JP2010198694A - Semiconductor memory device and method for determining replacement address in the semiconductor memory device - Google Patents

Semiconductor memory device and method for determining replacement address in the semiconductor memory device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory device having a redundancy memory for repairing each memory cell prepared outside a memory cell array, applying a row address and a column address in time division, and performing a multi-bank operation to a plurality of banks, the semiconductor memory device suppressing an increase in circuit size of an address determination circuit determining replacement to the redundancy memory as the number of banks increases, and to provide a method for determining an address to be replaced to the redundancy memory. <P>SOLUTION: A holding circuit for storing a bank supplied from the outside, a bank of an address where a row address is to be replaced by a redundancy memory, and coincidence with the row address is provided for each bank. When a column address of the bank is supplied, the coincidence with the row address is determined by the holding circuit. Thus, it is not necessary to hold the row address. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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 Double Data Rate 1 SDRAM) having a 4-bank configuration and LPDDR2 (Low Power Double Data Rate 2 SDRAM) having an 8-bank configuration are conceivable. At this time, the configuration of the X address and bank address is XDDR X0-12 and bank address BA0-2 when LPDDR2 is 8 banks and X address X0-13 and bank address BA0 when LPDDR1 is 4 banks. -1 will be used, and instead of reducing the bank address by one in four banks, the X address will be increased by one.

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 patent document 1 and patent document 2 as related technology.

特開2007−328914号公報JP 2007-328914 A 特開2008−204519号公報JP 2008-204519 A

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.

本発明の一実施例による半導体記憶装置の主な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main structures of the semiconductor memory device by one Example of this invention. (a)は1次救済によるワード線置換、(b)は1次救済によるビット線置換、(c)は2次救済によるメモリセル置換をそれぞれ説明するための模式図である。(A) is a word line replacement by primary relief, (b) is a bit line replacement by primary relief, and (c) is a schematic diagram for explaining memory cell replacement by secondary relief. 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。FIG. 3 is a schematic block diagram of a secondary relief circuit 12 and an antifuse circuit 12a. 本発明の一実施例による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。1 is a block diagram around a row address comparison circuit in a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention; FIG. 比較例となる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。It is a block diagram around a row address comparison circuit in a semiconductor memory device as a comparative example. 本発明に一実施例によるアドレス判定の動作タイミング図である。FIG. 4 is an operation timing diagram of address determination according to an embodiment of the present invention. 本発明の別な実施例による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。FIG. 6 is a block diagram around a row address comparison circuit in a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.

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 semiconductor memory device 10 according to the embodiment of the present invention, for example, as shown in FIGS. 1, 4, and 7, a row address and a column address are input in a time division manner (for example, input in synchronization with an ACT command). In the semiconductor memory device 10 that receives a row address and a column address that is input in synchronization with a read command or a write command, a plurality of banks of memory cell arrays 20 (only one bank is shown in FIG. 1), a memory A redundant memory 32 that is arranged outside the cell array and can be replaced in units of cells, a replacement address storage circuit 12a in which addresses of memory cells to be replaced with the redundant memory are stored in advance, and an externally input address and replacement address storage circuit 12a An address comparison circuit (150 in FIG. 3) for comparing the address stored in A comparison result holding circuit 190 provided for each of the banks, when the address comparison circuit 150 detects a match between an externally input bank and row address and an address bank and row address stored in the replacement address storage circuit 12a. And a comparison result holding circuit 190 for holding the result. When the row address and the column address are specified by time division (different timing or another command), generally, if the row address is not held until the column address is given, the replacement address No match can be detected. In particular, when performing multi-bank operation, the memory cell array of each bank is accessed in parallel, so that the row address for each bank from when the row address of the bank is given until the column address of the bank is given. Had to be kept. According to the above configuration, since the comparison result holding circuit 190 that holds whether or not the addresses match for each bank is provided, it is not necessary to hold the row address for each bank for the replacement address determination.

