JP2010231853A - Semiconductor device - Google Patents

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Hiroshi Shinohara
尋史 篠原
Koji Arai
浩二 新居
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Renesas Electronics Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To optimally adjust the faulty operating margin depending on the memory cell characteristics in a static semiconductor memory. <P>SOLUTION: The driver power source voltage selector circuit (VSWi) is set up for each word line driver (WDRi). This driver power source voltage selector circuit (VSWi) is stored in the circuits (32a, 32b) storing the memory cell specific information. One of the voltages (VDD1, VDD2, VDD3) is chosen according to the stored data and transmitted to the driver power node 12. Thus, countermeasures are taken against faulty read-out margins and write-in margins depending on the memory cell characteristics in this voltage selection. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体装置に関し、特に、データを安定にデータの書込/読出を行なうことのできるスタティック型半導体記憶装置の構成に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a configuration of a static semiconductor memory device capable of stably writing / reading data.

トランジスタ素子の微細化が進むと、製造パラメータの変動の影響が大きくなり、メモリセルを構成するMOSトランジスタ(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)のしきい値電圧のばらつきが大きくなり、動作マージンが低下する。その結果、半導体記憶装置、特に低電源電圧で動作する半導体記憶装置において、安定したデータの書込/読出を行なうことが困難となる。   As transistor elements become finer, the influence of manufacturing parameter fluctuations increases, and variations in threshold voltages of MOS transistors (insulated gate field effect transistors) constituting memory cells increase, resulting in a reduction in operating margin. . As a result, it becomes difficult to perform stable data writing / reading in a semiconductor memory device, particularly a semiconductor memory device that operates at a low power supply voltage.

スタティック型半導体記憶装置(以下、SRAMと称す)のメモリセルは、インバータラッチで構成されるフリップフロップ回路と、このフリップフロップ回路の保持データをアクセスするアクセストランジスタとで構成される。以下の説明においては、この2つのインバータと1つのアクセストランジスタをハーフセルインバータと定義する。2つのハーフセルインバータにより2つの記憶ノードに相補データが保持される。SRAMセルの安定性は、2つのハーフセルインバータの伝達特性曲線で評価される。このハーフセルインバータの伝達特性曲線は、通常、「めがね」形状の対称的な2つの曲線で表わされる。2つの曲線で囲まれる領域に内接する正方形の一辺の長さまたは内接円の直径が、通常、スタティックノイズマージンSNMと称される。スタティックノイズマージンSNMが大きいと、記憶データの安定性が増大し、一方、小さいと記憶データの安定性が低下する。このスタティックノイズマージンは、2つのハーフセルインバータにより2つの記憶ノードそれぞれに対して規定される。   A memory cell of a static semiconductor memory device (hereinafter referred to as SRAM) includes a flip-flop circuit configured by an inverter latch and an access transistor that accesses data held by the flip-flop circuit. In the following description, these two inverters and one access transistor are defined as half-cell inverters. Complementary data is held in two storage nodes by two half-cell inverters. The stability of the SRAM cell is evaluated by the transfer characteristic curves of the two half cell inverters. The transfer characteristic curve of this half-cell inverter is usually represented by two symmetrical curves of “glasses” shape. The length of one side of the square inscribed in the area surrounded by the two curves or the diameter of the inscribed circle is usually referred to as a static noise margin SNM. When the static noise margin SNM is large, the stability of the stored data is increased. On the other hand, when the static noise margin SNM is small, the stability of the stored data is decreased. This static noise margin is defined for each of the two storage nodes by two half-cell inverters.

プロセス変動などにより、メモリセルトランジスタのしきい値電圧がばらついた場合、ハーフセルインバータの伝達特性が変化し、スタティックノイズマージンSNMの値もばらつく。このしきい値電圧のばらつきがグローバルばらつきであり、チップ上のメモリセルトランジスタのしきい値電圧がすべて同様にばらついた場合、伝達特性曲線の対称性は保存される。一方、しきい値電圧のばらつきがランダムな場合、同一チップ上のメモルセルにおいて、しきい値電圧の変化の大きさおよび/または符号が異なる場合が生じる。この場合、伝達特性曲線が非対称となり、スタティックノイズマージンが大きく低減される。しきい値電圧のばらつきがさらに大きくなると、2つのハーフセルインバータの伝達特性曲線の交点が1つとなり、すなわちスタティックノイズマージンの一方がなくなり、読出安定性不良が生じ、データを安定に保持することができなくなる。   When the threshold voltage of the memory cell transistor varies due to process variation or the like, the transfer characteristic of the half cell inverter changes and the value of the static noise margin SNM also varies. When this threshold voltage variation is a global variation, and the threshold voltages of the memory cell transistors on the chip all vary similarly, the symmetry of the transfer characteristic curve is preserved. On the other hand, when the variation in the threshold voltage is random, the magnitude and / or sign of the change in the threshold voltage may be different in the memol cells on the same chip. In this case, the transfer characteristic curve becomes asymmetric and the static noise margin is greatly reduced. When the variation in threshold voltage further increases, the intersection of the transfer characteristic curves of the two half-cell inverters becomes one, that is, one of the static noise margins disappears, read stability failure occurs, and data can be held stably. become unable.

スタティックノイズマージンのばらつきにおいては、一方のスタティックノイズマージンが増大すると、他方のスタティックノイズマージンが低下するという小さな負の相関性を有している。このデータエラー率は、正規分布でZσの外にある確率で近似される。ここで、σは、標準偏差であり、Zσは、全サンプル数と平均値との差で表わされる。Zは、平均0、分散1の標準正規分布に従う確率変数である。   The variation of the static noise margin has a small negative correlation that when one static noise margin increases, the other static noise margin decreases. This data error rate is approximated with a probability that it is outside of Zσ in a normal distribution. Here, σ is a standard deviation, and Zσ is represented by the difference between the total number of samples and the average value. Z is a random variable that follows a standard normal distribution with mean 0 and variance 1.

このような伝達特性のランダムばらつきに起因する不良の特徴は、不良となるビット(メモリセル)の確率(ビットエラー率)が増大することであり、すべてのメモリセルが不良になることではない。このような状況下においても、安定にデータの書込/読出/保持を行なうことを図る構成が、種々提案されている。   The feature of failure due to such random variations in transfer characteristics is that the probability (bit error rate) of defective bits (memory cells) increases, and not all memory cells become defective. Various configurations for stably writing / reading / holding data even under such circumstances have been proposed.

特許文献1(特開2009−20957号公報)は、ワード線ドライバに電源電圧を供給するワード線電源回路において、書込時に、ワード線ドライバ電源電圧を高くし、読出時にワード線ドライバ電源電圧を低くする構成を示す。すなわち、この特許文献1においては、データ読出時、メモリセルのアクセストランジスタのゲート電圧を低下させて電流駆動能力を小さくしてスタティックノイズマージンを確保する。データ書込時においては、メモリセルのアクセストランジスタのゲート電圧を高くして電流駆動能力を大きくし、スタティックノイズマージンを低下させて高速かつ安定な書込を行なうことを図る。   Japanese Patent Laid-Open No. 2009-20957 discloses a word line power supply circuit that supplies a power supply voltage to a word line driver. In a word line power supply circuit, the word line driver power supply voltage is increased during writing and the word line driver power supply voltage is read during reading. The configuration to be lowered is shown. That is, in Patent Document 1, at the time of data reading, the gate voltage of the access transistor of the memory cell is lowered to reduce the current driving capability to ensure a static noise margin. At the time of data writing, the gate voltage of the access transistor of the memory cell is increased to increase the current driving capability, and the static noise margin is reduced to perform high-speed and stable writing.

特許文献2(特開2009−3983号公報)は、ワード線ドライバ電源電圧を、アドレス信号に応じて変更するとともに、メモリセル電源を各列単位で書込時と読出時とで変更する構成が示される。この特許文献2に示される構成においては、不良メモリセルの不良内容が読出マージン不良であるのか書込マージン不良であるのかに応じてワード線ドライバ電源電圧を設定する。この不良メモリセルの検出には、不良アドレスをプログラムし、この不良アドレスが指定されたときに、ワード線ドライバ電源電圧を変更する。また、メモリセル電源電圧を、データ書込時、選択列に対するメモリセル電源電圧を低くし、スタティックノイズマージンを低下させて書込マージンを拡大することを図る。また、メモリアレイ電源電圧の調整も、メモリセルの不良アドレスに基づいて調整するか否かが指定される。   Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-3983) has a configuration in which the word line driver power supply voltage is changed according to an address signal, and the memory cell power supply is changed for each column between writing and reading. Indicated. In the configuration disclosed in Patent Document 2, the word line driver power supply voltage is set according to whether the defective content of a defective memory cell is a read margin defect or a write margin defect. To detect this defective memory cell, a defective address is programmed, and when this defective address is designated, the word line driver power supply voltage is changed. In addition, the memory cell power supply voltage is set to lower the memory cell power supply voltage for the selected column at the time of data writing, thereby reducing the static noise margin and increasing the write margin. In addition, whether or not to adjust the memory array power supply voltage is specified based on the defective address of the memory cell.

この特許文献2は、不良メモリセルを特定し、その不良メモリセルの不良内容に応じてワード線ドライバ電源電圧およびメモリアレイ電源電圧を調整することにより、書込/読出不良が生じるのを防止することを図る。   This patent document 2 identifies a defective memory cell, and adjusts the word line driver power supply voltage and the memory array power supply voltage according to the defective content of the defective memory cell, thereby preventing a write / read failure from occurring. I will try.

特許文献3(特開2007−242124号公報)は、メモリセルブロック単位でワード線ドライバ電源電圧およびメモリセル電源電圧を調整する構成を示す。この特許文献3においては、メモリセルブロックは、少なくとも1本のワード線単位または少なくとも1本のビット線単位およびビット単位のいずれかに設定される。   Japanese Patent Laid-Open No. 2007-242124 shows a configuration in which the word line driver power supply voltage and the memory cell power supply voltage are adjusted in units of memory cell blocks. In Patent Document 3, the memory cell block is set to at least one word line unit or at least one bit line unit and bit unit.

この特許文献3においても、ブロック単位で動作サイクルに応じてワード線ドライバ電源電圧およびメモリセル電源電圧を調整して、書込および読出マージンを増大させることを図る。また、動作電源電圧を低下させて、低消費電力化をはかるとともに、低電源電圧下における安定動作を保障することを図る。   Also in this patent document 3, the word line driver power supply voltage and the memory cell power supply voltage are adjusted according to the operation cycle in units of blocks to increase the write and read margins. In addition, the operation power supply voltage is lowered to reduce power consumption and to ensure stable operation under the low power supply voltage.

また、特許文献4(特開2006−85786号公報)においては、メモリセル列単位で書込時と読出時とでメモリセル電源電圧レベルを変更する構成を示す。この特許文献4においては、ビット線とメモリセル電源線が容量素子により結合され、ビット線をセル電源電圧に応じた電圧レベルにプリチャージする。容量素子による容量結合により、選択列のメモリセル電源線の電圧を低下させる。   Japanese Patent Laid-Open No. 2006-85786 discloses a configuration in which the memory cell power supply voltage level is changed between writing and reading in units of memory cell columns. In Patent Document 4, a bit line and a memory cell power supply line are coupled by a capacitive element, and the bit line is precharged to a voltage level corresponding to the cell power supply voltage. The voltage of the memory cell power supply line in the selected column is lowered by capacitive coupling by the capacitive element.

特開2009−20957号公報JP 2009-20957 A 特開2009−3983号公報JP 2009-3983 A 特開2007−242124号公報JP 2007-242124 A 特開2006−85786号公報JP 2006-85786 A

特許文献1においては、書込モード指示信号に従ってワード線ドライバ電源電圧を変更している。したがって、SRAMの全アドレス空間に亘って書込マージンに対する対策が施され、この対策の影響は、全アドレス空間のメモリセルに対して一様となる。したがって、逆に、このマージン対策により、読出マージン不良が増大するビット(メモリセル)が生じるという問題が発生する可能性がある。たとえば、選択メモリセルへのデータ書込時、選択メモリセルのワード線電圧が高くされ、メモリセル電源電圧が低くされる。この状態において、選択行かつ非選択列のメモリセルは、ワード線電圧が高い電圧レベルであり、メモリセル電源電圧が高い電源電圧レベルである。したがって、この選択行かつ非選択列の半選択状態のメモリセルの読出マージンが劣化し、最悪状態においては記憶データが反転する可能性がある。   In Patent Document 1, the word line driver power supply voltage is changed in accordance with a write mode instruction signal. Accordingly, a countermeasure against the write margin is taken over the entire address space of the SRAM, and the influence of this countermeasure is uniform on the memory cells in the entire address space. Therefore, conversely, this margin countermeasure may cause a problem that a bit (memory cell) in which a read margin defect increases is generated. For example, when data is written to the selected memory cell, the word line voltage of the selected memory cell is increased and the memory cell power supply voltage is decreased. In this state, the memory cells in the selected row and the non-selected column have a word line voltage at a high voltage level and a memory cell power supply voltage at a high power supply voltage level. Therefore, the read margin of the memory cell in the half-selected state of the selected row and non-selected column is deteriorated, and the stored data may be inverted in the worst state.

特許文献2に示される構成においては、ワード線ドライバ電源電圧およびアレイ電源電圧が、アドレス信号に応じて調整される。この電圧調整の方向は、固定的にヒューズプログラムにより設定される。従って、しかしながら、この場合においては、各ワード線単位で書込マージン不良対策が施されているため、このワード線上でマージン不良がばらついている場合、同様、マージン不良対策は、最悪ケースを想定して行なう必要がある。従って、不良ワード線上において読出マージンの低いメモリセルが存在する場合、このメモリセルが、読出マージン不良セルとなる可能性がある。   In the configuration shown in Patent Document 2, the word line driver power supply voltage and the array power supply voltage are adjusted according to the address signal. The direction of this voltage adjustment is fixedly set by a fuse program. Accordingly, in this case, however, countermeasures against writing margin defects are taken for each word line. Therefore, when margin defects vary on this word line, the margin defect countermeasures assume the worst case. Need to be done. Therefore, when there is a memory cell with a low read margin on the defective word line, this memory cell may become a read margin defective cell.

また、不良アドレス信号を記憶し、その不良アドレスアクセス時においてのみ、ワード線ドライバ電源電圧およびメモリセル電源電圧を選択的に調整している。この場合、ワード線電圧調整部およびメモリセル電源電圧調整部は、全メモリセルに対し共通に設けられており、救済可能な読出領域が極限られた領域に規定され、動作マージン不良救済確率が低くなる可能性がある。   In addition, the defective address signal is stored, and the word line driver power supply voltage and the memory cell power supply voltage are selectively adjusted only when the defective address is accessed. In this case, the word line voltage adjustment unit and the memory cell power supply voltage adjustment unit are provided in common for all the memory cells, the relieving read area is defined as a limited area, and the operation margin defect relieving probability is low. There is a possibility.

また、特許文献3に示される構成においては、メモリセルブロック単位、すなわち、最小ワード線単位またはビット線単位でワード線選択電圧およびメモリセル電源電圧が調整される。しかしながら、この特許文献3に示される構成においても、選択メモリセルの位置に拘らず、全メモリセルに対し、同じ大きさの電圧調整が行なわれるため、特許文献1と同様、読出マージン対策により書込マージンの低いメモリセルが書込マージン不良セルとなり、逆に、書込マージン対策により読出マージンの低いメモリセルが読出マージン不良セルとなるという問題が生じる。   In the configuration disclosed in Patent Document 3, the word line selection voltage and the memory cell power supply voltage are adjusted in units of memory cell blocks, that is, in units of minimum word lines or bit lines. However, even in the configuration shown in Patent Document 3, voltage adjustment of the same magnitude is performed for all memory cells regardless of the position of the selected memory cell. A memory cell with a low insertion margin becomes a write margin defective cell, and conversely, a memory cell with a low read margin becomes a read margin defective cell due to a write margin countermeasure.

特許文献4に示される構成においては、メモリセル電源電圧が、容量結合により、調整される。また、列方向において、書込/読出マージン不良が分布する場合でも、すべて同じ大きさのマージン不良対策が行なわれる。従って、書込/読出マージン不良となるメモリセルが発生する可能性がある。   In the configuration disclosed in Patent Document 4, the memory cell power supply voltage is adjusted by capacitive coupling. Further, even when write / read margin defects are distributed in the column direction, the same margin defect countermeasures are taken. Therefore, there is a possibility that a memory cell that causes a write / read margin failure occurs.

また、これらの特許文献1から4の構成においては、書込マージン不良および読出マージン不良の一方のみに対して救済対策が講じられている。しかし、微細化に伴ってメモリセルアレイにおいてローカルにメモリセル特性がばらつき、メモリアレイにおいて読出マージン不良および書込マージン不良のメモリセルが混在する場合がある。また、読出マージン不良のメモリセルであっても、読出マージン不良の程度もメモリセル毎に異なり、一定となるとな限らない。このような場合にマージン不良を救済するための構成については、これらの特許文献1から4においては、何ら考慮されていない。   Further, in the configurations of these Patent Documents 1 to 4, remedy measures are taken for only one of the write margin failure and the read margin failure. However, the memory cell characteristics vary locally in the memory cell array with miniaturization, and there are cases where memory cells having a read margin defect and a write margin defect coexist in the memory array. Further, even in the case of a memory cell having a defective read margin, the degree of the read margin defect is different for each memory cell and is not necessarily constant. In these cases, the configurations for remedying the margin defect are not considered at all in Patent Documents 1 to 4.

それゆえ、この発明の目的は、書込および読出マージン不良のビットを正確に救済することのできる半導体装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of accurately relieving a write and read margin defective bit.

この発明の他の目的は、新たな不良セルを誘起することなくマージン不良対策を確実に行なうことのできる半導体装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of surely taking measures against margin defects without inducing new defective cells.

この発明に係る半導体装置は、一実施形態においては、行列状に配列され、各々が情報を記憶する複数のメモリセルと、各メモリセル行に対応して配置され、各々に対応のメモリセルが接続される複数のワード線と、ワード線に対応して設けられ、アドレス指定された行のワード線を選択状態へ駆動する複数のワード線ドライバと、各々が少なくとも1つのワード線ドライバに対応して設けられ、対応のワード線ドライバのドライバ電源ノードにドライバ電源電圧を伝達するドライバ電源設定回路とを備える。このドライバ電源設定回路は、各々が対応の行のメモリセルの特性特定情報に従って対応のワード線ドライバに伝達される電圧を複数の候補電圧から選択して対応のワード線ドライバのドライバ電源ノードに伝達する。複数の候補電圧は、互いに態様の異なる不良モードに対する対策として作用する電圧を含む。各ワード線ドライバは、対応のドライバ電源ノードの電圧を対応のワード線に伝達して該対応のワード線を選択状態に駆動する。   In one embodiment, a semiconductor device according to the present invention is arranged in a matrix, each of which is arranged corresponding to a plurality of memory cells storing information and each memory cell row, and a memory cell corresponding to each memory cell is arranged. A plurality of word lines connected to each other, a plurality of word line drivers provided corresponding to the word lines and driving the word lines of the addressed row to a selected state, each corresponding to at least one word line driver And a driver power supply setting circuit that transmits the driver power supply voltage to the driver power supply node of the corresponding word line driver. The driver power supply setting circuit selects a voltage to be transmitted to the corresponding word line driver according to the memory cell characteristic specifying information of the corresponding row, and transmits it to the driver power supply node of the corresponding word line driver. To do. The plurality of candidate voltages include voltages that act as countermeasures against failure modes having different aspects. Each word line driver transmits the voltage of the corresponding driver power supply node to the corresponding word line to drive the corresponding word line to the selected state.

この発明に係る半導体装置は、別の実施の形態においては、行列状に配列され、各々が情報を記憶する複数のメモリセルと、各メモリセル行に対応して配置され、各々に対応のメモリセルが接続される複数のワード線と、各ワード線に対応して設けられかつ各々がドライバ電源ノードを有し、各々が対応のワード線がアドレス指定されたとき、対応のワード線上に該対応のドライバ電源ノードの電圧を対応のワード線に伝達して選択状態に駆動する複数のワード線ドライバと、これらの複数のワード線ドライバに共通に設けられ、ワード線ドライバのドライバ電源ノードに電圧を伝達するドライブ電源設定回路とを備える。   In another embodiment, a semiconductor device according to the present invention is arranged in a matrix and is arranged corresponding to each of a plurality of memory cells each storing information, and each memory cell row, and a memory corresponding to each memory cell. A plurality of word lines to which the cells are connected, and corresponding to each word line and each having a driver power supply node, and each corresponding to the corresponding word line is addressed when the corresponding word line is addressed A plurality of word line drivers that transmit the voltage of the driver power supply node to the corresponding word line and drive to the selected state, and the plurality of word line drivers are provided in common, and the voltage is applied to the driver power supply node of the word line driver. A drive power supply setting circuit for transmission.

このドライバ電源設定回路は、半導体装置の動作モードと独立に、メモリセルの特性特定情報と与えられたアドレス信号とに従って各ワード線ドライバに伝達される電圧レベルを複数の互いに異なる電圧レベルのいずれかに設定してワード線ドライバのドライバ電源ノードに伝達する。このアドレス信号は、行および列アドレス信号を含む。   The driver power supply setting circuit is configured to select a voltage level transmitted to each word line driver according to memory cell characteristic specifying information and a given address signal, independently of the operation mode of the semiconductor device, from a plurality of different voltage levels. Is transmitted to the driver power supply node of the word line driver. This address signal includes row and column address signals.

この発明に係る半導体装置は、さらに別の実施の形態においては、行列状に配列され、各々がセル電源ノードを有し、このセル電源ノードの電圧に応じた電圧レベルで情報を記憶する複数のメモリセルと、各メモリセル行に対応して配置され、各々に対応のメモリセルが接続される複数のワード線と、各メモリセル列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルが接続する複数のビット線対と、各メモリセル列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルのセル電源ノードが接続される複数のメモリ電源線と、各々がメモリ電源線に対応して設けられ、対応のメモリ電源線に電圧を伝達するメモリ電源設定回路を備える。このメモリ電源設定回路は、対応の列のメモリセルの特性特定情報とデータ書込指示とアドレス信号に従って生成される列選択信号とに従って対応の電源線に伝達される電圧を3以上の複数の候補電圧から選択して対応のメモリ電源線に伝達する。   In yet another embodiment, a semiconductor device according to the present invention is arranged in a matrix, each having a cell power supply node, and storing a plurality of information at a voltage level corresponding to the voltage of the cell power supply node. A memory cell, a plurality of word lines arranged corresponding to each memory cell row, each of which is connected to a corresponding memory cell, and a memory cell arranged corresponding to each memory cell column and corresponding to each column A plurality of bit line pairs connected to each other, a plurality of memory power supply lines arranged corresponding to each memory cell column, each connected to a cell power supply node of a memory cell in the corresponding column, and each memory power line Correspondingly provided, a memory power setting circuit for transmitting a voltage to a corresponding memory power line is provided. This memory power setting circuit has a plurality of candidates of three or more candidates for the voltage transmitted to the corresponding power supply line in accordance with the characteristic specifying information of the memory cells in the corresponding column, the data write instruction, and the column selection signal generated according to the address signal. The voltage is selected and transmitted to the corresponding memory power line.

