JP2010198694A - Semiconductor memory device and method for determining replacement address in the semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体記憶装置及び半導体記憶装置における置換アドレスの判定方法に関する。特に、セル単位で置換が可能な冗長メモリを設け、外部からロウアドレスとカラムアドレスを時分割で入力してアクセスする半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device and a replacement address determination method in a semiconductor memory device. In particular, the present invention relates to a semiconductor memory device that is provided with a redundant memory that can be replaced in units of cells and that is accessed by inputting a row address and a column address from the outside in a time division manner.
近年、メモリの規格として複数の規格を満たす、いわゆるコンボチップが注目されている。このコンボチップとしては、例えば、4Bank構成のLPDDR1(Low Power Double Data Rate 1 SDRAM)及び8Bank構成のLPDDR2(Low Power Double Data Rate 2 SDRAM)のメモリとして使用するものが考えられる。このとき、Xアドレスとバンクアドレスの構成は、LPDDR2で8バンクのときには、XアドレスX0−12,バンクアドレスBA0−2が用いられ、LPDDR1で4バンクの時には、XアドレスX0−13,バンクアドレスBA0−1が用いられることになり4バンクでバンクアドレスが1本減る代わりに、Xアドレスが1本増えることになる。
In recent years, so-called combo chips that satisfy a plurality of standards as memory standards have attracted attention. As this combo chip, for example, ones used as memories of LPDDR1 (Low Power
このようなコンボチップにおいても、記憶容量は、微細加工技術の進歩により年々増大し、微細化が進むに連れて1チップ当たりに含まれる欠陥メモリセルの数もますます増大しているというのが実情である。このような欠陥メモリセルは冗長メモリセルに置き換えられ、これによって欠陥のあるアドレスが救済される。 Even in such a combo chip, the storage capacity is increasing year by year due to advances in microfabrication technology, and the number of defective memory cells contained in one chip is also increasing as miniaturization progresses. It is a fact. Such defective memory cells are replaced with redundant memory cells, thereby relieving defective addresses.
一般に、欠陥のあるアドレスは、複数のプログラムヒューズを含むヒューズ回路に記憶され、当該アドレスに対するアクセスが要求されると、上記ヒューズ回路の制御によって、欠陥メモリセルではなく冗長メモリセルに対して代替アクセスが行われることになる。このような欠陥アドレスは、ウェハ状態で行われる選別試験において検出され、検出された欠陥アドレスに応じてレーザビームを照射することにより、プログラムヒューズを切断する。 In general, a defective address is stored in a fuse circuit including a plurality of program fuses, and when access to the address is requested, a redundant memory cell is accessed instead of a defective memory cell by the control of the fuse circuit. Will be done. Such a defect address is detected in a screening test performed in a wafer state, and the program fuse is cut by irradiating a laser beam in accordance with the detected defect address.
このようなアドレス置換を行った後においても、例えば、パッケージング時における熱ストレスなどにより、不良ビットが散発的に発生することがある。パッケージング後にこのような不良ビットが発見された場合、もはやレーザビームの照射によるアドレス置換を行うことはできないため、不良品として扱わざるを得ない。 Even after such address replacement, defective bits may occur sporadically due to, for example, thermal stress during packaging. If such a defective bit is found after packaging, address replacement by laser beam irradiation can no longer be performed, and it must be handled as a defective product.
このような問題を解決する方法として、レーザビームの照射による1次救済に加えて、パッケージング後に発見された少数の不良ビットを2次救済する方法が提案されている。この場合、2次救済するする不良アドレスを記憶する回路としては、レーザビームの照射が必要なレーザーヒューズ回路ではなく、電気的に書き込み可能な不揮発性の記憶回路が用いられる。このような記憶回路としては、酸化膜の絶縁破壊を利用したいわゆる「アンチヒューズ回路」を用いることができる。 As a method for solving such a problem, in addition to primary relief by laser beam irradiation, a method for secondary relief of a small number of defective bits discovered after packaging has been proposed. In this case, as a circuit for storing a defective address to be secondarily repaired, an electrically writable nonvolatile memory circuit is used instead of a laser fuse circuit that requires laser beam irradiation. As such a memory circuit, a so-called “anti-fuse circuit” using dielectric breakdown of an oxide film can be used.
ここで、パッケージング後に発見される不良ビットの数は、選別試験時に発見される不良ビットに比べて、その数が極めて少数である。このため、アンチヒューズ素子を用いた2次救済は、ワード線単位又はビット線単位での置換を行うのではなく、メモリセル単位での置換を行うことが好ましい。 Here, the number of defective bits found after packaging is very small compared to the number of defective bits found during the screening test. For this reason, in the secondary relief using the antifuse element, it is preferable to perform replacement in units of memory cells rather than replacement in units of word lines or bit lines.
メモリセル単位での置換を行うためには、不良アドレスの検出においてロウアドレス及びカラムアドレスの両方を参照し、これらが全て一致したことを検出しなければならない。このことは、不良メモリセルを指定するためのアドレスのビット数が非常に大きいことを意味する。つまり、ワード線単位の置換であれば、ロウアドレスの一致を検出すれば足り、カラムアドレスを参照する必要はない。同様に、ビット線単位の置換であれば、カラムアドレスの一致を検出すれば足り、ロウアドレスを参照する必要はない。これに対し、メモリセル単位での置換においては、ロウアドレス及びカラムアドレスの両方を参照する必要があることから、アドレス比較に必要なビット数が必然的に多くなる。 In order to perform replacement in units of memory cells, it is necessary to refer to both the row address and the column address in detecting a defective address and detect that they all match. This means that the number of bits of an address for designating a defective memory cell is very large. In other words, if the replacement is performed in units of word lines, it is sufficient to detect the coincidence of the row address, and it is not necessary to refer to the column address. Similarly, if the replacement is performed in units of bit lines, it is sufficient to detect the coincidence of the column address, and it is not necessary to refer to the row address. On the other hand, in replacement in units of memory cells, it is necessary to refer to both the row address and the column address, so that the number of bits necessary for the address comparison inevitably increases.
なお、関連技術としては、特許文献1、特許文献2に記載されたものがある。
In addition, there exists a thing described in
以下の分析は本発明において与えられる。特に内部に複数のバンクを備え、複数のバンクに対して並列にアクセスすることのできるマルチバンクオペレーション機能を有する半導体記憶装置で、メモリセル単位に冗長セルへの置換を判定するため、バンク毎にロウアドレスをカラムアドレスが与えられまで保持しておいて、判定すると、バンクの増加につれて、置換判定のためのロウアドレス保持回路の素子数が増大する。 The following analysis is given in the present invention. In particular, in a semiconductor memory device having a plurality of banks and having a multi-bank operation function capable of accessing a plurality of banks in parallel, in order to determine replacement with redundant cells for each memory cell, for each bank If the row address is held until a column address is given and determined, the number of elements in the row address holding circuit for replacement determination increases as the number of banks increases.
一方、LPDDR1のアンチヒューズのロウアドレスラッチ回路(Xアドレスラッチ回路)は、電源投入時においても、tMRD=2CLK、tRRD=2CLKの条件を満たす必要性があるため、Bank毎に必要となる。したがって、8Bank構成のLPDDR2と4Bank構成のLPDDR1のコンボチップを実現しようとすると、Xアドレスラッチ回路が8Bank分必要となるため、8個のXアドレスラッチ回路が必要とされ、回路規模が大きくなる。 On the other hand, the anti-row row address latch circuit (X address latch circuit) of LPDDR1 is necessary for each bank because it is necessary to satisfy the conditions of tMRD = 2CLK and tRRD = 2CLK even when the power is turned on. Therefore, if an 8-bank configuration LPDDR2 and a 4-bank configuration LPDDR1 combo chip are to be realized, eight X-address latch circuits are required, so that eight X-address latch circuits are required, which increases the circuit scale.