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 semiconductor memory device 10 according to the embodiment of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, FIG. 3, FIG. 4, and FIG. When all the matches of the bank, row address, and column address are detected using the bank and row address comparison results held in 190, the redundant memory 32 is accessed instead of the memory cell array 20. The address comparison circuit 150 of FIG. 3 also includes a column address comparison circuit (not shown). The address comparison circuit 150 compares whether the bank, row address, and column address all match the replacement address.

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 semiconductor memory device 10 according to the embodiment of the present invention includes a semiconductor memory device 10 having a first specification (LPDDR1) with a small bank configuration and a first configuration with a multi-bank configuration. The semiconductor memory device 10 can be used for either of the two specifications (LPDDR2), the row address latch 170 provided for each bank of the small bank configuration (LPDDR1), and the small bank configuration (LPDDR1). And a row address comparison circuit 180 that compares the row address stored in the replacement address storage circuit 12a with the output of the row address latch 170. In the multi-bank configuration specification, the row address latch 170 and The row address comparison circuit 180 is shared by a plurality of banks. For example, in the specification of a small bank configuration such as LPDDR1, when there are many restrictions on the readout time of the replacement address from the replacement address storage circuit (antifuse circuit) 12a to the replacement address latch circuit 140, a plurality of banks are processed in parallel. It is necessary to perform row address comparison. For this reason, in the small bank configuration specification (LPDDR1), it is necessary to provide the row address latch 170 and the row address comparison circuit 180 for each bank. In the multibank configuration specification (LPDDR2), the replacement address storage circuit (antifuse) Circuit) 12a to replace address latch circuit 140 when replacement address read time can be sufficiently secured, row address latch 170 and row address comparison circuit 180 need not be provided for each bank. The address comparison circuit 180 can be shared by a plurality of banks. Therefore, with the above configuration, the circuit scale required for replacement address determination can be suppressed while supporting both specifications.

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 semiconductor storage device 10 according to the embodiment of the present invention further includes a control circuit 200 that controls the entire semiconductor storage device 10, and is a specification with a small bank configuration (LPDDR1)? The multi-bank configuration specification (LPDDR2) is used, or switching is performed by a control signal (MODE) from the control circuit 200. With the above-described configuration, the same semiconductor memory device 10 can be used with a specification of a small bank configuration or a specification of a multi-bank configuration.

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 semiconductor memory device 10 according to the embodiment of the present invention is configured to compare the replacement address read from the replacement address storage circuit 12a with the address comparison circuit 150, for example, as shown in FIGS. A replacement address holding circuit 140 that temporarily holds is further included, and the replacement address is transferred from the replacement address storage circuit 12a to the replacement address holding circuit 140 in response to a reset command input from the outside. When the replacement address storage circuit is configured by a non-volatile memory such as an antifuse, it takes time to sense and amplify the signal read from the non-volatile memory cell, or the distance from the address comparison circuit on the semiconductor chip is increased. For example, a holding circuit arranged near the address comparison circuit is provided with a volatile replacement address holding circuit 140 that holds data while power is supplied. The replacement address data is transferred in response to the reset command. In this way, it is not necessary to provide the row address latch 170 and the row address comparison circuit 180 for each bank.

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 semiconductor memory device 10 according to the embodiment of the present invention temporarily stores the replacement address read from the replacement address storage circuit 12a in order to be compared by the address comparison circuit 150, for example, as shown in FIGS. A replacement address holding circuit 140 is further included. When a small bank configuration specification (LPDDR1) is selected, a replacement is performed from the replacement address storage circuit 12a in response to a mode register set command (MRS command) input from the outside. When the replacement address is transferred to the address holding circuit 140 and the multi-bank configuration specification (LPDDR2) is selected, the replacement address storage circuit 12a replaces the replacement address holding circuit 140 with the reset command input from the outside. Forward the address. When the replacement address is transferred to the replacement address holding circuit by the mode register set command, there are many timing restrictions. Therefore, a row address latch and a row address comparison circuit are provided for each bank, and each bank is compared with the replacement address in parallel. However, when the replacement address is transferred to the replacement address holding circuit in response to the reset command, there is a time allowance, so the row address latch 170 and the row address comparison circuit 180 must be provided for each bank. There is no.