メモリセルの特性特定情報に少なくとも従ってワード線またはメモリ電源線へ伝達される電圧のレベルが設定される。したがって、極限られたアドレス領域のメモリセルに対して、そのメモリセル特性に応じてマージン不良対策を施すことができ、他のメモリセルに対するマージン不良対策の影響を低減できる。これにより、動作マージン不良が発生する確率を低減でき、安定に動作する半導体装置を実現することができる。   The level of the voltage transmitted to the word line or the memory power supply line is set at least according to the characteristic specifying information of the memory cell. Therefore, a margin defect countermeasure can be applied to the memory cells in the limited address area according to the memory cell characteristics, and the influence of the margin defect countermeasure on other memory cells can be reduced. Thereby, the probability that an operation margin defect will occur can be reduced, and a semiconductor device that operates stably can be realized.

また、候補電圧として3以上の異なる電圧を準備することにより、互いに態様の異なる不良モードに対する対策をメモリセルの特性に応じて実施することができる。   In addition, by preparing three or more different voltages as candidate voltages, measures against failure modes having different modes can be implemented according to the characteristics of the memory cells.

この発明に従う半導体装置(SRAM)の全体の構成を概略的に示す図である。1 schematically shows an entire configuration of a semiconductor device (SRAM) according to the present invention. FIG. この発明に従う半導体装置の動作マージン不良救済のアドレス分布を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the address distribution of the operation | movement margin defect relief of the semiconductor device according to this invention. この発明に従う半導体装置における動作マージンと度数分布の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the operation margin and frequency distribution in the semiconductor device according to this invention. この発明に従う半導体装置の動作マージンと累積度数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the operation margin of the semiconductor device according to this invention, and accumulation frequency. この発明の実施の形態1に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。1 schematically shows an entire configuration of an SRAM according to a first embodiment of the present invention. FIG. 図5に示すメモリセルの構成を概略的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a memory cell shown in FIG. 5. 図5に示すワード線ドライブ回路の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a word line drive circuit shown in FIG. 5. 図7に示すヒューズの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the fuse shown in FIG. この発明の実施の形態2に従うSRAMの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of SRAM according to Embodiment 2 of this invention. 図9に示すワード線ドライブ回路の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a word line drive circuit shown in FIG. 9. 図10に示すワード線ドライバのヒューズ格納データと選択ワード線ドライブ電圧の関係を一覧にして示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a list of relationships between fuse storage data and selected word line drive voltages of the word line driver shown in FIG. 10. この発明の実施の形態3に従うSRAM10の全体の構成を概略的に示す図である。FIG. 14 schematically shows an overall configuration of SRAM 10 according to the third embodiment of the present invention. 図12に示すドライバ電圧選択回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the driver voltage selection circuit shown in FIG. 図12に示す電圧発生器の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the voltage generator shown in FIG. 図13に示すフリップフロップに対するスキャンデータを発生する部分の構成を概略的に示す図である。FIG. 14 is a diagram schematically showing a configuration of a portion for generating scan data for the flip-flop shown in FIG. 13. この発明の実施の形態3の変更例のワード線ドライバ電圧選択回路の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the word line driver voltage selection circuit of the modification of Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the whole structure of SRAM according to Embodiment 4 of this invention. 図17に示すドライバ電源選択回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 18 schematically shows a configuration of a driver power supply selection circuit shown in FIG. 17. この発明の実施の形態4に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the whole structure of SRAM according to Embodiment 4 of this invention. 図19に示すドライバ電源選択回路の構成を概略的に示す図である。FIG. 20 is a diagram schematically showing a configuration of a driver power supply selection circuit shown in FIG. 19. 図20に示すドライバ電源選択回路の選択ワード線ドライバ電源電圧と印加されるアドレスとの対応を概略的に示す図である。FIG. 21 is a diagram schematically showing a correspondence between a selected word line driver power supply voltage and an applied address in the driver power supply selection circuit shown in FIG. 20. この発明の実施の形態5に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the whole structure of SRAM according to Embodiment 5 of this invention. 図22に示すアレイ電源回路およびメモリセルアレイの構成を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a configuration of an array power supply circuit and a memory cell array shown in FIG. この発明の実施の形態6に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the whole structure of SRAM according to Embodiment 6 of this invention. 図24に示すアレイ電源回路およびメモリセルアレイの構成を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a configuration of an array power supply circuit and a memory cell array shown in FIG. 24. この発明に従う半導体装置の全体の構成を概略的に示す図である。1 schematically shows an entire configuration of a semiconductor device according to the present invention. FIG.

[本発明の原理的構成]
図1は、この発明に従う半導体装置(SRAM:スタティック型半導体記憶装置)の全体の構成を概略的に示す図である。この発明に従うSRAMは、個別装置としてチップ単体で利用されてもよく、また、他のプロセッサなどのロジックと同一半導体チップ上に集積化されてもよい。従って、以下の説明においては、半導体装置という用語は、SRAM単体および内蔵SRAMをマクロとして含む装置いずれをも参照するものとして用いる。また、SRAMという用語は、単体のメモリ装置および内蔵メモリのいずれをも参照するものとして用いる。
[Principle configuration of the present invention]
FIG. 1 schematically shows an entire configuration of a semiconductor device (SRAM: static type semiconductor memory device) according to the present invention. The SRAM according to the present invention may be used as a single chip as an individual device, or may be integrated on the same semiconductor chip as logic such as other processors. Therefore, in the following description, the term “semiconductor device” is used to refer to both a single SRAM and a device including a built-in SRAM as a macro. The term SRAM is used to refer to both a single memory device and a built-in memory.

図1において、SRAMは、メモリセルMCが行列状に配列されるメモリアセルレイ1を含む。このメモリセルアレイ1においては、メモリセルMCの各行に対応してワード線WLが配置され、メモリセルMCの各列に対応してビット線対BLPが配置される。ビット線対BLPは、相補ビット線BLおよび/BLを含む。このメモリセル列に対応してメモリ電源線VMLが配置される。一例として、メモリ電源線VML上の電圧に従ってメモリセルMCに記憶されるHデータの電圧レベルが設定される。このメモリ電源線VMLは、メモリセルMCに対して記憶データのLデータの電圧レベルを規定する電圧を伝達してもよい。   In FIG. 1, the SRAM includes a memory cell array 1 in which memory cells MC are arranged in a matrix. In this memory cell array 1, word lines WL are arranged corresponding to each row of memory cells MC, and bit line pairs BLP are arranged corresponding to each column of memory cells MC. Bit line pair BLP includes complementary bit lines BL and / BL. A memory power line VML is arranged corresponding to the memory cell column. As an example, the voltage level of H data stored in the memory cell MC is set according to the voltage on the memory power supply line VML. The memory power line VML may transmit a voltage defining the voltage level of L data of the storage data to the memory cell MC.

メモリセルアレイ1の行を選択するために、ワード線選択回路2、ワード線ドライブ回路4、および行側セル特性特定情報格納/電圧設定回路3が設けられる。ワード線選択回路2は、与えられた行アドレス信号RAをデコードし、ワード線を指定するワード線選択信号を生成する。行側セル特性特定情報格納/電圧設定回路3は、メモリセルアレイ1におけるメモリセル毎またはメモリセル行単位で、メモリセルの動作マージンの状態を示す情報(セル特性特定情報)を格納する。また、この行側セル特性特定情報格納/電圧設定回路3は、この格納情報に従ってワード線ドライブ回路4に含まれるワード線ドライバに伝達されるドライバ電源電圧レベルを設定する。   In order to select a row of the memory cell array 1, a word line selection circuit 2, a word line drive circuit 4, and a row side cell characteristic specifying information storage / voltage setting circuit 3 are provided. The word line selection circuit 2 decodes the applied row address signal RA and generates a word line selection signal designating the word line. The row-side cell characteristic specifying information storage / voltage setting circuit 3 stores information (cell characteristic specifying information) indicating the operation margin state of each memory cell in the memory cell array 1 or for each memory cell row. The row side cell characteristic specifying information storage / voltage setting circuit 3 sets the driver power supply voltage level transmitted to the word line driver included in the word line drive circuit 4 in accordance with the stored information.

ワード線ドライブ回路4は、ワード線選択回路2からのワード線選択信号と行側セル特性特定情報格納/電圧設定回路3からのドライバ電源電圧とに従って選択行のワード線に、設定された電圧を伝達してワード線を選択状態へ駆動する。選択行のワード線の電圧レベルが、メモリセル特性に応じて調整される。   The word line drive circuit 4 applies the set voltage to the word line of the selected row according to the word line selection signal from the word line selection circuit 2 and the driver power supply voltage from the row side cell characteristic specifying information storage / voltage setting circuit 3. Transmit to drive the word line to the selected state. The voltage level of the word line of the selected row is adjusted according to the memory cell characteristics.

メモリセル列を選択するために、列選択回路5が設けられ、メモリセル単位または列単位のメモリセル特性特定情報に従ってメモリ電源線VMLに伝達される電圧を設定する列側セル特性特定情報格納/電圧設定回路6と、メモリ電源線VML上にメモリ電源電圧を伝達するアレイ電源回路7とを含む。   In order to select a memory cell column, a column selection circuit 5 is provided, and column side cell characteristic specifying information storage / setting for setting a voltage transmitted to the memory power supply line VML in accordance with memory cell characteristic specifying information in units of memory cells or columns. A voltage setting circuit 6 and an array power supply circuit 7 for transmitting a memory power supply voltage onto the memory power supply line VML are included.

列選択回路5は、列アドレス信号CAに従って選択列に対して配置されたビット線対BLPを選択する。したがって、列選択回路5は、列アドレス信号CAをデコードする列デコード回路と、列デコード回路からの列選択信号に従って選択列を内部データ線(書込データ線および読出データ線)に選択する列選択ゲートを含む。   Column selection circuit 5 selects bit line pair BLP arranged for the selected column in accordance with column address signal CA. Therefore, column selection circuit 5 selects a selected column as an internal data line (write data line and read data line) in accordance with a column decode circuit for decoding column address signal CA and a column selection signal from the column decode circuit. Including gate.

アレイ電源回路7は、書込モード指示信号WEの活性化時、列側セル特性特定情報格納/電圧設定回路6により設定された電圧を対応の選択列のアレイ電源線に伝達し、書込モード指示信号WEの非活性化時、すなわちスタンバイ時およびデータ読出時、アレイ電源回路7は、予め定められたレベルのアレイ電源電圧(VDD)を伝達する。   Array power supply circuit 7 transmits the voltage set by column side cell characteristic specifying information storing / voltage setting circuit 6 to the array power supply line of the corresponding selected column when write mode instruction signal WE is activated, and the write mode When instruction signal WE is inactive, that is, at the time of standby and data reading, array power supply circuit 7 transmits an array power supply voltage (VDD) at a predetermined level.

セル特性特定情報格納/電圧設定回路3および6に格納されるセル特性特定情報は、メモリセル単位またはメモリセル行単位またはメモリセル列単位である。したがって、メモリセルの動作マージンに応じて、選択ワード線の電圧レベルまたはアレイ電源線の電圧を設定することができ、動作マージン不良対策を施すアドレス領域を限定することができる。この動作マージンは、データ書込マージン、データ読出マージンおよびデータ安定保持マージンを含む。   The cell characteristic specifying information stored in the cell characteristic specifying information storage / voltage setting circuits 3 and 6 is a memory cell unit, a memory cell row unit or a memory cell column unit. Therefore, the voltage level of the selected word line or the voltage of the array power supply line can be set in accordance with the operation margin of the memory cell, and the address region where the countermeasure against the operation margin is taken can be limited. This operation margin includes a data write margin, a data read margin, and a data stability holding margin.

図2は、SRAMの全アドレス空間における動作マージン不良ビットの存在領域およびマージン不良対策の影響の及ぶ範囲を模式的に示す図である。今、全アドレス空間AARにおいて、読出安定性不良(読出マージン不良)Sおよび書込マージン不良Wに対し、それぞれ個々に、マージン不良対策が施される。この場合、メモリセル特性特定情報に従ってメモリセル単位またはメモリセル行/列単位で対策が施されるため、この書込マージン不良対策が作用する領域WMRは、全アドレス空間AARのうち、書込マージン不良ビットWが存在するアドレス領域の極周辺領域にのみ局在する。また、読出安定性不良ビットSに対する読出マージン不良対策が、その近傍のアドレス領域RMRaおよびRMRbに対してのみ、対策が施される。したがって、全アドレス空間AARにおいて、不良対策が必要な領域に対してのみ、動作マージン不良対策が施され、他のマージン正常メモリセルに対するマージン不良対策の影響は抑制される。従って、書込マージン不良対策および/または読出マージン不良対策が、他のメモリセルに対して影響を及ぼす領域が制限され、不良対策により、正常メモリセルが不良メモリセルとなる確率を低減することができる。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the existence area of the operation margin defect bit in the entire address space of the SRAM and the range affected by the margin defect countermeasure. Now, in all address spaces AAR, countermeasures against margin failures are taken for read stability failure (read margin failure) S and write margin failure W, respectively. In this case, since measures are taken in units of memory cells or memory cells / rows / columns in accordance with the memory cell characteristic specifying information, the region WMR in which the measures against the write margin defect act is the write margin in the entire address space AAR. It is localized only in the very peripheral area of the address area where the defective bit W exists. Further, the read margin defect countermeasure for the read stability defect bit S is taken only for the address regions RMRa and RMRb in the vicinity thereof. Therefore, in the entire address space AAR, the operation margin defect countermeasure is applied only to the area where the defect countermeasure is required, and the influence of the margin defect countermeasure on other margin normal memory cells is suppressed. Therefore, the area where the countermeasure against the write margin defect and / or the read margin defect affects the other memory cells is limited, and the probability that the normal memory cell becomes a defective memory cell can be reduced by the defect countermeasure. it can.

図3は、メモリセルの動作マージンの度数分布を示す図である。図3において横軸に動作マージンを示し、縦軸にメモリセルの度数を示す。実線で示す曲線I1が、SRAMに対するマージン不良対策が未実施の場合の動作マージンの分布を示し、点線で示す曲線I2が、この発明に従ってマージン不良対策を部分的に適用した場合の適用領域の動作マージンの度数分布を示す。一点鎖線で示す曲線I3は、この発明に従うSRAMにおいて、全体に対して適用した場合の動作マージンの度数分布を示す。破線で示す曲線I4は、全アドレス空間に対して一括して共通の動作マージン不良対策を施した場合の度数分布を示す。   FIG. 3 is a diagram showing the frequency distribution of the operation margin of the memory cell. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the operation margin, and the vertical axis indicates the frequency of the memory cell. A curve I1 indicated by a solid line shows the distribution of the operation margin when the margin defect countermeasure is not implemented for the SRAM, and a curve I2 indicated by the dotted line is an operation of the application region when the margin defect countermeasure is partially applied according to the present invention. The frequency distribution of the margin is shown. A curve I3 indicated by an alternate long and short dash line shows a frequency distribution of the operation margin when applied to the whole in the SRAM according to the present invention. A curved line I4 indicated by a broken line shows a frequency distribution when a common operation margin defect countermeasure is collectively applied to all address spaces.

曲線I4に示すように、全メモリセルに対し同じ動作マージン不良対策を施した場合、対策未実施の場合の度数分布(曲線I1)がマージン不良方向にシフトし、全メモリセルの動作マージンが小さくなる。この結果、正常ビットが不良ビット(動作マージンが0以下)に変身する場合が生じる。   As shown by the curve I4, when the same countermeasure for the operation margin failure is applied to all the memory cells, the frequency distribution (curve I1) when the countermeasure is not implemented is shifted in the margin failure direction, and the operation margin of all the memory cells is small. Become. As a result, a normal bit may be transformed into a defective bit (operation margin is 0 or less).

一方、曲線I2に示すように、部分適用した場合、部分的にのみ適用した領域の動作マージンのみがシフトするだけであり、非実施の領域のメモリセルの動作マージンは変化しない。したがって、動作マージンがシフトするメモリセルの数は少なく、全体として見た場合、曲線I3で示すように、元の度数布曲線I1からの変化は極僅かであり、動作マージンが減少するメモリセルの数の増加は極僅かである。   On the other hand, as shown by the curve I2, in the case of partial application, only the operation margin of the region applied only partially shifts, and the operation margin of the memory cell in the non-implemented region does not change. Accordingly, the number of memory cells to which the operation margin is shifted is small, and when viewed as a whole, as shown by the curve I3, the change from the original power distribution curve I1 is very slight, and the memory cell in which the operation margin is reduced. The increase in number is negligible.

図4は、図3に示す動作マージンの度数分布を対数の累積度数分布で示す図である。横軸に、動作マージンを示し、縦軸に、累積度数を示す。ここで、“E”は、浮動小数点表示を示し、10のべき乗を示す。   FIG. 4 is a diagram showing the frequency distribution of the operation margin shown in FIG. 3 as a logarithmic cumulative frequency distribution. The horizontal axis indicates the operation margin, and the vertical axis indicates the cumulative frequency. Here, “E” indicates a floating-point display and indicates a power of 10.

図4において、実線で示す曲線I5が、SRAMに対する不良対策未実施の場合の動作マージンの累積度数分布を示し、点線で示す曲線I6が、この発明に従って動作マージン不良対策を部分的に適用した場合の累積度数分布を示す。一点鎖線で示す曲線I7は、この発明に従って動作マージン不良対策が施された場合の全体の動作マージンの累積度数分布を示す。破線で示す曲線I8は、全体に対して共通の不良対策を施した場合の累積度数分布を示す。   In FIG. 4, a curved line I5 indicated by a solid line indicates the cumulative frequency distribution of the operation margin when the failure countermeasure for the SRAM is not implemented, and a curve I6 indicated by the dotted line indicates a case where the countermeasure against the operation margin failure is partially applied according to the present invention. The cumulative frequency distribution of is shown. A curve I7 indicated by an alternate long and short dash line represents a cumulative frequency distribution of the entire operation margin when the operation margin failure countermeasure is taken according to the present invention. A curved line I8 indicated by a broken line shows a cumulative frequency distribution when a common defect countermeasure is applied to the whole.

図4において、曲線I5およびI8の比較から、一括して共通の動作マージン不良対策全メモリセルに対して施した場合、動作マージンが低下するメモリセル(ビット)の数が増大する。一方、曲線I6に示すように、本発明において動作マージン不良対策が施されるメモリセルの数として、10-3個オーダのメモリセルに対する動作マージン不良対策が施されている。従って、全体としての動作マージンの累積度数が、曲線I7で示すように、対策未実施の累積度数分布から動作マージンが低下するビットの数が僅かに増加するだけであり、その影響は、ほぼ無視することができる(10-7のオーダから10-6のオーダに増加するだけであり、その増加の度合は、ほぼ無視することができる。 In FIG. 4, from the comparison of the curves I5 and I8, the number of memory cells (bits) in which the operation margin is reduced increases when applied to all the memory cells for common operation margin defect countermeasures. On the other hand, as shown by a curve I6, as the number of memory cells to which an operation margin failure countermeasure is applied in the present invention, an operation margin failure countermeasure is taken for memory cells on the order of 10 −3 . Therefore, the cumulative frequency of the operating margin as a whole is only slightly increased from the cumulative frequency distribution in which countermeasures have not been taken, as shown by the curve I7, and the effect is almost negligible. (It only increases from the order of 10 −7 to the order of 10 −6 , and the degree of the increase is almost negligible.

したがって、この発明の実現例は、以下の特徴を含む。動作マージン対策を施す領域を小さくするほど、この不良対策が及ぼす影響の増大を小さくすることができる。従って、マージン不良ビットを低減することができ、歩留りが改善される。また、不良対策が影響を及ぼす領域が限定されるため、より効果的な(作用の大きい)対策を施すことができる。また、冗長デコーダを用いて不良セルを置換する場合に比べて面積増大を抑制することができる。すなわち、メモリセル特性特定情報に従って、この不良対策を施すべきメモリセルに対してのみ選択的に動作マージン不良対策を施すことにより、動作マージン不良セルを救済することができるとともに、他のメモリセルへの影響を抑制することができ、正確かつ安定に動作するSRAMを実現することができる。特に、メモリセル特性がばらつき、読出マージン不良セルおよび書込マージン不良セルが混在する場合、メモリセル特性特定情報に従って、不良内容に応じた適応的かつ柔軟な不良対策を施すことができる。   Accordingly, implementations of the invention include the following features. The smaller the area where the operation margin countermeasure is applied, the smaller the increase in the influence of this countermeasure against the defect can be made. Therefore, margin defective bits can be reduced and the yield is improved. Moreover, since the area where the countermeasure against the defect affects is limited, a more effective countermeasure (a large action) can be taken. In addition, an increase in area can be suppressed as compared with the case where a defective cell is replaced using a redundant decoder. In other words, according to the memory cell characteristic specifying information, the operation margin defect cell can be repaired selectively only to the memory cell to be subjected to this defect countermeasure, and the operation margin defect cell can be relieved and transferred to another memory cell. Thus, an SRAM that operates accurately and stably can be realized. In particular, when memory cell characteristics vary and read margin defective cells and write margin defective cells coexist, adaptive and flexible defect countermeasures according to the defect contents can be taken according to the memory cell characteristic specifying information.

[実施の形態1]
図5は、この発明の実施の形態1に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。図5において、SRAM10は、メモリセルMCが行列状に配列されるメモリセルアレイMCAを含む。このメモリセルアレイMCAは、図1に示すメモリセルアレイ1に対応し、メモリセルMCが(n+1)行・(m+1)列に配列される。
[Embodiment 1]
FIG. 5 schematically shows a whole structure of the SRAM according to the first embodiment of the present invention. 5, SRAM 10 includes a memory cell array MCA in which memory cells MC are arranged in a matrix. The memory cell array MCA corresponds to the memory cell array 1 shown in FIG. 1, and memory cells MC are arranged in (n + 1) rows and (m + 1) columns.

メモリセルMCの各行に対応してワード線WL0−WLnが配設され、ワード線WL0−WLnに、対応の行のメモリセルMC(アクセストランジスタ)が結合される。メモリセルMCの各列に対応してビット線対BL0,/BL0−BLm,/BLmが配設される。メモリセルMCは、スタティック型メモリセルであり、相補のビット線の対BL(BL0−BLm),/BL(BL0−BLm)に、相補データが伝達される。   Corresponding to each row of memory cells MC, word lines WL0 to WLn are provided, and memory cells MC (access transistors) in the corresponding row are coupled to word lines WL0 to WLn. Bit line pairs BL0, / BL0-BLm, / BLm are provided corresponding to the respective columns of memory cells MC. Memory cell MC is a static memory cell, and complementary data is transmitted to a pair of complementary bit lines BL (BL0-BLm), / BL (BL0-BLm).

ビット線BL,/BL各々に対応してビット線負荷(BL負荷)BLLが設けられる。ビット線負荷BLLは、メモリセルデータ読出時に、対応のビット線電圧をプルアップし、また、カラム電流を対応のビット線BL,/BLに供給する。   A bit line load (BL load) BLL is provided corresponding to each of the bit lines BL, / BL. Bit line load BLL pulls up a corresponding bit line voltage and supplies a column current to corresponding bit lines BL and / BL during memory cell data reading.

