]用のMIO[A]_Rと接続される。その結果、MIO[B]_Rは、接続先を失い、データの過不足を発生してしまう。
これは、アレイ境界部のセンスアンプSAは、メモリセル群[B]のメモリマットmat3のメモリセル(β)と、メモリセル群[A]のメモリマットmat4のメモリセル(β)とに接続され、メモリセル群[A]用のMIO[A]_Rと接続されているためである。
図7は、図6の構成を用いた場合のメモリセルとMIOの接続関係を示す図である。
図7を参照すると、メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat7、mat3のワード線が選択されると、mat7のメモリセル(α)/(β)は、MIO[A]_L/MIO[A]_Rとそれぞれ接続され、メモリマットmat3のメモリセル(α)/(β)はMIO[B]_L/MIO[A]_Rと接続される。すなわち、MIO[B]_Rの接続先はない。
メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat5、mat1のワード線が選択されると、mat5のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rと接続され、mat1のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。
メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat4、mat0のワード線が選択されると、mat4のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rと接続され、mat0のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。メモリセル群[A]とメモリセル群[B]とは、ビットからMIO線まで完全に分離している。
上記したように、メモリアレイ内で2本のワード線を選択するにあたり、図4に示した構成とした場合、メモリセル群[A]とメモリセル群[B]の境界部において、センスアンプが追加されるため、ワード線を1本しか選択しない場合に比べ、チップ面積が増大するという問題点を有している。
一方、メモリアレイ内で2本のワード線を選択するにあたり、図6に示した構成とした場合、チップ面積の増大を回避すべくンスアンプをアレイ境界部に2つ配置せず、普通に配置する構成としたことにより、MIO線(MIO[B]_R)は、接続先を失い、データの過不足を生じる。
本発明は、上記課題の認識に基づき創案されたものであって、その目的とするところは、半導体メモリにおいて、メモリアレイ内で1本のワード線のみを選択する構成に対して、面積の増加無く、メモリアレイ内で複数本のワード線を選択できるようにした半導体装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、半導体メモリにおいて、データの過不足を生じることなく、メモリアレイ内で複数本のワード線を選択できるようにした半導体装置を提供することにある。
本願で開示される発明は、前記目的を達成するため、代表的には、概略以下の通りとされる。
本発明の一のアスペクト(側面)に係る半導体装置は、メモリアレイ内の複数のメモリマットが少なくとも第1、第2の群に分割され、前記メモリマット間に配置されるセンスアンプは前記メモリマット間で共用され、同時にワード線が選択される第1、第2群の少なくとも2つのメモリマットについて各メモリマット内の2つの選択されたメモリセルは、対応するセンスアンプを介して、それぞれ対応する群の入出力線に接続される構成とされ、同時にワード線が選択される少なくとも2つのメモリマットの組のうち、第1の群の予め定められた所定のメモリマットと、第2の群の予め定められた所定のメモリマットとの組については、第1の群の前記所定のメモリマットの2つのメモリセルの一方は、第2群のメモリセルとして、第2群用の入出力線に接続され、第1の群の前記所定のメモリマットの2つのメモリセルの他方は、第1群用の入出力線に接続され、第2の群の前記所定のメモリマットの2つのメモリセルの一方は、第1群用の入出力線に接続され、前記第2の群の所定のメモリマットの2つのメモリセルの他方は、第2群用の入出力線に接続され、他のメモリマットの組については、第1の群のメモリマットの少なくとも2つのメモリセルは、第1群用の入出力線にそれぞれ接続され、第2の群のメモリマットの少なくとも2つのメモリセルは、第2群用の入出力線にそれぞれ接続される。
