JP2509343B2 - 半導体メモリ装置 - Google Patents

半導体メモリ装置

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JP2509343B2 JP1240142A JP24014289A JP2509343B2 JP 2509343 B2 JP2509343 B2 JP 2509343B2 JP 1240142 A JP1240142 A JP 1240142A JP 24014289 A JP24014289 A JP 24014289A JP 2509343 B2 JP2509343 B2 JP 2509343B2
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【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体メモリ装置、特に、複数のセンスアンプ列に共
用される列選択回路を備えた複数(m)ビット入出力構
成のメモリにおいて列選択線の冗長を行う技術に関し、 複数出力ビット(mビット)が同時にフェイルするの
を回避して冗長時のビット救済効果を高め、ひいてはシ
ステムにおける信頼性を向上させることを目的とし、 複数のセンスアンプ列およびそれに対応するセルアレ
イ列の各列をそれぞれm個のグループに分割して各グル
ープ毎にそれぞれ冗長用センスアンプおよび冗長用セル
アレイを配置し、前記複数のセンスアンプ列に共用され
る列選択回路をm個のグループに分割して各グループ毎
に冗長用列選択部を設け、入力アドレスと冗長アドレス
の一致または不一致に基づき冗長切り換えを制御する冗
長制御手段を具備し、冗長時に、該冗長制御手段の出力
に基づいて前記列選択回路は、行選択回路で選択される
同一の行選択線を有するセルアレイに対応したセンスア
ンプ1列に属する列選択線を前記分割されたグループ毎
に1本ずつ同時に選択し、該選択したm本の列選択線を
前記冗長用列選択部と本来の列選択部の置き換えにより
それぞれ対応する冗長用列選択線に切り換えて冗長用セ
ンスアンプを選択するように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体メモリ装置に関し、特に、複数のセ
ンスアンプ列に共用される列選択回路を備えた複数ビッ
ト入出力構成のメモリにおいて列選択線の冗長を行う技
術に関する。
近年の半導体メモリ装置の大容量化に伴い、チップサ
イズは益々大きくなってきているため、そのチップサイ
ズを小さくできる回路構成が要望されている。
〔従来の技術〕
チップサイズの小型化を図るために、従来は、列選択
回路とそれに対応する列選択線を複数のセンスアンプ列
に共用させた形態で設け、それによってその配置数を減
らすことによりチップ面積の減少を図っている。
このような構成を備えた半導体メモリの一構成例が第
6図に示される。
図中、SA1〜SA4はそれぞれ冗長用センスアンプRSA10
〜RSA40を備えたセンスアンプ列、MA1〜MA4はそれぞれ
冗長用セルアレイRMA10〜RMA40を備えたセルアレイ列、
AP1〜AP4は出力データを増幅してデータバスDBに出力す
る増幅器、61は入力アドレスADDに応答するアドレスバ
ッファ、62はブロック(センスアンプ1列とそれに対応
するセルアレイ1列)を選択するセレクタ、631〜634
対応するセルアレイ列に属する行選択線を選択するロウ
デコーダ、641〜644は対応するセンスアンプ列に含まれ
る各センスアンプを駆動するドライバ、65は入力アドレ
スADDと冗長アドレスRADDの一致または不一致を検出す
るアドレス比較回路、66はコラム・プリ・デコーダ、67
はセンスアンプ列SA1〜SA4に共用され、冗長用コラムデ
コーダRCDを有するコラムデコーダ(列選択回路)、そ
して、CL,RCLはそれぞれ列選択回路67に対応して配設さ
れた列選択線および冗長用列選択線を示す。
この構成では、アドレス比較回路65において入力アド