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 semiconductor memory device 10 according to the embodiment of the present invention, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of banks of memory cell arrays 20 are replaced in units of word lines WL or bit lines BL in the memory cell arrays. When the redundant memory 32 including the redundant word line RWL and / or the redundant bit line RBL and being arranged outside the memory cell array cannot be replaced by the redundant word line RWL or the redundant bit line RBL included in the memory cell array This is a small capacity redundant memory used. For example, even if programming whether to use redundant word lines or redundant bit lines is performed by a laser, a nonvolatile semiconductor memory capable of electrically programming a replacement address storage circuit that stores an address to be replaced with a redundant memory If constituted by a circuit, after assembly into a package, it is possible to relieve a defect found after the redundant word line or redundant bit line can no longer be programmed by irradiating a laser.

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 semiconductor memory device 10 according to an embodiment of the present invention, the redundant memory 32 arranged outside the memory cell array 20 is an SRAM. Since the redundant memory has a relatively small capacity, an SRAM can be used.

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 semiconductor memory device 10 according to an embodiment of the present invention includes a nonvolatile memory circuit 110 in which the replacement address memory circuit 12a can be electrically programmed. An electrically programmable nonvolatile memory circuit can be programmed even after packaging and is nonvolatile, so that a replacement address can be stored even when the power is turned off.

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 semiconductor memory device 10 according to an embodiment of the present invention includes an antifuse circuit in which the replacement address memory circuit 12a can be electrically programmed. If an antifuse is used, it can be electrically programmed and the replacement address can be stored even when the power is turned off.

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 semiconductor memory device 10 according to an embodiment of the present invention includes, for example, a plurality of banks of memory cell arrays 20 capable of multi-bank operation, a replacement address stored in advance, and an external input as shown in FIGS. A redundant memory 32 that can be replaced in units of one address when all the same bank, row address, and column address are compared,
A low-bank configuration specification (LPDDR1) with strict timing constraints for row address determination as to whether or not to replace with the redundant memory 32, and a multi-bank configuration with loose timing constraints. The semiconductor memory device 10 that can be used for either of the specifications (LPDDR2), and further includes a row address determination circuit (170, 180, 190) that determines a bank and a row address to be replaced with a redundant memory. The row address determination circuit (170, 180, 190) is provided for each bank having a small bank configuration and the row address provided for each bank having a small bank configuration and stored in the replacement address storage circuit 12a. And a row address comparison circuit 180 for comparing the output of the row address latch 170; A comparison result holding circuit 190 which is provided for each bank of the bank configuration and holds the comparison result of the row address comparison circuit 180. In the small bank configuration (LPDDR1), the output of the row address comparison circuit 180 is determined as a row address. The output of the circuit (170, 180, 190) is output as it is. In a multi-bank configuration, the row address latch 170 and the address comparison circuit 180 are shared by a plurality of banks, and the output of the comparison result holding circuit 190 is determined as a row address. The output of the circuit (170, 180, 190).

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 semiconductor memory device 10 according to the embodiment of the present invention includes a column address determination circuit (not shown) that determines a bank and a column address to be replaced with a redundant memory, for example, as shown in FIGS. 3 is included in the address comparison circuit 150 in FIG. 3, and the bank and row address input in response to the ACT command are determined by the row address determination circuit and the determination result is held in the row address determination circuit. The bank and column address input in response to the read command or write command input after the ACT command are determined by the column address determination circuit, the row address determination circuit (170, 180, 190) of the corresponding bank, the column address When both judgment circuits hit, the redundant memory 32 is accessed instead of the memory cell array 20 That.