本発明の1つの側面による半導体記憶装置は、ロウアドレスとカラムアドレスとを時分割で入力する半導体記憶装置において、マルチバンクオペレーションが可能な複数バンクのメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイの外に配置され、セル単位で置換が可能な冗長メモリと、前記冗長メモリに置き換えるべきメモリセルのアドレスをあらかじめ記憶した置換アドレス記憶回路と、外部から入力したアドレスと前記置換アドレス記憶回路に記憶されたアドレスとを比較するアドレス比較回路と、バンク毎に設けられた比較結果保持回路であって、前記アドレス比較回路が外部から入力したバンク及びロウアドレスと前記置換アドレス記憶回路に記憶するアドレスのバンク及びロウアドレスとの一致を検出したときにその結果を保持する比較結果保持回路と、を有する。 A semiconductor memory device according to one aspect of the present invention is a semiconductor memory device that inputs a row address and a column address in a time-sharing manner, and is arranged outside a memory cell array of a plurality of banks capable of multi-bank operation. A redundant memory that can be replaced in units of cells, a replacement address storage circuit that stores in advance the address of a memory cell to be replaced with the redundant memory, an externally input address, and an address stored in the replacement address storage circuit An address comparison circuit for comparison; a comparison result holding circuit provided for each bank; the bank and row address input from the outside by the address comparison circuit; and the bank and row address of the address stored in the replacement address storage circuit; The ratio that holds the result when a match is detected It has a result holding circuit.
また、本発明の別な側面による半導体記憶装置は、マルチバンクオペレーションが可能な複数バンクのメモリセルアレイと、あらかじめ記憶した置換アドレスと外部から入力されたバンク、ロウアドレス、カラムアドレスとを比較し、全て一致した場合に、1アドレス単位で置き換えが可能な冗長メモリと、を備え、ロウアドレスとカラムアドレスとを時分割で入力し、冗長メモリに置き換えるか否かのロウアドレス判定のタイミング制約の厳しい少バンク構成の仕様と前記タイミング制約の緩い多バンク構成の仕様とのどちらの仕様にも用いることのできる半導体記憶装置であって、冗長メモリに置換するバンクとロウアドレスとを判定するロウアドレス判定回路をさらに備え、前記ロウアドレス判定回路が、前記少バンク構成のバンク毎に設けられたロウアドレスラッチと、前記少バンク構成のバンク毎に設けられ、前記置換アドレス記憶回路に記憶するロウアドレスと前記ロウアドレスラッチの出力とを比較するロウアドレス比較回路と、前記多バンク構成のバンク毎に設けられ、前記ロウアドレス比較回路の比較結果を保持する比較結果保持回路と、を備え、前記少バンク構成においては、前記ロウアドレス比較回路の出力を前記ロウアドレス判定回路の出力としてそのまま出力し、前記多バンク構成においては、複数のバンクで前記ロウアドレスラッチと前記アドレス一致検出回路とを兼用し、前記比較結果保持回路の出力を前記ロウアドレス判定回路の出力とする。 Further, a semiconductor memory device according to another aspect of the present invention compares a memory cell array of a plurality of banks capable of multi-bank operation with a replacement address stored in advance and a bank, row address, column address inputted from the outside, When all of them match, there is a redundant memory that can be replaced in units of one address. The row address and the column address are input in a time-sharing manner, and the timing restrictions for determining whether to replace the redundant memory are severe. A row address determination for determining a bank and a row address to be replaced by a redundant memory, which is a semiconductor memory device that can be used for both a specification of a small bank configuration and a specification of a multi-bank configuration with loose timing constraints A circuit further comprising: a row address determination circuit for each bank of the small bank configuration. A row address comparison circuit provided for each bank of the small bank configuration, and a row address comparison circuit for comparing a row address stored in the replacement address storage circuit with an output of the row address latch; and the multi-bank configuration And a comparison result holding circuit for holding the comparison result of the row address comparison circuit. In the small bank configuration, the output of the row address comparison circuit is used as the output of the row address determination circuit. In the multi-bank configuration, a plurality of banks share the row address latch and the address match detection circuit, and the output of the comparison result holding circuit is used as the output of the row address determination circuit.
本発明のさらに別な側面による半導体記憶装置における置換アドレスの判定方法は、マルチバンクオペレーションが可能な複数バンクのメモリセルアレイと、セル単位で前記メモリセルアレイを置換する冗長メモリと、前記冗長メモリに置換すべきバンク、ロウアドレス、カラムアドレスをあらかじめ記憶する置換アドレス記憶回路と、を備えた半導体記憶装置における置換アドレスの判定方法であって、ACTコマンドに応答してバンクとロウアドレスを入力し当該バンクを活性化すると共に冗長メモリに置換すべきアドレスのバンクとロウアドレスとを比較しバンク毎にロウアドレスがヒットしたか否か比較結果を更新して記憶するステップと、前記ACTコマンドにより活性化されたバンクについてリードコマンド又はライトコマンドが入力されたとき前記記憶するステップにより記憶された当該バンクのロウアドレスの比較結果がヒットしていて、かつ当該リードコマンド又はライトコマンドにより入力されたカラムアドレスと前記置換アドレス記憶回路に記憶されている当該バンクのカラムアドレスがヒットしたときに、前記メモリセルアレイに代えて、前記冗長メモリに対してリード又はライトアクセスを行い、当該バンクのロウアドレス又は、カラムアドレスのいずれかがヒットしなかったときに、当該バンクのメモリセルアレイに対してリードアクセス又はライトアクセスを行う。 A replacement address determination method in a semiconductor memory device according to still another aspect of the present invention includes a plurality of banks of memory cell arrays capable of multi-bank operation, a redundant memory that replaces the memory cell array in units of cells, and replacement with the redundant memory A method for determining a replacement address in a semiconductor memory device having a replacement address storage circuit for storing a bank, a row address, and a column address in advance, and inputting the bank and row address in response to an ACT command And the bank of the address to be replaced with the redundant memory is compared with the row address, and the comparison result is updated to store whether or not the row address is hit for each bank, and activated by the ACT command. Read command or write command for each bank When it is input, the comparison result of the row address of the bank stored in the storing step is hit, and the column address input by the read command or write command is stored in the replacement address storage circuit. When the column address of the bank is hit, instead of the memory cell array, read or write access is made to the redundant memory, and either the row address or the column address of the bank is not hit Then, read access or write access is performed on the memory cell array of the bank.
本発明によれば、バンク毎にロウアドレスが一致しているか否かの比較結果を保持する比較結果保持回路を設けているので、バンク毎にロウアドレスを保持していなくても置換アドレスの判定が行えるので、バンク数の増大に伴う置換アドレス判定に要する回路規模を抑制することができる。 According to the present invention, since the comparison result holding circuit for holding the comparison result of whether or not the row address matches for each bank is provided, the replacement address can be determined even if the row address is not held for each bank. Therefore, the circuit scale required for replacement address determination accompanying the increase in the number of banks can be suppressed.