SRAM10は、さらに、内部行アドレス信号RAに従って行選択信号WLEN0−WLENnを生成する行デコーダRDと、行デコーダRDからの行選択信号WLEN0−WLENnに従ってメモリセルアレイMCAの選択された行に対応して配置されるワード線WLを選択状態へ駆動するワード線ドライブ回路WDCを含む。   SRAM 10 is further arranged corresponding to a row decoder RD for generating row selection signals WLEN0 to WLENn according to internal row address signal RA and a selected row of memory cell array MCA according to row selection signals WLEN0 to WLENn from row decoder RD. A word line drive circuit WDC for driving the word line WL to be selected to a selected state is included.

行デコーダRDは、図1に示すワード線選択回路2に対応し、外部電源EXT.VDDからの電源電圧VDDを動作電源電圧として受けて動作し、内部行アドレス信号RAをデコードして行選択信号WDN0−WDNnを生成する。この内部行アドレス信号RAが指定する行に対応する行選択信号が選択状態に駆動され、残りの行選択信号は、非選択状態に維持される。   Row decoder RD corresponds to word line selection circuit 2 shown in FIG. It operates by receiving power supply voltage VDD from VDD as an operation power supply voltage, and decodes internal row address signal RA to generate row selection signals WDN0 to WDNn. A row selection signal corresponding to a row designated by internal row address signal RA is driven to a selected state, and the remaining row selection signals are maintained in a non-selected state.

なお、この行デコーダRDは、内部行アドレス信号RAをデコードし、かつプリデコード信号をデコードする構成を有していてもよい。また、外部電源EXT.VDDからの内部電源電圧VDDは、外部電源電圧と同一電圧レベルの電圧であってもよく、また、外部電源電圧と異なる電圧レベルの電圧であってもよい。   The row decoder RD may have a configuration for decoding the internal row address signal RA and decoding the predecode signal. External power supply EXT. The internal power supply voltage VDD from VDD may be the same voltage level as the external power supply voltage, or may be a voltage level different from the external power supply voltage.

ワード線ドライブ回路WDCは、図1に示すワード線ドライブ回路4に対応し、ワード線WL0−WLnそれぞれに対応して設けられるワード線ドライバWDR0−WDRnを含む。ワード線ドライバWDR0−WDRnは、ドライバ電源ノード12に与えられる電圧を動作電源電圧として受け、行デコーダRDからの行選択信号WLEN0−WLENnに従ってその対応のワード線WLを選択状態へ駆動する。すなわち、ワード線ドライバWDR0−WDRnは、各々、対応のワード線の選択時、そのドライバ電源ノード12に与えられた電圧を対応のワード線に伝達する。従って、選択ワード線の電圧は、ドライバ電源ノード12に与えられた電圧レベルとなる。   Word line drive circuit WDC corresponds to word line drive circuit 4 shown in FIG. 1, and includes word line drivers WDR0 to WDRn provided corresponding to word lines WL0 to WLn, respectively. Word line drivers WDR0-WDRn receive the voltage applied to driver power supply node 12 as an operation power supply voltage, and drive corresponding word lines WL to a selected state in accordance with row selection signals WLEN0-WLENn from row decoder RD. That is, each of word line drivers WDR0-WDRn transmits the voltage applied to driver power supply node 12 to the corresponding word line when selecting the corresponding word line. Therefore, the voltage of the selected word line becomes the voltage level applied to driver power supply node 12.

これらのワード線ドライバWDR0−WDRnそれぞれのドライバ電源ノード12へは、ドライバ電圧供給回路WSCからの電圧が供給される。ドライバ電圧供給回路WSCは、図1に示す行側セル特性特定情報格納/電圧設定回路3に対応し、ワード線ドライバWDR0−WDRnそれぞれに対応して設けられるドライバ電源電圧設定回路DVS0−DVSnの内部にプログラム素子を含み、それぞれ内部のプログラム素子に格納されるセル特性特定情報に従って対応のワード線ドライバWDR0−WDRnに与えられる電圧レベルを設定する。従って、選択ワード線の電圧レベルは、行単位で調整することができる。ドライバ電源電圧設定回路DVS0−DVSnの構成については、後に詳細に説明する。   The voltage from the driver voltage supply circuit WSC is supplied to the driver power supply node 12 of each of these word line drivers WDR0 to WDRn. The driver voltage supply circuit WSC corresponds to the row side cell characteristic specifying information storage / voltage setting circuit 3 shown in FIG. 1, and is provided inside the driver power supply voltage setting circuits DVS0 to DVSn provided corresponding to the word line drivers WDR0 to WDRn. The voltage levels applied to the corresponding word line drivers WDR0 to WDRn are set according to the cell characteristic specifying information stored in the internal program elements. Therefore, the voltage level of the selected word line can be adjusted in units of rows. The configuration of driver power supply voltage setting circuits DVS0 to DVSn will be described in detail later.

SRAM10は、さらに、内部列アドレス信号CAに従って選択列に対応する相補のビット線対BL,/BLを選択する列選択回路SCと、データ書込時、列選択回路SCにより選択された列に対応するビット線対BL,/BLへ書込データを伝達する書込回路WCと、データ読出時、列選択回路SCにより選択された列に対応するビット線対BL,/BLからのデータを検知し増幅して読出データを生成する読出回路RCを含む。列選択回路SCは、図1に示す列選択回路5に対応し、内部列アドレス信号CAをデコードする列デコード回路と、この列デコード回路からの列選択信号に従ってビット線対を選択する列選択ゲートを含む。   SRAM 10 further corresponds to a column selection circuit SC for selecting complementary bit line pair BL, / BL corresponding to the selected column in accordance with internal column address signal CA, and to a column selected by column selection circuit SC during data writing. Write circuit WC for transmitting write data to bit line pair BL, / BL to be detected, and at the time of data reading, data from bit line pair BL, / BL corresponding to the column selected by column selection circuit SC is detected. A read circuit RC that amplifies and generates read data is included. Column selection circuit SC corresponds to column selection circuit 5 shown in FIG. 1, and includes a column decode circuit for decoding internal column address signal CA and a column selection gate for selecting a bit line pair in accordance with a column selection signal from this column decode circuit. including.

書込回路WCは、図示しない入力バッファおよび書込ドライブ回路を含み、データ書込モード時、外部からの書込データDIに従って内部書込データを生成し、選択列のビット線対へ内部書込データを伝達する。読出回路RCは、図示しないセンスアンプ回路および出力バッファを含み、データ読出モード時、センスアンプ回路により検知および増幅されたデータを出力バッファでバッファ処理して外部読出データDOを生成する。これらの書込回路WCおよび読出回路RCは、主制御回路CCにより、その動作が制御される。この主制御回路CCは、それぞれ外部から与えられるアドレス信号AD、書込モード指示信号WE、読出モード指示信号REおよびチップイネーブル信号CEに従って、内部行アドレス信号RA、内部列アドレス信号CAおよび指定された動作に必要な制御信号を生成する。   Write circuit WC includes an input buffer and a write drive circuit (not shown), generates internal write data according to external write data DI in the data write mode, and internally writes to the bit line pair of the selected column. Communicate data. Read circuit RC includes a sense amplifier circuit and an output buffer (not shown). In the data read mode, data detected and amplified by the sense amplifier circuit is buffered by the output buffer to generate external read data DO. The operations of these write circuit WC and read circuit RC are controlled by the main control circuit CC. Main control circuit CC receives internal row address signal RA, internal column address signal CA and the designated address signal AD, write mode instruction signal WE, read mode instruction signal RE and chip enable signal CE, respectively. Control signals necessary for operation are generated.

メモリセルアレイMCAに対して、さらに、アレイ電源回路ASCが設けられる。このアレイ電源回路ASCは、図1に示すアレイ電源回路7に対応し、アレイ電源電圧をセル電源線PVLを介してメモリセルMCのハイ側電源ノードおよびロー側電源ノードへ供給する。メモリセルのハイ側電源ノードおよびロー側電源ノードへ供給される電圧は、それぞれ、メモリセルMCの電源電圧および基準電圧(接地電圧)である。図5においては、図面を簡略化するため、単一線でこれらの電源電圧(VDD)および基準電圧(VSS)が供給されるように示す。   An array power supply circuit ASC is further provided for the memory cell array MCA. The array power supply circuit ASC corresponds to the array power supply circuit 7 shown in FIG. 1, and supplies the array power supply voltage to the high-side power supply node and low-side power supply node of the memory cell MC via the cell power supply line PVL. The voltages supplied to the high-side power supply node and the low-side power supply node of the memory cell are the power supply voltage and the reference voltage (ground voltage) of the memory cell MC, respectively. In FIG. 5, in order to simplify the drawing, the power supply voltage (VDD) and the reference voltage (VSS) are shown to be supplied by a single line.

本実施の形態1においては、アレイ電源回路ASCは、セル電源線PVLを介してメモリセルアレイMCA内のメモリセルMCに共通に、アレイ電源電圧(ハイ側電源電圧)を供給する。従って、本実施の形態1においては、図1に示す列側セル特性特定情報格納/電圧設定回路6は設けられていない。なお、セル電源線PVLは、図1に示すアレイ電源線VMLに対応する。   In the first embodiment, array power supply circuit ASC supplies an array power supply voltage (high-side power supply voltage) in common to memory cells MC in memory cell array MCA via cell power supply line PVL. Therefore, in the first embodiment, the column side cell characteristic specifying information storage / voltage setting circuit 6 shown in FIG. 1 is not provided. Note that the cell power line PVL corresponds to the array power line VML shown in FIG.

図6は、図5に示すメモリセルMCの構成の一例を示す図である。図2において、メモリセルMCは、フルCMOSシングルポートSRAMセルで構成される。すなわち、メモリセルMCは、交差結合される2つのCMOSインバータIV1およびIV2を含む。一方のインバータIV1は、PチャネルMOSトランジスタ(負荷トランジスタ)PQ1とNチャネルMOSトランジスタNQ1(ドライブトランジスタ)とを含む。PチャネルMOSトランジスタPQ1は、ハイ側電源ノードVHと記憶ノードND1の間に接続されかつそのゲートがストレージノードND2に接続される。NチャネルMOSトランジスタNQ1は、ストレージノードND1とロー側電源ノードVLとの間に接続されかつそのゲートがストレージノードND2に接続される。   FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of the memory cell MC shown in FIG. In FIG. 2, the memory cell MC is formed of a full CMOS single port SRAM cell. That is, memory cell MC includes two CMOS inverters IV1 and IV2 that are cross-coupled. One inverter IV1 includes a P channel MOS transistor (load transistor) PQ1 and an N channel MOS transistor NQ1 (drive transistor). P-channel MOS transistor PQ1 is connected between high-side power supply node VH and storage node ND1, and has its gate connected to storage node ND2. N-channel MOS transistor NQ1 is connected between storage node ND1 and low-side power supply node VL, and has its gate connected to storage node ND2.

インバータIV2は、PチャネルMOSトランジスタ(負荷トランジスタ)PQ2と、NチャネルMOSトランジスタ(ドライブトランジスタ)NQ2とを含む。このPチャネルMOSトランジスタPQ2は、ハイ側電源ノードVHとストレージノードND2の間に接続されかつそのゲートがストレージノードND1に接続される。NチャネルMOSトランジスタNQ2は、ストレージノードND2とロー側電源電圧VLの間に接続されかつそのゲートがストレージノードND1に接続される。これらのインバータIV1およびIV2の入力および出力が交差結合されてインバータラッチ(フリップフロップ回路)を構成する。したがって、ストレージノードND1およびND2には、互いに相補なデータが保持される。ストレージノードND1およびND2に記憶されるデータの電圧レベルは、ハイ側電源ノードVHおよびロー側電源ノードVLの電圧レベルにより設定される。   Inverter IV2 includes a P channel MOS transistor (load transistor) PQ2 and an N channel MOS transistor (drive transistor) NQ2. P channel MOS transistor PQ2 is connected between high-side power supply node VH and storage node ND2, and has its gate connected to storage node ND1. N-channel MOS transistor NQ2 is connected between storage node ND2 and low-side power supply voltage VL, and has its gate connected to storage node ND1. The inputs and outputs of these inverters IV1 and IV2 are cross-coupled to form an inverter latch (flip-flop circuit). Therefore, the storage nodes ND1 and ND2 hold complementary data. The voltage level of data stored in storage nodes ND1 and ND2 is set by the voltage levels of high side power supply node VH and low side power supply node VL.

メモリセルMCは、さらに、ワード線WL上の電圧に従ってストレージノードND1およびND2を、それぞれ、ビット線BLおよび/BLに結合するNチャネルMOSトランジスタ(アクセストランジスタ)NQ3およびNQ4を含む。ワード線WLは、図5に示すワード線WL0−WLnのいずれかであり、ビット線BLおよび/BLは、それぞれ、図5に示すビット線BL0−BLnおよび/BL0−/BLnのいずれかである。   Memory cell MC further includes N channel MOS transistors (access transistors) NQ3 and NQ4 coupling storage nodes ND1 and ND2 to bit lines BL and / BL, respectively, according to the voltage on word line WL. The word line WL is any one of the word lines WL0 to WLn shown in FIG. 5, and the bit lines BL and / BL are each one of the bit lines BL0 to BLn and / BL0 − / BLn shown in FIG. .

図7は、図5に示すワード線ドライバおよびドライバ電源電圧設定回路の構成の一例を示す図である。図7においては、代表的に、ワード線WLiおよびWLi+1にそれぞれ対応して設けられるワード線ドライバWDRiおよびWDRi+1とドライバ電源電圧設定回路DVSiおよびDVSi+1を示す。   FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the word line driver and driver power supply voltage setting circuit shown in FIG. FIG. 7 representatively shows word line drivers WDRi and WDRi + 1 and driver power supply voltage setting circuits DVSi and DVSi + 1 provided corresponding to word lines WLi and WLi + 1, respectively.

ワード線ドライバWDRiおよびWDR(i+1)は同一構成を有するため、図7においては、ワード線ドライバWDRiおよびWDR(i+1)の構成要素に対し同一参照番号を付す。ワード線ドライバWDRiおよびWDR(i+1)の各々は、PチャネルMOSトランジスタPT0およびNチャネルMOSトランジスタNT0で構成される。PチャネルMOSトランジスタPT0のバックゲートおよびソースがドライバ電源ノード12に結合される。ワード線ドライバWDRiは、ワード線選択信号WLENiをMOSトランジスタPS0およびNT0のゲートに受け、ワード線ドライバWDR(i+1)は、ワード線選択信号WLEN(i+1)をMOSトランジスタPT0およびNT0のゲートに受ける。したがって、ワード線WLiおよびWLi+1は、ワード線選択信号WLENiおよびWLEN(i+1)を反転した信号が、ワード線選択信号として伝達される。   Since word line drivers WDRi and WDR (i + 1) have the same configuration, the same reference numerals are assigned to the components of word line drivers WDRi and WDR (i + 1) in FIG. Each of word line drivers WDRi and WDR (i + 1) includes a P channel MOS transistor PT0 and an N channel MOS transistor NT0. P channel MOS transistor PT0 has its back gate and source coupled to driver power supply node 12. Word line driver WDRi receives word line selection signal WLENi at the gates of MOS transistors PS0 and NT0, and word line driver WDR (i + 1) receives word line selection signal WLEN (i + 1) at the gates of MOS transistors PT0 and NT0. Therefore, word lines WLi and WLi + 1 transmit a signal obtained by inverting word line selection signals WLENi and WLEN (i + 1) as a word line selection signal.

ドライバ電源電圧設定回路DVSiおよびDVS(i+1)も同一構成を有するため、これらのドライバ電源設定回路DVSiおよびDVS(i+1)の構成要素には同一参照番号を付す。ドライバ電源電圧設定回路DVSiおよびDVS(i+1)の各々は、抵抗素子ZRと、NチャネルMOSトランジスタNT1およびRATとを含む。抵抗素子ZRは、電源ノードVDDとドライバ電源ノード12の間に接続される。ここでノードとその上の電圧とを同一参照符号で示す。MOSトランジスタNT1およびRATは、ドライバ電源ノード12と基準電位ノード(接地ノードと以下称す)の間に直列に接続される。   Since driver power supply voltage setting circuits DVSi and DVS (i + 1) also have the same configuration, the same reference numerals are assigned to the components of driver power supply setting circuits DVSi and DVS (i + 1). Each of driver power supply voltage setting circuits DVSi and DVS (i + 1) includes a resistance element ZR and N channel MOS transistors NT1 and RAT. Resistance element ZR is connected between power supply node VDD and driver power supply node 12. Here, the node and the voltage thereon are indicated by the same reference numerals. MOS transistors NT1 and RAT are connected in series between driver power supply node 12 and a reference potential node (hereinafter referred to as a ground node).

NチャネルMOSトランジスタ(レプリカアクセストランジスタ)RATは、メモリセルMCに含まれるアクセストランジスタNQ3,NQ4のレプリカトランジスタであり、アクセストランジスタNQ3,NQ4のサイズおよびゲート絶縁膜が同一割合で比例縮小された単位レプリカアクセストランジスタの並列体で構成される。すなわち、レプリカアクセストランジスタRATは、N個並列に接続される単位レプリカアクセストランジスタで構成される。このレプリカアクセストランジスタRATは、そのゲートが電源ノードに接続され、抵抗素子として機能する。   N-channel MOS transistor (replica access transistor) RAT is a replica transistor of access transistors NQ3 and NQ4 included in memory cell MC, and unit replica in which the sizes of access transistors NQ3 and NQ4 and the gate insulating film are proportionally reduced at the same rate. It consists of a parallel body of access transistors. That is, the replica access transistor RAT is composed of N unit replica access transistors connected in parallel. Replica access transistor RAT has its gate connected to the power supply node, and functions as a resistance element.

MOSトランジスタNT1は、ヒューズFZによりプログラムされた情報に従ってそのオン/オフ状態が設定される。ヒューズFZにおいては、対応の行のメモリセルの動作マージンを特定する情報、すなわちメモリセル特性特定情報が格納される。SRAMの製造工程後、メモリセルの書込マージンおよび読出マージンを特定する。一例として、書込マージンが低いメモリセルの行に対しヒューズFZにHレベルの出力する情報を記憶させ、書込マージン不良が存在しないメモリセル行に対しては、ヒューズFZの出力信号をLレベルに設定する。ヒューズFZにおいて、読出マージンを特定する情報がプログラムされてもよい。   MOS transistor NT1 has its on / off state set according to the information programmed by fuse FZ. In fuse FZ, information for specifying the operation margin of the memory cell in the corresponding row, that is, memory cell characteristic specifying information is stored. After the SRAM manufacturing process, the write margin and read margin of the memory cell are specified. As an example, information output at H level is stored in the fuse FZ for a row of memory cells having a low write margin, and the output signal of the fuse FZ is set to L level for a memory cell row having no write margin defect. Set to. In the fuse FZ, information for specifying a read margin may be programmed.

ヒューズFZの出力信号がLレベルのときには、MOSトランジスタNT1がオフ状態であり、ドライバ電源ノード12には、内部電源電圧VDDが伝達される。一方、ヒューズFZの出力信号がHレベルのときには、MOSトランジスタNT1がオン状態となり、ドライバ電源ノード12へは、抵抗素子ZRとレプリカアクセストランジスタRATの並列合成オン抵抗の比に応じた電圧が伝達される。この電圧は、内部電源電圧VDDよりも低い電圧レベルとなる。   When the output signal of fuse FZ is at L level, MOS transistor NT1 is in an off state, and internal power supply voltage VDD is transmitted to driver power supply node 12. On the other hand, when the output signal of fuse FZ is at the H level, MOS transistor NT1 is turned on, and voltage corresponding to the ratio of the parallel combined on-resistance of resistance element ZR and replica access transistor RAT is transmitted to driver power supply node 12. The This voltage has a voltage level lower than the internal power supply voltage VDD.

選択ワード線の電圧レベルを、内部電源電圧VDDよりも低い電圧レベルに設定することにより、メモリセルMCの読出安定性が改善され、読出(安定性)マージン不良が改善される。したがって、この出力信号がHレベルにプログラムされるヒューズに対応するワード線においてのみメモリセルに対する読出安定性マージン不良対策が作用し、残りのメモリセル行に対しては、読出安定性不良対策は施されない。これにより、読出安定性マージン不良のメモリセルが存在するアドレス領域のメモリセルに対してのみ読出安定性マージン不良対策を施すことができ、他のマージン正常メモリセルにマージン不良が生じるのを防止することができる。   By setting the voltage level of the selected word line to a voltage level lower than internal power supply voltage VDD, read stability of memory cell MC is improved, and read (stability) margin failure is improved. Therefore, the read stability margin countermeasure for the memory cell acts only on the word line corresponding to the fuse whose output signal is programmed to the H level, and the read stability defect countermeasure is applied to the remaining memory cell rows. Not. As a result, it is possible to take measures against the read stability margin failure only for the memory cells in the address region where the memory cell having the read stability margin failure exists, and prevent the margin failure from occurring in other margin normal memory cells. be able to.

なお、選択ワード線の通常の電圧レベルが、分圧電圧レベルであり、マージン不良のメモリセル行に対する選択ワード線の電圧レベルが分圧電圧よりも高い内部電源電圧レベルとされてもよい。この場合、書込マージン不良のメモリセルに対するワード線電圧を高くして、書込マージンを大きくして、書込マージン不良を救済する。この場合、ヒューズFZにおいて非プログラム時にHレベルの信号を生成し、プログラム時にLレベルの信号を出力するようにヒューズFZを構成する。   Note that the normal voltage level of the selected word line may be a divided voltage level, and the voltage level of the selected word line for the memory cell row having a poor margin may be set to an internal power supply voltage level higher than the divided voltage. In this case, the word line voltage for the memory cell having a defective write margin is increased to increase the write margin, thereby relieving the write margin defect. In this case, the fuse FZ is configured to generate an H level signal at the time of non-programming in the fuse FZ and output an L level signal at the time of programming.

ここで、MOSトランジスタNT1のオン抵抗は、MOSトランジスタRATのオン抵抗に比べて十分大きくされ、そのオン抵抗が無視されるように構成されてもよい。また、これに代えて、MOSトランジスタNT1のオン抵抗とMOSトランジスタRATのオン抵抗の直列抵抗により、ドライバ電源ノード12の電圧VWLi,VWL(i+1)の電圧レベルが設定されてもよい。   Here, the on-resistance of the MOS transistor NT1 may be sufficiently larger than the on-resistance of the MOS transistor RAT, and the on-resistance may be ignored. Alternatively, the voltage levels of the voltages VWLi and VWL (i + 1) of the driver power supply node 12 may be set by the series resistance of the on resistance of the MOS transistor NT1 and the on resistance of the MOS transistor RAT.