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 semiconductor memory device 10 according to the embodiment of the present invention includes a plurality of banks of memory cell arrays 20 capable of multi-bank operation, a redundant memory 32 that replaces the memory cell array 20 in units of cells, A replacement address determination method in a semiconductor memory device 10 having a replacement address storage circuit 12a for storing a bank to be replaced with a memory, a row address, and a column address in advance, and the bank and row address in response to an ACT command , To activate the bank, compare the bank of the address to be replaced with the redundant memory and the row address, update the comparison result whether the row address hits for each bank, and store the result, ACT Read command for bank activated by command or When the write command is input, the row address comparison result 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 12a. When the column address of the relevant bank is hit, read or write access is made to the redundant memory 32 instead of the memory cell array 20, and either the row address or the column address of the relevant bank is not hit At this time, read access or write access is performed to the memory cell array 20 of the bank. That is, in the ACT command, it is determined whether or not the row address portion of the replacement address has been hit, and the result is stored for each bank. Next, when a read command or a write command for the bank is input, a hit is finally made using information on whether or not the row address stored when the ACT command is received is hit It is possible to access the memory cell array or the redundant cell based on the determination result. According to the above method, it is not necessary to store the row address given by the ACT command for determining the replacement address.

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 semiconductor memory device 10 according to the embodiment of the present invention, the semiconductor memory device 10 includes the latch circuit 190 that stores the comparison result of the row address for each bank, and responds to the ACT command. Whether the row address matches by updating the stored contents of the latch circuit 190 of the bank according to the comparison result of the row address of the bank and referring to the stored contents of the latch circuit 190 in response to the read or write command Make a decision. That is, it is possible to store information on whether or not the row address is hit in the latch circuit 190 provided for each bank. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

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 semiconductor memory device 10 according to the first embodiment.

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 semiconductor memory device 10 according to the first embodiment refers to an input address ADD inputted from the outside, and a primary relief circuit 11 for relieving a defective address included therein, and a primary relief circuit 11. And a secondary relief circuit 12 for relieving a defective address further included in the address ADD1 after relief.

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 primary relief circuit 11 is a circuit for relieving a defective address found by an operation test performed in a wafer state, and the defective address is held in the laser fuse circuit 11a. On the other hand, the secondary relief circuit 12 is a circuit for relieving a defective address found after packaging, and the defective address is held in the antifuse circuit 12a. The writing of the defect address to the laser fuse circuit 11a is performed by laser beam irradiation. On the other hand, the writing of a defective address to the antifuse circuit 12a is performed by applying a high voltage to the insulating film included in the antifuse element and causing dielectric breakdown thereof. Both of the fuse circuits 11a and 12a are capable of nonvolatile and irreversible address storage.

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 primary relief circuit 11, the row address is supplied to the row decoder 21 and the column address is supplied to the column decoder 22. The row decoder 21 is a circuit for selecting a word line WL included in the memory cell array 20. The column decoder 22 is a circuit for selecting the bit line BL included in the memory cell array 20. Memory cells MC are arranged at the intersections of the word lines WL and the bit lines BL. The memory cell MC is a series circuit of a cell transistor T and a cell capacitor C, the gate of the cell transistor T is connected to the corresponding word line WL, and the source / drain of the cell transistor T is connected to the corresponding bit line BL. Yes. In FIG. 1, the memory cell array 20, the row decoder 21, and the column decoder 22 are described as a single bank. However, since the semiconductor memory device 10 includes a plurality of banks, in practice, A plurality of memory cell arrays 20, row decoders 21, and column decoders 22 are provided as many as the number of banks.

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 memory cell array 20 includes a redundant word line RWL, and is connected to a defective word line (or defective bit F) by an operation test performed in a wafer state. Is found, it is replaced with the redundant word line RWL. In this case, a row address (defective row address) indicating a defective word line is written into the laser fuse circuit 11a. When the row address included in the input address ADD coincides with the defective row address, the address conversion is performed by the primary relief circuit 11, thereby replacing the redundant word line RWL instead of the defective word line. Access is made.