本発明の実施形態について、必要に応じて図面を参照して説明する。なお、実施形態の説明において引用する図面及び図面の符号は実施形態の一例として示すものであり、それにより本発明による実施形態のバリエーションを制限するものではない。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary. In addition, drawing quoted in description of embodiment and the code | symbol of drawing are shown as an example of embodiment, and, thereby, the variation of embodiment by this invention is not restrict | limited.
本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、例えば、図1、図4、図7に示すように、ロウアドレスとカラムアドレスとを時分割で入力(例えば、ACTコマンドに同期して入力するロウアドレスと、リードコマンドやライトコマンドに同期して入力するカラムアドレス)する半導体記憶装置10において、マルチバンクオペレーションが可能な複数バンクのメモリセルアレイ20(図1には1バンクのみ図示)と、メモリセルアレイの外に配置され、セル単位で置換が可能な冗長メモリ32と、冗長メモリに置き換えるべきメモリセルのアドレスをあらかじめ記憶した置換アドレス記憶回路12aと、外部から入力したアドレスと置換アドレス記憶回路12aに記憶されたアドレスとを比較するアドレス比較回路(図3の150)と、バンク毎に設けられた比較結果保持回路190であって、アドレス比較回路150が外部から入力したバンク及びロウアドレスと置換アドレス記憶回路12aに記憶するアドレスのバンク及びロウアドレスとの一致を検出したときにその結果を保持する比較結果保持回路190と、を有する。ロウアドレスとカラムアドレスが時分割(異なるタイミング、又は、別コマンド)で指定される場合には、一般的には、カラムアドレスが与えられるまでロウアドレスを保持しておかなければ、置換アドレスへの一致を検出することはできない。特にマルチバンクオペレーションを行う場合には、各バンクのメモリセルアレイに並行してアクセスがあるので、当該バンクのロウアドレスが与えられてから、当該バンクのカラムアドレスが与えられるまで、バンク毎にロウアドレスを保持しておく必要があった。上記構成によれば、バンク毎にアドレスが一致したか否かを保持する比較結果保持回路190を設けたので、置換アドレス判定のためにバンク毎にロウアドレスを保持しておく必要はない。
In the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、例えば、図1、図3、図4、図7に示すように、アドレス比較回路150が、外部から入力したカラムアドレスと比較結果保持回路190に保持したバンク及びロウアドレスの比較結果とを用いて、バンク、ロウアドレス、カラムアドレスの全ての一致を検出したときに、メモリセルアレイ20に代えて冗長メモリ32に対してアクセスする。図3のアドレス比較回路150には、図示しないカラムアドレス比較回路も含んでおり、アドレス比較回路150は、バンク、ロウアドレス、カラムアドレスのすべてが置換アドレスと一致するか否かを比較する。
Further, in the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、例えば、図1、図4に示すように、半導体記憶装置10が、少バンク構成の第一の仕様(LPDDR1)と多バンク構成の第二の仕様(LPDDR2)とのどちらの仕様にも用いることができる半導体記憶装置10であって、少バンク構成(LPDDR1)のバンク毎に設けられたロウアドレスラッチ170と、少バンク構成(LPDDR1)のバンク毎に設けられ、置換アドレス記憶回路12aに記憶するロウアドレスとロウアドレスラッチ170の出力とを比較するロウアドレス比較回路180と、を備え、多バンク構成の仕様では、ロウアドレスラッチ170とロウアドレス比較回路180を複数のバンクで共用する。例えば、LPDDR1等の少バンク構成の仕様では、置換アドレス記憶回路(アンチヒューズ回路)12aから置換アドレスラッチ回路140への置換アドレスの読み出し時間に制約が多い場合は、複数のバンクについて、並行してロウアドレス比較を行う必要が生じる。このため、少バンク構成の仕様(LPDDR1)では、ロウアドレスラッチ170、ロウアドレス比較回路180をバンク毎に設ける必要があるが、多バンク構成の仕様(LPDDR2)では、置換アドレス記憶回路(アンチヒューズ回路)12aから置換アドレスラッチ回路140への置換アドレスの読み出し時間が十分確保できる場合には、ロウアドレスラッチ170、ロウアドレス比較回路180をバンク毎に設ける必要はないので、ロウアドレスラッチ170、ロウアドレス比較回路180を複数のバンクで共用することができる。従って、上記構成により、どちらの仕様にも対応しつつ、置換アドレス判定に要する回路規模を抑制することができる。
Further, for example, as illustrated in FIGS. 1 and 4, the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、例えば、図4に示すように、半導体記憶装置10全体を制御する制御回路200をさらに備え、少バンク構成の仕様(LPDDR1)とするか、多バンク構成の仕様(LPDDR2)とするか、制御回路200からの制御信号(MODE)によって切り換える。上記構成により、同じ半導体記憶装置10を少バンク構成の仕様でも、多バンク構成の仕様でも用いることができる。
Further, for example, as illustrated in FIG. 4, the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、例えば、図3、図4、図7に示すように、置換アドレス記憶回路12aから読み出した置換アドレスをアドレス比較回路150で比較するために一時的に保持する置換アドレス保持回路140をさらに含み、外部から入力されるリセットコマンドに応答して置換アドレス記憶回路12aから置換アドレス保持回路140に置換アドレスを転送する。置換アドレス記憶回路をアンチヒューズ等の不揮発性メモリで構成する場合は、不揮発性メモリセルから読み出しされた信号のセンス増幅に時間を要したり、半導体チップ上でアドレス比較回路との距離が離れておりデータの転送に時間を要したりするので、アドレス比較回路の近傍に配置された保持回路であって、電源が供給されている間はデータを保持する揮発性の置換アドレス保持回路140を設け、リセットコマンドに応答して置換アドレスのデータを転送しておく。この様にすれば、バンク毎にロウアドレスラッチ170やロウアドレス比較回路180を設ける必要はない。
In addition, the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、例えば、図3、図4に示すように、置換アドレス記憶回路12aから読み出した置換アドレスをアドレス比較回路150で比較するために一時的に保持する置換アドレス保持回路140をさらに含み、少バンク構成の仕様(LPDDR1)が選択されたときに、外部から入力されるモードレジスタセットコマンド(MRSコマンド)に応答して置換アドレス記憶回路12aから置換アドレス保持回路140に置換アドレスを転送し、多バンク構成の仕様(LPDDR2)が選択されたときに、外部から入力されるリセットコマンドに応答して置換アドレス記憶回路12aから置換アドレス保持回路140に置換アドレスを転送する。モードレジスタセットコマンドにより置換アドレスを置換アドレス保持回路に転送する場合は、タイミングの制約が多いので、ロウアドレスラッチ、ロウアドレス比較回路をバンク毎に設けて各バンクで並行して置換アドレスとの比較を行う必要があるが、リセットコマンドに応答して置換アドレス保持回路に置換アドレスを転送する場合は、時間的に余裕があるので、ロウアドレスラッチ170、ロウアドレス比較回路180はバンク毎に設ける必要はない。
In addition, the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、例えば、図1、図2に示すように、複数バンクのメモリセルアレイ20が、それぞれメモリセルアレイ内にワード線WL又はビット線BL単位で置き換える冗長ワード線RWL及び/又は冗長ビット線RBLを含んでおり、メモリセルアレイの外に配置される冗長メモリ32が、メモリセルアレイ内に含まれる冗長ワード線RWLや冗長ビット線RBLでは置き換えができないときに用いられる小容量の冗長メモリである。たとえば、冗長ワード線や冗長ビット線を使用するか否かのプログラミングがレーザで行うものであっても、冗長メモリに置き換えるアドレスを記憶する置換アドレス記憶回路を電気的にプログラミング可能な不揮発性半導体記憶回路で構成すれば、パッケージに組み立てた後、もはや、レーザを照射して冗長ワード線や冗長ビット線をプロミングできなくなった後に見つかった不良についても救済できる。
Further, in the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、メモリセルアレイ20の外に配置される冗長メモリ32がSRAMである。冗長メモリは比較的小容量なので、SRAMを用いることができる。