本発明の他のアスペクト(側面)に係る半導体装置は、メモリアレイが複数のメモリマットを有し、メモリマット間のセンスアンプはメモリマット間で共用され、前記複数のメモリマットのうち同時にワード線が選択される少なくとも2つのメモリマットの各メモリマット内の少なくとも2つの選択されたメモリセルは、それぞれ対応するセンスアンプを介して各々に対応する入出力線に接続される構成とされ、同時にワード線が選択される複数のメモリマットのうち所定のメモリマットを含む組が選択された場合、前記選択されたメモリマットの組のうち所定のメモリマットの一のビットと他のメモリマットの一のビットの接続先の入出力線の接続が、互いに交差接続する構成とされている。
本発明に係る半導体装置は、データ端子に接続するリード・ライトバスと、前記入出力線との間に接続切替回路を備え、前記入出力線と、前記リード・ライトバスとの接続関係を前記接続切替回路に基づき元に戻す構成としたものである。
本発明のさらに他のアスペクト(側面)に係る半導体装置は、メモリアレイが、所定本数のワード線を単位とする第1乃至第2N(ただし、Nは正整数)のメモリマットが、ワード線と直交する方向に、同一列に配設され、隣接するメモリマット間にセンスアンプを備え、第1乃至第2Nのメモリマットは、第N+1〜第2N、第1乃至第Nの2群に分割され、第1群のメモリマットに対応して、第1、第2の入出力線を共通に備え、第2群のメモリマットに対応して、第1、第2の入出力線を共通に備え、前記メモリマット内の選択された2つのメモリセルは、ビット線、対応するセンスアンプ、ローカル入出力線を介して、対応する第1、第2の入出力線にそれぞれ接続する構成とされ、第Kと第K+N(ただし、Kは1〜Nの整数)のメモリマットのワード線が2つ同時に選択され、KがNの場合、すなわち第2Nと第Nの組メモリマットのワード線が選択された場合、第2Nのメモリマットの内の選択された第1のメモリセルは、第1群の第1の入出力線に接続され、第2Nのメモリマットの内の選択された第2のメモリセルは、第2群の第2の入出力線に接続され、第Nのメモリマットの内の選択された第1のメモリセルは、第2群の第1の入出力線に接続され、第Nのメモリマットの内の選択された第2のメモリセルは、第1群の第2の入出力線に接続される。そして、その他のK(K=1〜N−1)については、第K+Nのメモリマットの内の選択された第1のメモリセルは、第1群の第1の入出力線に接続され、第K+Nのメモリマットの内の選択された第2のメモリセルは、第1群の第2の入出力線に接続され、第Kのメモリマットの内の選択された第1のメモリセルは、第2群の第1の入出力線に接続され、第Kのメモリマットの内の選択された第2のメモリセルは、第2群の第2の入出力線に接続される構成とされている
本発明において、第1、第2のデータ端子にそれぞれ接続される第1、第2のリード・ライトバスを少なくとも備え、前記第1群用の第1、第2の入出力線は第1のリード・ライトバスに接続され、前記第2群用の第1、第2の入出力線は第2のリード・ライトバスに接続されている。
本発明においては、第1、第2のデータ端子にそれぞれ接続される第1、第2のリード・ライトバスを備え、前記第1、第2群用の第1の入出力線はそれぞれ第1、第2のリード・ライトバスに接続され、前記第1群用の第2の入出力線は、第1の切替スイッチを介して、第1、第2のリード・ライトバスに接続され、前記第2群用の第2の入出力線は、第2の切替スイッチを介して、第1、第2のリード・ライトバスに接続され、前記第1の切替スイッチは、第Nと第2Nの組メモリマットを選択することを示す制御信号が活性状態のとき、前記第1群用の第2の入出力線を第2のリード・ライトバスに接続し、前記制御信号が非活性状態のとき、前記第1群用の第2の入出力線を第1のリード・ライトバスに接続し、前記第2の切替スイッチは、第Nと第2Nの組メモリマットを選択することを示す制御信号が活性状態のとき、前記第2群用の第2の入出力線を第1のリード・ライトバスに接続し、前記制御信号が非活性状態のとき、前記第1群用の第2の入出力線を第2のリード・ライトバスに接続される。