レスADDと冗長アドレスRADDが一致すると、コラム・プ
リ・デコーダ66は非活性化され、一方、冗長用コラムデ
コーダRCDは活性化されて冗長用列選択線RCLが選択され
る。つまり、欠陥ビットの冗長を行う場合、本来のコラ
ムデコーダCDと冗長用コラムデコーダRCDの置き換えに
より1本の列選択線CLと1本の冗長用列選択線RCLを切
り換えて冗長用センスアンプRSA10〜RSA40を選択してい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来形の構成によれば、複数のセンスアンプ
列SA1〜SA4に共用される列選択回路67により列選択線CL
が1本のみ選択され、しかも入出力ビット構成が4ビッ
トの複数ビットとなっているため、もしデバイス使用時
に列選択線が切れた場合には、出力4ビットが同時にフ
ェイルしてしまうという不都合が生じる。
一般に、冗長を行うメモリには誤り検出・訂正(ECC;
Error Check and Correct)回路が搭載されているが、
このようなメモリにおいて上記のような不具合が生じて
複数出力ビットが同時にフェイルしてしまうと、ECC回
路本来のビット救済が役に立たなくなる。つまり、シス
テム上の1ビット誤り検出・訂正では救済できないとい
う欠点がある。これは、システム全体としての信頼性の
低下につながり、好ましくない。
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作さ
れたもので、複数出力ビットが同時にフェイルするのを
回避して冗長時のビット救済効果を高め、ひいてはシス
テムにおける信頼性を向上させることができる半導体メ
モリ装置を提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
第1図に本発明の半導体メモリ装置の原理図が示され
る。
本発明の半導体メモリ装置は、複数のセンスアンプ列
11〜1nおよびそれに対応するセルアレイ列21〜2nと、該
複数のセルアレイ列に対応して設けられた行選択回路3
と、前記複数のセンスアンプ列に共用される列選択回路
4を備えたmビット入出力構成の半導体メモリ装置であ
って、 前記複数のセンスアンプ列およびそれに対応するセル
アレイ列の各列をそれぞれm個のグループSAij,MAij
(i=1〜n,j=1〜m)に分割して各グループ毎にそ
れぞれ冗長用センスアンプおよび冗長用セルアレイRSAi
j,RMAij(i=1〜n,j=1〜m)を配置し、前記列選択
回路をm個のグループCD1〜CDmに分割して各グループ毎
に冗長用列選択部RCD1〜RCDmを設け、さらに、入力アド
レスADDと冗長アドレスRADDの一致または不一致に基づ
き冗長切り換えを制御する冗長制御手段5を具備してい
る。
そして冗長時に、該冗長制御手段の出力に基づいて前
記列選択回路は、前記行選択回路で選択される同一の行
選択線を有するセルアレイに対応したセンスアンプ1列
に属する列選択線を前記分割されたグループ毎に1本ず
つ(CL1〜CLm)同時に選択し、該選択したm本の列選択
線を前記冗長用列選択部と本来の列選択部の置き換えに
よりそれぞれ対応する冗長用列選択線RCL1〜RCLmに切り
換えて冗長用センスアンプを選択することを特徴とす
る。
また、上記構成において冗長用列選択部と本来の列選
択部の置き換えに基づく冗長用列選択線と本来の列選択
線の切り換えは、分割されたm個のグループに対して同
時に行うようにしてもよいし、あるいは各グループ毎に
独立に行うようにしてもよい。さらに、同時切り換えと
独立切り換えを混合した形態であってもよい。
〔作用〕
上述した構成によれば、冗長時には、分割された各グ
ループ毎に列選択線を1本ずつ同時に選択し、選択した
複数(m本)の列選択線をそれぞれ対応する冗長用列選
択線に切り換えて冗長用センスアンプを選択するように
している。
つまり、mビット入出力構成において冗長時に選択さ
れる列選択線の数は、1本ではなく、複数本(m本)で
あるため、仮にデバイス使用時に何らかの原因でその内