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 memory cell array 20 includes a redundant column selection line RYS line, and a defective bit line (or a defective line by an operation test performed in a wafer state). When a bit line connected to the defective bit F) is found, the corresponding column selection line YS is replaced with the redundant column selection line RYS. In this case, a column address (defective column address) indicating a defective bit line is written in the laser fuse circuit 11a. When the column address included in the input address ADD coincides with the defective column address, the address conversion is performed by the primary relief circuit 11, thereby not the column selection line YS corresponding to the defective bit line, The redundant column selection line RYS corresponding to the redundant bit line RBL is selected.

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 primary relief circuit 11, the redundant word lines and the redundant bit lines in the memory cell array 20 are used.

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 primary relief circuit 11 is also supplied to the secondary relief circuit 12. The secondary relief circuit 12 is a circuit for relieving defective bits that occur sporadically due to thermal stress during packaging after address relief by the primary relief circuit 11. As shown in FIG. 2C, the replacement of defective bits by the secondary relief circuit 12 uses redundant memory cells 32 provided outside the memory cell array 20.

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 secondary repair circuit 12 repairs defective bits in units of memory cells, both a row address and a column address are required for detecting a defective address. Therefore, address data including both a row address and a column address is written in the antifuse circuit 12a in order to specify a defective bit. When the address ADD1 after the primary relief matches the address written in the antifuse circuit 12a, the hit determination signal HIT is activated. When the hit determination signal HIT is activated, the access path is switched from the defective memory cell to the redundant memory cell 32 by the switching circuit 31 included in the redundant latch circuit 30. As a result, instead of the defective bit included in the memory cell array 20, the redundant access is made to the redundant memory cell 32. The redundant memory cell 32 is composed of, for example, an SRAM cell, and is arranged in a circuit area where the main amplifier 40 is provided.

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 semiconductor memory device 10 according to the present embodiment further includes an RST circuit and an MRS circuit 50. The RST circuit is a circuit that generates a reset signal (RST) to which a reset command is input from the outside. When a mode register set command (MRS command) is input from the outside, the MRS circuit 50 generates a signal for setting various operation modes of the semiconductor memory device 10 in accordance with a predetermined code input as an address signal from the outside. Circuit. In FIG. 1, a reset signal (RST) is shown as one of the signals generated by the MRS circuit 50. As will be described later, in this embodiment, the reset signal (RST) is used as a control signal for the antifuse circuit 12a.

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 secondary relief circuit 12 and the antifuse circuit 12a. As shown in FIG. 3, the antifuse circuit 12 a includes M antifuse element groups 110-1 to 110 -M and a serial transfer circuit 120. The antifuse element groups 110-1 to 110-M are circuits that respectively hold address data RA1 to RAM that designate a defective memory cell, and constitute a nonvolatile address holding circuit. Therefore, the antifuse element groups 110-1 to 110-M can store M defective addresses.

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 secondary relief circuit 12 by the serial transfer circuit 120. Each of these address data RA1 to RAM is composed of row bits, column addresses, bank addresses, and enable bits indicating whether or not these addresses are valid. The total of these row address, column address, bank address, and enable bit is N bits.

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 secondary relief circuit 12 includes a serial reception circuit 130 that receives the address data RA1 to RAM transferred by the serial transfer circuit 120, and a replacement address latch circuit that holds the address data RA1 to RAM received by the serial reception circuit 130. 140, each of address data RA1 to RAM held in replacement address latch circuit 140 is compared with input address ADD1 after repair by primary repair circuit 11, and address comparison circuit 150 for determining the match or mismatch It has. An input address ADD1 to the address comparison circuit 150 includes a row address XA, a column address YA, and a bank address BA. If the address ADD1 matches any of the address data RA1 to RAM as a result of the comparison, the address comparison circuit 150 activates a hit determination signal HIT indicating that the address is a defective address. The hit determination signal HIT is supplied to the redundant latch circuit 30 shown in FIG.

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 address comparison circuit 180 for comparing row addresses in the address comparison circuit 150 in the semiconductor memory device 10 according to the first embodiment. This circuit is a circuit that detects whether or not the row address of the antifuse circuit 12a matches the row address input from the outside. The entire circuit of FIG. 4 is controlled by the control circuit by a clock CLK and a command input to the control circuit 200. In particular, when an ACT (bank active) command is given, if the row address of the bank to be activated matches the row address of the replacement address latch circuit 140 and the bank, the row address hit signal X -Outputs a hit signal.