本発明によれば、メモリアレイ内で1本のワード線のみを選択する構成に対して、面積の増加無く、メモリアレイ内で複数本のワード線を選択することができる。
また、本発明によれば、データの入出力を行うデータ端子と、該データ端子が接続するメモリアレイ領域との対応を、メモリアレイ内の全てのメモリマットにおいて同一となるようにしており、半導体メモリをテストする際に用いるテスト用のデータパターンの作成を容易化している。
上記した本発明についてさらに詳細に説述すべく、添付図面を参照して、発明を実施するための最良の形態について以下に説明する。
本発明に係る半導体装置は、その好ましい一実施の形態において、メモリアレイが、所定本数のワード線を単位とする第1乃至第2N(ただし、Nは正整数)のメモリマット(N=4の場合、mat0〜mat7)をビット線方向に含み、メモリマット間にセンスアンプSAを有し、第1乃至第2Nのメモリマットは、第N+1〜第2N、第1乃至第N、の2群に分割され、第1群のメモリマット(mat5〜mat7)に対応して、第1、第2の入出力線(MIO[A]_L、MIO[A]_R)を、ワード線と直交する方向に沿ってメモリマットの両側に備え、第2群のメモリマット(mat0〜mat4)に対応して、第1、第2の入出力線(MIO[B]_L、MIO[B]_R)を、ワード線と直交する方向に沿ってメモリマットの両側に備えている。
第K、第K+N(ただし、Kは1〜Nの整数)のメモリマットのワード線が同時に選択される。そして、KがNの場合、すなわち第2Nと第Nの組メモリマット(図8のmat7、mat3)が選択された場合、第2Nのメモリマット(mat7)の内の選択された第1のメモリセル(α)は、ビット線、対応するセンスアンプ(SA)、ローカル入出力線(LIO)を介して、第1群(A群)の第1の入出力線(MIO[A]_L)に接続され、第2Nのメモリマット(mat7)の選択された第2のメモリセル(β)は、第2群(B群)のメモリセルとして、ビット線、対応するセンスアンプ(SA)、ローカル入出力線(LIO)を介して、第2群(B群)の第2の入出力線(MIO[B]_R)に接続される。また、第Nのメモリマット(mat3)の内の選択された第1のメモリセル(α)(選択ワードに接続し、選択されたカラムのビット線に接続する第1のメモリセル)は、ビット線、対応するセンスアンプ(SA)、ローカル入出力線(LIO)を介して、第2群の第1の入出力線(MIO[B]_L)に接続され、第Nのメモリマット(mat3)の内の選択された第2のメモリセル(β)(選択ワードに接続し、選択されたカラムのビット線に接続する第2のメモリセル)は、ビット線、対応するセンスアンプ(SA)、ローカル入出力線(LIO)を介して、第1群の第2の入出力線(MIO[A]_R)に接続される。
その他のK(K=1〜N−1)の選択については、第K+Nのメモリマットの選択された第1のメモリセルは、ビット線、対応するセンスアンプ(SA)、ローカル入出力線(LIO)を介して、第1群(A群)の第1の入出力線(MIO[A]_L)に接続され、第K+Nのメモリマットの選択された第2のメモリセルは、ビット線、対応するセンスアンプ(SA)、ローカル入出力線(LIO)を介して、第1群の第2の入出力線(MIO[A]_R)に接続され、第Kのメモリマットの選択された第1のメモリセル(α)は、ビット線、対応するセンスアンプ(SA)、ローカル入出力線(LIO)を介して、第2群(B群)の第1の入出力線(MIO[B]_L)に接続され、第Kのメモリマットの選択された第2のメモリセル(β)は、ビット線、対応するセンスアンプ(SA)、ローカル入出力線(LIO)を介して、第2)の第2の入出力線(MIO[B]_R)に接続される構成とされる。