の1本が切れたとしても、従来形に見られたような複数
出力ビットが同時にフェイルしてしまうという不都合、
を回避することができる。これは、システム上の1ビッ
ト誤り検出・訂正によるビット救済効果を高めることに
寄与し、ひいてはシステムにおける信頼性の向上につな
がる。
なお、本発明の他の構成上の特徴および作用の詳細に
ついては、添付図面を参照しつつ以下に記述される実施
例を用いて説明する。
〔実施例〕
第2図には本発明の一実施例としての半導体メモリ装
置の構成が示される。
同図において、SA1,SA2はセンスアンプ列を示し、各
列はそれぞれ4つのグループSA11〜SA14,SA21〜SA24
分割され、各グループ毎にそれぞれ冗長用センスアンプ
RSA11〜RSA14,RSA21〜RSA24が配置されている。MA1,M
A2はそれぞれセンスアンプ列SA1,SA2に対応するセルア
レイ列を示し、同様にそれぞれ4つのグループMA11,MA
14,MA21〜MA24に分割され、各グループ毎にそれぞれ冗
長用セルアレイRMA11〜RMA14,RMA21〜RMA24が配置され
ている。冗長用セルアレイRMA11〜RMA14,RMA21〜RMA24
は、1対の相補ビット線を介して対応する冗長用センス
アンプRSA11〜RSA14,RSA21〜RSA24に接続されており、
同様に、セルアレイMA11〜MA14,MA21〜MA24も1対の相
補ビット線を介してそれぞれ対応するセンスアンプSA11
〜SA14,SA21〜SA24に接続されている。
CDはセンスアンプ列SA1,SA2とそれに対応するセルア
レイ列MA1,MA2に共用されるコラムデコーダ(列選択回
路)を示し、同様に4つのグループCD1〜CD4に分割さ
れ、各グループ毎にそれぞれ冗長用コラムデコーダRCD1
〜RCD4が設けられている。
A1,A2は出力データを増幅するための回路を示し、そ
れぞれブロック(センスアンプ1列とそれに対応するセ
ルアレイ1列)毎に配置され、それぞれ4つの増幅器
(アンプ)を備え、その出力側は4ビットのデータバス
DB(信号は1対の相補ビットの形態で出力されるのでデ
ータ線は8本)に接続されている。各増幅器の入力側
は、それぞれ1対のMOSトランジスタを介してグループ
1〜4にそれぞれ属する冗長用センスアンプに対応した
1対の相補ビット線に接続されると共に、それぞれ複数
対(図示の例では1対のみ示される)のMOSトランジス
タを介してグループ1〜4にそれぞれ属するセンスアン
プ群に対応した複数対の相補ビット線に接続されてい
る。冗長用の対構成のトランジスタの各ゲートは、それ
ぞれ冗長用列選択線RCL1〜RCL4を介して上述の冗長用コ
ラムデコーダRCD1〜RCD4に接続され、一方、複数対構成
のトランジスタの各ゲートは、それぞれ列選択線CL1〜C
L4(図示の簡単化のため4本のみ示される)を介してコ
ラムデコーダCD1〜CD4に接続されている。
11は入力アドレスADDに応答するアドレスバッファ、1
2は該アドレスバッファからのロウアドレス信号に基づ
きブロックを選択するブロック・セレクタ、131,132
該ブロック・セレクタにより選択された時にそれぞれ対
応するセルアレイ列に属する行選択線(図示せず)を選
択するロウデコーダ、141,142は同じくブロック・セレ
クタにより選択された時にそれぞれ対応するセンスアン
プ列に含まれる各センスアンプを駆動するドライバ、15
はアドレスバッファ11を介して入力されたアドレスADD
と冗長アドレスRADDの一致または不一致を検出するアド
レス比較回路、そして、16はグループ1〜4に共用さ
れ、該アドレス比較回路の出力とアドレスバッファ11か
らのコラムアドレス信号に応答するコラム・プリ・デコ
ーダを示す。
本実施例では、アドレス比較回路15において入力アド
レスADDと冗長アドレスRADDが一致した場合、コラム・
プリ・デコーダ16は非活性化され、グループ1〜4に対
応する冗長用コラムデコーダRCD1〜RCD4は一斉に活性化
されてそれぞれ冗長用列選択線RCL1〜RCL4が選択され