図8は、図7に示すヒューズFZの構成の一例を概略的に示す図である。図8において、ヒューズ素子FSと高抵抗素子ZZがハイ側電源ノードVDDとロー側電源ノードVSSの間に直列に接続される。このヒューズ素子FSと高抵抗素子ZZの間の接続ノード15からヒューズFZの出力信号が現れる。ヒューズ素子FSの溶断時、出力ノード15は、高抵抗素子ZZによりロー側電源電圧VSSレベルに保持される。一方、ヒューズFSの非溶断時においては、出力ノード15は、Hレベルに維持される。なお、ヒューズ素子FSが接地ノードに接続され、高抵抗素子ZZが電源ノードVDDに結合されてもよい。   FIG. 8 schematically shows an example of the configuration of fuse FZ shown in FIG. In FIG. 8, a fuse element FS and a high resistance element ZZ are connected in series between a high-side power supply node VDD and a low-side power supply node VSS. An output signal of the fuse FZ appears from the connection node 15 between the fuse element FS and the high resistance element ZZ. When the fuse element FS is blown, the output node 15 is held at the low-side power supply voltage VSS level by the high resistance element ZZ. On the other hand, when fuse FS is not blown, output node 15 is maintained at the H level. Note that fuse element FS may be connected to the ground node, and high resistance element ZZ may be coupled to power supply node VDD.

この図8に示すヒューズFZの構成の場合、ヒューズ素子FSの非溶断時においては、ハイ側電源ノードVDDからロー側電源ノードVSSへ微小電流が流れる。読出安定性マージン不良対策を行なう場合、出力ノード15の電圧がHレベルのときに、ワード線選択電圧が低下される。したがって、非溶断ヒューズ素子の数は少なく、ヒューズFZ全体のリーク電流は、ほぼ無視することができる。しかしながら、この場合、ヒューズ素子FSと出力ノード15の間に、ワード線選択信号WLENiに従って選択的にオン状態となるスイッチングトランジスタが設けられてもよい。選択行に対応するドライバ電源電圧設定回路においてのみ、そのヒューズFZの出力信号がヒューズ素子FSの溶断/非溶断に応じた電圧レベルに設定され、非選択行に対応するヒューズFZの出力信号はLレベルに維持される。   In the configuration of the fuse FZ shown in FIG. 8, when the fuse element FS is not blown, a minute current flows from the high-side power supply node VDD to the low-side power supply node VSS. When taking measures against defective read stability margins, the word line selection voltage is lowered when the voltage at output node 15 is at the H level. Therefore, the number of non-blown fuse elements is small, and the leakage current of the entire fuse FZ can be almost ignored. However, in this case, a switching transistor that is selectively turned on in accordance with the word line selection signal WLENi may be provided between the fuse element FS and the output node 15. Only in the driver power supply voltage setting circuit corresponding to the selected row, the output signal of the fuse FZ is set to a voltage level corresponding to the fusing / non-blowing of the fuse element FS, and the output signal of the fuse FZ corresponding to the non-selected row is L Maintained at level.

また、図8に示すヒューズFZの構成は単に一例であり、対象とする不良に応じて、不良対策を行うワード線電圧レベルが調整される構成であればよい。   Further, the configuration of the fuse FZ shown in FIG. 8 is merely an example, and any configuration may be used as long as the word line voltage level for countermeasure against the failure is adjusted according to the target failure.

以上のように、この発明の実施の形態1に従えば、ワード線ドライバ毎にそのドライバ電源電圧を対応の行のメモリセルの特性(読出安定性不良マージンまたは書込不良マージン)に応じて設定している。したがって、読出安定性または書込不良などの動作マージン不良のメモリセルに対してのみ、マージン不良対策を施すことができ、動作マージンが正常なメモリセルに対し不要な対策を施す必要がない。これにより、動作マージン正常のメモリセルが、動作マージン不良セルとなるのを防止することができ、不良ビット数を低減でき、歩留りを改善することができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, the driver power supply voltage is set for each word line driver according to the characteristics (read stability failure margin or write failure margin) of the memory cell in the corresponding row. is doing. Therefore, margin countermeasures can be taken only for memory cells with defective operation margins such as read stability or write defects, and unnecessary measures need not be taken for memory cells with normal operating margins. As a result, it is possible to prevent a memory cell with a normal operation margin from becoming a defective operation margin cell, to reduce the number of defective bits, and to improve the yield.

[実施の形態2]
図9は、この発明の実施の形態2に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。この図9に示すSRAMは、以下の点で、図5に示すSRAMとその構成が異なる。すなわち、ドライバ電圧供給回路WSCにおいて、複数のワード線ドライバ毎に1つのドライバ電源電圧設定回路DVSが設けられる。図9に示す構成においては、2つのワード線ドライバの組に対し1つのドライバ電源電圧設定回路が設けられる。具体的に、ワード線ドライバWDR0およびWDR1に対し、ドライバ電源電圧設定回路DVS0/1が設けられ、ワード線ドライバWDR(n−1)およびWDRnに対し共通にドライバ電源電圧設定回路DVSn−1/nが設けられる。図9に示すSRAMの他の構成は、図5に示すSRAMの構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 9 schematically shows an overall configuration of the SRAM according to the second embodiment of the present invention. The SRAM shown in FIG. 9 differs from the SRAM shown in FIG. 5 in the following points. That is, in the driver voltage supply circuit WSC, one driver power supply voltage setting circuit DVS is provided for each of a plurality of word line drivers. In the configuration shown in FIG. 9, one driver power supply voltage setting circuit is provided for a set of two word line drivers. Specifically, driver power supply voltage setting circuit DVS0 / 1 is provided for word line drivers WDR0 and WDR1, and driver power supply voltage setting circuit DVSn-1 / n is commonly used for word line drivers WDR (n-1) and WDRn. Is provided. The other configuration of the SRAM shown in FIG. 9 is the same as the configuration of the SRAM shown in FIG. 5, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

このドライバ電源電圧設定回路DVS0/1−DVSn/n+1は、それぞれ、内部にヒューズを含み、このヒューズにプログラムされたメモリセル特性特定情報に従って、3種類以上のドライバ電源電圧を生成する。   Each of the driver power supply voltage setting circuits DVS0 / 1-DVSn / n + 1 includes a fuse therein, and generates three or more types of driver power supply voltages according to memory cell characteristic specifying information programmed in the fuse.

図10は、図9に示すドライバ電源電圧設定回路の構成をワード線ドライバの構成とともに示す図である。図10において、ドライバ電源電圧設定回路DVSi/i+1が、ワード線ドライバWDRiおよびWDR(i+1)に対し共通に設けられる。ワード線ドライバWDRiおよびWDR(i+1)は、図7に示すワード線ドライバと同一の構成を有し、図7に示すワード線ドライバの構成と対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。   FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the driver power supply voltage setting circuit shown in FIG. 9 together with the configuration of the word line driver. In FIG. 10, driver power supply voltage setting circuit DVSi / i + 1 is provided in common to word line drivers WDRi and WDR (i + 1). The word line drivers WDRi and WDR (i + 1) have the same configuration as that of the word line driver shown in FIG. 7, and portions corresponding to those of the word line driver shown in FIG. Description is omitted.

ワード線ドライバWDRiおよびWDR(i+1)の電源ノード12が共通に、ローカルドライバ電源線LDVLiを介してドライバ電源電圧設定回路DVSi/i+1に結合される。このドライバ電源電圧設定回路DVSi/i+1は、ハイ側電源ノードVDDとローカルドライバ電源線LDVLiとの間に設けられる抵抗素子ZRと、ローカルドライバ電源線NDVLiとロー側電源ノードの間に直列に接続されるNチャネルMOSトランジスタNT10およびRAT0と、ローカルドライバ電源線LDVLiとロー側電源ノードの間に直列に接続されるNチャネルMOSトランジスタNT11およびRAT1を含む。   Power supply nodes 12 of word line drivers WDRi and WDR (i + 1) are commonly coupled to driver power supply voltage setting circuit DVSi / i + 1 through local driver power supply line LDVLi. The driver power supply voltage setting circuit DVSi / i + 1 is connected in series between a resistance element ZR provided between the high-side power supply node VDD and the local driver power supply line LDVLi, and between the local driver power supply line NDVLi and the low-side power supply node. N channel MOS transistors NT10 and RAT0, and N channel MOS transistors NT11 and RAT1 connected in series between local driver power supply line LDVLi and the low power supply node.

MOSトランジスタ(レプリカアクセストランジスタ)RAT0およびRAT1は、それぞれ、メモリセルMCに含まれるアクセストランジスタ(NQ3、NQ4)の単位レプリカアクセストランジスタの並列体で構成され、この単位レプリカアクセストランジスタがそれぞれ、N個および0.5N個並列に接続されて構成される。したがって、レプリカアクセストランジスタRAT0の電流駆動力が、レプリカアクセストランジスタRAT1の2倍であり、レプリカアクセストランジスタRAT0のオン抵抗は、レプリカアクセストランジスタRAT1のオン抵抗の1/2倍となる。   MOS transistors (replica access transistors) RAT0 and RAT1 are each configured by a parallel body of unit replica access transistors of access transistors (NQ3, NQ4) included in memory cell MC. 0.5N pieces are connected in parallel. Therefore, the current driving capability of replica access transistor RAT0 is twice that of replica access transistor RAT1, and the on-resistance of replica access transistor RAT0 is ½ times the on-resistance of replica access transistor RAT1.

MOSトランジスタNT10およびNT11のオン/オフ状態を設定するためにヒューズFZ0およびFZ1がそれぞれ設けられる。ヒューズFZ0およびFZ1のプログラムデータに従って、ローカルドライバ電源線LDVLiに対し、単位レプリカアクセストランジスタが0、0.5N、N、および1.5N個並列に接続される状態が実現される。したがって、ローカルドライバ電源線LDVLi上のドライバ電源電圧VWLを、4段階に亘って設定することができる。   Fuses FZ0 and FZ1 are provided for setting the on / off states of MOS transistors NT10 and NT11, respectively. According to the program data of fuses FZ0 and FZ1, a state in which 0, 0.5N, N, and 1.5N unit replica access transistors are connected in parallel to local driver power supply line LDVLi is realized. Therefore, the driver power supply voltage VWL on the local driver power supply line LDVLi can be set in four stages.

図11は、この図10に示すドライバ電源設定回路DVSi/(i+1)の生成するドライバ電源電圧VWLとヒューズFZ0およびFZ1の記憶情報との対応を一覧にして示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing a list of correspondence between driver power supply voltage VWL generated by driver power supply setting circuit DVSi / (i + 1) shown in FIG. 10 and stored information of fuses FZ0 and FZ1.

図11において、ヒューズFZ0およびFZ1が出力信号がともにLレベルのときには、MOSトランジスタNT10およびNT11はともにオフ状態であり、ローカルドライバ電源線LDVLi上のドライバ電源電圧VWLは、抵抗素子ZRにより電源電圧VDDレベルに維持される。   In FIG. 11, when the output signals of fuses FZ0 and FZ1 are both at the L level, MOS transistors NT10 and NT11 are both in an off state, and driver power supply voltage VWL on local driver power supply line LDVLi is supplied to power supply voltage VDD by resistance element ZR. Maintained at level.

ヒューズFZ0およびFZ1の出力情報(プログラム情報)がそれぞれLレベルおよびHレベルのときには、MOSトランジスタNT10がオフ状態、MOSトランジスタNT11がオン状態となる。この状態においては、ローカルドライバ電源線LDVLiに、レプリカアクセストランジスタRAT1が接続され、0.5N個の単位レプリカアクセストランジスタ(並列RAT)が並列に接続される。この場合、ローカルドライバ電源線LDVLi上のドライバ電源電圧VWLは、VDD・Ra/(0.5N・ZR+Ra)となる。ここで、Raは、単位レプリカアクセストランジスタのオン抵抗を示し、レプリカアクセストランジスタRAT1の並列合成オン抵抗は、Ra/0.5Nとなる。   When the output information (program information) of fuses FZ0 and FZ1 is L level and H level, respectively, MOS transistor NT10 is turned off and MOS transistor NT11 is turned on. In this state, replica access transistor RAT1 is connected to local driver power supply line LDVLi, and 0.5N unit replica access transistors (parallel RAT) are connected in parallel. In this case, the driver power supply voltage VWL on the local driver power supply line LDVLi is VDD · Ra / (0.5N · ZR + Ra). Here, Ra represents the on-resistance of the unit replica access transistor, and the parallel combined on-resistance of the replica access transistor RAT1 is Ra / 0.5N.

ヒューズFZ0およびFZ1の出力信号がそれぞれHレベルおよびLレベルのときには、MOSトランジスタNT10がオン状態、MOSトランジスタNT11がオフ状態となる。この場合には、ローカルドライバ電源線LDVLiには、レプリカアクセストランジスタRAT0が接続され、単位レプリカアクセストランジスタがN個並列に接続される。レプリカアクセストランジスタRAT0の並列合成オン抵抗は、Ra/Nである。従って、この場合、ローカルドライバ電源線LSVLi上の電圧VWLは、VDD・Ra/(N・ZR+Ra)となる。   When the output signals of fuses FZ0 and FZ1 are at the H level and the L level, respectively, MOS transistor NT10 is turned on and MOS transistor NT11 is turned off. In this case, replica access transistor RAT0 is connected to local driver power supply line LDVLi, and N unit replica access transistors are connected in parallel. The parallel combined on-resistance of the replica access transistor RAT0 is Ra / N. Therefore, in this case, the voltage VWL on the local driver power supply line LSVLi is VDD · Ra / (N · ZR + Ra).

ヒューズFZ0およびFZ1の出力信号がともにHレベルのときには、ローカルドライバ電源線LDVLiに、レプリカアクセストランジスタRAT0およびRAT1が並列に接続され、すなわち、合計1.5N個の単位レプリカアクセストランジスタが並列に接続される。したがって、この場合、ローカルドライバ電源線LDVLi上の電圧VWLは、VDD・Ra/(1.5N・ZR+Ra)となる。   When the output signals of fuses FZ0 and FZ1 are both at H level, replica access transistors RAT0 and RAT1 are connected in parallel to local driver power supply line LDVLi, that is, a total of 1.5N unit replica access transistors are connected in parallel. The Therefore, in this case, the voltage VWL on the local driver power supply line LDVLi is VDD · Ra / (1.5N · ZR + Ra).

ドライバ電源電圧VWLは、ローカルドライバ電源線LDVLiに並列に接続される単位レプリカアクセストランジスタの数が増大するにつれて、その電圧レベルが低下する。したがって、このワード線WLiおよびWLi+1に接続されるメモリセルの読出安定性マージン不良特性に応じて、この選択ワード線の電圧レベルを設定する。これにより、より正確に、読出安定性マージン不良メモリセルを救済して正確なデータ読出およびデータ保持を行なうことができる。また、不良対策が行われるアドレス領域が限定されており、この読出安定性マージン不良対策により、書込マージン不良セルが生じるのを抑制することができる。また、読出安定性マージン不良対策を強く作用させることができ、不良セルの救済確率を高くすることができる。   Driver power supply voltage VWL decreases as the number of unit replica access transistors connected in parallel to local driver power supply line LDVLi increases. Therefore, the voltage level of this selected word line is set according to the read stability margin defect characteristic of the memory cells connected to word lines WLi and WLi + 1. Thereby, it is possible to more accurately relieve the read stability margin defective memory cell and perform accurate data reading and data holding. In addition, address areas where countermeasures against defects are limited are limited, and the occurrence of defective write margin cells can be suppressed by the countermeasures against the reading stability margin defects. In addition, it is possible to exert a strong countermeasure against reading stability margin failure, and it is possible to increase the repair probability of defective cells.

また、ワード線電圧を、メモリセルのスタティックノイズマージンSNMの程度によって切換える場合,選択ワード線の電圧の低いほどスタティックノイズマージンが改善され、逆に書込マージンが低下する。この読出安定性マージン不良対策の確率としては、単位レプリカアクセストランジスタが1.5N個並列に接続される確率が極めて小さい。また、レプリカアクセストランジスタが0.5N個並列に接続されて不良救済を行なうことができるため、実施の形態1の構成に比べて、単位レプリカアクセストランジスタがN個並列に接続される場合の数が低減される。従って、必要以上に選択ワード線電圧を低くする状態が回避される確率が高くなり、読出安定性マージン不良対策が、書込マージンに対して及ぼす悪影響を抑制することができる。   When the word line voltage is switched depending on the level of the static noise margin SNM of the memory cell, the static noise margin is improved as the voltage of the selected word line is lowered, and the write margin is decreased. As a probability of measures against this read stability margin failure, the probability that 1.5N unit replica access transistors are connected in parallel is extremely small. Further, since 0.5N replica access transistors can be connected in parallel to perform defect remedy, the number of N unit replica access transistors connected in parallel can be reduced compared to the configuration of the first embodiment. Reduced. Therefore, the probability of avoiding a state in which the selected word line voltage is lowered more than necessary is increased, and the adverse effect of the read stability margin defect countermeasure on the write margin can be suppressed.

また、この場合、複数行のワード線ドライバに対し1つのドライバ電源電圧設定回路を設けており、ドライバ電源電圧設定回路の占有面積を低減できる。   In this case, one driver power supply voltage setting circuit is provided for a plurality of rows of word line drivers, and the area occupied by the driver power supply voltage setting circuit can be reduced.

また、このヒューズFZ0およびFZ1の出力信号に従ってレプリカアクセストランジスタRAT0およびRAT1のオン/オフ状態を制御してもよい。但し、この場合、ヒューズFZ0およびFZ1の駆動するゲート容量が増大するため、ヒューズの電流駆動力を大きくする必要がある。   Further, the on / off states of replica access transistors RAT0 and RAT1 may be controlled according to the output signals of fuses FZ0 and FZ1. However, in this case, since the gate capacitance driven by the fuses FZ0 and FZ1 increases, it is necessary to increase the current driving force of the fuse.

また、レプリカアクセストランジスタRAT0およびRAT1を読出モード指示信号に従ってオン/オフを制御するように構成されてもよい。   Alternatively, replica access transistors RAT0 and RAT1 may be configured to be turned on / off in accordance with a read mode instruction signal.

また、正常ワード線の電圧を、例えば、単位レプリカアクセストランジスタの0.5N個の並列接続により設定し、書込マージン不良対策として、電源電圧VDDを選択し、読出安定性マージン不良対策として、Nまたは0.5N個の単位レプリカアクセストランジスタの並列接続により実現してもよい。この場合、書込マージン不良および読出安定性マージン不良両者を救済することができる。   Further, the voltage of the normal word line is set by, for example, 0.5N parallel connection of unit replica access transistors, the power supply voltage VDD is selected as a countermeasure against a write margin defect, and N as a countermeasure against a read stability margin defect. Alternatively, it may be realized by parallel connection of 0.5N unit replica access transistors. In this case, both the write margin defect and the read stability margin defect can be remedied.

[実施の形態3]
図12は、この発明の実施の形態3に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。図12に示すSRAM10は、以下の点で、図9に示すSRAM10と、その構成が異なる。すなわち、ドライバ電圧供給回路WSCにおいて、ワード線ドライバWDR0−WDRnそれぞれに対応してドライバ電源電圧選択回路VSW0−VSWnが設けられる。このドライバ電源電圧選択回路VSW0−VSWnは、内部にスキャンレジスタを含み、外部からまたは図示しない専用レジスタから入力されるシフトインデータSIを順次シフトして、対応の行のメモリセルの特性(動作マージン)に応じて、ドライバ電源電圧を選択する。スキャンレジスタ列の最終段のスキャンレジスタからのシフトアウトSOは、また、元の専用レジスタへ返送される。
[Embodiment 3]
FIG. 12 schematically shows a whole structure of the SRAM according to the third embodiment of the present invention. The SRAM 10 shown in FIG. 12 is different from the SRAM 10 shown in FIG. 9 in the following points. That is, in the driver voltage supply circuit WSC, driver power supply voltage selection circuits VSW0 to VSWn are provided corresponding to the word line drivers WDR0 to WDRn, respectively. The driver power supply voltage selection circuits VSW0 to VSWn include scan registers inside, and sequentially shift shift-in data SI input from the outside or from a dedicated register (not shown), so that the characteristics (operation margin) of the memory cells in the corresponding row ) To select the driver power supply voltage. The shift-out SO from the last scan register of the scan register string is also returned to the original dedicated register.

このドライバ電源電圧として、電圧発生器30から複数種類の電圧が各ドライバ電源電圧選択回路VSW0−VSWnへ供給される。図12においては、図面を簡略化するため、この電圧発生器30からは、1つの電圧VDが生成されるように示すが、この電圧発生器30は、ドライバ電源電圧VDとして、複数種類の互いに電圧レベルの異なる電圧を生成する。   As this driver power supply voltage, a plurality of types of voltages are supplied from the voltage generator 30 to the driver power supply voltage selection circuits VSW0 to VSWn. In FIG. 12, for simplification of the drawing, one voltage VD is generated from the voltage generator 30. However, the voltage generator 30 is a driver power supply voltage VD. Generate voltages with different voltage levels.

この図12に示すSRAMの他の構成は、図9に示すSRAMの構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。   The other configuration of the SRAM shown in FIG. 12 is the same as that of the SRAM shown in FIG. 9, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図13は、この発明の実施の形態3に従うドライバ電源電圧選択回路の構成の一例を示す図である。図13においては、ワード線ドライバWDRiに対して設けられるドライバ電源電圧選択回路VSWiの構成を代表的に示す。図13において、ドライバ電源電圧選択回路VSWiは、2段のフリップフロップ(FF)32aおよび32bと、内部電圧VDD1−VDD3をそれぞれ導通時選択するPチャネルMOSトランジスタ36a−36cと、フリップフロップ32aおよび32bの出力信号を受けるNANDゲート38とを含む。   FIG. 13 shows an example of a structure of a driver power supply voltage selection circuit according to the third embodiment of the present invention. FIG. 13 representatively shows a configuration of driver power supply voltage selection circuit VSWi provided for word line driver WDRi. In FIG. 13, driver power supply voltage selection circuit VSWi includes two-stage flip-flops (FF) 32a and 32b, P-channel MOS transistors 36a-36c for selecting internal voltages VDD1-VDD3, respectively, and flip-flops 32a and 32b. And a NAND gate 38 for receiving the output signal.

MOSトランジスタ36aおよび36cは、フリップフロップ32aおよび32bの出力信号に従って選択的に導通し、MOSトランジスタ36bは、NANDゲート38の出力信号に従って選択的に導通する。これらのMOSトランジスタ36a−36cにより選択された内部電圧VDD1−VDD3の1つがドライバ電源電圧VWLiとしてドライバ電源ノード12へ伝達される。   MOS transistors 36a and 36c are selectively turned on according to the output signals of flip-flops 32a and 32b, and MOS transistor 36b is selectively turned on according to the output signal of NAND gate 38. One of internal voltages VDD1-VDD3 selected by these MOS transistors 36a-36c is transmitted to driver power supply node 12 as driver power supply voltage VWLi.

フリップフロップ32aおよび32bは、各ワード線ドライバに対応して設けられ、集積回路のパッケージ実装後にテストするためのバウンダリスキャンレジスタと同様のスキャンパスを構成して、データを転送するとともに対応のメモリセル特性特定データを格納する。   Flip-flops 32a and 32b are provided corresponding to each word line driver, constitute a scan path similar to a boundary scan register for testing after packaging an integrated circuit, transfer data, and corresponding memory cells Stores characteristic identification data.