本発明においては、二つのデータ端子にそれぞれ接続される第1、第2のリード・ライトバスを備え、第1、第2群用の第1の入出力線(MIO[A]_L、MIO[B]_L)は、それぞれ第1、第2のリード・ライトバスに接続され、第1群用の第2の入出力線(MIO[A]_R)は、第1の切替スイッチ(図12のPG1、PG2)を介して、第1、第2のリード・ライトバスに接続され、第2群用の第2の入出力線(MIO[B]_R)は、第2の切替スイッチ(図12のPG3、PG4)を介して、第1、第2のリード・ライトバスに接続され、第1の切替スイッチ(PG1、PG2)は、第2Nと第Nの組メモリマット(mat7,mat3)を選択することを示す制御信号が活性状態のとき、第1群用の第2の入出力線(MIO[A]_R)を第2のリード・ライトバスに接続し、制御信号が非活性状態のとき、第1群用の第2の入出力線(MIO[A]_R)を第1のリード・ライトバスに接続する。第2の切替スイッチ(PG3、PG4)は、第2Nと第Nの組メモリマット(mat7,mat3)を選択することを示す制御信号が活性状態のとき、第2群用の第2の入出力線(MIO[B]_R)を第1のリード・ライトバスに接続し、制御信号が非活性状態のとき、第1群用の第2の入出力線(MIO[B]_R)を第2のリード・ライトバスに接続する。かかる切替制御により、データの入出力を行うデータ端子と、該データ端子が接続するメモリアレイ領域との対応を、メモリアレイ内の全てのメモリマットにおいて同一となるようにしており、テストパターンの作成を容易化している。以下、実施例に即して詳細に説明する。
図8は、本発明の一実施例の構成を示す図である。なお、図8に示す構成は、メモリアレイの1列8行のメモリマットの構成(図6(B)の楕円で囲んだ部分)に対応している。本実施例は、メモリアレイ内のローカルIO線LIOとメインIO線MIOの結線を、チップ面積の増加無しに、メモリアレイ内で、複数本のワード線を選択できるようにしたものである。
図8に示すように、メモリセル群[A]のメモリマットmat7と、メモリセル群[B]のメモリマットmat3を選択した場合(図8の矢線「同時選択されたワード線」参照)、mat7のメモリセル(α)は、MIO[A]_Lと接続され、また、メモリセル(β)は、メモリセル群[B]用のMIO線であるMIO[B]_Rと接続される。メモリマットmat7のメモリセル(α)、メモリセル(β)は、Yデコーダ(図6の30)で選択されるカラムのビット線に接続され、選択ワード線に接続されるメモリセルである。
また、メモリセル群[B]のメモリマットmat3のメモリセル(α)は、メモリセル群[B]用のMIO線であるMIO[B]_Lと接続され、メモリセル(β)は、メモリセル群[A]用のMIO線であるMIO[A]_Rと接続される。メモリマットmat3のメモリセル(α)、メモリセル(β)は、メモリマットmat7のメモリセル(α)、メモリセル(β)と同一のYアドレスに対応し、メモリマットmat7と同時選択されるワード線に接続されるメモリセルである。
メモリマットmat7のメモリセル(α)は、MIO[A]_Lに接続され、メモリセル(β)は、MIO[B]_Rに接続され、メモリマットmat3のメモリセル(α)は、MIO[B]_Lに接続され、メモリセル(β)は、MIO[A]_R)に接続される。
メモリマットmat7、mat3のメモリセル(α)、(β)は各MIOと1対1で対応し、データの過不足を発生しない。
また、他のマットを選択した場合も、データの過不足は発生せず問題ない。
図9は、図8の構成を用いた場合のメモリセルとMIOの接続関係を示す図である。
すなわち、メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat7、mat3のワード線が選択されると、mat7のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]、[B]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[B]_Rと接続され、mat3のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]、[A]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[A]_Rと接続される。
メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat6、mat2のワード線が選択されると、mat6のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rと接続され、mat2のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。
メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat5、mat1のワード線が選択されると、mat5のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rと接続され、mat1のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。
メモリセル群[A]、[B]のメモリマットmat4、mat0のワード線が選択されると、mat4のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[A]用のMIOであるMIO[A]_L/MIO[A]_Rと接続され、mat0のメモリセル(α)/(β)は、メモリセル群[B]用のMIOであるMIO[B]_L/MIO[B]_Rと接続される。
本実施例によれば、図4に示した構成のように、センスアンプの追加によるチップ面積の増加無しで、メモリアレイ内で、複数本のワード線を選択することが可能となる。
図8において、メモリセル群[A]の上に「メモリセル群[B]」として示したように、メモリマットmat7のメモリセル(β)は、センスアンプSA、LIOを介して、メモリセル群[B]用のMIO[B]_Rに接続されている。MIOは増加するが、この増加分は、例えばMIOをアレイの上層を通す構成とすることにより、チップ面積の増加は回避される。
図10は、図8に示した本実施例の構成を、リード・ライトバスまで含めて表した図である。
メモリセル群[A]は、MIO線MIO[A]_L/MIO[A]_Rを介して、データ端子DQ0用のリード・ライトバスと接続し、メモリセル群[B]は、MIO[B]_L/MIO[B]_Rを介して、データ端子DQ1用のリード・ライトバスと接続しているものとする。リード・ライトバスDQ0には、一時には、MIO[A]_LとMIO[A]_Rの一方が接続されるという制御(例えばマルチプレクス制御等)が行われるが、この回路は図示されていない。同様にリード・ライトバスDQ1には、一時には、MIO[B]_LとMIO[B]_Rの一方が接続されるという公知の制御(例えばマルチプレクス制御等)が行われるが、このための制御回路は図示していない。
図10に示す構成において、例えば、メモリマットmat6、mat2のワード線を選択すると、メモリマットmat6のメモリセル(α)/(β)は、全てDQ0用のリード・ライトバスと接続され、メモリマットmat2のメモリセル(α)/(β)は、全てDQ1用のリード・ライトバスと接続される。
これに対し、メモリマットmat7、mat3のワード線を選択すると、メモリマットmat7のメモリセル(α)はDQ0用のリード・ライトバスと、mat7のメモリセル(β)はDQ1用のリード・ライトバスと接続し、メモリマットmat3のメモリセル(α)は、DQ1用のリード・ライトバスと、mat3のメモリセル(β)は、DQ0用のリード・ライトバスと接続される。
図11は、図10の構成を用いた場合のビットからリード・ライトバスまでの接続関係を一覧で示す図である。
メモリマットmat7のメモリセル(α)はDQ0に接続され、メモリセル(β)はDQ1に接続され、メモリマットmat3のメモリセル(α)はDQ1に接続され、メモリセル(β)はDQ0に接続される。
メモリマットmat6のメモリセル(α)、(β)はDQ0に接続され、メモリマットmat2のメモリセル(α)、(β)はDQ1に接続される。
メモリマットmat5のメモリセル(α)、(β)はDQ0に接続され、メモリマットmat1のメモリセル(α)、(β)はDQ1に接続される。
メモリマットmat4のメモリセル(α)、(β)はDQ0に接続され、メモリマットmat0のメモリセル(α)、(β)はDQ1に接続される。
このように、図10に示す構成においては、メモリマットmat7、mat3におけるビットとデータ端子DQの接続関係が、他のメモリマットのビットとデータ端子DQの接続とは異なっている。このため、半導体メモリをテストする際に用いるテスト用のデータパターンの作成が複雑化することになる。