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 specification selection circuit 220 is a circuit that selects whether the semiconductor memory device 10 is used as a memory of the LPDDR1 having a 4-bank configuration or as a memory of the LPDDR2 having an 8-bank configuration. Based on the selection signal (LPDDR1 / LPDDR2) of the specification selection circuit, the control circuit 200 causes the entire semiconductor memory device 10 to function as a memory chip of the LPDDR1 or LPDDR2 specification.

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 control circuit 200 activates the X address buffer 240 and takes in a row address (X address) input from the outside. Note that the row address captured by the X address buffer 240 may be the X address after being repaired by the primary repair circuit 11. The row address fetched by the X address buffer is stored in the address latch (row address latch) 170 of the corresponding bank. Four address latches 170 are provided in accordance with the number of banks 4 of LPDDR1. Since the number of banks of LPDDR2 is 8, eight banks A to H of LPDDR2 share one address latch 170 in the two banks. The row address fetched by the address latch 170 is the same as the bank and row address stored in the replacement address latch circuit 140 transferred from the antifuse circuit 12a by the row address comparison circuit 180 which is a part of the address comparison circuit 150. To be compared. As a result of comparison, if the bank and row address match, a hit signal X-hit signal of the row address is output. Note that a plurality of lower address comparison circuits 180 are provided corresponding to the address latches 170 as many as the number of banks of LPDDR1. Therefore, in LPDDR2, like the address latch 170, a plurality of banks share the row address comparison circuit 180.

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 address comparison circuit 180 is input to the mode selection switch 230. When LPDDR1 is selected, the mode selection switch 230 outputs the X-hit signal output from the row address comparison circuit 180 to a column address comparison circuit (not shown) as it is. On the other hand, when LPDDR2 is selected, the X-hit signal is latched in the bank address latch (comparison result holding circuit) 190 output from the control circuit 200. Note that there are as many X-hit signal latches as the number of banks of LPDDR2, and LPDDR2 latches the X-hit signal (a signal indicating whether or not a row address is hit) for each bank. The latched X-hit signal is output to a column address comparison circuit (not shown), and the column address specified by the read command or write command matches the column address of the replacement address stored in the replacement address latch circuit 140. It is compared whether or not. If all of the bank, row address, and column address match according to the comparison result of the row address comparison circuit and the comparison result of the column address comparison circuit, a redundant memory is selected and accessed instead of the cell of the memory cell array. The On the other hand, if at least one of the bank, row address, and column address does not match, the cell of the specified row address and column address of the memory cell array 20 of the specified bank is selected and accessed.

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 LPDDR 1 is not provided with a latch (comparison result holding circuit) 190 that holds the state of the X-hit signal for each bank. In the case of dedicated to LPDDR1, the row address latches 170 are provided for the number of banks, and the row address comparison circuits 180 are provided for the number of banks. Therefore, the X-hit signal for each bank is not particularly provided with the latch 190. Both are always output. Therefore, when dedicated to LPDDR1, the latch (comparison result holding circuit) 190 is unnecessary.

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 row address latch 170 provided for each bank is provided for redundant address determination. In addition to the row address latch 170, a row address decoding (not shown) is attached to the row decoder 21 of each bank. For this purpose, a row address holding circuit is provided. Although it is conceivable that the row address holding circuit associated with the row decoder 21 has the function of the row address latch 170, the row decoder 21 of each bank is laid out separately from the address comparison circuit 150 in terms of chip layout. Therefore, the number of wirings is increased, which is not desirable. Therefore, the row address latch 170 is not provided for row address decoding, but is a circuit provided for replacement address determination.