ワード線ドライバWDRiは、これまでの実施の形態と同様、MOSトランジスタPT0およびNT0を含み、ワード線選択信号WLENiに従ってワード線WL上に、選択的にドライバ電源電圧選択回路VSWiから供給されるドライバ電源電圧VWLiを伝達する。   Word line driver WDRi includes MOS transistors PT0 and NT0 as in the previous embodiments, and is selectively supplied from driver power supply voltage selection circuit VSWi on word line WL according to word line selection signal WLENi. The voltage VWLi is transmitted.

この図13に示すドライバ電源電圧選択回路VSWiにおいては、3種類の内部電圧のうちの1つをフリップフロップ32aおよび32bの出力信号(プログラムデータ)に従って選択する。いま、一例として、内部電圧VDD1−VDD3が、VDD1<VDD2=VDD<VDD3の電圧レベルに設定される状態を考える。   In the driver power supply voltage selection circuit VSWi shown in FIG. 13, one of the three types of internal voltages is selected according to the output signals (program data) of the flip-flops 32a and 32b. As an example, consider a state in which the internal voltages VDD1 to VDD3 are set to a voltage level of VDD1 <VDD2 = VDD <VDD3.

(i)読出安定性マージン不良対策:
対応のワード線に接続されるメモリセルが、読出安定性マージン不良ビットの場合には、フリップフロップ32aおよび32bはそれぞれ、“0”および“1”の情報を記憶する。この場合、MOSトランジスタ36aがオン状態となり、MOSトランジスタ36bおよび36cがオフ状態となり、内部電圧VDD1が選択される。ドライバ電源電圧VWLiが、内部電源電圧VDDよりも低い電圧レベルであり、データ読出時のスタティックノイズマージンSNMが拡大され、読出安定性マージンが大きくなる。
(I) Read stability margin defect countermeasures:
When the memory cell connected to the corresponding word line is a read stability margin defective bit, flip-flops 32a and 32b store information of “0” and “1”, respectively. In this case, MOS transistor 36a is turned on, MOS transistors 36b and 36c are turned off, and internal voltage VDD1 is selected. Driver power supply voltage VWLi is at a voltage level lower than internal power supply voltage VDD, static noise margin SNM at the time of data reading is expanded, and a reading stability margin is increased.

(ii)書込マージン不良対策:
対応のワード線WLiに接続されるメモリセルに書込マージン不良ビットが存在する場合には、フリップフロップ32aおよび32bにそれぞれ“1”および“0”を格納する。この場合、MOSトランジスタ36aおよび36bがともにオフ状態、MOSトランジスタ36cがオン状態となり、内部電圧VDD3がドライバ電源電圧VWLiとして選択される。この場合、ドライバ電源電圧VWLiは、内部電源電圧VDDよりも高い電圧レベルであり、スタティックノイズマージンが低下し、書込動作マージンが拡大し、書込マージン不良が改善される。
(Ii) Countermeasures for write margin defects:
If there is a write margin failure bit in the memory cell connected to the corresponding word line WLi, “1” and “0” are stored in the flip-flops 32a and 32b, respectively. In this case, both MOS transistors 36a and 36b are turned off, MOS transistor 36c is turned on, and internal voltage VDD3 is selected as driver power supply voltage VWLi. In this case, driver power supply voltage VWLi is at a voltage level higher than internal power supply voltage VDD, the static noise margin is reduced, the write operation margin is increased, and the write margin failure is improved.

(iii)それ以外の場合:
不良対策が不必要な場合には、フリップフロップ32aおよび32bに、“1”のデータの格納し、MOSトランジスタ36bをオン状態、MOSトランジスタ36aおよび36cをオフ状態として、内部電圧VDD2(=VDD)を選択する。この場合には、ドライバ電源電圧VWLiは、内部電源電圧VDDレベルであり、動作マージン不良対策は、対応の行のメモリセルに対しては施されない。
(Iii) Otherwise:
When countermeasures against defects are not required, data of “1” is stored in the flip-flops 32a and 32b, the MOS transistor 36b is turned on, the MOS transistors 36a and 36c are turned off, and the internal voltage VDD2 (= VDD) Select. In this case, driver power supply voltage VWLi is at internal power supply voltage VDD level, and the countermeasure for defective operation margin is not applied to the memory cells in the corresponding row.

フリップフロップ32aおよび32bにともに“0”を格納する状態は禁止され、2つの内部電圧VDD1およびVDD3が並行して選択される状態は禁止される。   A state in which “0” is stored in both flip-flops 32a and 32b is prohibited, and a state in which two internal voltages VDD1 and VDD3 are selected in parallel is prohibited.

また、SRAMにおいて書込動作マージン不良対策のみを施す必要がある場合には、電圧VDD1−VDD3をすべて内部電源電圧VDDよりも高い電圧レベルに設定し、また読出安定性不良対策のみを施す必要がある場合には、電圧VDD1−VDD3を、内部電源電圧VDDよりも低い電圧レベルに設定すればよい。この場合、3段階にわたって、動作マージン不良を行なうことができる。   When it is necessary to take only measures against a write operation margin defect in the SRAM, it is necessary to set all the voltages VDD1 to VDD3 to a voltage level higher than the internal power supply voltage VDD and to take only measures against read stability failure. In some cases, the voltages VDD1-VDD3 may be set to a voltage level lower than the internal power supply voltage VDD. In this case, an operation margin defect can be performed in three stages.

図14は、図12に示す電圧発生器30の構成を概略的に示す図である。図14において、電圧発生器30は、第1電圧発生回路40、第2電圧発生回路42、および第3電圧発生回路44を含む。第1電圧発生回路40は、内部電源電圧VDDから第1の内部電圧VDD1を生成し、第2電圧発生回路42は、内部電源電圧VDDから第2電圧VDD2を生成する。第3電圧発生回路44は、内部電源電圧VDDから第3電圧VDD3を生成する。   FIG. 14 schematically shows a configuration of voltage generator 30 shown in FIG. In FIG. 14, the voltage generator 30 includes a first voltage generation circuit 40, a second voltage generation circuit 42, and a third voltage generation circuit 44. The first voltage generation circuit 40 generates a first internal voltage VDD1 from the internal power supply voltage VDD, and the second voltage generation circuit 42 generates a second voltage VDD2 from the internal power supply voltage VDD. The third voltage generation circuit 44 generates the third voltage VDD3 from the internal power supply voltage VDD.

これらの第1電圧発生回路40および第2電圧発生回路42の構成は、生成される内部電圧VDD1、VDD2およびVDD3の電圧レベルに応じてその構成が異なる。内部電圧VDDよりも低い電圧を生成する場合には、対応の電圧発生回路(40、42、44)は、降圧電源回路で構成され、内部電源電圧VDDよりも高い電圧を生成する場合には、対応の電圧発生回路(40、42、44)は、昇圧回路で構成される。内部電源電圧と同一電圧レベルの電圧を生成する場合には、対応の電圧発生回路は、単にノイズ除去用のフィルタおよび安定化用のキャパシタとで構成される。   The configurations of the first voltage generation circuit 40 and the second voltage generation circuit 42 differ depending on the voltage levels of the generated internal voltages VDD1, VDD2, and VDD3. In the case of generating a voltage lower than the internal voltage VDD, the corresponding voltage generation circuit (40, 42, 44) is composed of a step-down power supply circuit, and in the case of generating a voltage higher than the internal power supply voltage VDD, Corresponding voltage generation circuits (40, 42, 44) are constituted by boosting circuits. When a voltage having the same voltage level as the internal power supply voltage is generated, the corresponding voltage generation circuit is simply composed of a noise removal filter and a stabilization capacitor.

なお、内部電源電圧VDDが、外部電源EXP.VDDへ与えられる外部電源電圧よりも低い場合には、この外部電源電圧を用いて内部電源電圧よりも高いワード線駆動用の電圧(VDD1−VDD3)が生成されてもよい。   Note that the internal power supply voltage VDD is equal to the external power supply EXP. When the external power supply voltage applied to VDD is lower than the external power supply voltage, a word line drive voltage (VDD1-VDD3) higher than the internal power supply voltage may be generated using the external power supply voltage.

図15は、フリップフロップ(FF)32aおよび32bに供給されるメモリセル特性特定情報を生成する部分の構成の一例を概略的に示す図である。図15において、ヒューズプログラム回路45とシフトレジスタ47とが、このメモリセル特性特定情報格納/設定部として設けられる。   FIG. 15 is a diagram schematically showing an example of a configuration of a part that generates memory cell characteristic specifying information supplied to flip-flops (FF) 32a and 32b. In FIG. 15, a fuse program circuit 45 and a shift register 47 are provided as the memory cell characteristic specifying information storage / setting unit.

ヒューズプログラム回路45は、メモリセルの動作マージン情報に従って、ワード線ドライバ電源電圧選択回路VSW0−VSWnに格納される情報をヒューズの溶断/非溶断により格納する。また、ヒューズプログラム回路45は、プログラムされたデータをリセット信号RSTに従って並列に転送する。   The fuse program circuit 45 stores the information stored in the word line driver power supply voltage selection circuits VSW0 to VSWn according to the operation margin information of the memory cell by blowing or not blowing the fuse. The fuse program circuit 45 transfers the programmed data in parallel according to the reset signal RST.

ヒューズプログラム回路45は、不良セルを冗長セルとの置換により救済する際に利用される不良アドレスプログラム回路と同様の構成を有し、この不良アドレスプログラム時にヒューズプログラム回路45の情報が並行してプログラムされればよい。   The fuse program circuit 45 has the same configuration as a defective address program circuit used when a defective cell is relieved by replacement with a redundant cell, and information of the fuse program circuit 45 is programmed in parallel during the defective address programming. It only has to be done.

シフトレジスタ47は、ヒューズプログラム回路45の出力ノードそれぞれに対応して設けられるレジスタ回路を含み、ヒューズプログラム回路45からリセット信号RSTに従って転送されたプログラムデータをリセット信号RSTに従って格納する。シフトレジスタ47は、ヒューズプログラム回路45からのプログラムデータの格納後、シフトクロック信号SCLKに従ってシフト動作を行なって、シリアルインデータSIを順次出力する。図15においては、このシフトレジスタ47は、その出力ノードが入力ノードに格納されリング型シフトレジスタを構成するように示される。しかしながら、このシフトレジスタ47の入力部には、ドライバ電源電圧選択回路VSWnのシリアルアウトデータSOが与えられてもよい。   Shift register 47 includes a register circuit provided corresponding to each output node of fuse program circuit 45, and stores program data transferred from fuse program circuit 45 in accordance with reset signal RST in accordance with reset signal RST. After storing the program data from the fuse program circuit 45, the shift register 47 performs a shift operation according to the shift clock signal SCLK and sequentially outputs the serial-in data SI. In FIG. 15, this shift register 47 is shown such that its output node is stored in the input node to form a ring type shift register. However, the serial register data SO of the driver power supply voltage selection circuit VSWn may be applied to the input portion of the shift register 47.

なお、リセット信号RSTは、電源投入時またはシステムリセット時に活性状態とされ、また、シフトクロック信号SCLKも、この電源投入時に、所定の周期で生成される。これらのリセット信号RSTおよびシフトクロック信号SCLKは、主制御回路CCから生成される。   The reset signal RST is activated when the power is turned on or the system is reset, and the shift clock signal SCLK is also generated at a predetermined cycle when the power is turned on. These reset signal RST and shift clock signal SCLK are generated from the main control circuit CC.

また、ヒューズプログラム回路45およびシフトレジスタ47は、このSRAM10内の周辺領域に、ヒューズボックスとして他のトリミング情報または不良アドレス情報と同様の領域に配置されていてもよい。SRAM10が、マクロとして他のロジックと同一半導体チップ上に集積化される場合には、このヒューズプログラム回路45およびシフトレジスタ47は、マクロブロック外部の制御回路内に設けられてもよい。   Further, the fuse program circuit 45 and the shift register 47 may be arranged in a peripheral area in the SRAM 10 as a fuse box in an area similar to other trimming information or defective address information. When the SRAM 10 is integrated as a macro on the same semiconductor chip as other logic, the fuse program circuit 45 and the shift register 47 may be provided in a control circuit outside the macro block.

[変更例]
図16は、図12に示すドライバ電源電圧選択回路の変更例の構成を概略的に示す図である。図16においても、ワード線ドライバWDRiに対して設けられるドライバ電源電圧選択回路VSWiの構成を代表的に示す。
[Example of change]
FIG. 16 schematically shows a configuration of a modified example of the driver power supply voltage selection circuit shown in FIG. FIG. 16 also representatively shows the configuration of driver power supply voltage selection circuit VSWi provided for word line driver WDRi.

この図16に示すワード線ドライバ電源電圧選択回路VSWiにおいては、1つのフリップフロップ(FF)32と、2つのPチャネルMOSトランジスタ36aおよび36bが設けられる。フリップフロップ32は、シフトクロック信号SCLKに従って、前段から与えられるシフトインデータSINを取り込むとともに次段へシフトアウトデータSOUTとして転送する。   In the word line driver power supply voltage selection circuit VSWi shown in FIG. 16, one flip-flop (FF) 32 and two P-channel MOS transistors 36a and 36b are provided. The flip-flop 32 takes in the shift-in data SIN given from the previous stage according to the shift clock signal SCLK and transfers it to the next stage as the shift-out data SOUT.

PチャネルMOSトランジスタ36aおよび36bは、それぞれ、フリップフロップ32およびインバータ34の出力信号に従ってそれぞれ、内部電圧VDD1およびVDD2を選択する。インバータ34は、フリップフロップ32の出力データを反転する。   P-channel MOS transistors 36a and 36b select internal voltages VDD1 and VDD2 according to the output signals of flip-flop 32 and inverter 34, respectively. The inverter 34 inverts the output data of the flip-flop 32.

内部電圧VDD1およびVDD2は、図12に示す電圧発生器30からドライバ電源電圧候補VDとして与えられる。ワード線ドライバWDRiは、図13に示すドライバと同様の攻勢を有し、対応する部分には同一参照符号を付して、その詳細説明は省略する。   Internal voltages VDD1 and VDD2 are given as driver power supply voltage candidates VD from voltage generator 30 shown in FIG. The word line driver WDRi has the same offense as the driver shown in FIG. 13, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

フリップフロップ(FF)32は、シフトクロック信号SCLKに従って転送動作を行ない、対応のワード線WLiに接続するメモリセルの動作マージンに応じた情報を格納する。MOSトランジスタ36aおよび36bは、択一的に導通し、選択した電圧を、ドライバ電源ノード12へ、ドライバ電源電圧VWLiとして伝達する。   The flip-flop (FF) 32 performs a transfer operation according to the shift clock signal SCLK, and stores information according to the operation margin of the memory cell connected to the corresponding word line WLi. MOS transistors 36a and 36b are selectively turned on, and transmit the selected voltage to driver power supply node 12 as driver power supply voltage VWLi.

このドライバ電源電圧ノードVDD1およびVDD2の電圧レベルは、動作マージン不良対策の内容に応じてその電圧レベルが設定される:
(a) VDD1<VDD2<VDD:
この場合、ドライバ電源電圧VWLiは、内部電源電圧VDDよりも低い電圧レベルであり、読出安定性マージン不良対策を実施するためにし、選択ワード線電圧を2段階で調整する。
The voltage levels of driver power supply voltage nodes VDD1 and VDD2 are set according to the contents of countermeasures against defective operation margins:
(A) VDD1 <VDD2 <VDD:
In this case, driver power supply voltage VWLi is at a voltage level lower than internal power supply voltage VDD, and the selected word line voltage is adjusted in two steps in order to take measures against a read stability margin failure.

(b) VDD1>VDD2>VDD:
この場合、選択ワード線の電圧レベルは、内部電圧VDDよりも高い電圧レベルとなるため、書込マージンを2段階で調整して、書込マージン不良を救済する。
(B) VDD1>VDD2> VDD:
In this case, since the voltage level of the selected word line is higher than the internal voltage VDD, the write margin is adjusted in two steps to relieve the write margin failure.

(c) VDD1<VDD<VDD2:
この場合、選択ワード線の電圧レベルは、内部電圧VDDよりも高い場合または低い場合に設定される。したがって、動作マージン不良対策のメモリセルが書込マージン不良のセルに対する対策を行なう場合には、高い方の電圧VDD2が選択され、読出安定性マージン不良に対する対策を施す場合には低い方の電圧VDD1を選択する。
(C) VDD1 <VDD <VDD2:
In this case, the voltage level of the selected word line is set when it is higher or lower than the internal voltage VDD. Therefore, when the memory cell for the operation margin defect measures the countermeasure against the write margin defect cell, the higher voltage VDD2 is selected, and when the countermeasure against the read stability margin defect is taken, the lower voltage VDD1. Select.

なお、電圧VDD1およびVDD2の一方が、内部電圧VDDと等しい状態に設定されてもよい。   Note that one of the voltages VDD1 and VDD2 may be set to be equal to the internal voltage VDD.

従って、この図16に示す構成においては、メモリセルに対して読出安定性マージン不良対策および書込マージン不良対策のいずれかが実施される。この場合、メモリアドレス空間全体におけるメモリセルの動作特性の傾向に従って、読出安定性マージンが低いか書込マージンが低いかを判定し、その判定結果に従ってデフォルトの不良対策を実施し(例えば電圧VDD1を選択する)、局所的なバラツキによるデフォルト不良対策と反対の不良が存在する場合に、局所的な不良対策(例えば電圧VDD2を選択する)を実施する。   Therefore, in the configuration shown in FIG. 16, either the read stability margin defect countermeasure or the write margin defect countermeasure is implemented for the memory cell. In this case, it is determined whether the read stability margin is low or the write margin is low according to the tendency of the operating characteristics of the memory cells in the entire memory address space, and default countermeasures are implemented according to the determination result (for example, the voltage VDD1 is set). When a defect opposite to the default defect countermeasure due to local variation exists, a local defect countermeasure (for example, voltage VDD2 is selected) is implemented.

なお、この図16に示すドライバ電源電圧選択回路VSWiに対する電圧VDD1およびVDD2を発生する部分およびスキャンデータSINを生成する部分の構成としては、図14および図15に示す構成を利用することができる。   The configurations shown in FIGS. 14 and 15 can be used as the configuration for generating the voltages VDD1 and VDD2 and the portion for generating the scan data SIN for the driver power supply voltage selection circuit VSWi shown in FIG.

以上のように、この発明の実施の形態3に従えば、ワード線ドライバそれぞれに対応して、フリップフロップを用いてスキャンパスを介してメモリセル特性特定情報を格納し、各ワード線ドライバ電源電圧のレベルを設定している。したがって、ワード線ドライバそれぞれに対応してヒューズを設ける必要がなく、ワード線ドライバ電源電圧を選択する部分の占有面積を低減することができる。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, in correspondence with each word line driver, memory cell characteristic specifying information is stored through a scan path using a flip-flop, and each word line driver power supply voltage is stored. The level is set. Therefore, it is not necessary to provide a fuse corresponding to each word line driver, and the area occupied by the portion for selecting the word line driver power supply voltage can be reduced.

なお、実施の形態2と同様、実施の形態3においても、2つまたは複数のワード線ドライバに対して1つのワード線ドライバ電源電圧選択回路が配置されてもよい。   As in the second embodiment, also in the third embodiment, one word line driver power supply voltage selection circuit may be arranged for two or a plurality of word line drivers.

[実施の形態4]
図17は、この発明の実施の形態4に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。図17に示すSRAM10は、以下の点で、図9に示すSRAMとその構成が異なる。すなわち、ワード線ドライバWDR0−WDRnに対しドライバ電源電圧を供給するドライバ電圧供給回路WSCとして、ドライバ電源選択回路50が設けられる。このドライバ電源選択回路50は、主制御回路CCから与えられる内部アドレス信号ADに従って電圧発生器30から与えられる電圧VDD1およびVDD2の一方を選択して、ドライバ電源線DRSL上にドライバ電源電圧VWLとして伝達する。この図17に示すSRAM10の他の構成は、図9に示すSRAMの構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
[Embodiment 4]
FIG. 17 schematically shows a whole structure of the SRAM according to the fourth embodiment of the present invention. The SRAM 10 shown in FIG. 17 differs from the SRAM shown in FIG. 9 in the following points. That is, the driver power supply selection circuit 50 is provided as the driver voltage supply circuit WSC that supplies the driver power supply voltage to the word line drivers WDR0 to WDRn. The driver power supply selection circuit 50 selects one of the voltages VDD1 and VDD2 supplied from the voltage generator 30 according to the internal address signal AD supplied from the main control circuit CC, and transmits it as the driver power supply voltage VWL on the driver power supply line DRSL. To do. The other configuration of the SRAM 10 shown in FIG. 17 is the same as that of the SRAM shown in FIG. 9, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図17に示す構成においては、アドレス信号ADに従って選択ワード線上に伝達されるドライバ電源電圧VWLの電圧レベルが設定される。したがって、アドレス信号ADが指定するごく限られた局所領域のメモリセルに対してのみ動作マージン不良対策を選択的に行なうことができる。このアドレス信号ADは、内部ロウアドレス信号RAおよび内部列アドレス信号CAのいずれかであってもよいが、好ましくは、内部ロウアドレス信号RAおよび内部列アドレス信号CA両者を含む。   In the configuration shown in FIG. 17, the voltage level of driver power supply voltage VWL transmitted on the selected word line is set in accordance with address signal AD. Therefore, it is possible to selectively take countermeasures against defective operation margins only for memory cells in a very limited local area designated by the address signal AD. Address signal AD may be either internal row address signal RA or internal column address signal CA, but preferably includes both internal row address signal RA and internal column address signal CA.

図18は、図17に示すドライバ電源選択回路50の構成の一例を概略的に示す図である。図18において、ドライバ電源選択回路50は、不良アドレスを格納するヒューズボックス52と、ヒューズボックス52の格納アドレスと主制御回路からの内部アドレス信号ADを比較する比較器54と、比較器54の出力信号を反転するインバータ56と、比較器54およびインバータ56の出力信号にそれぞれ従って選択的に導通するPチャネルMOSトランジスタ58aおよび58bを含む。   FIG. 18 schematically shows an example of the configuration of driver power supply selection circuit 50 shown in FIG. In FIG. 18, the driver power supply selection circuit 50 includes a fuse box 52 that stores a defective address, a comparator 54 that compares a storage address of the fuse box 52 with an internal address signal AD from the main control circuit, and an output of the comparator 54. Inverter 56 for inverting the signal and P channel MOS transistors 58a and 58b selectively conducting in accordance with the output signals of comparator 54 and inverter 56, respectively, are included.