そこで、本発明の第2の実施例では、図12に示すように、MIOとリード・ライトバスの間に、MIOとリード・ライトバスの接続を切り替える切替回路を備えている。
この切替回路は、MIO[A]_Rと、DQ1用のリード・ライトバスと、DQ0用のリード・ライトバスとの間に接続されたCMOSトランスファゲート(パスゲート)PG1、PG2と、MIO[B]_Rと、DQ0用のリード・ライトバスと、DQ1用のリード・ライトバスとの間に接続されたCMOSトランスファゲートPG3、PG4とを備え、mat7,3選択信号がハイレベル(H)のとき、PG1、PG3がオンし、PG2、PG4はオフし、一方、mat7,3選択信号がロウレベル(L)のときは、PG1、PG3がオフし、PG2、PG4はオンする。
図12のMIO−リード・ライトバス接続切替回路に入力しているmat7,3選択信号は、メモリマット対mat7、3が選択された場合、ハイレベル(H)となり、その他のメモリマット対が選択された場合、ロウレベル(L)となる。
MIO線−リード・ライトバス接続切替回路は、mat7,3選択信号がロウレベルの場合、パスゲートPG2、PG4をオン、PG1、PG3をオフすることで、MIO[A]_RとDQ0用のリード・ライトバスおよびMIO[B]_RとDQ1用のリード・ライトバスを接続される。
また、mat7,3選択信号がハイレベルの場合、PG1、PG3をオン、PG2、PG4をオフすることで、MIO[A]_RとDQ1用のリード・ライトバスおよびMIO[B]_RとDQ0用のリード・ライトバスを接続される。
この構成では、メモリマットmat6、mat2のワード線を選択した場合、メモリマットmat6のメモリセル(α)はMIO[A]_Lを介してDQ0用のリード・ライトバスと接続し、メモリマットmat6のメモリセル(β)はMIO[A]_R、PG2を介してDQ0用のリード・ライトバスと接続される。メモリマットmat2についても同様にして、メモリセル(α)はMIO[B]_Lを介してDQ1用のリード・ライトバスと接続し、メモリセル(β)はMIO[B]_R、PG4を介してDQ1用のリード・ライトバスと接続される。その結果、mat6はメモリセル(α)、(β)ともにDQ0と接続し、mat2はメモリセル(α)、(β)ともにDQ1と接続される。
また、メモリマットmat7、mat3が選択された場合、メモリマットmat7のメモリセル(α)は、MIO[A]_Lを介してDQ0用のリード・ライトバスと接続し、メモリマットmat7のメモリセル(β)は、MIO[B]_R、PG3を介してDQ0用のリード・ライトバスと接続される。
メモリマットmat3のメモリセル(α)は、MIO[B]_Lを介してDQ1用のリード・ライトバスと接続し、メモリマットmat3のメモリセル(β)はMIO[A]_R、PG1を介してDQ1用のリード・ライトバスと接続される。
図13は、図12の構成を用いた場合におけるビットとリード・ライトバスの接続関係をまとめた図である。
図13に示すように、メモリマットmat7のメモリセル(α)/(β)は、ともにDQ0と接続し、メモリマットmat3のメモリセル(α)/(β)は、ともにDQ1と接続するため、同時に選択されるメモリマット対mat7、mat3のメモリセル(α)/(β)とデータ入出力端子DQとの接続関係は、他のメモリマットの対(mat6、mat2)、(mat5、mat1)、(mat4、mat0)のメモリセル(α)/(β)とデータ入出力端子DQとの接続関係と同じとなる。
このように、図12に示した本実施例では、メモリアレイ内で複数本のワード線を選択可能とする、図8の前記実施例に加え、データの入出力を行うDQピンとそのDQピンがアクセスするメモリアレイ領域との対応を全てのマットについて同一化することができ、半導体メモリをテスト際に用いるテスト用のデータパターン作成を容易にすることが可能となる。
なお、上記各実施例では、メモリアレイ内で2本のワード線が同時に選択される構成例に即して説明したが、本発明は、メモリアレイ内で2本のワード線が同時に選択される構成にのみ限定されず、メモリアレイ内で複数のワード線が同時に選択される構成に対しても、同様な原理で適用できることは勿論である。以上本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は、上記実施例の構成にのみ限定されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