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 antifuse circuit 12a by an MRS (mode register set) command is sense-amplified by a load amplifier and converted into digital data. The replacement address data converted into the digital data is taken into the replacement address latch circuit 140 via the transfer wiring 160. After two cycles, which is the minimum mode set command cycle time tMRD after the MRS command, the bank A is activated by the ACT command ACT_A for the bank A, and the row address of the bank A is designated. Further, after a time tRRD (minimum of 2 cycles) required from ACT_A to giving an ACT command to another bank has elapsed, a bank active command is given to bank B. Further, one cycle later, a write command for bank A is input. In the write command for the bank A, a column address is specified, and a write operation is performed by giving a bank, a row address, and a column address together with a row address previously given by an ACT_A command.

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 address latch 170 and a row address comparison circuit 180 are provided for each bank so that X-hit determination can be performed in parallel for each bank. With such a configuration, after the MRS command, before the comparison of the row address of the bank to which the ACT command is first given is completed, the ACT command is given to another bank and the comparison of the row address of the other bank is performed in parallel. Can proceed.

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 antifuse circuit 12a to the replacement address latch circuit 140 is completed before the ACT command is input. . Therefore, in the case of LPDDR2, it is not necessary to detect matching of row addresses in parallel for a plurality of banks. In addition, in determining the replacement address, it is necessary to detect that the bank, row address, and column address all match. However, if the row address matches, it is necessary to store for each bank. The row address itself is not necessary for determining the replacement address. Therefore, in LPDDR2, the comparison result of the row address is held in a latch (comparison result holding circuit) 190 for each bank, and the address latch 170 and the row address comparison circuit 180 are shared with other banks, so that the number of elements can be increased. The increase is prevented.

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 address comparison circuits 180 are provided for LPDDR1, but when dedicated to LPDDR2, only one address latch 170 and row address comparison circuit 180 is sufficient. However, the comparison result in the row address comparison circuit 180 is held by a latch (comparison result holding circuit) 190 provided for each bank. Thereby, a circuit for detecting coincidence of row addresses can be simplified.

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: Primary relief circuit 11a: Laser fuse circuit 12: Secondary relief circuit 12a: Antifuse circuit (replacement address memory circuit)
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)

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:
前記アドレス比較回路が、外部から入力したカラムアドレスと前記比較結果保持回路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、
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.
前記半導体記憶装置が、少バンク構成の第一の仕様と多バンク構成の第二の仕様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であって、
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.
前記半導体記憶装置全体を制御する制御回路をさらに備え、
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.
前記置換アドレス記憶回路から読み出した置換アドレスを前記アドレス比較回路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.
前記置換アドレス記憶回路から読み出した置換アドレスを前記アドレス比較回路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をさらに含み、
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.
前記複数バンクのメモリセルアレイが、それぞれメモリセルアレイ内にワード線又はビット線単位で置き換える冗長ワード線及び/又は冗長ビット線を含んでおり、前記メモリセルアレイの外に配置される前記冗長メモリが、前記メモリセルアレイ内に含まれる冗長ワード線や冗長ビット線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ことを特徴とする請求項1乃至6いずれか1項記載の半導体記憶装置。   The plurality of banks of memory cell arrays each include a redundant word line and / or a redundant bit line to be replaced in the memory cell array in units of word lines or bit lines, and the redundant memory disposed outside the memory cell array includes: 7. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is a small-capacity redundant memory used when the redundant word lines and redundant bit lines included in the memory cell array cannot be replaced. 前記メモリセルアレイの外に配置される冗長メモリがSRAMであることを特徴とする請求項1乃至7いずれか1項記載の半導体記憶装置。   8. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the redundant memory arranged outside the memory cell array is an SRAM. 前記置換アドレス記憶回路が電気的にプログラミング可能な不揮発性記憶回路を備えていることを特徴とする請求項1乃至8いずれか1項記載の半導体記憶装置。   9. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the replacement address memory circuit includes a nonvolatile memory circuit that can be electrically programmed. 前記置換アドレス記憶回路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ことを特徴とする請求項1乃至9いずれか1項記載の半導体記憶装置。   The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the replacement address memory circuit includes an electrically programmable antifuse circuit. 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. .
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、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.
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.
前記半導体記憶装置が、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を備え、
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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