ヒューズボックス52には、動作マージン不良対策を施す対象となるメモリセルのアドレスが、ヒューズプログラム(溶断/非溶断)によりプログラムされて格納される。比較器54は、ヒューズボックス52の格納する不良アドレスと内部アドレス信号ADとを比較し、その比較結果に応じた信号を出力する。一例として、比較器54は一致を検出した場合、その出力信号CMPをHレベルに設定し、応じて、インバータ56により、MOSトランジスタ58bがオン状態となる。この状態においては、内部電圧VDD2がドライバ電源電圧VWLとしてドライバ電源線DRSLに伝達され、ワード線ドライバWDRi、WDR(i+1)…へ伝達される。   In the fuse box 52, the address of the memory cell to be subjected to countermeasures against the operation margin defect is programmed and stored by a fuse program (melting / non-melting). The comparator 54 compares the defective address stored in the fuse box 52 with the internal address signal AD, and outputs a signal corresponding to the comparison result. As an example, when the comparator 54 detects coincidence, the output signal CMP is set to the H level, and accordingly, the MOS transistor 58b is turned on by the inverter 56. In this state, internal voltage VDD2 is transmitted as driver power supply voltage VWL to driver power supply line DRSL, and is transmitted to word line drivers WDRi, WDR (i + 1).

一方、比較器54が不一致を検出した場合、その出力信号CMPがLレベルとなり、MOSトランジスタ58aがオン状態となり、内部電圧VDD1がドライバ電源線DRSLへドライバ電源電圧VWLとして伝達される。   On the other hand, when the comparator 54 detects a mismatch, the output signal CMP becomes L level, the MOS transistor 58a is turned on, and the internal voltage VDD1 is transmitted to the driver power supply line DRSL as the driver power supply voltage VWL.

いま、電圧VDD1およびVDD2が、VDD=VDD1>VDD2の条件を満たす場合を考える。ヒューズボックス52に格納された不良アドレスが指定する領域に対してのみ、電圧VDD2がドライバ電源電圧VWLとして伝達され、選択ワード線の電圧レベルが低下する。したがって、この場合データ保持/読出安定性マージンを改善することができる。ヒューズボックス52に、行アドレスおよび列アドレスをともに格納することにより、より狭い領域のメモリセルに対してのみ動作マージン不良対策を実施することができる。   Consider a case where the voltages VDD1 and VDD2 satisfy the condition of VDD = VDD1> VDD2. Only to the region designated by the defective address stored in the fuse box 52, the voltage VDD2 is transmitted as the driver power supply voltage VWL, and the voltage level of the selected word line is lowered. Therefore, in this case, the data retention / read stability margin can be improved. By storing both the row address and the column address in the fuse box 52, it is possible to implement an operation margin defect countermeasure only for a memory cell in a narrower region.

また、この場合、行アドレス信号および列アドレス信号が指定する複数行/複数列のメモリセルの領域に対してのみ、動作マージン不良対策を行なうこともできる。たとえば、図18に示す構成において、ヒューズボックス52内において、行アドレス信号の最下位ビットを縮退状態に設定し、列アドレス信号をすべてビット有効状態でプログラムする。今、一例として、ワード線WLiおよびWL(i+1)と例えばビット線BLj、/BLjがヒューズボックス52内においてプログラムされたアドレスにより指定されたとする。この場合、2行1列のメモリセル、たとえばメモリセルMC0およびMC2に対し不良対策を施し、メモリセルMC1およびMC3は、対策非実施の通常の状態に設定することができる。また、逆に、行アドレス信号を全ビット有効状態でヒューズボックス52に格納し、かつ列アドレスの最下位ビットを1ビット縮退状態でプログラムすると、1行2列のメモリセルに対し動作マージン不良対策を施すことができる。たとえば、ワード線WLiとビット線BLj、/BLj、BL(j+1)、/BL(j+1)が指定されたとする。この場合、メモリセルMC0およびMC1に対し動作マージン不良対策を施し、メモリセルMC2およびMC3に対しては、残りのメモリセルに対しては、不良対策は非実施とすることができ、動作マージン不良対策が影響を及ぼす範囲を限定することができる。   In this case, it is also possible to take countermeasures against defective operation margins only for the memory cell regions of a plurality of rows / columns designated by the row address signal and the column address signal. For example, in the configuration shown in FIG. 18, in the fuse box 52, the least significant bit of the row address signal is set to a degenerated state, and all the column address signals are programmed in a bit valid state. As an example, suppose that word lines WLi and WL (i + 1) and bit lines BLj, / BLj are designated by programmed addresses in fuse box 52, for example. In this case, it is possible to take countermeasures against defects in the memory cells of 2 rows and 1 column, for example, memory cells MC0 and MC2, and to set the memory cells MC1 and MC3 to a normal state where countermeasures are not implemented. Conversely, if the row address signal is stored in the fuse box 52 with all the bits valid, and the least significant bit of the column address is programmed in the 1-bit degenerate state, an operation margin failure countermeasure is provided for the memory cell of 1 row and 2 columns. Can be applied. For example, it is assumed that the word line WLi and the bit lines BLj, / BLj, BL (j + 1), / BL (j + 1) are designated. In this case, countermeasures against malfunction in the operation margin can be performed for the memory cells MC0 and MC1, and countermeasures for malfunction can be performed for the remaining memory cells in the memory cells MC2 and MC3. It is possible to limit the scope of the measures.

[変更例]
図19は、この発明の実施の形態4の変更例のSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。図19に示すSRAM10においては、メモリセルアレイMCAにおいて、スペアワード線SWLが配置される。スペアワード線SWLには、各ビット線BL0,/BL0−BLm,/BLmに対応してスペアメモリセルSMCが配置される。このスペアメモリセルSMCは、メモリセルMCと同一の構成を有する。
[Example of change]
FIG. 19 schematically shows an entire configuration of an SRAM according to a modification of the fourth embodiment of the present invention. In SRAM 10 shown in FIG. 19, spare word line SWL is arranged in memory cell array MCA. In spare word line SWL, spare memory cells SMC are arranged corresponding to bit lines BL0, / BL0-BLm, / BLm. Spare memory cell SMC has the same configuration as memory cell MC.

スペアワード線SWLに対応して、スペアワード線ドライバSWDRおよび行救済回路75が設けられる。この行救済回路75は、ヒューズボックスブロック70に含まれるヒューズボックスにプログラムされる不良アドレスと与えられる内部行アドレス信号RAとの一致/不一致に従ってスペアワード線イネーブル信号SRENを選択的に活性化する。具体的に、ヒューズボックスブロック70にプログラムされた不良アドレスのメモリセルの指定時、行救済回路75は、スペアワード線イネーブル信号SRENを活性化して、スペアワード線SWLを選択状態へ駆動し、並行して、このスペアワード線イネーブル信号SRENにより行デコーダRDをディスエーブル状態に設定する。これにより、不良メモリセルを、正常なスペアメモリセルSMCで置換し、等価的に不良セルを救済する。   Corresponding to spare word line SWL, spare word line driver SWDR and row relief circuit 75 are provided. Row repair circuit 75 selectively activates spare word line enable signal SREN in accordance with a match / mismatch between a defective address programmed in a fuse box included in fuse box block 70 and given internal row address signal RA. Specifically, when a memory cell having a defective address programmed in the fuse box block 70 is designated, the row relief circuit 75 activates the spare word line enable signal SREN to drive the spare word line SWL to a selected state. Then, the row decoder RD is set to a disabled state by the spare word line enable signal SREN. As a result, the defective memory cell is replaced with a normal spare memory cell SMC, and the defective cell is relieved equivalently.

ワード線ドライブ回路WDCのワード線ドライバWDR0−WDRnおよびスペアワード線ドライバSWDRに対し共通に、ドライブ電圧供給回路WSCとしてドライバ電源選択回路65が配置される。このドライバ電源選択回路65は、ヒューズボックスブロック70のプログラムアドレスと主制御回路CCからのアドレス信号ADとを比較し、その比較結果に基づいて電圧発生器60からの内部電圧VDD1−VDD4の1つを選択し、選択電圧をドライバ電源電圧としてドライバ電源線DRSLに供給する。   In common with word line drivers WDR0 to WDRn and spare word line driver SWDR of word line drive circuit WDC, driver power supply selection circuit 65 is arranged as drive voltage supply circuit WSC. The driver power supply selection circuit 65 compares the program address of the fuse box block 70 with the address signal AD from the main control circuit CC, and one of the internal voltages VDD1 to VDD4 from the voltage generator 60 based on the comparison result. And the selection voltage is supplied to the driver power supply line DRSL as the driver power supply voltage.

図19に示すSRAMの他の構成は、図17に示すSRAM10の構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。   The other configuration of the SRAM shown in FIG. 19 is the same as the configuration of the SRAM 10 shown in FIG. 17, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

この図19に示すSRAM10においては、動作マージン不良のメモリセルに対し、マージン不良対策により救済できる場合には、ドライバ電源選択回路65の電源電圧選択により救済する。このマージン不良対策でも救済できない不良メモリセルに対しては、行救済回路75を用いて冗長置換を行なって不良セルの救済を行なう。   In the SRAM 10 shown in FIG. 19, when a memory cell having an operation margin failure can be relieved by measures against a margin failure, it is relieved by the power supply voltage selection of the driver power supply selection circuit 65. For defective memory cells that cannot be remedied by this margin defect countermeasure, redundant replacement is performed using the row remedy circuit 75 to repair the defective cells.

図20は、図19に示すドライバ電源選択回路65およびヒューズボックスブロック70の構成を概略的に示す図である。図20において、ドライバ電源選択回路65は、2つの比較器54aおよび54bと、比較器54aおよび54bの出力信号を受ける2入力NANDゲート77と、それぞれ、導通時、電圧VDD1−VDD4を伝達するPチャネルMOSトランジスタ58a−58dと、このMOSトランジスタ58a−58dのゲートへの制御信号伝達経路を切換えるトランスミッションゲート78a−78fを含む。   FIG. 20 schematically shows configurations of driver power supply selection circuit 65 and fuse box block 70 shown in FIG. In FIG. 20, a driver power supply selection circuit 65 includes two comparators 54a and 54b, a two-input NAND gate 77 receiving the output signals of the comparators 54a and 54b, and P for transmitting voltages VDD1-VDD4 when conducting. Channel MOS transistors 58a-58d and transmission gates 78a-78f for switching control signal transmission paths to the gates of MOS transistors 58a-58d are included.

ヒューズボックスブロック70においては、ヒューズボックス52a−52cとヒューズボックス76が設けられる。ヒューズボックス76には、不良メモリセルの行アドレスがヒューズプログラムにより格納され、行救済回路75へ、このヒューズボックス76にプログラムされた不良アドレスが与えられ、不良行アクセス時冗長置換による不良セル救済が行なわれる。   In the fuse box block 70, fuse boxes 52a to 52c and a fuse box 76 are provided. In the fuse box 76, the row address of the defective memory cell is stored by the fuse program, and the defective address programmed in the fuse box 76 is given to the row relief circuit 75, so that the defective cell is repaired by redundant replacement at the time of accessing the defective row. Done.

ヒューズボックス52aおよび52bのプログラムアドレスは、比較器54aおよび54bへ与えられる。ヒューズボックス52cにおいては、1ビット情報が格納され、格納された1ビット情報がインバータ79へ与えられる。一例として、ヒューズボックス52aには、不良の度合の小さな読出/保持安定性マージン不良メモリセルのアドレスを格納し、ヒューズボックス52bには、この読出/保持安定性マージン不良の程度が大きなアドレスが格納される。また、これに代えて、ヒューズボックス52aには、読出/保持安定マージン不良メモリセルのアドレスが格納されて、ヒューズボックス52bには、書込マージン不良セルのアドレスが格納される。したがって、ヒューズボックス52aおよび52bには、救済対象のメモリセルの動作マージンに応じて不良メモリセルのアドレスが格納される。この場合、アドレス信号ADは、行アドレス信号RAまたは列アドレス信号CAであってもよいが、好ましくは、行および列アドレス信号を含む。また、このとき、アドレス信号の特定のビットが縮退状態に設定され、複数行または複数列のメモリセルが指定されるように不良アドレスがプログラムされてもよい。   The program addresses of fuse boxes 52a and 52b are applied to comparators 54a and 54b. In fuse box 52c, 1-bit information is stored, and the stored 1-bit information is applied to inverter 79. As an example, the fuse box 52a stores the address of a read / hold stability margin defective memory cell with a small degree of failure, and the fuse box 52b stores an address having a large degree of read / hold stability margin failure. Is done. Instead, the address of the read / hold stability margin defective memory cell is stored in the fuse box 52a, and the address of the write margin defective cell is stored in the fuse box 52b. Therefore, the addresses of defective memory cells are stored in fuse boxes 52a and 52b in accordance with the operation margin of the memory cell to be repaired. In this case, the address signal AD may be a row address signal RA or a column address signal CA, but preferably includes a row and column address signal. Further, at this time, the defective address may be programmed so that a specific bit of the address signal is set in a degenerated state and a plurality of rows or a plurality of columns of memory cells are designated.

ヒューズボックス52cには、この半導体チップまたは対応のSRAM10固有の特性に応じた情報が格納される。すなわち、たとえばプロセス完了後の仕上がり具合により、SRAM10のチップ全体(メモリセルアレイ全体)の読出/保持安定性マージンが小さい場合にはたとえば“1”に設定し、そうでない場合には“0”をプログラムする。このヒューズボックス52cのプログラムデータと、このヒューズボックス52cの出力信号(プログラムデータ)を反転するインバータ57とにより、トランスミッションゲート78a‐78fのオン/オフを制御する。   The fuse box 52c stores information corresponding to the characteristics unique to the semiconductor chip or the corresponding SRAM 10. That is, for example, when the read / hold stability margin of the entire chip of the SRAM 10 (the entire memory cell array) is small due to the degree of completion after the completion of the process, for example, it is set to “1”, otherwise “0” is programmed. To do. The program data of the fuse box 52c and the inverter 57 that inverts the output signal (program data) of the fuse box 52c control on / off of the transmission gates 78a to 78f.

トランスミッションゲート78aは、オン状態のとき、比較器54aの出力信号をMOSトランジスタ58aのゲートに伝達し、トランスミッションゲート78bは、オン状態のとき、比較器54aの出力信号をMOSトランジスタ58bのゲートに伝達する。トランスミッションゲート78cは、オン状態のとき、NANDゲート77の出力信号をMOSトランジスタ58bのゲートに伝達し、トランスミッションゲート78dは、オン状態のとき、NANDゲート77の出力信号をMOSトランジスタ58cのゲートに伝達する。トランスミッションゲート78cは、オン状態のとき、比較器54bの出力信号をMOSトランジスタ58cのゲートに伝達し、トランスミッションゲート78fは、オン状態のとき、比較器54bの出力信号のMOSトランジスタ58dのゲートに伝達する。   Transmission gate 78a transmits the output signal of comparator 54a to the gate of MOS transistor 58a when on, and transmission gate 78b transmits the output signal of comparator 54a to the gate of MOS transistor 58b when on. To do. Transmission gate 78c transmits the output signal of NAND gate 77 to the gate of MOS transistor 58b when on, and transmission gate 78d transmits the output signal of NAND gate 77 to the gate of MOS transistor 58c when on. To do. Transmission gate 78c transmits the output signal of comparator 54b to the gate of MOS transistor 58c when on, and transmission gate 78f transmits the output signal of comparator 54b to the gate of MOS transistor 58d when on. To do.

トランスミッションゲート78a、78c、78eは、ヒューズボックス52cの記憶データ(出力データ)が“0”のとき、オン状態となり、トランスミッションゲート78b、78dおよび78fは、ヒューズボックス52cの記憶データが“1”のときにオン状態となる。   The transmission gates 78a, 78c, 78e are turned on when the storage data (output data) of the fuse box 52c is “0”, and the transmission gates 78b, 78d, and 78f have the storage data of the fuse box 52c “1”. Sometimes it turns on.

ヒューズボックス52cのプログラムデータが“1”のときには、比較器54a、NANDゲート77および比較器54bの出力信号が、それぞれ、MOSトランジスタ58b−58dのゲートに伝達され、内部電圧VDD2−VDD4のいずれかの電圧が選択されて、ドライバ電源線DRSLへ伝達される。一方、ヒューズボックス52cのプログラムデータが“1”のときには、比較器54a、NANDゲート77および比較器54bの出力信号が、それぞれ、MOSトランジスタ58a−58cのゲートへ与えられ、内部電圧VDD1−VDD3のいずれかの電圧が選択されてドライバ電源線DRSLへ伝達される。   When the program data in the fuse box 52c is “1”, the output signals of the comparator 54a, NAND gate 77, and comparator 54b are transmitted to the gates of the MOS transistors 58b-58d, respectively, and any one of the internal voltages VDD2-VDD4. Is selected and transmitted to the driver power supply line DRSL. On the other hand, when the program data in fuse box 52c is "1", the output signals of comparator 54a, NAND gate 77 and comparator 54b are applied to the gates of MOS transistors 58a-58c, respectively, and internal voltages VDD1-VDD3 are set. Either voltage is selected and transmitted to the driver power supply line DRSL.

したがって、ヒューズボックス52cに格納されるチップ全体(SRAMメモリセルアレイ全体)の動作マージン特性特定情報に応じて電圧VDD1−VDD3の組または電圧VDD2−VDD4の組が指定され、比較器54a、NANDゲート77および比較器54bにより、プログラムアドレス指定時に選択される電圧が決定される。このSRAMのメモリセルアレイ全体における特性ばらつきに応じて動作マージン不良の度合を予め設定し、ヒューズボックス52aおよび52bに格納される不良アドレスに従って、局所的に不良救済対策を実施する。   Therefore, a set of voltage VDD1-VDD3 or a set of voltage VDD2-VDD4 is designated according to the operation margin characteristic specifying information of the entire chip (the entire SRAM memory cell array) stored in fuse box 52c, and comparator 54a, NAND gate 77 The comparator 54b determines the voltage selected when the program address is designated. The degree of operation margin failure is set in advance according to the characteristic variation in the entire memory cell array of the SRAM, and failure remedy measures are implemented locally according to the failure addresses stored in the fuse boxes 52a and 52b.

比較器54aおよび54bは、与えられた内部アドレス信号(行および列アドレス信号)ADとプログラムアドレスとが一致する場合には、Lレベルの信号を出力し、NANDゲート77の出力信号がHレベルとなる。一方、与えられた内部アドレス信号ADとプログラムアドレスとが不一致の場合には、比較器52aおよび52bの出力信号がHレベルとなり、応じてNANDゲート77の出力信号がLレベルとなる。   Comparators 54a and 54b output an L level signal when the applied internal address signal (row and column address signal) AD matches the program address, and the output signal of NAND gate 77 is at an H level. Become. On the other hand, when the applied internal address signal AD and the program address do not match, the output signals of comparators 52a and 52b are at H level, and the output signal of NAND gate 77 is accordingly at L level.

図21は、この発明の実施の形態4における動作マージン不良対策のワード線電圧分布を模式的に示す図である。図21において、アドレス領域AD1はヒューズボックス52aにプログラムされたアドレスにより指定される領域であり、アドレス領域AD2は、ヒューズボックス52bにプログラムされたアドレスにより指定される領域である。アドレス領域AD3は、ヒューズボックス76にプログラムされたアドレスが指定する領域であり、領域AD0は、全アドレス空間である。   FIG. 21 schematically shows a word line voltage distribution for countermeasure against defective operation margin in the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 21, an address area AD1 is an area designated by an address programmed in the fuse box 52a, and an address area AD2 is an area designated by an address programmed in the fuse box 52b. The address area AD3 is an area designated by the address programmed in the fuse box 76, and the area AD0 is the entire address space.

この場合、アドレス領域AD1のワード線には、電圧VDD1またはVDD2が選択電圧として与えられ、アドレス領域AD2のワード線には、電圧VDD3または電圧VDD4が選択電圧として与えられる。アドレス領域AD3が指定された場合には、スペアワード線SWLと置換される。残りのアドレス領域に対しては、電圧VDD2またはVDD3が与えられる。この電圧選択において、2つの電圧VDDkおよびVDDk+1の一方が、ヒューズボックス52cにプログラムされたビットにより指定される。ここで、kは、1から4のいずれかである。   In this case, the voltage VDD1 or VDD2 is applied as the selection voltage to the word line in the address region AD1, and the voltage VDD3 or VDD4 is applied as the selection voltage to the word line in the address region AD2. When address area AD3 is designated, spare word line SWL is replaced. The voltage VDD2 or VDD3 is applied to the remaining address area. In this voltage selection, one of the two voltages VDDk and VDDk + 1 is specified by a bit programmed in the fuse box 52c. Here, k is any one of 1 to 4.

したがって、全アドレス空間AD0においては、ヒューズボックス52cのビットで、そのばらつきに対する対策の作用の度合を設定し、各アドレス領域に対して、ヒューズボックス52aおよび52bの一方のプログラムアドレスに従って、書込マージン不良に対する補正を行ない他方のプログラムアドレスに従って、読出安定性マージン不良に対する対策を行なう。内部電圧VDD1−VDD4を利用することにより、先の図18に示す構成の場合よりも、より正確に、メモリセルの不良の度合いに応じた不良対策を実行することができる。これらの内部電圧VDD1−VDD4は、内部電源電圧VDDよりも高い電圧および低い電圧を含む。   Therefore, in the entire address space AD0, the bit of the fuse box 52c sets the degree of action of the countermeasure against the variation, and the write margin is set for each address area according to one program address of the fuse boxes 52a and 52b. The defect is corrected and countermeasures against the read stability margin defect are performed in accordance with the other program address. By using the internal voltages VDD1 to VDD4, it is possible to execute a countermeasure against a defect according to the degree of the defect of the memory cell more accurately than in the case of the configuration shown in FIG. These internal voltages VDD1-VDD4 include voltages higher and lower than internal power supply voltage VDD.

なお、これらのヒューズボックス52aおよび52bには、読出安定性マージン不良対策を実施するアドレス領域を指定するアドレスがプログラムされてもよく、また、書込マージン不良対策を施すアドレス領域を指定するアドレスがプログラムされてもよい。この場合、同一種類のマージン不良対策であっても、選択ワード線の電圧レベルが異なり、対策の作用の度合いを対応のメモリセルのマージン不良の度合いに応じて設定することができる。   These fuse boxes 52a and 52b may be programmed with an address for specifying an address area for implementing a read stability margin defect countermeasure, and an address for designating an address area for performing a write margin defect countermeasure. May be programmed. In this case, even with the same type of margin defect countermeasure, the voltage level of the selected word line is different, and the degree of action of the countermeasure can be set according to the margin defect degree of the corresponding memory cell.

以上のように、この発明の実施の形態4に従えば、SRAM全体(メモリセルアレイ全体のメモリセル)の特性のばらつきの度合を設定し、次いで、局所的なアドレスのメモリセルの不良対策を行なうマージン不良セルを指定し、局所的不良に対し、全体的な特性に応じた不良対策を実行する。これにより、より柔軟にメモリセルの動作マージン不良を救済することができる。さらに、この動作マージン不良により救済できないメモリセルは、通常の冗長置換により救済することにより、より厳密にかつ正確に動作マージン不良を低減することができ、歩留りを改善することができるとともに安定に動作するSRAMを実現することができる。   As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, the degree of variation in the characteristics of the entire SRAM (memory cells in the entire memory cell array) is set, and then measures against defects in memory cells at local addresses are taken. A margin defective cell is designated, and a countermeasure against a defect according to the overall characteristics is executed for a local defect. Thereby, it is possible to more flexibly relieve the operation margin defect of the memory cell. Furthermore, memory cells that cannot be relieved due to defective operation margins can be reduced more strictly and accurately by relieving them with normal redundancy replacement, thereby improving yield and stable operation. SRAM can be realized.