る。これによって、分割された各グループ1〜4に対し
て列選択線と冗長用列選択線の切り換え(冗長)が同時
に行われる。
第3図は本発明の他の実施例の構成を示すもので、上
記実施例(第2図)と構成上異なる点は、アドレス比較
回路151,152とコラム・プリ・デコーダ161,162を2系
統にしたことである。他の回路構成およびその作用につ
いては、上記実施例と同様であるのでその説明は省略す
る。
この実施例では、グループ1と2、3と4にそれぞれ
対応する冗長用コラムデコーダRCD1とRCD2,RCD3とRCD4
が同時に活性化され、グループ1、2とグループ3、4
の間に関しては独立に活性化される。それに応じて、冗
長用列選択線RCL1とRCL2は同時に選択され、同様にRCL3
とRCL4についても同時に選択され、RCL1,RCL2とRCL3
RCL4の双方に関しては独立に選択される。これによっ
て、分割されたグループ1〜4においてグループ1と
2、3と4に対してそれぞれ列選択線と冗長用列選択線
の切り換えが同時に行われ、また、グループ1、2とグ
ループ3、4の間に関しては列選択線の冗長は独立に行
われる。
この例では、1コラム冗長×2独立=2コラム冗長と
なり、各グループ毎でそれぞれ独立に冗長する場合の4
コラム冗長に比べると冗長数は少なくなるが、2コラム
冗長の場合にはヒューズ(図示せず;アドレス比較回路
の前段に設けられている)が2系統でよいため、4コラ
ム冗長の場合に比してヒューズ面積を半分に減少させる
ことができるという利点を有する。
第4図には第3図実施例における主要部の回路構成が
示される。なお、コラム・プリ・デコーダ161,162とコ
ラムデコーダCD1〜CD4の構成については、一部のゲート
のみが図示される。
図示の回路は、アドレスビットA0〜A7および冗長アド
レスビットRA0〜RA7にそれぞれ応答する排他的オアゲー
ト21〜23,25〜27,29,30と、該排他的オアゲート21〜23,
25〜27,29および30の各出力に応答するナンドゲート24,
28,31と、該ナンドゲート24,28,31の各出力に応答する
ノアゲート32と、該ノアゲートの出力に応答するインバ
ータ33と、該インバータの出力に応答して冗長用列選択
信号RCOLを出力するインバータ34と、インバータ33の出
力およびアドレスビットA0〜A2(および相補ビット)に
応答するナンドゲート35,37と、インバータ33の出力お
よびアドレスビットA3〜A5(および相補ビット)に応答
するナンドゲート39,41と、インバータ33の出力および
アドレスビットA6,A7(および相補ビット)に応答する
ナンドゲート43,45と、該ナンドゲート35,37,39,41,43,
45の各出力にそれぞれ応答するインバータ36,38,40,42,
44,46と、該インバータの各出力の組合せに応答するナ
ンドゲート47,49,51と、該ナンドゲートの47,49,51の各
出力にそれぞれ応答して列選択信号COL0,COL1,COL2
出力するインバータ48,50,52とから構成されている。
第5図は第4図回路による冗長切り換え動作の一例を
示すもので、図示の例では、アドレスビットA7と冗長ア
ドレスビットRA7の一致に基づく冗長の形態が示されて
いる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、複数ビット(m
ビット)入出力構成において、冗長時にm本の列選択線
を同時に選択して冗長を行っているので、従来形に見ら
れたような複数出力ビットの同時フェイルを回避するこ
とができ、それによってビット救済効果を高めることが
できる。これは、生産における歩留りの向上およびシス
テムにおける信頼性の向上に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体メモリ装置の原理図、 第2図は本発明の一実施例の構成を一部回路図の形態で
示したブロック図、 第3図は本発明の他の実施例の構成を一部回路図の形態