In the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、置換アドレス記憶回路12aが電気的にプログラミング可能な不揮発性記憶回路110を備えている。電気的にプログラミング可能な不揮発性記憶回路であれば、パッケージングした後でもプログラムでき、不揮発性であるので、電源をオフした状態でも置換アドレスを記憶させておくことができる。
The
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、置換アドレス記憶回路12aが電気的にプログラミング可能なアンチヒューズ回路を備えている。アンチヒューズを用いれば、電気的にプログラムでき、電源をオフしても置換アドレスを記憶させておくことができる。
In addition, the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、例えば、図1、図4に示すように、マルチバンクオペレーションが可能な複数バンクのメモリセルアレイ20と、あらかじめ記憶した置換アドレスと外部から入力されたバンク、ロウアドレス、カラムアドレスとを比較し、全て一致した場合に、1アドレス単位で置き換えが可能な冗長メモリ32と、
を備え、ロウアドレスとカラムアドレスとを時分割で入力し、冗長メモリ32に置き換えるか否かのロウアドレス判定のタイミング制約の厳しい少バンク構成の仕様(LPDDR1)とタイミング制約の緩い多バンク構成の仕様(LPDDR2)とのどちらの仕様にも用いることのできる半導体記憶装置10であって、冗長メモリに置換するバンクとロウアドレスとを判定するロウアドレス判定回路(170、180、190)をさらに備え、ロウアドレス判定回路(170、180、190)が、少バンク構成のバンク毎に設けられたロウアドレスラッチ170と、少バンク構成のバンク毎に設けられ、置換アドレス記憶回路12aに記憶するロウアドレスとロウアドレスラッチ170の出力とを比較するロウアドレス比較回路180と、多バンク構成のバンク毎に設けられ、ロウアドレス比較回路180の比較結果を保持する比較結果保持回路190と、を備え、少バンク構成(LPDDR1)においては、ロウアドレス比較回路180の出力をロウアドレス判定回路(170、180、190)の出力としてそのまま出力し、多バンク構成においては、複数のバンクでロウアドレスラッチ170とアドレス比較回路180とを兼用し、比較結果保持回路190の出力をロウアドレス判定回路の出力(170、180、190)とする。
The
A low-bank configuration specification (LPDDR1) with strict timing constraints for row address determination as to whether or not to replace with the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10は、例えば、図1、図3、図4に示すように、冗長メモリに置換するバンクとカラムアドレスとを判定するカラムアドレス判定回路(図示していないが、図3のアドレス比較回路150に含まれる)をさらに備え、ACTコマンドに応答して入力したバンクとロウアドレスを前記ロウアドレス判定回路で判定し判定結果を前記ロウアドレス判定回路に保持し、ACTコマンド後に入力されたリードコマンド又はライトコマンドに応答して入力したバンクとカラムアドレスをカラムアドレス判定回路で判定し、該当するバンクのロウアドレス判定回路(170、180、190)、カラムアドレス判定回路が共にヒットした場合、メモリセルアレイ20に代えて、前記冗長メモリ32にアクセスする。
The
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10における置換アドレスの判定方法は、マルチバンクオペレーションが可能な複数バンクのメモリセルアレイ20と、セル単位でメモリセルアレイ20を置換する冗長メモリ32と、冗長メモリに置換すべきバンク、ロウアドレス、カラムアドレスをあらかじめ記憶する置換アドレス記憶回路12aと、を備えた半導体記憶装置10における置換アドレスの判定方法であって、ACTコマンドに応答してバンクとロウアドレスを入力し当該バンクを活性化すると共に冗長メモリに置換すべきアドレスのバンクとロウアドレスとを比較し、バンク毎にロウアドレスがヒットしたか否か比較結果を更新して記憶するステップと、ACTコマンドにより活性化されたバンクについてリードコマンド又はライトコマンドが入力されたとき記憶するステップにより記憶された当該バンクのロウアドレスの比較結果がヒットしていて、かつ、当該リードコマンド又はライトコマンドにより入力されたカラムアドレスと置換アドレス記憶回路12aに記憶されている当該バンクのカラムアドレスがヒットしたときに、メモリセルアレイ20に代えて、冗長メモリ32に対してリード又はライトアクセスを行い、当該バンクのロウアドレス又は、カラムアドレスのいずれかがヒットしなかったときに、当該バンクのメモリセルアレイ20に対してリードアクセス又はライトアクセスを行う。すなわち、ACTコマンドでは、置換アドレスのロウアドレス部分がヒットしたか否かを判定し、その結果をバンク毎に記憶しておく。次に、そのバンクに対するリードコマンド又はライトコマンドが入力されたときに、ACTコマンドを受けたときに記憶しておいたロウアドレスがヒットしているか否かの情報を用いて、最終的にヒットしたか否かを判定し、その判定結果に基づいて、メモリセルアレイ又は冗長セルにアクセスできる。上記の方法によれば、ACTコマンドにより与えられたロウアドレスを置換アドレス判定のために記憶しておく必要はない。
The replacement address determination method in the
また、本発明の一実施形態の半導体記憶装置10における置換アドレスの判定方法は、半導体記憶装置10が、バンク毎にロウアドレスの比較結果を記憶するラッチ回路190を備え、ACTコマンドに応答して当該バンクのロウアドレスの比較結果により当該バンクのラッチ回路190の記憶内容を更新し、リード又はライトコマンドに応答してラッチ回路190の記憶内容を参照して、ロウアドレスが一致しているか否か判定を行う。すなわち、バンク毎に設けたラッチ回路190にロウアドレスがヒットしているか否かの情報を記憶しておくことができる。以下、実施例について、図面を参照して詳しく説明する。
In addition, in the method for determining a replacement address in the
図1は、実施例1による半導体記憶装置10の2段階救済の方法を説明するための模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a two-stage repair method for the
図1に示すように、実施例1による半導体記憶装置10は、外部から入力される入力アドレスADDを参照し、これに含まれる不良アドレスを救済する1次救済回路11と、1次救済回路11による救済後のアドレスADD1にさらに含まれる不良アドレスを救済する2次救済回路12とを有している。
As shown in FIG. 1, the
1次救済回路11は、ウェハ状態で行われる動作試験によって発見される欠陥アドレスを救済するための回路であり、その欠陥アドレスはレーザーヒューズ回路11aに保持される。一方、2次救済回路12は、パッケージング後に発見される欠陥アドレスを救済するための回路であり、その欠陥アドレスはアンチヒューズ回路12aに保持される。レーザーヒューズ回路11aへの欠陥アドレスの書き込みは、レーザビームの照射によって行われる。これに対し、アンチヒューズ回路12aへの欠陥アドレスの書き込みは、アンチヒューズ素子に含まれる絶縁膜に高電圧を印加し、これを絶縁破壊することにより行う。いずれのヒューズ回路11a,12aも、不揮発的且つ不可逆的なアドレス記憶が可能である。
The
1次救済回路11による救済後のアドレスADD1のうち、ロウアドレスについてはロウデコーダ21に供給され、カラムアドレスについてはカラムデコーダ22に供給される。ロウデコーダ21は、メモリセルアレイ20に含まれるワード線WLを選択するための回路である。カラムデコーダ22は、メモリセルアレイ20に含まれるビット線BLを選択するための回路である。ワード線WLとビット線BLの交点には、メモリセルMCが配置されている。メモリセルMCは、セルトランジスタTとセルキャパシタCの直列回路であり、セルトランジスタTのゲートは対応するワード線WLに接続され、セルトランジスタTのソース/ドレインは対応するビット線BLに接続されている。なお、図1において、メモリセルアレイ20、ロウデコーダ21、カラムデコーダ22は1つのバンクを代表して記載しているが、半導体記憶装置10には、複数のバンクが存在するので、実際には、メモリセルアレイ20、ロウデコーダ21、カラムデコーダ22はバンクの数だけ複数設けられている。
Of the address ADD1 after the relief by the
図2(a)に示すように、メモリセルアレイ20内のワード線WLには冗長ワード線RWLが含まれており、ウェハ状態で行われる動作試験によって不良のあるワード線(又は不良ビットFに接続されたワード線)が発見されると、これが冗長ワード線RWLに置換される。この場合、不良のあるワード線を示すロウアドレス(欠陥ロウアドレス)がレーザーヒューズ回路11aに書き込まれる。そして、入力アドレスADDに含まれるロウアドレスが欠陥ロウアドレスと一致した場合には、1次救済回路11によるアドレス変換が行われ、これにより不良のあるワード線ではなく冗長ワード線RWLに対して代替アクセスが行われる。
As shown in FIG. 2A, the word line WL in the