(A)は半導体メモリ、(B)はメモリアレイの構成を示す図である。 半導体メモリの構成の一例を示すである。 半導体メモリの構成の一例を示すである。 メモリアレイ内で複数のワード線を選択する構成の一例を示すであり、(A)は半導体メモリ、(B)はメモリアレイの構成、(C)は、(B)の1列を示す図である。 選択マットのメモリセルとMIOの接続関係を一覧で示した図である。 メモリアレイ内で複数のワード線を選択する構成の一例を示すであり、(A)は半導体メモリ、(B)はメモリアレイの構成、(C)は、(B)の1列を示す図である。 選択マットのメモリセルとMIOの接続関係を一覧で示した図である。 本発明の一実施例の構成を示す図である。 本発明の一実施例における選択マットのメモリセルとMIOの接続関係を一覧で示した図である。 本発明の一実施例におけるリード・ライトバスとの接続構成を示す図である。 本発明の一実施例における選択マットのメモリセルとMIO、リード・ライトバスの接続関係を一覧で示す図である。 本発明の第2の実施例の構成を示す図である。 本発明の第2の実施例における選択マットのメモリセルとMIO、リード・ライトバスの接続関係を一覧で示す図である。
符号の説明
1 半導体メモリ
10 メモリアレイ
11 メモリマット
12 サブワードドライバ
13 センスアンプ
20 Xデコーダ
30 Yデコーダ

Claims (7)

  1. メモリアレイ内の複数のメモリマットが少なくとも第1、第2の群に分割され、
    前記メモリマット間に配置されるセンスアンプは前記メモリマット間で共用され、
    同時にワード線が選択される第1、第2の群の少なくとも2つのメモリマットについて各メモリマット内の2つの選択されたメモリセルは、対応するセンスアンプを介して、それぞれ対応する群の入出力線に接続される構成とされ、
    同時にワード線が選択される前記少なくとも2つのメモリマットの組のうち、
    第1の群の予め定められた所定のメモリマットと、第2の群の予め定められた所定のメモリマットとの組については、第1の群の前記所定のメモリマットの2つのメモリセルの一方は、第2群のメモリセルとして、第2群用の入出力線に接続され、
    第1の群の前記所定のメモリマットの2つのメモリセルの他方は、第1群用の入出力線に接続され、
    第2の群の前記所定のメモリマットの2つのメモリセルの一方は、第1群用の入出力線に接続され、前記第2の群の所定のメモリマットの2つのメモリセルの他方は、第2群用の入出力線に接続され、
    他のメモリマットの組については、第1の群のメモリマットの少なくとも2つのメモリセルは、第1群用の入出力線にそれぞれ接続され、第2の群のメモリマットの少なくとも2つのメモリセルは、第2群用の入出力線にそれぞれ接続される、ことを特徴とする半導体装置。
  2. 2つのデータ端子にそれぞれ接続する少なくとも2つのリード・ライトバスと、前記第1群の入出力線と前記第2群の入出力線との接続を切替える回路を備えている、ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. メモリアレイが複数のメモリマットを有し、メモリマット間のセンスアンプはメモリマット間で共用され、
    前記複数のメモリマットのうち同時にワード線が選択される少なくとも2つのメモリマットの各メモリマット内の少なくとも2つの選択されたメモリセルは、それぞれ対応するセンスアンプを介して各々に対応する入出力線に接続される構成とされ、
    同時にワード線が選択される複数のメモリマットのうち所定のメモリマットを含む組が選択された場合、前記選択されたメモリマットの組のうち所定のメモリマットの一のビットと他のメモリマットの一のビットの接続先の入出力線の接続が、互いに交差接続する構成とされてなる、ことを特徴とする半導体装置。
  4. データ端子に接続するリード・ライトバスと、入出力線との間に接続切替回路を備え、
    メモリアレイが複数のメモリマットを有し、メモリマット間のセンスアンプはメモリマット間で共用され、