で示したブロック図、 第4図は第3図実施例における主要部の構成を示す回路
図、 第5図は第4図回路の冗長切り換え動作の一例を示すタ
イミングチャート、 第6図は従来形の一例としての半導体メモリ装置の構成
を一部回路図の形態で示したブロック図、である。 (符号の説明) 11〜1n…センスアンプ列、21〜2n…セルアレイ列、3…
行選択回路、4…列選択回路、5…冗長制御手段、SAij
(i=1〜n,j=1〜m)…センスアンプ群、MAij(i
=1〜n,j=1〜m)…セルアレイ群、RSAij(i=1〜
n,j=1〜m)…冗長用センスアンプ、RMAij(i=1〜
n,j=1〜m)…冗長用セルアレイ、CD1〜CDm…(本来
の)列選択部、RCD1〜RCDm…冗長用列選択部、ADD…入
力アドレス、RADD…冗長アドレス、CL1〜CLm…(同時選
択した)列選択線、RCL1〜RCLm…冗長用列選択線。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のセンスアンプ列(11〜1n)およびそ
    れに対応するセルアレイ列(21〜2n)と、該複数のセル
    アレイ列に対応して設けられた行選択回路(3)と、前
    記複数のセンスアンプ列に共用される列選択回路(4)
    を備えたmビット入出力構成の半導体メモリ装置におい
    て、 前記複数のセンスアンプ列およびそれに対応するセルア
    レイ列の各列をそれぞれm個のグループ(SAij,MAij;i
    =1〜n,j=1〜m)に分割して各グループ毎にそれぞ
    れ冗長用センスアンプおよび冗長用セルアレイ(RSAij,
    RMAij;i=1〜n,j=1〜m)を配置し、 前記列選択回路をm個のグループ(CD1〜CDm)に分割し
    て各グループ毎に冗長用列選択部(RCD1〜RCDm)を設
    け、 入力アドレス(ADD)と冗長アドレス(RADD)の一致ま
    たは不一致に基づき冗長切り換えを制御する冗長制御手
    段(5)を具備し、 冗長時に、該冗長制御手段の出力に基づいて前記列選択
    回路は、前記行選択回路で選択される同一の行選択線を
    有するセルアレイに対応したセンスアンプ1列に属する
    列選択線を前記分割されたグループ毎に1本ずつ(CL1
    〜CLm)同時に選択し、該選択したm本の列選択線を前
    記冗長用列選択部と本来の列選択部の置き換えによりそ
    れぞれ対応する冗長用列選択線(RCL1〜RCLm)に切り換
    えて冗長用センスアンプを選択することを特徴とする半
    導体メモリ装置。
  2. 【請求項2】前記冗長制御手段は、冗長時に前記列選択
    回路に対して、冗長用列選択部と本来の列選択部の置き
    換えによる冗長用列選択線と本来の列選択線の切り換え
    を、分割されたm個のグループに対して同時に行わせる
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
  3. 【請求項3】前記冗長制御手段は、冗長時に前記列選択
    回路に対して、冗長用列選択部と本来の列選択部の置き
    換えによる冗長用列選択線と本来の列選択線の切り換え
    を、分割されたm個のグループに対してそれぞれ独立に
    行わせることを特徴とする請求項1に記載の半導体メモ
    リ装置。
  4. 【請求項4】前記冗長制御手段は、冗長時に前記列選択
    回路に対して、冗長用列選択部と本来の列選択部の置き
    換えによる冗長用列選択線と本来の列選択線の切り換え
    を、分割されたm個のグループに対して所定個数単位の
    グループ毎に同時に行わせると共に、該所定個数単位の
    グループ間についてはそれぞれ独立に行わせることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
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