また、図2(b)に示すように、メモリセルアレイ20内のカラム選択線YSには冗長カラム選択線RYS線が含まれており、ウェハ状態で行われる動作試験によって不良のあるビット線(又は不良ビットFに接続されたビット線)が発見されると、これに対応するカラム選択線YSが冗長カラム選択線RYSに置換される。この場合、不良のあるビット線を示すカラムアドレス(欠陥カラムアドレス)がレーザーヒューズ回路11aに書き込まれる。そして、入力アドレスADDに含まれるカラムアドレスが欠陥カラムアドレスと一致した場合には、1次救済回路11によるアドレス変換が行われ、これにより不良のあるビット線に対応するカラム選択線YSではなく、冗長ビット線RBLに対応する冗長カラム選択線RYSが選択される。
Further, as shown in FIG. 2B, the column selection line YS in the
このように、1次救済回路11を用いアドレス救済においては、メモリセルアレイ20内の冗長ワード線及び冗長ビット線が用いられる。
As described above, in the address relief using the
さらに、1次救済回路11による救済後のアドレスADD1は、2次救済回路12にも供給される。2次救済回路12は、1次救済回路11によるアドレス救済を行った後、パッケージング時における熱ストレスなどにより散発的に発生する不良ビットを救済するための回路である。図2(c)に示すように、2次救済回路12による不良ビットの置換は、メモリセルアレイ20の外部に設けられた冗長メモリセル32が用いられる。
Further, the address ADD1 after the relief by the
2次救済回路12は、メモリセル単位の不良ビットを救済するものであるから、不良アドレスの検出には、ロウアドレスとカラムアドレスの両方が必要である。したがって、アンチヒューズ回路12aには、不良ビットを特定するために、ロウアドレスとカラムアドレスの両方を含むアドレスデータが書き込まれる。そして、1次救済後のアドレスADD1とアンチヒューズ回路12aに書き込まれたアドレスが一致すると、ヒット判定信号HITが活性化する。ヒット判定信号HITが活性化すると、冗長ラッチ回路30に含まれる切替回路31によって、アクセスパスが不良メモリセルから冗長メモリセル32に切り替えられる。これにより、メモリセルアレイ20に含まれる不良ビットではなく、冗長メモリセル32に対して代替アクセスがなされる。冗長メモリセル32は例えばSRAMセルからなり、メインアンプ40が設けられた回路領域に配置される。
Since the
図1に示すように、本実施例による半導体記憶装置10は、RST回路及びMRS回路50をさらに備えている。RST回路は、外部からリセットコマンドが入力される、リセット信号(RST)を生成する回路である。MRS回路50は、外部からモードレジスタセットコマンド(MRSコマンド)が入力されると、外部からアドレス信号として入力される所定のコードに応じて半導体記憶装置10の各種動作モードを設定する信号を生成する回路である。図1では、MRS回路50が生成する信号の一つとして、リセット信号(RST)を示している。後述するように、本実施例ではリセット信号(RST)をアンチヒューズ回路12aの制御信号として用いている。
As shown in FIG. 1, the
図3は、2次救済回路12及びアンチヒューズ回路12aの大まかなブロック図である。図3に示すように、アンチヒューズ回路12aは、M個のアンチヒューズ素子群110−1〜110−Mと、シリアル転送回路120と、を備えている。アンチヒューズ素子群110−1〜110−Mは、不良メモリセルを指定するアドレスデータRA1〜RAMをそれぞれ保持する回路であり、不揮発性アドレス保持回路を構成する。したがって、アンチヒューズ素子群110−1〜110−Mは、M個の不良アドレスを記憶することが可能である。
FIG. 3 is a schematic block diagram of the
アンチヒューズ素子群110−1〜110−Mから出力されるアドレスデータRA1〜RAMは、シリアル転送回路120によって2次救済回路12に転送される。これらアドレスデータRA1〜RAMは、それぞれロウアドレス、カラムアドレス、バンクアドレスの他、これらアドレスが有効か否かを示すイネーブルビットによって構成されている。これらロウアドレス、カラムアドレス、バンクアドレス及びイネーブルビットの合計は、Nビットである。
The address data RA1 to RAM1 output from the antifuse element groups 110-1 to 110-M are transferred to the
一方、2次救済回路12は、シリアル転送回路120によって転送されるアドレスデータRA1〜RAMを受信するシリアル受信回路130と、シリアル受信回路130によって受信したアドレスデータRA1〜RAMを保持する置換アドレスラッチ回路140と、置換アドレスラッチ回路140に保持されたアドレスデータRA1〜RAMの各々と1次救済回路11による救済後の入力アドレスADD1とを比較し、これらの一致又は不一致を判定するアドレス比較回路150とを備えている。アドレス比較回路150への入力アドレスADD1は、ロウアドレスXA、カラムアドレスYA及びバンクアドレスBAを含んでいる。アドレス比較回路150は、上記比較の結果、アドレスADD1とアドレスデータRA1〜RAMのいずれかが一致すれば、該アドレスが不良アドレスであることを示すヒット判定信号HITを活性化させる。ヒット判定信号HITは、図1に示した冗長ラッチ回路30に供給される。
On the other hand, the
図4は、実施例1による半導体記憶装置10におけるアドレス比較回路150のうち、ロウアドレスを比較するロウアドレス比較回路180周辺のブロック図である。この回路は、アンチヒューズ回路12aのロウアドレスと外部から入力されたロウアドレスが一致しているか否かを検出する回路である。図4の回路全体は、制御回路200に入力されるクロックCLKとコマンドによって制御回路により制御される。特にACT(バンクアクテイブ)コマンドが与えられたときに、活性化するバンクのロウアドレスと置換アドレスラッチ回路140のロウアドレス、バンクと比較して一致していた場合には、ロウアドレスのヒット信号X−hit信号を出力する。
FIG. 4 is a block diagram around the row
仕様選択回路220は、半導体記憶装置10を4Bank構成のLPDDR1のメモリとして使用するか、8Bank構成のLPDDR2のメモリとして使用するか選択する回路である。制御回路200は、仕様選択回路の選択信号(LPDDR1/LPDDR2)に基づいて、半導体記憶装置10全体を、LPDDR1又はLPDDR2仕様のメモリチップとして機能させる。
The
制御回路200は、ACTコマンドが与えられると、Xアドレスバッファ240を活性化して、外部から入力されたロウアドレス(Xアドレス)を取り込む。なお、Xアドレスバッファ240が取り込むロウアドレスは、1次救済回路11により救済した後のXアドレスであってもよい。Xアドレスバッファが取り込んだロウアドレスは、該当するバンクのアドレスラッチ(ロウアドレスラッチ)170に格納される。アドレスラッチ170は、LPDDR1のバンク数4に合わせて4つ設けられている。LPDDR2のバンク数は8であるので、LPDDR2のBank A〜Hの8つのバンクは、2つのバンクで1つのアドレスラッチ170を共用している。アドレスラッチ170に取り込まれたロウアドレスは、アドレス比較回路150の一部であるロウアドレス比較回路180によって、アンチヒューズ回路12aから転送された置換アドレスラッチ回路140に格納されているバンク及びロウアドレスと比較される。比較した結果、バンク及びロウアドレスが一致していた場合は、ロウアドレスのヒット信号X−hit信号を出力する。なお、ロアアドレス比較回路180は、アドレスラッチ170にそれぞれ対応して、LPDDR1のバンクの数だけ複数設けられている。したがって、LPDDR2では、アドレスラッチ170と同様に複数のバンクでロウアドレス比較回路180を共用している。
When an ACT command is given, the
ロウアドレス比較回路180が出力するX−hit信号は、モード選択スイッチ230に入力される。モード選択スイッチ230では、LPDDR1が選択されているときは、ロウアドレス比較回路180が出力するX−hit信号をそのまま図示しないカラムアドレス比較回路へ出力する。一方、LPDDR2が選択されているときは、制御回路200が出力するバンクアドレスのラッチ(比較結果保持回路)190にX−hit信号をラッチする。なお、X−hit信号のラッチはLPDDR2のバンクの数だけ設けられており、LPDDR2では、X−hit信号(ロウアドレスがヒットしているか否かを示す信号)をバンク毎にラッチする。ラッチされたX−hit信号は、図示しないカラムアドレス比較回路へ出力され、リードコマンドやライトコマンドにより指定されたカラムアドレスが置換アドレスラッチ回路140に格納されている置換アドレスのカラムアドレスと一致しているか否か比較される。このロウアドレス比較回路の比較結果とカラムアドレス比較回路の比較結果により、バンク、ロウアドレス、カラムアドレスのすべてが一致した場合には、メモリセルアレイのセルに代えて、冗長メモリが選択されてアクセスされる。一方、バンク、ロウアドレス、カラムアドレスの少なくとも一つが不一致であった場合には、指定されたバンクのメモリセルアレイ20の指定されたロウアドレス、カラムアドレスのセルが選択されてアクセスされる。
The X-hit signal output from the row