    メモリアレイ内のメモリマットのうち同時にワード線が選択される複数のメモリマットの各メモリアレイ内の少なくとも2つの選択メモリセルは、センスアンプを介してそれぞれ対応する前記入出力線に接続される構成とされ、
    同時にワード線が選択される複数のメモリマットのうち、所定のメモリマットを含む組が選択されたとき、前記組の所定のメモリマットの一のビットと、他のメモリマットの一のビットの接続先の入出力線の接続を互いに交差接続する構成とし、前記入出力線とリード・ライトバスとの接続関係を、前記接続切替回路に基づき元に戻す構成としてなる、ことを特徴とする半導体装置。
  5. メモリアレイが、所定本数のワード線を単位とする第1乃至第2N(ただし、Nは正整数)のメモリマットが、ワード線と直交する方向に、同一列に配設され、
    隣接するメモリマット間にセンスアンプを備え、
    第1乃至第2Nのメモリマットは、第N+1〜第2N、第1乃至第Nの2群に分割され、
    第1群のメモリマットに対応して、第1、第2の入出力線を共通に備え、
    第2群のメモリマットに対応して、第1、第2の入出力線を共通に備え、
    前記メモリマット内の選択された2つのメモリセルは、ビット線、対応するセンスアンプ、ローカル入出力線を介して、対応する第1、第2の入出力線にそれぞれ接続する構成とされ、
    第K+Nと第K(ただし、Kは1〜Nの整数)のメモリマットのワード線が2つ同時に選択され、
    KがNの場合、すなわち第2Nと第Nの組メモリマットのワード線が選択された場合、
    第2Nのメモリマットの内の選択された第1のメモリセルは、第1群の第1の入出力線に接続され、
    第2Nのメモリマットの内の選択された第2のメモリセルは、第2群の第2の入出力線に接続され、
    第Nのメモリマットの内の選択された第1のメモリセルは、第2群の第1の入出力線に接続され、
    第Nのメモリマットの内の選択された第2のメモリセルは、第1群の第2の入出力線に接続され、
    その他のK(K=1〜N−1)については、
    第K+Nのメモリマットの内の選択された第1のメモリセルは、第1群の第1の入出力線に接続され、
    第K+Nのメモリマットの内の選択された第2のメモリセルは、第1群の第2の入出力線に接続され、
    第Kのメモリマットの内の選択された第1のメモリセルは、第2群の第1の入出力線に接続され、
    第Kのメモリマットの内の選択された第2のメモリセルは、第2群の第2の入出力線に接続される構成とされてなる、ことを特徴とする半導体装置。
  6. 第1、第2のデータ端子にそれぞれ接続される第1、第2のリード・ライトバスを少なくとも備え、前記第1群用の第1、第2の入出力線は前記第1のリード・ライトバスに接続され、前記第2群用の第1、第2の入出力線は前記第2のリード・ライトバスに接続されている、ことを特徴とする請求項5記載の半導体装置。
  7. 第1、第2のデータ端子にそれぞれ接続される第1、第2のリード・ライトバスを少なくとも備え、
    前記第1、第2群用の第1の入出力線はそれぞれ前記第1、第2のリード・ライトバスに接続され、
    前記第1群用の第2の入出力線は、第1の切替スイッチを介して、前記第1、第2のリード・ライトバスに接続され、
    前記第2群用の第2の入出力線は、第2の切替スイッチを介して、前記第1、第2のリード・ライトバスに接続され、
    前記第1の切替スイッチは、第Nと第2Nの組のメモリマットを選択することを示す制御信号が活性状態のとき、前記第1群用の第2の入出力線を前記第2のリード・ライトバスに接続し、前記制御信号が非活性状態のとき、前記第1群用の第2の入出力線を前記第1のリード・ライトバスに接続し、
    前記第2の切替スイッチは、第Nと第2Nの組のメモリマットを選択することを示す制御信号が活性状態のとき、前記第2群用の第2の入出力線を前記第1のリード・ライトバスに接続し、前記制御信号が非活性状態のとき、前記第1群用の第2の入出力線を前記第2のリード・ライトバスに接続する、ことを特徴とする請求項5記載の半導体装置。
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