[実施の形態5]
図22は、この発明の実施の形態5に従うSRAM10の全体の構成を概略的に示す図である。この図22に示すSRAM10は、以下の点で、図17に示すSRAM10とその構成が異なる。すなわち、ワード線ドライブ回路WDCに対しては、ドライバ電圧供給回路85からの電圧がドライバ電源電圧としてドライバ電源線DRSLを介して供給される。一方、メモリセルアレイMCAのメモリ電源線PVL0−PVLmに対しては、アレイ電源回路82からの電源電圧が、供給される。メモリ電源線PVL0−PVLmは、それぞれ対応の列のメモリセルMCのハイ側電源ノードVHに結合される。アレイ電源回路82は、図1に示す列側セル特性特定情報格納/電圧設定回路6およびアレイ電源回路7に対応し、書込指示信号WENと列選択信号CSLとに従って、電圧発生器80から与えられる電圧VDH1およびVDH2のいずれかを選択的にメモリ電源線PVL0−PVLmへ伝達する。書込指示信号WENは、書込モード指示信号WEの活性化時活性化される。すなわち、本実施の形態5においては、データ書込時、選択列のメモリ電源線の電圧が調整される。
[Embodiment 5]
FIG. 22 schematically shows an overall configuration of SRAM 10 according to the fifth embodiment of the present invention. The SRAM 10 shown in FIG. 22 differs from the SRAM 10 shown in FIG. 17 in the following points. That is, the voltage from the driver voltage supply circuit 85 is supplied to the word line drive circuit WDC as the driver power supply voltage via the driver power supply line DRSL. On the other hand, the power supply voltage from the array power supply circuit 82 is supplied to the memory power supply lines PVL0 to PVLm of the memory cell array MCA. Memory power supply lines PVL0 to PVLm are coupled to high-side power supply node VH of memory cells MC in the corresponding column, respectively. Array power supply circuit 82 corresponds to column side cell characteristic specifying information storage / voltage setting circuit 6 and array power supply circuit 7 shown in FIG. 1, and is applied from voltage generator 80 in accordance with write instruction signal WEN and column selection signal CSL. One of the voltages VDH1 and VDH2 to be transmitted is selectively transmitted to memory power supply lines PVL0 to PVLm. Write instruction signal WEN is activated when write mode instruction signal WE is activated. That is, in the fifth embodiment, the voltage of the memory power supply line of the selected column is adjusted during data writing.

電圧発生器80は、外部電源EXP.VDDから供給される内部電源電圧VDDから、互いに電圧レベルの異なる電圧VDH1およびVDH2を生成する。この図22に示すSRAM10の他の構成は、図19に示すSRAMの構成と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。   Voltage generator 80 is connected to external power supply EXP. Voltages VDH1 and VDH2 having different voltage levels are generated from the internal power supply voltage VDD supplied from VDD. The other configuration of the SRAM 10 shown in FIG. 22 is the same as that of the SRAM shown in FIG. 19, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図23は、図22に示すアレイ電源回路82の構成を、メモリセルアレイMCAの構成とともに概略的に示す図である。メモリ電源線PVL0−PVLmは、それぞれ対応の列のメモリセルMCのハイ側電源ノードVHに結合され、それぞれメモリ電源電圧VM0−VMmを伝達する。メモリセルMCは、図6に示す構成と同様、PチャネルMOSトランジスタ(負荷トランジスタ)PQ1およびPQ2と、NチャネルMOSトランジスタ(ドライブトランジスタ)NQ1およびNQ2と、NチャネルMOSトランジスタ(アクセストランジスタ)NQ3およびNQ4を含む。ハイ側電源ノードVHは負荷トランジスタPQ1およびPQ2のソースに結合される。このメモリセルアレイMCAのビット線配置およびワード線の配置は図22に示す配置と同じであり、対応する部分には同一参照符号を付し、その詳細説明は省略する。   FIG. 23 schematically shows a configuration of array power supply circuit 82 shown in FIG. 22 together with a configuration of memory cell array MCA. Memory power supply lines PVL0-PVLm are coupled to high-side power supply nodes VH of memory cells MC in the corresponding columns, respectively, and transmit memory power supply voltages VM0-VMm, respectively. Similar to the configuration shown in FIG. 6, memory cell MC has P channel MOS transistors (load transistors) PQ1 and PQ2, N channel MOS transistors (drive transistors) NQ1 and NQ2, and N channel MOS transistors (access transistors) NQ3 and NQ4. including. High side power supply node VH is coupled to the sources of load transistors PQ1 and PQ2. The bit line arrangement and the word line arrangement of this memory cell array MCA are the same as those shown in FIG. 22, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

列選択回路SCにおいては、マルチプレクサCMUXが設けられる。このマルチプレクサCMUXは、列選択信号CSLに従って、選択列のビット線を内部データ線IOに結合する。この内部データ線IOは、図22に示す書込回路WCおよび読出回路RCに結合される。この内部データ線IOとしては、書込用の内部データ線および読出用のデータ線が別々に設けられていてもよい。   In the column selection circuit SC, a multiplexer CMUX is provided. The multiplexer CMUX couples the bit line of the selected column to the internal data line IO according to the column selection signal CSL. Internal data line IO is coupled to write circuit WC and read circuit RC shown in FIG. As internal data line IO, an internal data line for writing and a data line for reading may be provided separately.

アレイ電源回路82は、メモリセル列それぞれに対応して設けられるヒューズFZC0−FZCmと、ヒューズFZC0−FZCmそれぞれに対応して設けられる3入力ANDゲートG0−Gmと、ANDゲートG0−Gmそれぞれに対応して設けられるアレイ電源電圧選択回路MVSW0−MVSWmを含む。   Array power supply circuit 82 corresponds to fuses FZC0 to FZCm provided corresponding to memory cell columns, three-input AND gates G0 to Gm provided corresponding to fuses FZC0 to FZCm, and AND gates G0 to Gm, respectively. Array power supply voltage selection circuits MVSW0 to MVSWm provided.

ヒューズFZC0−FZCmは、それぞれ対応の列のメモリセルの特性を特定する情報、すなわち、読出/保持安定マージンまたは書込動作マージンを示す情報を、図示しないヒューズ素子の溶断によりプログラムされて格納する。ANDゲートG0−Gmは、それぞれ対応のヒューズFZC0−FZCmの記憶データ(プログラムデータ)と、対応の列選択信号CSL0−CSLmと書込指示信号WENとを受ける。したがって、これらのANDゲートG0−Gmは、それぞれ、対応のヒューズFZC0−FZCmのプログラムデータがHレベル(“1”)であり、かつ対応の列選択信号CSL0−CSLmが選択状態のHレベルでありかつ書込指示信号WENが書込を示すHレベルのときにその出力信号をHレベルに設定する。データ書込時において選択列に対して設けられるANDゲートGi(i=0−mのいずれか)の出力信号がHレベルとなり、残りのANDゲートの出力信号はLレベルに維持される。   Each of fuses FZC0 to FZCm stores information specifying the characteristics of the memory cells in the corresponding column, that is, information indicating a read / hold stability margin or a write operation margin, programmed by fusing fuse elements (not shown). AND gates G0-Gm receive storage data (program data) of corresponding fuses FZC0-FZCm, corresponding column selection signals CSL0-CSLm, and write instruction signal WEN, respectively. Therefore, each of these AND gates G0 to Gm has the program data of the corresponding fuses FZC0 to FZCm at the H level (“1”), and the corresponding column selection signals CSL0 to CSLm are at the H level of the selected state. When the write instruction signal WEN is at the H level indicating writing, the output signal is set at the H level. At the time of data writing, the output signal of the AND gate Gi (any of i = 0-m) provided for the selected column becomes H level, and the output signals of the remaining AND gates are maintained at L level.

アレイ電源電圧選択回路MVSW0−MVSWmは、各々同一構成を有し、各選択回路において対応する構成要素に同一参照番号を付す。アレイ電源電圧選択回路MVSWi(i=0−mのいずれか)は、対応のANDゲートGiの出力信号を受けるインバータ85と、内部電圧VDH1およびVDH2を選択的に対応のアレイ電源線PVLiに伝達するPチャネルMOSトランジスタ86および87を含む。   Array power supply voltage selection circuits MVSW0 to MVSWm have the same configuration, and the same reference numerals are assigned to the corresponding components in each selection circuit. Array power supply voltage selection circuit MVSWi (i = 0-m) selectively transmits inverter 85 that receives the output signal of corresponding AND gate Gi and internal voltages VDH1 and VDH2 to corresponding array power supply line PVLi. P channel MOS transistors 86 and 87 are included.

MOSトランジスタ86は、インバータ85の出力信号がLレベルのときにオン状態となり、第1の内部電圧VDH1を対応のアレイ電源線PVLi上に伝達する。MOSトランジスタ87は、対応のANDゲートGiの出力信号がLレベルのときに導通し、第2の内部電圧VDH2を対応のアレイ電源線PVLi上に伝達する。   MOS transistor 86 is turned on when the output signal of inverter 85 is at L level, and transmits first internal voltage VDH1 onto corresponding array power supply line PVLi. MOS transistor 87 is rendered conductive when the output signal of corresponding AND gate Gi is at L level, and transmits second internal voltage VDH2 onto corresponding array power supply line PVLi.

第1の内部電圧VDH1が第2の内部電圧VDH2よりも低い状態を考える。ヒューズFZC0−FZCmは、プログラム前(ヒューズ未溶断)においてはその出力信号はLレベル(“0”)であり、プログラム時(ヒューズ溶断時)においてはその出力信号はHレベルとなる。したがって、ヒューズFZCiが未プログラム状態においては、対応のANDゲートGiの出力信号はLレベルであり、対応の列選択信号CSLiおよび書込指示信号WENの状態にかかわらず、ANDゲートGiの出力信号はLレベルであり、第2の内部電圧VDH2がアレイ電源電圧VMiとして選択される。今、VDH1<VDH2であり、この場合、書込マージン不良対策は行なわれない。第2の内部電圧VDD2は、通常のアレイ電源電圧VDDと同一電圧レベルであってもよい。   Consider a state in which the first internal voltage VDH1 is lower than the second internal voltage VDH2. The outputs of the fuses FZC0 to FZCm are L level ("0") before programming (fuse not blown), and the output signals are H level during programming (fuse blown). Therefore, when fuse FZCi is in an unprogrammed state, the output signal of corresponding AND gate Gi is at L level, and the output signal of AND gate Gi is irrespective of the states of corresponding column selection signal CSLi and write instruction signal WEN. At the L level, second internal voltage VDH2 is selected as array power supply voltage VMi. Now, VDH1 <VDH2, and in this case, measures against defective write margin are not taken. Second internal voltage VDD2 may be at the same voltage level as normal array power supply voltage VDD.

一方、ヒューズFZCiがプログラムされたとき、その出力信号はHレベル(“1”)となる。選択列において、データ書込時、列選択信号CSLiおよび書込指示信号WENがHレベルとなり、ANDゲートGiの出力信号がHレベルとなる。したがって、アレイ電源電圧選択回路MVSWiにおいては、MOSトランジスタ86がオン状態となり、第1のアレイ電源電圧VDH1(<VDH2)が選択され、選択列において書込マージン不良対策が行なわれる(スタティックノイズマージンが低減される)。   On the other hand, when the fuse FZCi is programmed, its output signal becomes H level (“1”). In the selected column, when data is written, column selection signal CSLi and write instruction signal WEN are at H level, and the output signal of AND gate Gi is at H level. Therefore, in array power supply voltage selection circuit MVSWi, MOS transistor 86 is turned on, first array power supply voltage VDH1 (<VDH2) is selected, and a write margin failure countermeasure is taken in the selected column (static noise margin is reduced). Reduced).

データ読出時においては、書込指示信号WENはLレベルであり、ANDゲートG0−Gmの出力信号はすべてLレベルである。応じて、アレイ電源電圧選択回路MVSW0−MVSWmにおいてMOSトランジスタ87がオン状態となり、内部電圧VDH2が選択され、アレイ電源電圧VM0−VMmとして対応のアレイ電源線PVL0−PVLmに伝達される。この場合には、書込マージン不良対策は行なわれない。データ保持安定性マージンまたは読出安定性マージンは、この電圧VDH2がアレイ電源電圧VM(VM0−VMm)として伝達されるとき、十分に保証されているとする。   At the time of data reading, write instruction signal WEN is at L level, and all output signals of AND gates G0 to Gm are at L level. Accordingly, MOS transistor 87 is turned on in array power supply voltage selection circuits MVSW0 to MVSWm, and internal voltage VDH2 is selected and transmitted to corresponding array power supply lines PVL0 to PVLm as array power supply voltages VM0 to VMm. In this case, countermeasures against defective writing margin are not performed. It is assumed that the data holding stability margin or the reading stability margin is sufficiently guaranteed when this voltage VDH2 is transmitted as array power supply voltage VM (VM0-VMm).

したがって、この図23に示す構成の場合、書込マージン対策を、メモリセル列ごとに個々に実行することができる。   Therefore, in the configuration shown in FIG. 23, the countermeasure against the write margin can be individually executed for each memory cell column.

なお、ヒューズFZC0−FZCmに代えて、実施の形態2と同様、フリップフロップを用いてスキャンパスを構成し、スキャンパスを介してメモリセル特性特定情報が転送されて各フリップフロップに格納されてもよい。   Note that instead of the fuses FZC0 to FZCm, similarly to the second embodiment, a flip-flop is used to form a scan path, and memory cell characteristic specifying information is transferred via the scan path and stored in each flip-flop. Good.

以上のように、この発明の実施の形態5に従う構成においては、各列ごとにメモリセル特性に応じて、書込マージン不良対策の実施/不実施を設定しており、メモリセル特性に応じて、書込マージン不良対策を施す必要のある領域に対してのみ、書込マージン不良対策を行なうことができ、他の正常なセルに対し不良対策が悪影響を及ぼすのを低減することができる。   As described above, in the configuration according to the fifth embodiment of the present invention, the implementation / non-execution of the write margin defect countermeasure is set for each column according to the memory cell characteristics, and according to the memory cell characteristics. Thus, the write margin defect countermeasure can be taken only for the area where the write margin defect countermeasure needs to be taken, and the adverse effect of the defect countermeasure on other normal cells can be reduced.

なお、書込指示信号WENに代えて読出信号を用い、選択列のメモリ電源電圧を非選択時に比べて高くすれば、データ読出時のメモリセルの読出/保持安定性マージン不良を救済することができる。   If a read signal is used in place of write instruction signal WEN and the memory power supply voltage of the selected column is made higher than that in the non-selected state, a read / hold stability margin defect of the memory cell at the time of data read can be remedied. it can.

また、実施の形態1から4のいずれかのワード線ドライバ電源電圧を調整する構成と併せて利用すれば、列単位で書込マージン不良対策を実施し行単位で読出マージン不良対策を実施することができる。   Further, when used in combination with the configuration for adjusting the word line driver power supply voltage in any one of the first to fourth embodiments, the countermeasure for defective write margin is implemented in units of columns and the countermeasure for defective read margin is implemented in units of rows. Can do.

[実施の形態6]
図24は、この発明の実施の形態6に従うSRAMの全体の構成を概略的に示す図である。この図24に示すSRAMは、以下の点で、図22に示すSRAMと、その構成が異なる。すなわち、電圧発生器80は、3種類の電圧VDH1、VDH2およびVDH3を生成する。アレイ電源回路90が、メモリセルアレイMCAの各列単位で対応の列のメモリセル特性特定情報に従って、電圧発生器80からの内部電圧VDH1−VDH3のうちの1つを選択して、対応のアレイ電源線PVL0−PVLmに伝達する。このアレイ電源回路90のメモリセル特性特定情報は、スキャンパス(図示せず)を介してスキャンインデータSIおよびスキャンアウトデータSOとして転送されて各列毎に順次設定される。このアレイ電源回路90は、先の図22に示す構成と同様、書込指示信号WENと列選択信号CSLとに従って選択列に対するアレイ電源線PVL0−PVLm上の電圧を選択的に更新する。図24に示すSRAM10の他の構成は、図22に示すSRAMと同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。
[Embodiment 6]
FIG. 24 schematically shows an entire configuration of the SRAM according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. The SRAM shown in FIG. 24 differs from the SRAM shown in FIG. 22 in the following points. That is, the voltage generator 80 generates three types of voltages VDH1, VDH2, and VDH3. The array power supply circuit 90 selects one of the internal voltages VDH1 to VDH3 from the voltage generator 80 according to the memory cell characteristic specifying information of the corresponding column for each column of the memory cell array MCA, and the corresponding array power supply Transmit to lines PVL0-PVLm. The memory cell characteristic specifying information of the array power supply circuit 90 is transferred as scan-in data SI and scan-out data SO via a scan path (not shown) and is sequentially set for each column. Array power supply circuit 90 selectively updates the voltages on array power supply lines PVL0-PVLm for the selected column in accordance with write instruction signal WEN and column select signal CSL, as in the configuration shown in FIG. The other configuration of the SRAM 10 shown in FIG. 24 is the same as that of the SRAM shown in FIG. 22, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図25は、図24に示すSRAM10のメモリセルアレイMCAおよびアレイ電源回路90の構成を示す図である。メモリセルアレイMCAにおけるメモリセルMCの配置は、図23に示すメモリセルアレイMCAの配置と同じであり、対応する部分には同一参照番号を付し、その詳細説明は省略する。また列選択ゲート回路(マルチプレクサ)CMUXの構成も図23に示す構成と同じである。   FIG. 25 shows a configuration of memory cell array MCA and array power supply circuit 90 of SRAM 10 shown in FIG. The arrangement of the memory cells MC in the memory cell array MCA is the same as the arrangement of the memory cell array MCA shown in FIG. 23, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The configuration of the column selection gate circuit (multiplexer) CMUX is the same as that shown in FIG.

アレイ電源回路90は、メモリセル列それぞれに対応して設けられるフリップフロップ(FF)FFC0−FFCmと、フリップフロップFFC0−FFCmそれぞれに対応して設けられる列アレイ電源電圧選択スイッチCVSW0−CVSWmと、メモリセル列それぞれに対応して設けられるANDゲートAG0−AGmと、メモリセル列それぞれに対応して設けられるアレイ電源電圧選択回路MVSWL0−MVSWLmを含む。   The array power supply circuit 90 includes flip-flops (FF) FFC0 to FFCm provided corresponding to the memory cell columns, column array power supply voltage selection switches CVSW0 to CVSWm provided corresponding to the flip-flops FFC0 to FFCm, AND gates AG0-AGm provided corresponding to the respective cell columns, and array power supply voltage selection circuits MVSWL0-MVSWLm provided corresponding to the respective memory cell columns are included.

フリップフロップFFC0−FFCmは、スキャンパスを構成し、スキャンインデータSIを順次図示しないクロック信号に従って転送するとともに、対応の列のメモリセル特性特定情報を格納する。フリップフロップFFC0−FFCmからのスキャンアウトデータSOは、また、図示しないスキャンレジスタ回路(図15参照)に転送される。   The flip-flops FFC0 to FFCm form a scan path, sequentially transfer the scan-in data SI according to a clock signal (not shown), and store memory cell characteristic specifying information of the corresponding column. The scan-out data SO from the flip-flops FFC0 to FFCm is also transferred to a scan register circuit (not shown) (see FIG. 15).

列アレイ電源電圧選択スイッチCVSW0−CVSWmは、その構成は同じであり、対応する構成要素に同一参照番号を付す。列アレイ電源電圧選択スイッチCVSWi(i=0−m)は、対応のフリップフロップFFCiの出力信号を受けるインバータ95と、インバータ95の出力信号に従って内部電圧VDH3を伝達するPチャネルMOSトランジスタ96と、フリップフロップFFCiの出力信号に従って内部電圧VDH2を伝達するPチャネルMOSトランジスタ97とを含む。   Column array power supply voltage selection switches CVSW0 to CVSWm have the same configuration, and the same reference numerals are assigned to corresponding components. Column array power supply voltage selection switch CVSWi (i = 0-m) includes an inverter 95 receiving the output signal of corresponding flip-flop FFCi, a P-channel MOS transistor 96 transmitting internal voltage VDH3 in accordance with the output signal of inverter 95, and a flip-flop P channel MOS transistor 97 transmitting internal voltage VDH2 in accordance with the output signal of FFCi.

列アレイ電源電圧選択スイッチCVSWiにおいては、対応のフリップフロップFFCiの出力データがLレベル(“0”)のときには、MOSトランジスタ97がオン状態となり、内部電圧VDH2が選択され電圧Vcmiとして伝達される。一方、フリップフロップFFCiの出力信号がHレベル(“1”)のときには、MOSトランジスタ96がオン状態となり、内部電圧VDH3がアレイ電源電圧Vcmiとして伝達される。   In column array power supply voltage selection switch CVSWi, when output data of corresponding flip-flop FFCi is at L level (“0”), MOS transistor 97 is turned on, and internal voltage VDH2 is selected and transmitted as voltage Vcmi. On the other hand, when the output signal of flip-flop FFCi is at the H level (“1”), MOS transistor 96 is turned on and internal voltage VDH3 is transmitted as array power supply voltage Vcmi.

したがって、フリップフロップFFC0−FFCmの記憶データに従って、電圧VDH2およびVDH3の一方が、アレイ電源電圧候補として選択される。   Therefore, one of voltages VDH2 and VDH3 is selected as an array power supply voltage candidate according to the data stored in flip-flops FFC0 to FFCm.

ANDゲートAGiは、書込指示信号WENと列選択信号CSLiとを受ける。データ書込時、対応の列が指定されたとき、ANDゲートAGiの出力信号がHレベルとなり、データ読出時および列選択信号CSLiの非選択状態のときおよびスタンバイ時には、ANDゲートAGiの出力信号はLレベルとなる。   AND gate AGi receives write instruction signal WEN and column selection signal CSLi. At the time of data writing, when the corresponding column is designated, the output signal of AND gate AGi is at H level, and at the time of data reading and when column selection signal CSLi is not selected and in the standby state, the output signal of AND gate AGi is L level.

アレイ電源電圧選択回路MVSW0−MVSWmは、先の図23に示すアレイ電源電圧選択回路MVSW0−MVSWmと同じ構成を有しており、対応する部分には同一参照番号を付している。アレイ電源電圧選択回路MVSWiにおいては、対応のANDゲートAGiの出力信号がLレベルのときには、MOSトランジスタ87がオン状態となり、内部電圧VDH1が選択されて、対応のアレイ電源線PVLi上にアレイ電源電圧VMiとして伝達される。一方、対応のANDゲートAGiの出力信号がHレベルのときには、MOSトランジスタ86がオン状態となり、対応の列アレイ電源電圧選択スイッチCVSWiの選択する電圧Vcmiが選択されて、対応のアレイ電源線PVLi上にアレイ電源電圧VMiとして伝達される。   Array power supply voltage selection circuits MVSW0 to MVSWm have the same configuration as array power supply voltage selection circuits MVSW0 to MVSWm shown in FIG. 23, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals. In array power supply voltage selection circuit MVSWi, when the output signal of corresponding AND gate AGi is at L level, MOS transistor 87 is turned on, internal voltage VDH1 is selected, and array power supply voltage is applied onto corresponding array power supply line PVLi. It is transmitted as VMi. On the other hand, when the output signal of corresponding AND gate AGi is at the H level, MOS transistor 86 is turned on, and voltage Vcmi selected by corresponding column array power supply voltage selection switch CVSWi is selected, and on corresponding array power supply line PVLi. Is transmitted as array power supply voltage VMi.