図5は、比較例となるコンボチッブではないLPDDR1専用のメモリチップにおけるロアアドレス比較回路周辺のブロック図である。図5に示すとおり、LPDDR1専用のメモリチップでは、バンク毎のX−hit信号の状態を保持するラッチ(比較結果保持回路)190は設けられていない。LPDDR1専用の場合は、バンクの数だけロウアドレスラッチ170が設けられ、ロウアドレス比較回路180がバンクの数だけ設けられているので、各バンク毎のX−hit信号は、特にラッチ190を設けなくとも、常時出力されている。したがって、LPDDR1専用の場合は、ラッチ(比較結果保持回路)190は不要である。
FIG. 5 is a block diagram of the periphery of the lower address comparison circuit in the memory chip dedicated to LPDDR1 that is not a combo chip as a comparative example. As shown in FIG. 5, the memory chip dedicated to
なお、バンク毎に設けられるロウアドレスラッチ170は、冗長アドレス判定のために設けられるものであり、ロウアドレスラッチ170とは別に、各バンクのロウデコーダ21に付随して、図示しないロウアドレスデコードのためのロウアドレス保持回路が設けられている。このロウデコーダ21に付随するロウアドレス保持回路にロウアドレスラッチ170の機能を持たせることも考えられるが、チップレイアウト上、各バンクのロウデコーダ21はアドレス比較回路150とは離間してレイアウトされるため、配線が多くなり望ましくない。従って、ロウアドレスラッチ170は、ロウアドレスデコードのために設けられているものではなく、置換アドレス判定のために設けられている回路である。
The
次に、図6は、LPDDR1とLPDDR2におけるイニシャライズ後のアドレス判定の動作タイミング図である。LPDDR1の場合は、MRS(モードレジスタセット)コマンドによってアンチヒューズ回路12aにアンチヒューズ素子のオンオフ状態として記録された置換アドレスデータがロード用アンプによってセンス増幅されデジタルデータに変換される。そのデジタルデータに変換された置換アドレスデータが、転送配線160を介して置換アドレスラッチ回路140に取り込まれる。MRSコマンドの後、最小のモードセットコマンドサイクル時間tMRDである2サイクルの後、バンクAに対するACTコマンドACT_AによりバンクAが活性化されると共に、バンクAのロウアドレスが指定される。さらにACT_Aから他のバンクに対するACTコマンドを与えるまでに必要な時間tRRD(最小2サイクル)経過した後に、バンクBに対してバンクアクティブコマンドが与えられている。さらにその1サイクル後には、バンクAに対するライトコマンドが入力されている。このバンクAに対するライトコマンドでは、カラムアドレスが指定され、前にACT_Aコマンドによって与えられたロウアドレスと合わせて、バンク、ロウアドレス、カラムアドレスが与えられてライト動作が行われる。
Next, FIG. 6 is an operation timing chart of address determination after initialization in LPDDR1 and LPDDR2. In the case of LPDDR1, replacement address data recorded as an on / off state of an antifuse element in the
ここで、MRSコマンドによってアンチヒューズの読み込みを開始してから、2サイクル後に、バンクAのACTコマンドが与えられ、さらにそこから2サイクル後には、バンクBに対するACTコマンドが与えられている。このMRSコマンドが与えられてから、バンクBに対するACTコマンドが与えられるまでの4サイクルでは、バンクAのACTコマンドによる置換アドレスの判定が終了しない。そこで、図5に示すように、LPDDR1の場合は、バンク毎にアドレスラッチ170とロウアドレス比較回路180を設け、バンク毎に並列にX−hitの判定ができるようにしている。この様な構成にすることにより、MRSコマンド後、最初にACTコマンドを与えたバンクのロウアドレスの比較が終了する前に、他のバンクにACTコマンドを与え他のバンクのロウアドレスの比較を並行して進めることができる。
Here, the ACT command for bank A is given two cycles after the start of reading of the antifuse by the MRS command, and the ACT command for bank B is given two cycles later. In four cycles from when the MRS command is given to when the ACT command for bank B is given, determination of the replacement address by the ACT command for bank A does not end. Therefore, as shown in FIG. 5, in the case of LPDDR1, an
一方、LPDDR2では、RESETコマンドによりアンチヒューズの置換アドレスラッチ回路への読み込み動作を開始している。RESETコマンドの場合には、ACTコマンドが入力されるまで十分な時間的余裕があり、ACTコマンドが入力されるまでにアンチヒューズ回路12aから置換アドレスラッチ回路140への置換アドレスの読み込み動作は完了する。従って、LPDDR2の場合には、複数のバンクに対して並列にロウアドレスの一致を検出する必要はない。また、置換アドレスの判定には、バンク、ロウアドレス、カラムアドレスの全てが一致していることを検出する必要があるが、ロウアドレスが一致しているか否かをバンク毎に記憶しておけば、ロウアドレスそのものは、置換アドレスの判定には、必要ない。従って、LPDDR2では、各バンク毎にロウアドレスの比較結果をラッチ(比較結果保持回路)190に保持し、アドレスラッチ170、ロウアドレス比較回路180は他のバンクと共用にすることにより、素子数の増大を防いでいる。
On the other hand, in LPDDR2, the read operation to the replacement address latch circuit of the antifuse is started by the RESET command. In the case of the RESET command, there is sufficient time until the ACT command is input, and the replacement address reading operation from the
図7は、LPDDR2専用の半導体記憶装置におけるロウアドレス比較回路周辺のブロック図である。実施例1の図4とほぼ同一である部分は、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。実施例1では、LPDDR1のために、アドレスラッチ170、ロウアドレス比較回路180を複数設けていたが、LPDDR2専用の場合は、アドレスラッチ170、ロウアドレス比較回路180は一つで十分である。ただし、ロウアドレス比較回路180での比較結果は、各バンク毎に設けたラッチ(比較結果保持回路)190によって保持している。これによって、ロウアドレスの一致検出のための回路を簡素化することができる。
FIG. 7 is a block diagram around the row address comparison circuit in the semiconductor memory device dedicated to LPDDR2. Portions that are substantially the same as those in FIG. 4 of the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted. In the first embodiment, a plurality of address latches 170 and row
以上、実施例について説明したが、本発明は上記実施例の構成にのみ制限されるものでなく、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。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited only to the configurations of the above embodiments, and of course includes various modifications and corrections that can be made by those skilled in the art within the scope of the present invention. It is.
10:半導体記憶装置
11:1次救済回路
11a:レーザーヒューズ回路
12:2次救済回路
12a:アンチヒューズ回路(置換アドレス記憶回路)
20:メモリセルアレイ
21:ロウデコーダ
22:カラムデコーダ
30:冗長ラッチ回路
31:切替回路
32:冗長メモリセル
40:メインアンプ
50:MRS(モードレジスタセット)回路
51:RST(リセット)回路
110−1〜110−M:アンチヒューズ素子群
120:シリアル転送回路
130:シリアル受信回路
140:置換アドレスラッチ回路(置換アドレス保持回路)
150:アドレス比較回路
160:転送配線
170:アドレスラッチ(ロウアドレスラッチ)
180:ロウアドレス比較回路
190:ラッチ(比較結果保持回路)
200:制御回路
220:仕様選択回路
230:モード選択スイッチ
240:Xアドレスバッファ
10: Semiconductor memory device 11:
20: Memory cell array 21: Row decoder 22: Column decoder 30: Redundant latch circuit 31: Switching circuit 32: Redundant memory cell 40: Main amplifier 50: MRS (mode register set) circuit 51: RST (reset) circuit 110-1 110-M: Antifuse element group 120: Serial transfer circuit 130: Serial reception circuit 140: Replacement address latch circuit (replacement address holding circuit)
150: Address comparison circuit 160: Transfer wiring 170: Address latch (row address latch)
180: Row address comparison circuit 190: Latch (comparison result holding circuit)
200: Control circuit 220: Specification selection circuit 230: Mode selection switch 240: X address buffer
Claims (14)
マルチバンクオペレーションが可能な複数バンクのメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイの外に配置され、セル単位で置換が可能な冗長メモリと、
前記冗長メモリに置き換えるべきメモリセルのアドレスをあらかじめ記憶した置換アドレス記憶回路と、
外部から入力したアドレスと前記置換アドレス記憶回路に記憶されたアドレスとを比較するアドレス比較回路と、
バンク毎に設けられた比較結果保持回路であって、前記アドレス比較回路が外部から入力したバンク及びロウアドレスと前記置換アドレス記憶回路に記憶するアドレスのバンク及びロウアドレスとの一致を検出したときにその結果を保持する比較結果保持回路と、
を有することを特徴とする半導体記憶装置。 In a semiconductor memory device that inputs a row address and a column address in a time-sharing manner,
A multi-bank memory cell array capable of multi-bank operation;
A redundant memory that is arranged outside the memory cell array and can be replaced in cell units;
A replacement address storage circuit that stores in advance the address of a memory cell to be replaced with the redundant memory;
An address comparison circuit that compares an externally input address with an address stored in the replacement address storage circuit;
A comparison result holding circuit provided for each bank, when the address comparison circuit detects coincidence between an externally input bank and row address and an address bank and row address stored in the replacement address storage circuit A comparison result holding circuit for holding the result; and
A semiconductor memory device comprising:
前記メモリセルアレイに代えて前記冗長メモリに対してアクセスすることを特徴とする半導体記憶装置。 When the address comparison circuit detects all matches of the bank, row address, and column address using the column address input from the outside and the comparison result of the bank and row address held in the comparison result holding circuit,
A semiconductor memory device, wherein the redundant memory is accessed instead of the memory cell array.
前記少バンク構成のバンク毎に設けられたロウアドレスラッチと、
前記少バンク構成のバンク毎に設けられ、前記置換アドレス記憶回路に記憶するロウアドレスと前記ロウアドレスラッチの出力とを比較するロウアドレス比較回路と、
を備え、
前記多バンク構成の仕様では、前記ロウアドレスラッチと前記ロウアドレス比較回路を複数のバンクで共用することを特徴とする請求項1又は2記載の半導体記憶装置。 The semiconductor storage device is a semiconductor storage device that can be used for both the first specification of the small bank configuration and the second specification of the multiple bank configuration,
A row address latch provided for each bank of the small bank configuration;
A row address comparison circuit that is provided for each bank of the small bank configuration and compares the row address stored in the replacement address storage circuit with the output of the row address latch;
With
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein in the specification of the multi-bank configuration, the row address latch and the row address comparison circuit are shared by a plurality of banks.
前記少バンク構成の仕様とするか、多バンク構成の仕様とするか、前記制御回路からの制御信号によって切り換えることを特徴とする請求項3記載の半導体記憶装置。 A control circuit for controlling the entire semiconductor memory device;
4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the specification is changed according to a control signal from the control circuit, whether the specification is the small bank configuration or the multi-bank configuration.
外部から入力されるリセットコマンドに応答して前記置換アドレス記憶回路から前記置換アドレス保持回路に置換アドレスを転送することを特徴とする請求項1乃至4いずれか1項記載の半導体記憶装置。 A replacement address holding circuit that temporarily holds the replacement address read from the replacement address storage circuit for comparison by the address comparison circuit;
5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a replacement address is transferred from the replacement address storage circuit to the replacement address holding circuit in response to a reset command input from the outside.