今、内部電圧VDH1−VDH3が、VDDM=VDH1>VDH2>VDH3の条件を満たしているとする。電圧VDDMは、不良対策未実施のときの元のアレイ電源電圧である。   Assume that the internal voltages VDH1 to VDH3 satisfy the condition VDDM = VDH1> VDH2> VDH3. The voltage VDDM is the original array power supply voltage when failure countermeasures are not implemented.

対応のフリップフロップFFCiの記憶データが“0”のとき、MOSトランジスタ97がオン状態となり、内部電圧VDH2が、電圧Vcmiとして設定される。データ書込時、対応の列が選択される場合、対応のANDゲートAGiの出力信号がHレベルとなり、アレイ電源電圧選択回路MVSWiにより、アレイ電源線PVLi上の電圧VMiは、電圧VDH2となる。この場合、対応のアレイ電源電圧は、元のアレイ電源電圧VDDMに近い電圧レベルであり、書込マージン不良対策の作用は弱い状態に設定される。一方、対応のフリップフロップFFCiの記憶データが“1”(Hレベル)のときには、MOSトランジスタ96がオン状態となり、内部電圧VDH3が電圧Vcmiとして選択される。データ書込時、選択列においては、アレイ電源線PVLi上の電圧が、電圧VDH2印加時よりも低い電圧VDH3のレベルに設定され、書込マージン不良対策がより強い状態に設定される。   When the data stored in the corresponding flip-flop FFCi is “0”, the MOS transistor 97 is turned on, and the internal voltage VDH2 is set as the voltage Vcmi. When the corresponding column is selected during data writing, the output signal of the corresponding AND gate AGi becomes H level, and the voltage VMi on the array power supply line PVLi becomes the voltage VDH2 by the array power supply voltage selection circuit MVSWi. In this case, the corresponding array power supply voltage is a voltage level close to the original array power supply voltage VDDM, and the action of countermeasure against the write margin failure is set to a weak state. On the other hand, when the data stored in the corresponding flip-flop FFCi is “1” (H level), the MOS transistor 96 is turned on, and the internal voltage VDH3 is selected as the voltage Vcmi. At the time of data writing, in the selected column, the voltage on the array power supply line PVLi is set to a level of the voltage VDH3 lower than that at the time of applying the voltage VDH2, and the countermeasure against the write margin defect is set to a stronger state.

読出時およびスタンバイ時および非選択列においては、電圧VDH1(=VDDM)が選択されて、対応のアレイ電源線PVL0−PVLm上にアレイ電源電圧として伝達される。   In reading, standby, and non-selected columns, voltage VDH1 (= VDDM) is selected and transmitted as array power supply voltage onto corresponding array power supply lines PVL0-PVLm.

この図25に示す構成においても、書込マージン不良を2段階にわたって調整することができ、メモリセル特性に応じて、書込特性を補償することができ、マージン不良メモリセルに対してのみ対策が施され、その対策が影響を及ぼす領域が限定され、他のメモリセルに対する悪影響を抑制しつつ書込マージン対策を施すことができる。これにより、不良救済の可能性を高くすることができ、歩留まりを高くすることができる。   Also in the configuration shown in FIG. 25, the write margin defect can be adjusted in two stages, the write characteristic can be compensated according to the memory cell characteristic, and a countermeasure is taken only for the margin defective memory cell. Thus, the area affected by the countermeasure is limited, and a countermeasure against the write margin can be performed while suppressing adverse effects on other memory cells. Thereby, the possibility of defect relief can be increased, and the yield can be increased.

なお、この図25に示す構成においても、フリップフロップ(FF)FFC0−FFCmに代えてヒューズが用いられてもよい。   In the configuration shown in FIG. 25, a fuse may be used instead of flip-flops (FF) FFC0 to FFCm.

なお、この実施の形態5および6において書込指示信号WENに代えて読出指示信号(REN)を利用することにより、データ保持安定性マージンについての対策を同様に施すことができる。   In the fifth and sixth embodiments, by using the read instruction signal (REN) instead of the write instruction signal WEN, a countermeasure for the data retention stability margin can be similarly applied.

以上のように、この発明の実施の形態6に従えば、メモリセルアレイ電源電圧の各列単位でメモリセル特性特定情報に従って複数段階にわたって書込マージン対策不良を施すように構成している。したがって、より正確に、不良マージンの度合に応じた対策を施すことができ、書込マージン不良対策がさらに他のメモリセルの動作マージン(読出安定性マージン)を劣化させるのを防止することができ、正確に、不良救済を行なうことができ、歩留まりが改善される。   As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, the write margin countermeasure failure is applied in a plurality of stages according to the memory cell characteristic specifying information for each column of the memory cell array power supply voltage. Therefore, it is possible to more accurately take measures according to the degree of the defect margin, and prevent the write margin defect countermeasure from further degrading the operation margin (read stability margin) of other memory cells. Therefore, it is possible to correct the defect accurately and improve the yield.

なお、アレイ電源回路90に対するフリップフロップ(FF)FFC0−FFCmに対するスキャンデータは、ヒューズボックスにおいてデータを格納し、図示しないシフトクロック信号に従って順次電源投入時またはシステムリセット時に投入されればよい(実施の形態3参照)。   The scan data for the flip-flops (FF) FFC0 to FFCm corresponding to the array power supply circuit 90 is stored in a fuse box and sequentially turned on when the power is turned on or the system is reset according to a shift clock signal (not shown). (Refer to Form 3).

[実施の形態7]
図26は、この発明の実施の形態7に従う半導体装置の全体の構成を概略的に示す図である。図26において、半導体装置は、第1および第2のロジック110および112と、SRAM114とを含む。第1および第2のロジック110および112は、例えばプロセッサであり、それぞれ、所定の処理を実行する。このロジック110および112は、一方が汎用のプロセッサであり、他方が、画像または音声処理などの専用の処理を実行するコプロセッサであってもよい。SRAM114は、これまでの実施の形態1から6において説明した構成のいずれかを有し、内部でノマージン不良対策を局所領域に対して実施する。ロジック110および112は、SRAM114を作業領域または受信データ格納領域として利用して処理を実行する。
[Embodiment 7]
FIG. 26 schematically shows an overall configuration of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 26, the semiconductor device includes first and second logics 110 and 112 and an SRAM 114. The first and second logics 110 and 112 are, for example, processors, and each execute predetermined processing. One of these logics 110 and 112 may be a general-purpose processor, and the other may be a coprocessor that executes dedicated processing such as image or sound processing. SRAM 114 has any of the configurations described in the first to sixth embodiments, and internally implements a countermeasure against a no-margin failure for a local region. The logics 110 and 112 execute processing using the SRAM 114 as a work area or a received data storage area.

これらのロジック110および112とSRAM114とは、インタフェース回路(I/F)116に内部バス118を介して結合され、少なくともロジック110および114が、外部とデータ等の送受を実行する。ロジック110および112は、また、内部バス118を介してSRAM114にアクセスすることができる。   These logics 110 and 112 and the SRAM 114 are coupled to an interface circuit (I / F) 116 via an internal bus 118, and at least the logics 110 and 114 execute data transmission / reception with the outside. Logic 110 and 112 can also access SRAM 114 via internal bus 118.

ロジック110および112においては、外部電源電圧VEXを受けるロジック電源制御回路120および122が設けられ、SRAM114において、電源調整回路124が設けられる。ロジック電源電圧制御回路120および122により、ロジック110および112の内部回路に対する電圧レベルが設定され、また、内部電源電圧の各内部回路に対する印加態様が制御される(例えば、長期間にわたって動作が停止するスリープモード時には内部回路に対する電源電圧の供給が停止される)。   Logic 110 and 112 are provided with logic power supply control circuits 120 and 122 for receiving external power supply voltage VEX, and SRAM 114 is provided with a power supply adjustment circuit 124. The logic power supply voltage control circuits 120 and 122 set voltage levels for the internal circuits of the logics 110 and 112, and control how the internal power supply voltage is applied to each internal circuit (for example, the operation stops for a long period of time). In the sleep mode, the supply of power supply voltage to the internal circuit is stopped).

電源調整回路124は、実施の形態1から6において説明した内部電圧を発生する電圧発生器および電圧選択回路部分を含み、ロジック110および112の内部電源電圧と独立にその電圧レベルの調整および供給態様が設定される。   The power supply adjustment circuit 124 includes a voltage generator and a voltage selection circuit that generate the internal voltage described in the first to sixth embodiments, and adjusts and supplies the voltage level independently of the internal power supply voltages of the logics 110 and 112. Is set.

この半導体装置100は、システムLSI(大規模集積回路)またはシステム・オン・チップ(SoC)であり、SRAM114を内蔵メモリとして利用することにより、SRAM114の歩留まりを改善し、応じて、半導体装置100全体が、SRAM114の不良により不良製品として処理される確率を低減することができ、半導体装置100全体の歩留まりを改善することができる。   The semiconductor device 100 is a system LSI (Large Scale Integrated circuit) or a system-on-chip (SoC), and by using the SRAM 114 as an internal memory, the yield of the SRAM 114 is improved. However, the probability of being processed as a defective product due to a defect in the SRAM 114 can be reduced, and the yield of the entire semiconductor device 100 can be improved.

この発明に従うSRAMは、単体で設けられもよく、図26に示すようにロジックと同一半導体チップ上に組込まれる内蔵メモリとして利用されてもよく、この発明に従うSRAMを利用することにより、動作マージン不良が低減され、応じて歩留まりが改善される。   The SRAM according to the present invention may be provided as a single unit, or may be used as a built-in memory incorporated on the same semiconductor chip as the logic as shown in FIG. 26. By using the SRAM according to the present invention, the operation margin is poor. And the yield is improved accordingly.

1 メモリセルアレイ、2 ワード線選択回路、3 行側セル特性特定情報格納/電圧設定回路、4 ワード線ドライブ回路、6 列側セル特性特定情報格納/電圧設定回路、7 アレイ電源回路、MCA メモリセルアレイ、WSD ワード線ドライブ回路、DVS0−DVSn 電源電圧設定回路、ASC アレイ電源回路、FZ ヒューズ、RAT レプリカアクセストランジスタ、ZR 抵抗素子、DVS0/1−DVSn/n−1 ドライバ電源電圧設定回路、WDR0−WDRn ワード線ドライバ、FZ0−,FZ1 ヒューズ、RAT0,RAT1 レプリカアクセストランジスタ、ZR 抵抗素子、VSW0−VSWn ドライバ電源電圧選択回路、30 電圧発生器、32、32a,32b フリップフロップ、36a−36c PチャネルMOSトランジスタ、38 NANDゲート、40 第1電圧発生回路、42 第2電圧発生回路、44 第3電圧発生回路、45 ヒューズプログラム回路、47 シフトレジスタ、50 ドライバ電源選択回路、52 ヒューズボックス、54,54a,54b 比較器、56 インバータ、58a,58b PチャネルMOSトランジスタ、60 電圧発生器、65 ドライバ電源選択回路、70 ヒューズボックスブロック、75 行救済回路、SWDR スペアワード線ドライバ、52a−52c ヒューズボックス、76 ヒューズボックス、77 NANDゲート、58a−58f CMOSトランスミッションゲート、79 インバータ、58a−58d PチャネルMOSトランジスタ、80 電圧発生器、85 ドライブ電圧供給回路、82 アレイ電源回路、FZC0−FZCm ヒューズ、G0−Gm ANDゲート、MVSW0−MVSWm アレイ電源電圧選択回路、MC メモリセル、90 アレイ電源回路、FFC0−FFCm フリップフロップ、CVSW0−CVSWm 列電源電圧選択回路、100 半導体装置、110 第1のロジック、112 第2のロジック、114 SRAM、120、122 ロジック電源制御回路、124 電源調整回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Memory cell array, 2 Word line selection circuit, 3 Row side cell characteristic specific information storage / voltage setting circuit, 4 Word line drive circuit, 6 Column side cell characteristic specific information storage / voltage setting circuit, 7 Array power supply circuit, MCA Memory cell array , WSD word line drive circuit, DVS0-DVSn power supply voltage setting circuit, ASC array power supply circuit, FZ fuse, RAT replica access transistor, ZR resistance element, DVS0 / 1-DVSn / n-1 driver power supply voltage setting circuit, WDR0-WDRn Word line driver, FZ0-, FZ1 fuse, RAT0, RAT1 replica access transistor, ZR resistance element, VSW0-VSWn driver power supply voltage selection circuit, 30 voltage generator, 32, 32a, 32b flip-flop, 36a-36c P Nel MOS transistor, 38 NAND gate, 40 First voltage generation circuit, 42 Second voltage generation circuit, 44 Third voltage generation circuit, 45 Fuse program circuit, 47 Shift register, 50 Driver power supply selection circuit, 52 Fuse box, 54, 54a, 54b comparator, 56 inverter, 58a, 58b P-channel MOS transistor, 60 voltage generator, 65 driver power supply selection circuit, 70 fuse box block, 75 row relief circuit, SWDR spare word line driver, 52a-52c fuse box, 76 fuse box, 77 NAND gate, 58a-58f CMOS transmission gate, 79 inverter, 58a-58d P-channel MOS transistor, 80 voltage generator, 85 drive voltage supply circuit Path, 82 array power supply circuit, FZC0-FZCm fuse, G0-Gm AND gate, MVSW0-MVSWm array power supply voltage selection circuit, MC memory cell, 90 array power supply circuit, FFC0-FFCm flip-flop, CVSW0-CVSWm column power supply voltage selection circuit , 100 Semiconductor device, 110 First logic, 112 Second logic, 114 SRAM, 120, 122 Logic power supply control circuit, 124 Power supply adjustment circuit.

Claims (9)

行列状に配列され、各々が情報を記憶する複数のメモリセル、
各メモリセル行に対応して配置され、各々に対応のメモリセルが接続される複数のワード線、
各前記ワード線に対して設けられ、各々がドライバ電源ノードを有し、アドレス指定された行のワード線上に対応のドライバ電源ノードの電圧を伝達して該対応のワード線を選択状態に駆動する複数のワード線ドライバ、および
各々が少なくとも1つのワード線ドライバに対応して設けられ、各々が、対応の行のメモリセルの特性特定情報に従って対応のワード線ドライバに伝達される電圧を複数の候補電圧から選択して対応のワード線ドライバのドライバ電源ノードに伝達するドライバ電源設定回路を備え、前記複数の候補電圧は、互いに態様の異なる不良モードに対する対策として作用する電圧を含む、半導体装置。
A plurality of memory cells arranged in a matrix, each storing information;
A plurality of word lines arranged corresponding to each memory cell row and connected to the corresponding memory cell,
Provided for each of the word lines, each having a driver power supply node, and transmitting the voltage of the corresponding driver power supply node onto the word line of the addressed row to drive the corresponding word line to a selected state A plurality of word line drivers, each provided corresponding to at least one word line driver, each having a plurality of candidates for a voltage transmitted to the corresponding word line driver according to the characteristic specifying information of the memory cell in the corresponding row A semiconductor device comprising: a driver power supply setting circuit that selects a voltage and transmits it to a driver power supply node of a corresponding word line driver, wherein the plurality of candidate voltages include voltages that act as countermeasures against different modes of different modes.
各前記ドライバ電源設定回路は、1より大きく全メモリセルよりも少ない所定数のワード線ドライバに対応して配置され、
各前記ドライバ電源設定回路は、
複数ビットの前記メモリセル特性特定情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部の記憶情報に従って3以上の電圧レベルの異なる候補電圧のいずれかを選択して対応の所定数のワード線ドライバの電源ノードに伝達する電圧生成回路とを備える、請求項1記載の半導体装置。
Each of the driver power supply setting circuits is arranged corresponding to a predetermined number of word line drivers larger than one and smaller than all memory cells,
Each of the driver power supply setting circuits
A storage unit for storing a plurality of bits of the memory cell characteristic specifying information;
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a voltage generation circuit that selects any one of three or more candidate voltages having different voltage levels according to the storage information of the storage unit and transmits the selected voltage to power supply nodes of a corresponding predetermined number of word line drivers. apparatus.
前記ドライバ電源設定回路は、各ワード線ドライバに対応して設けられ、かつ前記メモリセル特性特定情報は、複数ビットの情報であり、
対応の行のメモリセルの特性特定情報を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路の記憶情報に従って互いに電圧レベルの異なる3以上の候補電圧のうちの1つを選択して対応のワード線ドライバの電源ノードに伝達する電圧選択回路とを備える、請求項1記載の半導体装置。
The driver power supply setting circuit is provided corresponding to each word line driver, and the memory cell characteristic specifying information is information of a plurality of bits,
A storage circuit for storing characteristic identification information of the memory cells in the corresponding row;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a voltage selection circuit that selects one of three or more candidate voltages having different voltage levels according to the storage information of the storage circuit and transmits the selected voltage to a power supply node of a corresponding word line driver. apparatus.
行列状に配列され、各々が情報を記憶する複数のメモリセル、
各メモリセル行に対応して配置され、各々に対応のメモリセルが接続される複数のワード線、
各前記ワード線に対応して設けられ、各々が、ドライバ電源ノードを有し、対応のワード線がアドレス指定されたとき、該対応のワード線へ対応のドライバ電源ノードの電圧を伝達して該対応のワード線を選択状態に駆動する複数のワード線ドライバ、および
前記複数のワード線ドライバに共通に設けられ、前記半導体装置の動作モードと独立に、メモリセルの特性特定情報と与えられたアドレス信号とに従って各前記ワード線ドライバに伝達される電圧レベルを複数の互いに異なる電圧レベルのいずれか1つに設定して各前記ワード線ドライバのドライバ電源ノードに伝達するドライバ電源設定回路を備え、前記アドレス信号は、行アドレス信号および列アドレス信号を含む、半導体装置。
A plurality of memory cells arranged in a matrix, each storing information;
A plurality of word lines arranged corresponding to each memory cell row and connected to the corresponding memory cell,
Provided corresponding to each of the word lines, each having a driver power supply node, and when the corresponding word line is addressed, the voltage of the corresponding driver power supply node is transmitted to the corresponding word line to A plurality of word line drivers for driving a corresponding word line to a selected state; and a common address provided to the plurality of word line drivers, the memory cell characteristic specifying information and a given address independently of the operation mode of the semiconductor device A driver power supply setting circuit configured to set a voltage level transmitted to each word line driver according to a signal to any one of a plurality of different voltage levels and transmit the voltage level to a driver power supply node of each word line driver; The semiconductor device, wherein the address signal includes a row address signal and a column address signal.
前記ドライブ電源設定回路は、
前記メモリセル特性特定情報として不良アドレス情報を格納する記憶回路と、
前記記憶回路の記憶する不良アドレスと前記与えられたアドレス信号とを比較し、該比較結果に従って前記互いに電圧レベルの異なる複数の電圧のうちの1つを選択して各前記ワード線ドライバの電源ノードへ伝達する電圧選択回路とを備える、請求項4記載の半導体装置。
The drive power setting circuit includes:
A memory circuit for storing defective address information as the memory cell characteristic specifying information;
The defective address stored in the storage circuit is compared with the given address signal, and one of the plurality of voltages having different voltage levels is selected in accordance with the comparison result, and the power supply node of each word line driver The semiconductor device according to claim 4, further comprising: a voltage selection circuit for transmitting to the semiconductor device.
前記記憶回路は、複数の不良アドレスを格納する、請求項5記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 5, wherein the memory circuit stores a plurality of defective addresses. 前記ドライバ電源設定回路は、
前記特性特定情報として前記複数のメモリセルの特性の性向を示す情報を記憶する特性記憶回路と、
前記特性記憶回路の記憶情報に従って選択対象となる電圧の組を変更して前記互いに異なる複数の電圧を生成する電圧切換回路をさらに備える、請求項4記載の半導体装置。
The driver power supply setting circuit includes:
A characteristic storage circuit for storing information indicating a characteristic tendency of the plurality of memory cells as the characteristic specifying information;
5. The semiconductor device according to claim 4, further comprising a voltage switching circuit that generates a plurality of different voltages by changing a set of voltages to be selected in accordance with stored information of the characteristic storage circuit.
行列状に配列され、各々がセル電源ノードを有し、前記セル電源ノードの電圧に応じた電圧レベルの情報を記憶する複数のメモリセル、
各メモリセル行に対応して配置され、各々に対応のメモリセルが接続される複数のワード線、
各前記メモリセル列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルが接続する複数のビット線対、
各前記メモリセル列に対応して配置され、各々に対応の列のメモリセルのセル電源ノードが接続される複数のメモリ電源線、および
各々が前記メモリ電源線に対応して設けられ、各々が、対応の列のメモリセルの特性特定情報とデータ書込指示とアドレス信号に従って生成される列選択信号とに従って対応のメモリ電源線に伝達される電圧を3以上の複数の候補電圧から選択して対応のメモリ電源線に伝達するメモリ電源設定回路を備える、半導体装置。
A plurality of memory cells arranged in a matrix, each having a cell power supply node, and storing information of a voltage level corresponding to the voltage of the cell power supply node;
A plurality of word lines arranged corresponding to each memory cell row and connected to the corresponding memory cell,
A plurality of bit line pairs arranged corresponding to each of the memory cell columns, each connected to a memory cell in a corresponding column;
A plurality of memory power supply lines arranged corresponding to each of the memory cell columns, each connected to a cell power supply node of a memory cell in the corresponding column, and each provided corresponding to the memory power supply line, The voltage transmitted to the corresponding memory power supply line is selected from a plurality of candidate voltages of three or more according to the characteristic specifying information of the memory cell in the corresponding column, the data write instruction, and the column selection signal generated according to the address signal. A semiconductor device comprising a memory power setting circuit for transmitting to a corresponding memory power line.
前記メモリ電源設定回路は、
前記メモリセルの特定情報を記憶する記憶回路と、
前記記憶回路の記憶情報に従って互いに電圧レベルの複数の電圧のうちの1つを選択する第1の電圧選択回路と、
前記電圧選択回路が選択した電圧と固定電圧との一方を前記書込指示および前記列選択信号とに従って選択して対応のメモリ電源線に伝達する第2の電圧生成回路とを備える、請求項1記載の半導体装置。
The memory power setting circuit includes:
A memory circuit for storing specific information of the memory cell;
A first voltage selection circuit for selecting one of a plurality of voltages at a voltage level according to the storage information of the storage circuit;
2. A second voltage generation circuit that selects one of the voltage selected by the voltage selection circuit and a fixed voltage according to the write instruction and the column selection signal and transmits the selected voltage to a corresponding memory power supply line. The semiconductor device described.
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