前記少バンク構成の仕様が選択されたときに、外部から入力されるモードレジスタセットコマンドに応答して前記置換アドレス記憶回路から前記置換アドレス保持回路に置換アドレスを転送し、
前記多バンク構成の仕様が選択されたときに、外部から入力されるリセットコマンドに応答して前記置換アドレス記憶回路から前記置換アドレス保持回路に置換アドレスを転送することを特徴とする請求項3又は4記載の半導体記憶装置。 A replacement address holding circuit that temporarily holds the replacement address read from the replacement address storage circuit for comparison by the address comparison circuit;
When the specification of the small bank configuration is selected, a replacement address is transferred from the replacement address storage circuit to the replacement address holding circuit in response to a mode register set command input from the outside,
4. The replacement address is transferred from the replacement address storage circuit to the replacement address holding circuit in response to an externally input reset command when the multi-bank configuration specification is selected. 4. The semiconductor memory device according to 4.
あらかじめ記憶した置換アドレスと外部から入力されたバンク、ロウアドレス、カラムアドレスとを比較し、全て一致した場合に、1アドレス単位で置き換えが可能な冗長メモリと、
を備え、ロウアドレスとカラムアドレスとを時分割で入力し、冗長メモリに置き換えるか否かのロウアドレス判定のタイミング制約の厳しい少バンク構成の仕様と前記タイミング制約の緩い多バンク構成の仕様とのどちらの仕様にも用いることのできる半導体記憶装置であって、
冗長メモリに置換するバンクとロウアドレスとを判定するロウアドレス判定回路をさらに備え、
前記ロウアドレス判定回路が、
前記少バンク構成のバンク毎に設けられたロウアドレスラッチと、
前記少バンク構成のバンク毎に設けられ、前記置換アドレス記憶回路に記憶するロウアドレスと前記ロウアドレスラッチの出力とを比較するロウアドレス比較回路と、
前記多バンク構成のバンク毎に設けられ、前記ロウアドレス比較回路の比較結果を保持する比較結果保持回路と、
を備え、
前記少バンク構成においては、前記ロウアドレス比較回路の出力を前記ロウアドレス判定回路の出力としてそのまま出力し、
前記多バンク構成においては、複数のバンクで前記ロウアドレスラッチと前記アドレス比較回路とを兼用し、前記比較結果保持回路の出力を前記ロウアドレス判定回路の出力とすることを特徴とする半導体記憶装置。 A multi-bank memory cell array capable of multi-bank operation;
Compare the replacement address stored in advance with the bank, row address, and column address input from the outside, and if all match, a redundant memory that can be replaced in units of one address;
A row address and a column address are input in a time-sharing manner, and a specification of a small bank configuration with strict timing constraints for row address determination whether to replace with a redundant memory or a specification of a multi-bank configuration with loose timing constraints A semiconductor memory device that can be used for both specifications,
A row address determination circuit for determining a bank and a row address to be replaced with the redundant memory;
The row address determination circuit
A row address latch provided for each bank of the small bank configuration;
A row address comparison circuit that is provided for each bank of the small bank configuration and compares the row address stored in the replacement address storage circuit with the output of the row address latch;
A comparison result holding circuit which is provided for each bank of the multi-bank configuration and holds a comparison result of the row address comparison circuit;
With
In the small bank configuration, the output of the row address comparison circuit is directly output as the output of the row address determination circuit,
In the multi-bank configuration, a plurality of banks share both the row address latch and the address comparison circuit, and the output of the comparison result holding circuit is used as the output of the row address determination circuit. .
ACTコマンドに応答して入力したバンクとロウアドレスを前記ロウアドレス判定回路で判定し判定結果を前記ロウアドレス判定回路に保持し、
ACTコマンド後に入力されたリードコマンド又はライトコマンドに応答して入力したバンクとカラムアドレスをカラムアドレス判定回路で判定し、該当するバンクのロウアドレス判定回路、カラムアドレス判定回路が共にヒットした場合、前記メモリセルアレイに代えて、前記冗長メモリにアクセスすることを特徴とする請求項11記載の半導体記憶装置。 A column address determination circuit for determining a bank and a column address to be replaced with the redundant memory;
The row address determination circuit determines the bank and row address input in response to the ACT command, and holds the determination result in the row address determination circuit.
When the column address determination circuit determines the bank and column address input in response to the read command or write command input after the ACT command, and both the row address determination circuit and the column address determination circuit of the corresponding bank are hit, 12. The semiconductor memory device according to claim 11, wherein the redundant memory is accessed instead of the memory cell array.
セル単位で前記メモリセルアレイを置換する冗長メモリと、
前記冗長メモリに置換すべきバンク、ロウアドレス、カラムアドレスをあらかじめ記憶する置換アドレス記憶回路と、
を備えた半導体記憶装置における、置換アドレスの判定方法であって
ACTコマンドに応答して、バンクとロウアドレスを入力し、当該バンクを活性化すると共に、冗長メモリに置換すべきアドレスのバンクとロウアドレスとを比較し、バンク毎にロウアドレスがヒットしたか否か比較結果を更新して記憶するステップと、
前記ACTコマンドにより活性化されたバンクについて、リードコマンド又はライトコマンドが入力されたとき、前記記憶するステップにより記憶された当該バンクのロウアドレスの比較結果がヒットしていて、かつ、当該リードコマンド又はライトコマンドにより入力されたカラムアドレスと前記置換アドレス記憶回路に記憶されている当該バンクのカラムアドレスがヒットしたときに、前記メモリセルアレイに代えて、前記冗長メモリに対してリード又はライトアクセスを行い、当該バンクのロウアドレス又は、カラムアドレスのいずれかがヒットしなかったときに、当該バンクのメモリセルアレイに対してリードアクセス又はライトアクセスを行うことを特徴とする半導体記憶装置における置換アドレスの判定方法。 A multi-bank memory cell array capable of multi-bank operation;
A redundant memory for replacing the memory cell array in cell units;
A replacement address storage circuit for storing in advance the bank, row address, and column address to be replaced with the redundant memory;
A method for determining a replacement address in a semiconductor memory device comprising: a bank and a row address are input in response to an ACT command, the bank is activated, and the bank and row of the address to be replaced with a redundant memory are activated. Comparing the address and updating and storing the comparison result whether or not the row address hit for each bank; and
When a read command or a write command is input for the bank activated by the ACT command, the row address comparison result stored in the storing step is hit, and the read command or When the column address input by the write command and the column address of the bank stored in the replacement address storage circuit hit, instead of the memory cell array, read or write access to the redundant memory, A method for determining a replacement address in a semiconductor memory device, wherein a read access or a write access is performed on a memory cell array of a bank when either a row address or a column address of the bank does not hit.
前記ACTコマンドに応答して当該バンクのロウアドレスの比較結果により当該バンクのラッチ回路の記憶内容を更新し、
前記リード又はライトコマンドに応答して前記ラッチ回路の記憶内容を参照して、ロウアドレスが一致しているか否か判定を行うことを特徴とする請求項13記載の半導体記憶装置における置換アドレスの判定方法。 The semiconductor memory device includes a latch circuit that stores a row address comparison result for each bank,
In response to the ACT command, the stored contents of the latch circuit of the bank are updated by the comparison result of the row address of the bank,
14. The determination of a replacement address in a semiconductor memory device according to claim 13, wherein the stored contents of the latch circuit are referred to in response to the read or write command to determine whether or not the row addresses match. Method.
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